AVR - ATmega48,88,168リセッター

AVRマイコンに何度も書き込んだりしていると、うっかり外部クリスタルを付けずにヒ ューズビットを外部設定にしてしまい、書き込めなくなった方も多いはず・・・リセット端子の書き換えとか。
うちにはそんな理由で失敗したATmega168が３個
ここらで復活の呪文でもかけてみようかと挑戦。

記事後半で製作事例もご紹介してます。

これら失敗したAVRの復活には、高電圧パラレルプログラミングが必要になるのだけど、手順はデータシートで良いとして回路的な資料が意外と少ない気がする。
結構回路が面倒なのですよ
それともみんなSTK500とか使っているのかしら？このためだけになんだしねえ・・・

そこでまず国内ですぐに見つかるのはでんし研さんのところの亀の子式リセッターですが、とても簡易で良いアイデアです。
Tiny2313やTiny45・13などを対象としていて、ソースも公開されているので、これを元に考えてみようかと。

データシートでは28PINの場合、DATAビットがPB0～PB5とPC0～PC1、に分離しているのがなんだか面倒。
物ぐさな自分にとってはアセンブラで書くよりＣにしてまえと移植を決意。
どのみち面倒な選択になってしまった

しかし、更にいろいろ調べていたら、ゆきの研究室さんとこのＡＶＲライタの製作で、高電圧プログラマーの回路図とソースが公開されていました。
しかも28PINデバイスが対象なので、最終的にこれを参考にしようかと思います。
でんし研さん、ゆきさん、大変良い資料を公開して頂きありがとうございました。

で、その回路ではmega8シリーズの前身であるAT90S4433をホストとし、ターゲットをATmega8にした構成ですが、これならピン互換なのでプログラミングの手順さえ弄ればあっという間ですな。

ここでは手持ちの28PINで空いていたATmega88をホストとしていますが、ATmega8の後継なのでmega48シリーズなら大丈夫でしょう。
なのでATmega8・48・88・168のどれでもホストになれますが、AT90S4433は逆に手順が異なるのでＮＧです。
とはいえ、識票バイトを読み取って処理をすれば可能だし、他のデバイスにも対応させることも可能です。

データシートを見ながらプログラミングの手順を変更をして、回路を作成します。

ほとんど同じですが、取り敢えず回路図はこんなところです。
高電圧パラレルプログラミングとは、ターゲットのリセット端子に１２Ｖを印加しながら並列にデータを転送することで、ＰＣのパラレル端子ではありません。
電源は１２ＶのＡＣアダプターから供給し、そこから１２Ｖとレギュレーターによって５Ｖを作ります。

ゆきさんのところではDTC143ESAという抵抗内蔵デジタル・トランジスタを使用していますが、手持ちのNPNトランジスタにはC1815GRしかなかったので、これと4.7kの抵抗の組み合わせで組んでます（上図の青破線内）。

NPN型のトランジスタならどれでもＯＫだと思いますが、2SCシリーズ、つまり2SC1815の互換なら大丈夫です。
ランクはＧＲでなくてもＹでもいけると思います。
DTC143ESAも安いのでまとめ買いしても良いけど、それだと用途が限定されてくるので、1815を汎用的に使いまわせるようした方が良いかも。

出来上がりはこんな感じです
ごちゃごちゃしてますが、重要なのはPC3のXTAL1、PC4のRDY、PC5のRESETで、残りは１対１の接続と、ユーザーインターフェイス用のLEDとタクトスイッチ、そして電源関係です。
RDYはターゲットからの戻りが確実なら削っても良いかも？？

元は４ＭＨｚのセラロックが入ってましたが、敢えて外して内蔵RCの１ＭＨｚで駆動してます。
なので書き込む際はヒューズビットの設定に気を付けて下さい（下位ビット 01100010 = 0x62）。

右端は赤いテストクリップから１２Ｖが供給され、レギュレーターを通り、各マイコンに５Ｖを提供する部分。
緑のLEDは電源ランプ。

左側にはDTC143ESAの置き換えであるC1815GRがあり、PC5(RESET)の上げ下げによって１２Ｖの電圧をコントロールします。

ついでなんで、この動作を仮にシミュレートすると、だいたい下図のような感じでしょうか。

「SW(PC5)」とあるのがPC5をHIGH-LOWにする役目で、「RESET」とあるのがそのままリセット端子の状態を表します。
下がPC5をHIGHにした状態で、RESETの電圧はほぼゼロ。初期化時はこの状態です。
上のようにPC5をLOWにすればRESETが１２Ｖになり、パラレルプログラミングへ移行します。

2SCシリーズ（または2SD）のトランジスタはNPN型と言われていて、今回のようにスイッチとして使う場合、HIGHならLOW、LOWならHIGH、とインバータ・ロジック回路のイメージで使えます。
飽和領域は周りの抵抗でコントロールしているので、あまり適当な値を入れてしまうとHIGH-LOWの区別が曖昧になってしまうので注意。

あくまでもトランジスタは１２Ｖをコントロールするだけなので、でんし研さんのようにぶっちゃけ手動でオン・オフしても構いません。
入力待ちの時に１２Ｖを入れて、終了したら切れば良いだけ。
ターゲットのリセット端子に入れる１２Ｖのライン間に、スイッチを入れておけばＯＫ。
この場合、PC5のRESETは不要。

使い方ですが、元のとほぼ同じで、電源を入れると３回LEDが点滅してから入力待ちとなります。
タクトスイッチを押すとリセット端子に１２Ｖが印加されます。
処理はすぐに終了し、正常終了であればLEDは点灯し続けるので、電源を切って終了です。

エラーになった場合、エラーを起こした箇所によってLEDが数回点滅し、しばらく消えてはまた点滅の繰り返しになります。
配線をチェックしてみて下さい。
元はLEDの点滅だけでしたが、独自に変更をしました（あまり意味無いですが）。

それから内蔵RCにしたので、出来るだけ時間を正確に把握しようとウェイト・ルーチンをインライン・アセンブラで置き換えました。
でも、全部アセンブラに書き換えた方が無駄が無かったかも

ソース
「mega168reset.c」をダウンロード
※ダウンロードがうまくいかない場合は右クリックのメニューから保存して下さい
※ゆきの研究室さんのソースを改変しております

2009.1.27追記
コンパイラのオプションで最適化は-O0(無し)にして下さい。

というわけで、無事に３個のATmega168は復活の呪文で救われ、１５００円（１個５００円くらい？）を損することなくエコに貢献出来ました。
いつかちゃんとした？のを作ろうかと思います・・・

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2009.1.28追記
実際に製作されたtomoさんの回路をこの場を借りてご紹介します。

電源は5Vと12Vを外部から供給するようになっているので、レギュレーターの部分を別に用意するか、5Vと12V別々で電源を用意する必要があります。
亀の子式なので、とてもコンパクトになっていますね～
これならすぐに復活させたい時も小回りが利きそうです

※画像には電子透かしを埋めてあります（ステガノグラファー）

画像の提供ありがとうございましたm(_ _)m

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2009.12.16追記
修正です、すみませんm(_ _)m
ブレッドボードの画像のトランジスタ部分で、コレクタとベースが逆になってました
回路図はそのままで大丈夫です。

当時の回路は既にバラしてしまっているので、該当箇所だけ組みました。ベースとコレクタを入れ替えただけで、後は同じです。
ちなみに、そこらにあったもので組んだので、抵抗とICは全く別物になってます。上２つは4.7k、下は1kで、ICはAVRに置き換えて下さい。
ブレッドボードの画像を参考に回路を組まれている方はご注意下さい。

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2014.4.2追記

要望によりバイナリファイル(HEX)をアップロードします。
上記ソースコードのビルドによって出力された当時のファイルとなりますので、最新の環境でのビルドではありません。
また、最新の環境でのビルド予定はありません。

ダウンロード mega168reset_hex.zip (1.6K)

※ダウンロードがうまくいかない場合は右クリックのメニューから保存して下さい
※ファイルの扱いは各自の責任にて行って下さい
※使用・転送方法などの説明はメーカーや他サイトにてお調べ下さい