Beschreibung
Die Firmware für diesen Programmer basiert auf der Application Note 910 von Atmel. Die Original Applikation ist allerdings schon etwas älter, und die Software  des AT90S1200 wird von Atmel schon länger nicht mehr gepflegt. Dies gilt jedoch nicht für das Windows Steuerprogramm AVR-Prog, das in der aktuellen Version 1.40 im Paket des AVR Studio seit  Version 4.11 (Build 401) enthalten ist. Das Programm selbst kann natürlich auch vom Studio 3.x oder direkt aufgerufen werden. Vor einiger Zeit habe ich eine aktualisierte und wesentlich beschleunigte Version der Firmware, die jetzt auch auf einem AT90S2313 (oder auch ATTiny2313 )basiert gefunden. Diese wurde von mir weiter verbessert und ich habe neuere Controller implementiert. In der aktualisierten Version ist die "alte" Applikation Note dann doch wieder eine interessante Alternative.

Durch Anschluss an den seriellen Port fallen diverse Timing/Dongle und WinNT/2000/XT Anfangsprobleme weg.  In den neueren Programmern von Atmel kommt das Protokoll des Bootloaders, wie in Atmel Application Note 109 beschrieben zum Einsatz. Seit der Firmwareversion 3.6 ist dieses Protokoll ebenfalls im Programmer implementiert. Durch die Integration dieser "block mode" Kommandos wurde der Datentransfer deutlich beschleunigt, was sich sehr stark bei der Verwendung eines USB-Seriell Wandlers bemerkbar macht.

Schaltungsbeschreibung
An der Originalschaltung hat sich nur marginal etwas geändert. Es gibt bei diesem Programmer eine LED zur  Zustandsanzeige. Verwendet man dazu eine normale LED hat dies den Nachteil, das diese im "Ruhezustand" des Programmers aus ist. Nur während des Programmiervorganges leuchtet die LED auf. Hier weiss man nicht immer sicher, ob noch eine Versorgungsspannung anliegt.
Ich habe die Verwendung einer 2 poligen Duo LED vorgesehen und die Software entsprechend angepasst. Nach dem  anlegen der Versorgungsspannung wechselt zuerst die Farbe von rot über gelb nach grün. Während des Programmiervorganges leuchtet die LED rot, nach Ende der Programmierung leuchtet sie wieder grün.

Ist gerade keine Duo LED zur Hand oder möchte man auf dieses Gimmik verzichten, kann auch eine standart LED verwendet werden. Hierzu den Widerstand R1 dann liegend in die mit R1* gekennzeichnete Bohrung einlöten. Achtung: auf richtige Polung achten, Pin 12 des Controllers ist die Kathode!.

Ich habe meine Duo LED von Reichelt. Anscheinend gibt es aber verschiedene Bauformen, d.h. verschiedene Polungen der Diode. Falls die Farben nicht stimmen, muss die Diode anders herum eingelötet werden.

Zweite Änderung ist der Taster S1 zur Eigenprogrammierung der AT90S2313 Software. Man muss also bei zukünftigen Softwareupdates den Mikrocontroller nicht mehr ausbauen. Das ist insbesondere recht praktisch, wenn man den Programmer in einen Schrumpfschlauch einpacken möchte.Natürlich braucht man dazu einen 2. Programmer, siehe unten....

Um die serielle Schnittstelle mit höherer Geschwindigkeit als 19200 Baud nutzen zu können, habe ich einen 7,3728 MHz Quarz verwendet. So sind 115.200 Baud möglich. Die Software und das Timing sind auf diesen Quarz angepasst.

Achtung! Nicht alle haben einen 7,3728 Mhz Quarz herumliegen und einige Programmer bzw. einige PCs (selten) machen offenbar Probleme mit den 115200 Baud. Im Sourcefile habe ich deshalb einige Zeilen mit alternativen Quarzen und Baudraten eingefügt. Einfach die passenden Zeilen auskommentieren, (die anderen dann wieder kommentieren) und den Code compilieren.

Der Schaltplan entspricht bis auf Taster und LED dem Originalplan der Applikation Note 910.  Außerdem  wird ein AT90S2313 verwendet und mit 7.3728 Mhz betrieben.

Achtung!: Wichtig für alle, die einen "alten" AVR910 Brenner mit AT90S1200 umbauen! Im Original Schaltplan von Atmel und auch in der Original Software sind die Funktionen der MISO und MOSI Pins vertauscht. (der MOSI Pin hat die MISO Funktion und umgekehrt). In dieser Schaltung und natürlich auch in der neuen Software sind die Funktionen wie die Beschriftung.
Wer eine universelle Software möchte, und sich nicht um die MISO/MOSI Pinbelegung kümmern will, findet hier eine dafür angepasste Version der Software von Clemens:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-4-51697.html#422370

AT90S2313 abgekündigt: Aufgrund der vielen Anfragen zu diesem Thema, und da Reichelt ihn seit kurzem nicht mehr im online Katalog hat, habe ich eine Beschreibung zum umrüsten auf den ATTiny2313 angefügt. Der Sourcecode braucht dafür nicht verändert zu werden.

(auf das Bild klicken für Grossansicht)
Programmierstecker Anschlussbelegung
Der Programmieradapter ist ein 10poliger Wannenstecker, der die "übliche" Atmel Pinbelegung des ISP Steckers aufweist. Der AVR910 bezieht seine 5V Versorgung von der Zielschaltung! Der LED Pin ist in dieser Schaltung nicht belegt!		Draufsicht

Software

Software Teil 1: die Firmware

Die modifizierte Firmware gibt es im Source (.asm) und zum direkten Brennen (.hex) im Downloadbereich. Da das Protokoll zwischen Firmware und AVRProg nicht das schnellste ist, bringt die Baudratenerhöhung auf 115200 schon einige % Geschwindigkeitsvorteil. Die wichtigste Beschleunigung gegenüber der original AN910 Firmware ergibt sich aber aus der Änderung der Programmiezeit. Statt immer die maximale Zeit nach dem programmieren eines Byte zu warten, wird das geschriebene Byte per polling abgefragt. Sobald das Byte gebrannt ist, geht es zur nächsten Adresse. In der ursprünglichen Version wurde immer die Maximalzeit abgewartet. Außerdem unterstützen die neueren AVR Chips einen Page write Mode, der in dieser Firmware ebenfalls implementiert ist. Nicht zuletzt sind in der aktuellen Firmware auch die neueren Controller der AVR Familie enthalten (Tabelle am Ende des Sourcecodes). Der ursprünglich eingesetzte AT90S1200 hat nicht genug Flash Speicher um die neue Firmware aufzunehmen.

Seit der Firmwareversion 3.6 werden die in der Atmel Application Note 109 beschriebenen Block Kommandos des Atmel Bootloaders unterstützt. . Wenn AVRProg (ab Version 1.33) die Unterstützung erkennt, sendet es die zu übertragenden Bytes nicht mehr einzeln, sondern Blockweise. Diese Beschleunigung macht sich besonders bei der Verwendung von USB -> seriell Adaptern bemerkbar. Siehe hierzu die NOTE 16 im Sourcecode.

Hier eine Übersicht der von AVRProg mit diesem Programmer unterstützten Controller. Selbst getestet habe ich bisher nur wenige davon. Diese und die von anderen Nutzern bestätigten Typen sind in Fettschrift aufgelistet. Prinzipiell unterstützt von der AVR-Prog Hardware werden nur Typen mit serieller low Voltage Programmierung. Die AVRprog Software kann u.U. noch andere Typen, die aber dann eine besondere Hardware benötigen. Unbedingt das Datenblatt des Zielcontrollers anschauen! Einige aufgeführte Controller werden nicht von AVRProg unterstützt, dafür dann andere Programme (avrdude, AVRProg für Linux) nehmen.

Supportete Controller
Neu mit Firmware 3.8b und avrdude: ATtiny24, 44, 45, 84, 85, ATMega168, 640, 1280, 1281

Basis für die Weiterentwicklung war die Firmware von Leonid Ivanovich (wubble). Die Originalfiles von ihm sind im Downloadbereich.

Software Teil 2: das Steuerprogramm

AVR-Studio (Windows)

AVRStudio ist wohl die Standart Entwicklungsumgebung für Windows Rechner von Atmel. Integriert sind ein leistungsfähiger Assembler sowie eine komplette Simulationsumgebung.
In das AVRStudio ist ein Aufruf zum Programm AVRProg integriert:

AVR Prog (Windows Software von Atmel)

Obwohl offiziell schon lange nicht mehr supported, hat Atmel mit der AVRStudio Version (V4.11  build 401, Jan.2005) eine aktualisierte AVRProg version V1.40 mitgeliefert! Diese unterstützt jetzt endlich auch den ATMega8535. Ebenfalls neu dabei sind die ATMega64 und ATMega169. Leider fehlt noch der ATTiny2313. Die vorherige Version von AVRProg (V1.37) gibt es noch bei www.avrfreaks.net .
Auch wer noch Studio 3.x benutzt, kann sich die neue AVRProg.exe natürlich in den Pfad seiner Version kopieren.
AVRProg liegt im Pfad AvrProg unterhalb des Installationsverzeichnisses. AVRProg funktioniert auch ganz ohne AVR Studio.

Wichtig ist das einstellen des richtigen Chips zum Programmieren

Mit dem Button "Advanced" kommt man in die Fuse und Lockbit Einstellung, ausserdem verrät AVRProg hier etwas über die Firmwareversion des angeschlossenen AVR910 Programmers. Besonders bei den ATMega Controllern passiert es "gerne" dass versehentlich die Fusebits auf externen Oszillator oder RC Oszillator gestellt werden, obwohl externer Quarz gemeint war. Dann geht leider nichts mehr... Abhilfe schafft hier der AVR-Preserver, der wieder für den richtigen Takt an XTAL1 sorgt. Übrigens, das SPIEN Bit lässt sich im seriellen Mode nicht falsch brennen. Wird der Reset Pin jedoch abgeschaltet, (bei manchen Controllern möglich) geht nichts mehr ausser der High Voltage Parallel Programmierung.

Das "Advanced" Fenster, hier beim ATMega8535

OSP II (Windows, open Source) 

	Wichtig ist es die richtige Baudrate einzustellen, empfehlenswert, weil schneller auch die richtige Schnittstelle.
	Das sieht doch alles sehr übersichtlich aus, und ein autodetect für den Controller gibt es auch. Ausprobieren lohnt sich!

AVR Codevision (Windows)

AVRCodevision unterstützt ebenfalls den AVR910 Programmer, die Baudrate ist einstellbar. Die integrierte Programmer Software ist etwas gewöhnungsbedürftig, es lassen sich aber auch externe Programme einbinden.

Für die Benutzer von WinAVR-GCC gibt es die jeweils aktuellste Version von avrdude im Paket mitgeliefert, das den AVR910 Programmer ebenfalls unterstützt.

avrdude (Linux oder Windows, auch MAC und Solaris)  

• der Blockmode des avr109 Protokolls wird auch im avr910  Protokoll unterstützt, man muß also nicht mehr -c avr109 oder -c butterfly eingeben um von der gesteigerten Geschwindigkeit zu profitieren. Wichtig z.B. für alle USB Varianten dieses Programmers.
  

• die Unterstützung für neue Controller zusammen mit diesem Programmer wurde verbessert! Damit entfällt auch das nacheditieren der avrdude.conf und auch das Erweitern des Programmer-Sourcecodes auf neue Controller.

uisp (Linux)

AVR-Prog (Linux, NICHT von Atmel!)

Palm-AVR

Bascom Programmer Einstellung für den AVR910.
	Der in Bascom integrierte avr910 Type Programmer (avr-isp) reagiert nicht auf die Baudrateneinstellung im Auswahlmenü! Die Baudrate muss in der Registry eingestellt werden. Achtung: Anscheinend wird auch, egal was man in der Chipauswahl einstellt immer nur der AT90S8515 ausgewählt?! Wenn das Programmieren also für Eure Chips nicht funktioniert... Schreibt an mcselec, nicht an mich ;-) Bedingt durch das von Bascom benutzte alte Protokoll ist eine Verwendung mit USB-Seriall Wandler nicht zu empfehlen. Die serielle Schnittstelle ist schon langsam genug...
	Einstellung in der Registry: Achtung: Wer sich mit Registry Einstellungen nicht auskennt, soll lieber den AVR910 auf 19200 baud umstellen! In HKEY_CURRENT_USER unter basavr.ini im Directory AVRISP mit "rechter maustaste" -> neu -> Zeichenfolge COM anlegen. Dann doppelclick auf COM und den Wert 115200,n,8,1 eingeben. Fertig.
	Dringende Empfehlung: AVR-Prog oder avrdude benutzen. So wirds gemacht, wenn man AVR-Prog als externen Programmer in Bascom einträgt.

KontrollerLab (Linux)

Wer lieber einen fertigen USB-Seriell Wandler einsetzen möchte, ich habe den USB2 SERIELLvon Reichelt ausprobiert, er hat unter Win XP ohne Probleme mit AVR-Prog und avrdude funktioniert. Sicher eine preiswerte Investition.

Mögliche Fehlerursachen:

• Keine Betriebsspannung angelegt
• Der AVR910 wird nicht durch die serielle Schnittstelle mit Spannung versorgt! Die 5V müssen über die Zielschaltung kommen.

• Keine Verbindung zum seriellen Port
• Defektes und/oder falsches serielles Kabel
  
• Das serielle Kabel zum PC muss ein sogenanntes 1:1 Verlängerungs- oder Modemkabel sein, also kein Nullmoden!
• Es wurde ein falscher SUB-D Verbinder verwendet
• Auf dem AVR910 muss eine SUB-D Buchse eingebaut werden. Beim Stecker stimmen die Pinnummern nicht!
• Falsche oder gar keine Baudrate ausgewählt?
• bei avrdude: richtige Baudrate in avrdude.conf oder per -B 115200 eingestellt?
  
• wird noch avrdude Version <= 4.4 verwendet? Bei -c butterfly in den Sourcen die Baudrate einstellen und compilieren!
• besser: aktuelle Version von avrdude verwenden
  
• bei uisp: Baudrate ist ev. fix auf 19200 eingestellt!
  

• Der serielle Port ist durch andere, gerade laufende Software belegt
• Ist die Terminalemulation noch offen?
• Ist vielleicht AVRProg schon mal gestartet?
  

• Irgend etwas beim Aufbau ist schief gegangen
• Bestückung überprüfen
• Sind die richtigen Transistoren eingebaut? (Q100 ist ein PNP, Q2 ein NPN Transistor)
  
• Dioden richtig herum eingelötet?
  

• Falscher oder nicht schwingender Quarz
• Wechselt die LED beim einschalten die Farbe und leuchtet sie überhaupt? Wenn ja, Quarz OK.
  
• Stimmt die Quarzfrequenz mit der im Sourcecode eingestellten? (default 7,3728 MHz)
• wird ein ATTiny2313 verwendet?
• Fuses richtig eingestellt ? auf CLKDIV8 achten! sonst läuft er mit 1oder 8 MHz internem Takt!
  

• Meine Terminalemulatin empfängt nur Hyroglyphen
• Baudrate falsch?
• Transistoren richtig bestückt? Q100 ist ein PNP,  Q2 ein NPN Transistor
• stimmen die Widerstandswerte?

• Die PC Schnittstelle schafft keine 115200 Baud (seltener Fall!)
• Baudrate im Sourcecode auf 19200 Baud einstellen
  

Bekannte Fehler, Bugs, Besonderheiten

Gehäuseeinbau

	Die Platine ist so bemessen, das sie stramm in das 2 teilige Gehäuse von Reichelt (SP 2043 SW) oder Conrad (Best.# 522244) hineinpasst.
	Damit das ganze etwas professioneller aussieht, habe ich noch einen Aufkleber mit Front Designer erstellt. Der wird Seitenverkehrt auf eine Folie gedruckt, und diese dann mit doppelseitiger Transparentklebefolie(z.B. Conrad 529400, 5µ) auf eine farblich passende, selbstklebende Trägerfolie aufgeklebt. Diese dann auf  dem Gehäuse anbringen. Darstellung hier im Maßstab 2:1, die Originalgrösse ist 45*30mm.

Das ganze funktioniert im Prinzip auch mit bedruckbaren Klebefolien. Eine Auswahl der Möglichkeiten gibt es z.B. bei Conrad oder im gut sortierten Schreibwarenladen.

Den FrontDesigner gibt es im Fachhandel, oder direkt bei www.abacom-online.de. Dort kann man auch eine Demo herunterladen, bei der allerdings speichern und ausdrucken nicht funktionieren.
Leider ist es mir nicht gelungen, die exportierte Datei aus Front Designer im richtigen Maßstab und in guter Qualität als Grafikdatei abzuspeichern. Wer einen Tipp hat, mit welchem Grafikprogramm eine Konvertierung funktioniert, bitte eine eMail an mich senden. Hier die Originaldatei in Front Designer Format.

Natürlich ist auch jede andere Art der Frontplattenbeschriftung geeignet.
Wer es einfacher möchte, kann die Platine auch einfach mit stabilem Schrumpfschlauch einpacken. In diesem Fall empfiehlt es sich, einen Taster mit kürzeren Betätigungsknopf zu nehmen.

Programmierte Controller, Platinen und Fertiggeräte 

Einen Komplettbausatz als USB Variante, bestehend aus Leiterplatte incl. bereits aufgelötetem FT232RL und Kabel gibt es im Shop von Bernhard Redemann   www.b-redemann.de AVR910-USB-Programmer www.b-redemann.de Weitere Produkte (u.a.): Bücher von B. Redemann Steuern und Messen mit USB, (FT232,245 und FT2232) Experimente mit Bluetooth (BTM222, FB151)

Wer nicht selbst bauen möchte, oder wer auf Nummer sicher gehen will kann im Shop von Rene Rasenack  www.ob-elektronik.de fertig programmierte Controller mit der jeweils aktuellsten Software und der richtigen Fuse Einstellung (ATTiny2313) in SMD oder DIL Bauform günstig erwerben. Ausserdem gibt es noch SMD Leerplatinen oder komplett aufgebaute Programmer. Dieser Link führt zum Elektronikshop www.ob-elektronik.de für den Inhalt dessen Seiten ist der Shopinhaber verantwortlich.

Programmierte ATTiny2313 DIP20 Controller mit der aktuellen Firmware dieser Seite und korrekt eingestellten Fusebits versendet auch Mark Hämmerling: www.engbedded.com/products/ Dort gibt es auch eine IR Programmer Version für Palm Handhelds (PalmAVR)

Download

Hier die beschriebenen Files zum Download (shift+linke Maustaste):

Schaltplan als jpg Datei.
Layout mit Bestückungsplan (shift+linke Maustaste) als Eagle .brd Datei (gezippt)

Für das Drucken das Layouts wird Eagle ab Version 4.0x benötigt. Eine kostenlose Testversion mit der der Ausdruck möglich ist gibt es bei www.cadsoft.de

Sourcecode der Firmware

avr910_2313_v38b.asm für AVR Studio avra oder tavrasm.

Die Grafikdatei der Frontfolie im jpg Format im Masstab 2:1 zum ausdrucken mit einen Grafikprogramm (Originalgrösse 45*30mm). Beim ausdrucken auf Folie vorher noch spiegeln.

Teileliste für AVR Programmer

Bezeichnung	Wert	Beschreibung
Widerstände
R1	680	Widerstand
R100-R105	4,7k	Widerstand
Kondensatoren
C1, C2	27pF	Keramikkondensator
C100	1µF	Subminiatur Elko 63Volt z.B. Reichelt  SM1,0/63rad
C101	100nF	Kondensator
Halbleiter
IC1	AT90S2313	Mikrocontroller Atmel AT 90S2313 PDIP
D100, D101	1N4148	Universaldiode
LED1	DUO-LED2	Duo Led 5mm Reichelt LED5RG oder Conrad 184403
Q2	BC548B	NPN Transistor
Q100	BC557C	PNP Transistor
Sonstiges
J100	9 polig Sub-D EU	z.B. Reichelt D-SUB BU 09GW
S1	Selfprogramming	z.B. Reichelt Taster 3301D oder Taster 3301
SV1	Wannenstecker 10pol.	z.B. Reichelt WSL10W
XC100	7.3728 Mhz	Quarz z.B. Reichelt 7.3728 HC49U-S
Schneidklemm-Buchse  10pol.		z.B. Reichelt PFL10
Flachbandkabel 10 polig		z.B. Reichelt AWG 28-10G 3m (3 Meter)
Gehäuse		Reichelt (SP 2043 SW) oder Conrad 522244
serielles Kabel	1:1 Sub D	z.B. Reichelt AK230 (9pol./9pol.)

 

Alle Teile sind z.B. bei Reichelt zu beschaffen.

Aufbau mit ATTiny2313

Wer keinen AT90S2313 mehr hat oder einsetzen möchte, bekommt hier die Hinweise zum umrüsten des avr910 auf einen ATTiny2313.

Der ATTiny2313 ist pinkompatibel zum AT90S2313, er hat allerdings einige zusätzliche Features und u.A. einen internen Takt. Konfiguriert werden diese Features durch die Fusebits. Für alle Interessierten ist ein Studium des Datenblattes angesagt.

Zum ändern der Fuse braucht man einen Programmer der den ATTiny2313 unterstützt.

Wenn beim Einstellen der Takt Fuses etwas schiefgeht, hilft der AVR-Preserver wieder weiter...

Programmieren mit der STK500 Software aus AVRStudio:

Für alle die Zugriff auf einen Atmel ISP oder STK500 Programmer haben oder einen kompatiblen Nachbau (z.B. den HV-Prog) :

Hier ist die Einstellung der Fuses sehr einfach, die Haken bezeichnen gebrannte Fuses, also Wert 0!:

Programmieren mit PonyProg:

Wichtig: vor dem schreiben der neuen Fuses erst mal mit "Read" die Fuses einlesen.
Auch hier gilt: der Haken bezeichnet gebrannte Fuses (Wert 0)!

So muss das "Configuration and Security" Fenster nach dem Brennen aussehen:

Dann kann die Firnware in den ATTiny2313 programmiert werden. Die Firmware muss hierfür nicht modifiziert werden, da der ATTiny2313 abwärtskompatibel ist.

Andere Programmer habe ich noch nicht ausprobiert, wenn mir jemand die Screenshots schickt, nehme ich sie gerne auf diese Seite auf.

Programmieren mit Bascom:

und so sieht es unter Bascom aus, vielen Dank an Rene Rasenack: