Atmega328P ile bootloader yükleme

Atmega serisi ve Attiny serisi ile birçok uygulama geliştirdik. Ama bu güne kadar geliştirilen tüm ürünlerde işlemciyi programlamak için ek bir cihaza (programlayıcıya) ihtiyaç duyduk. İşlemci için program geliştirilirken ve işlemciye program yüklenirken alternatif yollar ve yöntemlerde mevcuttur. Bu alternatif program yükleme yöntemi bootloader'dir.


Bu uygulamada "Atmega328P ile bootloader yükleme" üzerinde çalışacağız.

Not : Kart asıl tasarımı " http://vonkonow.com/wordpress/2012/10/nanino-the-diy-friendly-arduino/" adresindeki "Johan von Konow" ait. Biz sadece birkaç ekleme ve değişiklik yaptık.

Bootloader

Elektronik ile uğraşanlar özellikle yazılım güncellemesi gereken bazı cihazların seri port veya USB port üzerinden güncelleme (yazılım yüklemesi) yapılabildiğini rastlamıştır. Bu servis kolaylığı sağlamaktadır. Çünkü cihazın fabrikaya gönderilmesi gerekmeden, veya cihazı açmadan mikrokontroller üzerindeki yazılımı kolaylıkla yüklenebilmesine imkan sağlar. Bu yöntemin başka bir avantajı kart üzerinde özellikle SMD yapısındaki kılıflardaki mikrokontrollerlerin (sökülmesinin zorluğu ve riski bir yana) üzerinde işlem yapılması ve programlanacak mikrokontroller ve programlayıcı çeşitliliği gibi konularla uğraşması ayrı bir durumdur.
Tüm bu sorunları çözümü olarak mikrokontoller üzerine üretim esnasında bir yazılım yüklenir ve bu yazılımın tek görevi seri port, ethernet veya USB gibi iletişim yöntemleri ile gelecek verilerin (burada asıl program diyelim) mikrokontrollerin hafızasına yazmaktır. İşte bu mikrokontrollerin üzerine yazılan bu ilk programa bootloader denir. Bootloader işlemci tarafından koruma altındadır. İşlemci tamamen silinene kadar flash bellekte kalır.

8 bit mikrokontroller çipler üzerinde belki gerekli olmasada (dip kılıfındaki çiplerin kolay sökülebilmesi sayesinde) özellikle yüksek hafızalı 32 bit mikrokontrollerler üzerinde gereklidir. Kılıf yapıları ve program özellikleri nedeniyle gereklidir.

Bootloader örneği olarak yazıcılarda kullanılmaktadır. Bazen gelen yazıcı yazılımında bazı hatalar olabiliyor. Daha önemlisi üretici yazıcının daha verimli çalışması için yazılımında küçük güncellemeler yapmış olabiliyor, bu durumda yazıcının USB portu üzerinden yazıcının yazılımı kolaylıkla güncellenebilmektedir.

Şekil-1:Bootloader prensip çalışma şekli

Tüm bunların yanında başlıkta belirtilen Atmega328p işlemcisin değişik yöntemlerle programlanabilmektedir. İşlemciye başlangıçta yüklenen bootloader yazılımı sayesinde artık (bir sorun çıkana kadar) bir daha bir programlayıcıya ihtiyaç duymadan seri port üzerinden (veya usb çevirici yardımı ile) işlemciye yazılım atılıp çalıştırılabilmektedir. Bootloader özelliği taşıyan cihazların en yaygın örnekleri şu anda piyasada Arduino olarak bilinmektedir ve kullanılmaktadır.
Sonuçta projede kullanılan bootloader dosyası Arduino dosyasıdır. Dolayısı ile kolaylıkla programlayıcıı üzerinde oluşturulan dosya derlenip kart üzerine gönderilebilecektir.
Atmega328p flash bellek bölümü iki ana bölüme ayrılmıştır; uygulama bölümü ve Bootloader bölümü. Her iki bölüm kendine göre koruma bitleri ile istenirse koruma altına alınabilir.
Normalde Atmega328p çiplerinde uygulama bölümünde flash alanı yazma komutu çalışmaz. (SPM) Flash alanını yazma komutu ancak bootloader alanına yazılmış programlar tarafından kullanılabilir.
Boot loader bitlerini kullanıcı aşağıdaki gibi seçebilir;

• Mikrokontroller tarafından yazılım güncellemesinden tüm Flash'ı koruyabilir
• Mikrokontroller tarafından bir yazılım güncellemesinden sadece Boot Loader Flash koruyabilir
• Mikrokontroller tarafından bir yazılım güncellemesinden sadece Uygulama Flash koruyabilir

Konu ile ilgili daha ayrıntılı bilgi Atmega328p veri kağıdında elde edilebilir. Hatta veri kağıdında örnek basit bir bootloader programı (assembler dilinde yazılmış) yer almaktadır.

Devre

Devre açısından fazla bir şey yok. İşlemci, kristal ve birkaç tane bağlantı için konnektör.

Şekil-2 :İşlemci kartı üstten görünümü

Kart üzerinde kristal olarak 16MHz kristal kullanılmıştır. (Buna göre bootoader programı yüklemeye dikkat etmek gerekir) Power olduğunu gösteren bir LED ve işlemcinin bacağına bağlı olan ek bir LED bulunmaktadır. İşlemcinin bacağına bağlı olan LED ek bir donanım kullanmadan devreyi test etmek için kullanılmaktadır.

Şekil-3 :USB çevirici olarak kullanılan FTDI232BL kartının önden ve arkadan görünümü

Devreye program yüklemek için RXD , TXD (GND) bacağı yeterli olduğu belirtilmektedir. Bu durumda devreye program yüklenirken RESET butonuna basmak gerekmektedir. Bu bacaklara ek olarak DTR (Data Terminal Ready) kullanılarak programlama esnasında otomatik resetleme sağlanarak mikrokontroller üzerinde bootloader bölümünün devreye girmesi sağlanır. Bu programlama esnasında devre üzerindeki RESET butonuna basma derdinden kurtaracaktır.

Şekil-4 :USB çevirici ile bilgisayar arasındaki bağlanıyı sağlayan USB kablosu.

Devre üzerine ek bir besleme (köprü diyot ve 7805'den oluşan) bölümü eklenmiştir. Eğer bilgisayardan ayrı bir ortamda ek bir besleme gerektiğinde kullanışlı olacaktır. Bir köprü yardımı ile besleme devreye alınabilir veya ayrılabilir. Klemens üzerine bağlanacak beslemeden 5V besleme gerilimi üretilebilir.

Şekil-5 :İşlemci ve USB çevirici kartlarının bağlantıları yapılmış hali

Devre bootloader işleminde USB-seri dönüştürücü olarak FTDI232BL çipli bir devre kullanılmaktadır. Devre şeması ve PCB ile ilgili bilgiler ayrı olarak verilmiştir. Atmega328p programlayıcı portuna IDC10 gibi bir konnektör ile bağlansada, normalde işlemci kartı üzerinde 5 bacaklı 90 derecelik sıra pin ile bağlantı sağlanmaktadır.

Burada dikkat edilecek nokta işlemci üzerinde bootloader için kullanılan RXD ve TXD bacakları işlemcinin seri (UART) haberleşmesi içinde kullanılmaktadır.

Şema

Devrede kullanılan USB çevirici hariç, projede kullanılan elemanlar IC1 (Atmega328p) sistemin kalbi olarak çalışmaktadır. IC1 (Atmega328p) bacaklarına bağlı X1 (16MHz ) kristal, C5 ve C6 (22pF) kondansatörler işlemcinin ihtiyacı olan saat frekansını üretmektedir. İşlemcinin 19 nolu bacağına bağlı olar R3 (1k) ve LED1 (LED13) işlemcinin çalışmasını test etmek üzere kullanım amacıyla monte edilmiştir. (ilk LED yak söndür uygulaması için temel elemandır)

İşlemcinin 1.bacağına bağıl S1 (anahtarı) sıfırlama işlemi için kullanılırken, bu bacak ile Vcc arasına bağlı R2 (10) direnç pull up olarak kullanılmaktadır. İşlemcinin 1. bacağı ile P6 konnektörü DTR bacağı arasına bağlı C7 (100nF) kondansatör özellikle programlama esnasında işlemcinin sıfırlanmasını sağlar.

İşlemcinin bacaklarına bağlı P2,P3,P4,P5 (dişi) konnektörleri özellikle bu kartın üzerine takılacak ek kartlar için veya ek donanımların bağlanması için bağlantı noktalarını oluşturur.

Buradaki P6 (erkek) konnektör işlemcinin bootloader programlama için bağlantı noktasını oluşturur.
Besleme hatları üzerine bağlı R1(1k) ve LED2 (PWR LED) devrenin beslemeye bağlı olduğunu belirtir.
J1 konnektörü bir köprü yardımı ile harici besleme için kullanılıp kullanılmayacağını belirtir.

P1 klemensi, D1 (2W10M) köprü diyodu ve IC2 (7805) devrenin harici besleme ile kullanımı içindir. (J1 köprü bağlı iken)

Devre üzerinde belirtilmeyen kondansatörler filtre amaçlıdır.

Şekil-6:Blok şeması

Şekil-7:Devre şeması

Devre Yapımı

Devre yapımı kondansatör ve dirençlerin SMD olmasından başka bir özelliği yoktur. Kendinize güveniyorsanız kartı tekrar dip kılıf elemanlar için tekrar çizip çıkartabilirsiniz. Bazı noktalardaki yakın lehim adalarının lehimlenirken kısa devre olmaması için dikkat etmek yeterlidir. Entegre için için 28 bacaklı dar tip soket kullanılması entegrenin bir sonraki kullanımı için yerinde bir seçenek olacaktır.

Şekil-8:İşlemci kartı yollar

Şekil-9:İşlemci eleman yerleşimi

Şekil-10:İşlemci kartı üzerindeki bakırlı taraftaki eleman yerleşimi(SMD).

Şekil-11:İşlemci yolları birlikte eleman yerleşimi

Şekil-12:İşlemci yolları birlikte SMD eleman yerleşimi

Şekil-13:İşlemci kartı monte edilmiş halde önden ve arkadan görünümü . Kondansatör ve dirençlerin SMD kılıfında olduğunu unutmayın.

şlemci kartı ile USB dönüştürücü kartı arasındaki bağlantıları ilk başlangıçta kısa kablolar ile yapılmış olsada daha sonra işlemci kartının gerektiğinde bağımsız olması gerekliliği üzerinde şerit kablo ve IDC konnektör ile (kablonun sadece USB dönüştürücü tarafı lehimlenmiştir) bağlantı yapılmasına kararlaştırılmıştır. Bu sayede gerektiğinde işlemci kartı bağımsız olarak çalışabilmektedir.

Projede kullanılan USB dönüştürücü sadece program yükleme işi için düşünülsede gerektiğinde seri port ile bilgisayar bağlantısını da yerine getirir. (USB-UART olarak çalışmaktadır.)

Şekil-14:İşlemci kartı ile USB dönüştürücü kartı arasındaki bağlantılar. Bağlantılar doğrudan kablo ile sağlanabileceği gibi, projedeki resimlerde görüldüğü gibi bağlantıları yapılan IDC10 kablo ve konnektörü ile sağlanabilir. İstenirse USB dönüştürücü tarafına kart tekrar elden geçirilip uygun bağlantılara sahip IDC konnektörü eklenebilir.

Devre Elemanları

İşlemci kartı ve ekran kartı için malzeme listesi

1K (SMD-1206)	R3,R1
10K (SMD-1206)	R2
22pF (SMD-1206)	C5,C6
100nF (SMD-1206)	C1,C2,C4,C7,
10µF (SMD-1206)	C3
3mm LED	LED1,LED2
ATMEGA328P(DIL)	IC1
7805	IC2
W10M veya benzeri	D1
2'li klemens	P1
28 bacaklı entegre soketi (DIL)	1 adet
1x5 header pin erkek 90 derece	P6
1x2 header pin erkek	J1
1x8 header pin dişi	P2,P3
1x6 header pin dişi	P4,P5
buton	S1

Malzeme listesinde USB çevirici verilmemiştir. Bu tamamen kullanıcının tercihine bırakılmıştır.

Hazırlık

Şekil-15:Bootloder dosyasının bulunduğu yer ve bilgisayar üzerindeki simge görünümü.

İşlemcinin başka bir kart üzerinde veya programlayıcı üzerinde programlanması gerekmektedir. Tabii kart üzerine ISP bağlantıları ayrı ayrı yapılmayacaksa. Kart üzerinde ISP olarak tanımlanmış (Normalde SPI +REST bacaklarını kapsayan) bacaklar üzerinden bir programlayıcı bağlanarak programlama yapılabilir.

Şekil-16:İşlemci farklı olsada AVRISP MKII programlayıcı bağlantısı ve görüntüsü. Programlayıcının kablosu kart üzerinde ISP olarak tanımlanan (2x3) konnaktöre takılır.

Not: Örnek olarak verilen AVRISP MKII olmasının nedeni elimde sadece bu programlayıcının olmasından kaynaklanmaktadır. Siz isterseniz kendinize uygun bir programlayıcıyı seçebilir ve kullanabilirsiniz.

Şekil-17:AVR Studio programlama ana penceresi "Maim" sekmesi. "Device and Signature Bytes" başlığı altında "Atmega328p" seçili olduğuna emin ol. "Read Signature" butonuna basılırsa işlemcinin kodu görüntülenir.

Gereken bootloder programı bilgisayarınıza yüklenen Arduino yazılımının içinde "C:\Program Files\Arduino\hardware\arduino\avr\bootloaders\atmega " yolu üzerindeki klasörde bulunmaktadır. İşlemciye yüklenecek program "ATmegaBOOT_168_atmega328.hex" olarak belirtilmektedir.

Şekil-18:"Program" sekmesi altında "Flash" bölümünde programlanması istenen hex dosyası seçilir ve "Program" butonuna tıklanır. Seçilmiş olan hex dosyası işlemcinin flash belleğine aktarılır.

Not: Burada verilen örnek yol ve program değişiklik gösterebileceğini göz önüne almanız gerekmektedir.

Şekil-19:Sigorta ayarları. Buradaki görüntü sadece fikir vermesi açısından AVR Studio görüntüsüdür. Kullanılacak farkli programlayıcılarda farklı ayarlar görülenecektir.

Program işlemciye yüklendikten sonra sigorta ayarlarını ("Fuses" sekmesi altında)

low fuses=0xFF 

high fuses=0xDE 

extended fuses=0x05

şeklinde elle değer girerek ayarlıyor ve "Program" butonuna basılarak yazılıyor.

Şekil-19:"LockBits" sekmesi altında koruma bitlerinden sadece boot bölümü ile ilgili olanların seçilmesi gerekir.

Aynı şekilde sigorta ayarlarından koruma bitlerini (LockBits sekmesi altında)

lock bits=0x0F

şeklinde elle girerek ayarlayıp, "Program" butonuna basılarak yazılıyor. Dikkat edilirse sadece Boot bölümü ile ilgili ayarları değişecektir.

Tek yapılması gereken artık işlemcinin burada monte edilmiş kartın üzerine takmak. Programlama portuna gerekli bağlantıyı yapıp bilgisayarın USB portuna bağlamak. Bu noktada aslında seri port üzerinden haberleşme sağlanacağı için atanan seri port numarasının öğrenilmesi gerekiyor. Bilgisayar sistemleri arasında değişiklik gösterebileceği için sizinkini anlatan belgeleri internetten aramanız yerinde olacaktır.

Not: Arduino programını incelerseniz,  bazı programlayıcılar ile doğrudan işlemcinin (Atmega serisi) programlanabildiğini görebilirsiniz.

Programlama

Şekil-20:Montajı tamamlanmış, bağlantıları yapılmış ve programlanmış sistem.

Şekil-21:İşlemci kartı üzerindeki programlama pinlerine bağlı USB dönüştürücü kablosu. Ters takılmamasına dikket etmek gereklidir.Konnektörün iki sırası da bağlantı için kullanılabilir. Kart üzerine yerleştirilmiş pinler yüzünden sadece bir sırası kullanılabilmektedir.

Kart monte edildi, programlama konnektörüne FTD232BL kartı bağlantısı yapıldı ve bilgisayarın USB portuna kablo ile bağlantı sağlandı.

Not: Burada verilen USB çevirici kullanmanız gerekli değildir. Herhangi bir USB dönüştürücü veya bilgisayarınız uygunsa RS232 dönüştürücü de kullanabilirsiniz.

Şekil-22:Yan-sön (blink) LED programını örnek dosyasını yükleme.

Bilgisayar üzerinden Arduino programını çalıştırmak gerekiyor. Programı kendiniz yazabileceğiniz gibi "Dosya-Önekler-01.Basic--Blink" dosyasını seçip açmak. Yeni bir pencerede program açılacaktır.

Şekil-23:USB çeviricinin bilgisayarda atadığı sanal portu seçme.

"Araçlar-Port-COMx" (COMx USB dönüştürücünün bağlı olduğu portu tanımlar) uygun port seçilir. Pencere üzerinde "Yükle" butonuna tıkla.

Şekil-24:Son olarak "Yükle" butonuna tıklandığında program derlenecek ve mevcut bağlantı üzerinden işlemcie yüklenecektir.

Program derlenecek ve seri port üzerinden işlemci kartındaki Atmege328P işlemcisine yüklenecektir. Kart üzerinden LED1 ( LED13) 1 saniye aralıkla yanıp sönmeye başlayacaktır.

Artık istenen her program yüklemesi sadece "Yükle" butonuna basma veya "Dosya -Yükle" menüsünden seçme ile gerçekleştirilebilir.

Programlama ile ilgili örnekler ve komut seti bu program üzerinde yer almaktadır.

Sonuç

Elimizde örnek olduğu için bootloader Arduino ve nanino uygulamaları üzerinden anlatılmıştır. İstenildiği takdirde kendi bootloader programınızı oluşturmanız mümkündür. USB-seri dönüştürücü olarak FTDI232BL ile yapılmış blogda uygulaması yapılan bir devre önersek de, hazır veya kendizin yaptığı bir dönüştürücü kullanabilirsiniz. Burada size gereken 5V, RXD, TXD DTR ve GND uçlarıdır. Eğer devrenizi harici olarak besleyecekseniz,  o zaman USB çeviricide 5V ucu gerekli değildir.

Şekil-25:Tabii ki projede anlatılan kartı öyle çıplak kullanılacak değil, bu kartı çeşitli ek kartlar ile daha geliştirmek gerekir. Soldan sağa doğru yapılmış bazı ek kartlar: 74HC595 için LED sürücü kart, ENC28J60 için ethernet kartı, SD kart için sürücü kartı ve en sağdaki karakter LCD için (ve LM35 için) ek sürücü kartı. (Renkli konnekteörler kart üzerinde güzel duruyormuş)

Bu projede anlatılan kart tek başına kullanılabildiği gibi çeşitli çevre birimleri kontrol etmek içinde kullanılabilir. Çevre birimler konnektörler üzerinden kablolar ile bağlanabildiği gibi  üzerine yapılacak ek bir kart ile de gerçekleştirilebilir.

Not: Kendi adıma uzun zamandır özellikle SPI portunu kullanan uygulamalardan kaçındım. Çünkü bu port aynı zaman işlemcinin ISP programlama bacaklarını kapsıyordu. Bu türden bir uygulama elbette benim için biçilmiş kaftan oldu. Şekil 25 üzerindeki kartlar ile ilgili projeleri uygun bir zamanda eklemeyi planlamaktayım.

Ekler:

ATMEGA328p hakkında bilgi için

"Atmega328P ile bootloader yükleme" projesi için gereken dosyalar

Bu devrenin yapım sorumluluğu size aittir. Devre yapıldı ve çalışıyor. K.A....

---

FT232BL Bootloader USB-Seri Dönüştürücü

Giriş

Her ne kadar bu proje daha önce gerçekleştirilse de bootloader konusu ortaya çıkınca, USB dönüştürücü gerekliliği nedeniyle bu proje bootloader konusuna destek olarak yönlendirildi. Görüleceği gibi bu proje önceki DIP kılıf FTDI232BL projelerinin SMD kılıflı sürümü gibidir. Aslında bir yerde doğrudur.

Bu projede "FT232BL Bootloader USB-Seri Dönüştürücü" konusu incelenecektir.

FTDI232BL

Geniş bir uygulama alanında kullanılabilecek şekilde tasarlanan ürün, özellikle bilgisayarın USB portu ile işlemciler UART arasında (bu blog sayfalarında kullanılan ATMEL serisi gibi) bir köprü hizmeti vermektedir. 5V ile çalışan bir çok sistemde rahatlıkla ihtiyacı karşılayabilir.

Günümüzde artık pek çok 8 bitlik işlemciler üzerinde USB modülü bulunmaktadır. Ama Üzerinde USB portu bulunmayan işlemciler için FTDI232BL ve benzerleri elemanlar proje için işlemcinin USB bağlantı ihtiyacını karşılamak için gerekli bir öğe olacaktır.

USB portu şu anki durumda 1.1 ve 2.0 sürümlerinde sadece 4 kablo üzerinden çevre birimlerin bağlanmasına olana tanıyan bir iletişim sistemidir.(3.0 sürümünün farklı bir bağlantı şekline ve kablo sayısına sahiptir.) Değişik şekillerde bulunan bağlantı kabloları basitçe +5V,D+,D- ve GND uçlarından oluşan bir bağlantı içerir. USB portuna bağlanan çevre birim çektiği akım 500mA geçmediği sürece bilgisayar üzerindeki USB portundan beslenebilir. Eğer 500mA geçerse bu durumda bilgisayara zarar vermemesi için harici besleme sistemleri gerekir.

Şekil-1:USB 5V çıkış ayarlanmış köprü bağlantısı

Her ne kadar FT232 5V ile beslense de, üzerinde 3.3V için bir çıkış ucu mevcuttur. Gerektiğinde düzenlemeler yapılarak sistem 3.3V ile çalıştırılabilir. Bunun için FT232 üzerindeki VCCIO bacağına uygulanan 3.0 ile 5.25V arasındaki besleme gerilimine göre çıkışlar üzerindeki gerilim değerleri kontrol edilebilmektedir. VCCIO bacağına uygulanan gerilim seviyesinden;

Bacak	Simgesi	Durumu
10	SLEED#	çıkış
11	RXLED#	LED sürücü
12	TXLED#	LED sürücü
14	PWRCTL	giriş
15	PWREN#	çıkış
16	TXDEN	giriş
18	RI#	giriş
19	DCD#	giriş
20	DSR#	giriş
21	DTR#	çıkış
22	CTS#	giriş
23	RTS#	çıkış
24	RXD	giriş
25	TXD	çıkış

bacakları etkilenmektedir.

D+ ve D- uçları ise iletişim uçlarıdır. Her iki yöndeki iletişim bu hatlar kullanılarak yerine getirilir. Şimdi bu alet USB1.1 veya USB2.0 olduğunu nasıl anlar. Aslında bunu çip üzerindeki bir parça değil de, D+ veya D- uçlarına bağlanmış bir direnç belirler.

D- ile +5V arasına eklenen 1K5 direnç USB1.1 belirler

D+ ile +5V arasına eklenen 1K5 direnç USB 2.0 olmasını sağlar.

Bunun anlamı eğer herhangi bir alet yokken bu bağlantıları yaparsanız bilgisayarınız doğrudan USB cihaz bulduğunu ama tanımlayamadığını belirtir. Çünkü bu USB tipini belirledikten sonra bilgisayar USB çevre birimle iletişime geçer ve ne olduğunu öğrenmeye çalışır.

Bu noktada dikkate alınması gereken D- ve D+ uçlarının lojik seviyesinin 3.6V civarında olduğunu unutmamak olur.

Devre

Devre zaten başlıktan anlaşılacağı üzere iki adet USB bağlantı ucu (D+ ve D-) var. Bu uçlar direnç üzerinden USB portuna bağlanabilir.

Devre üzerinde bazı ayarlamalar yapılacak ve saklanacaksa devreye bir EEPROM eklenme gerekir. Tüm devre üzerinde donanım olarak yer alan EEPROM sürücüsü sayesinde bu ihtiyacı çözecektir. Önerilen EEPROM çeşitli üreticiler tarafından üretilen 93C46,93C56 ve 93C66 ailesidir.

Seri port için ek kontrol bacakları (özellikle modem gibi araçlar ile iletişimde) ek kontrol olanakları sunacak şekilde eklenmiştir.

Seri port üzerinden iletişim yaparken bir şekilde bu iletişimin izlenmesi gerekir. Bunu olanak tanıyan iki adet LED bacağı var.

Tüm devre üzerinde kristal veya rezonatör bağlantısı mevcut. Üretici firma tarafından verilen örneklerde bu 6MHz olduğu görülür. Ama bu sizi yanıltmasın tüm devre içinde frekans çarpıcı devre var ve devre 12MHZ ve 48MHz iç sistemlerinde kullanılmak üzere üretiliyor.

FT232BL görüldüğü üzere 32 bacaklı bir yüzey montaj yapısında. Aslında internet üzerindeki birçok örnekte tüm elemanların (USB port hariç) yüzey montaj olacak şekilde örnekler mevcut. Ama devrenin bu şekliyle de çalıştığını söyleyebilirim. Bu tüm devrenin başka bacak bağlantı yapısına sahip sürümü yok

Bu devredeki kırmızı köprü ile belirtilen seçme bölümüdür. Bu köprü çıkışların 3.3V ve 5V arasında bir seçme imkanı tanıyacaktır. Yeşil ve mavi renkli köprülerin olduğu gibi kullanılmaları önerilir. Aksi durumu devre için harici besleme gerekecektir. Bu durum bu sistem için öngörülmemiştir.

Şekil-2:Kart üzerine köprülerin bağlantıları. Kullanılmakta olan projede devre 5V olacak şekilde ayarlanmıştır.

Şema

Devrenin kalbi zaten görüldüğü üzere FT232BL IC1. Tüm iletişim sistemini bu eleman kontrol ediyor. Bu tüm devreye bağlı olan R9 ve R10 (27 Ohm) seri USB akım sınırlama dirençleri. Burada R9 ucuna bağlı olan R8 (1k5) direnci USB’nin tipini (USB2.0) belirleyen dirençtir. Buradaki R6 ve R7 devre harici besleme durumunda bilgisayarın kapatılması durumunda USB cihazın sıfırlanması ile ilgili bir görevi var. R1 ve R2 (220 Ohm) dirençleri D1 ve D2 LED’lerinin akım sınırlama dirençleridir. D1 ve D2 LED’leri seri port iletişim monitörü olarak çalışır. R3 (10K) ve R4 (2k2) IC2 EEPROM’un veri aktarma uçlarının FT232BL entegresine bağlantısında kullanılır. Bu bağlantı şekli konusunda ayrıntılı bilgi için FT232BL veri kağıtlarını incelenmesi yerinde olabilir. C1,C2 (27pF)ve XTL1 ise IC1 için saat frekans üretim sistemini oluşturuyor. USB-A USB bağlantı konektörü. (isteyen doğrudan USB kablosunu doğrudan lehimleyebilir.) P1 (RXD,TXD ve DTR uçları) programlama portu olarak kullanılmaktadır.. P2 ve P3 ise besleme bağlantısı için seçim konektörleridir. P4 ise 5V ve 3.3V arasında seçme içindir Her üçüde takılacak köprü yardımıyla kullanılabilir. Geri kalan kondansatörler ise filtre için kullanılıyor

Şekil-3:Blok şeması

Şekil-4:Devrenin şeması

Devrenin Çalışması

Devre üzerinde çalışma durumanda fazla bir ayar yok. Sadece P2, P3 ve P4 üzerindeki köprülerin konumu ayarlanması gerekiyor. Bu köprüler devrenin USB hattından mı, yoksa ayrı bir besleme üzerinden mi besleneceğini belirler.

Buradaki asıl marifet POWERCTL ucunda(P3):POWERCTL=1 ise harici beslemeli olur, POWERCTL=0 ise USB üzerinden beslenir

Şekil-5:Kırmızı köprülü bacak çıkış gerilimini ayarlamaktadır. Soldaki 3.3V için, sağdaki 5V içindir.

Devre Yapımı

Devrenin yapımına aslında her zaman direnç ve köprülerle başlanır. Ama bir değişiklik olarak yüzey montaj elemanları önce yapmak yerinde olabilir. Dikkatlice FT232BL yerine doğru olarak bacakları PCB üzerindeki yollara hizalanmış olarak sabitlenir ve sonra iki bacağı sabitlenerek diğer bacakları dikkatlice lehimlenir. Geri kalan elemanların takılmasında bir şey yok. Sadece lehimlerken soğuk lehim yapılmaması veya kısa devreye yol açabilecek durumlardan kaçınılması için dikkatli olmak yerinde olacaktır.

Şekil-6:Devrenin baskı planı(eleman yüzü tarafından görünüm)

Şekil-7:Devrenin yerleşim şekli

Şekil-8:Devrenin yerleşim şekli (SMD kılıftaki elemanlar).

Şekil-9:Devrenin yollarla birlikte yerleşim planı

Şekil-10:Devrenin yollarla birlikte yerleşim planı(SMD kılıftakiler)

Şekil-11:Kartın alttan ve üstten görünümü.

Eğer devrenin ayarlarında bir değişiklik yapılması düşünülmüyorsa köprü yerine doğrudan tel lehimlenebilir. Bu şekilde köprülerin kaybolması veya biri tarafından kurcalanma riski ortadan kalkar

Şekil-12:İşlemci kartı ile bağlantı için kullanılacak şerit kablonun bağlantı şekli.

Devre Elemanları

27R (SMD-1206)	R9,R10
220R (SMD-1206)	R1,R2
470R (SMD-1206)	R5
1k5 (SMD-1206)	R8
2k2 (SMD-1206)	R4
4k7 (SMD-1206)	R6
10K (SMD-1206)	R3,R7
27pF (SMD-1206)	C1,C2
100nF (SMD-1206)	C3,C4,C5,C7
Kırmızı LED (SMD-1206)	D2
Mavi LED (SMD-1206)	D1
FT232BL	IC1
93C46 (SO8)	IC2
6Mhz kristal	XTL1
10 Header	P1
USB-B konnektör	USB-A
3 bacak sıra pin	P2,P3,P4
köprü	3 köprü(jumper)
IDC10	1 adet
10'lu şerit kablo	1 adet

Program

Bu noktada bilinmesi gereken şey, gerekli sürücü EEPROM programlayıcı ve devre ile ilgili örnekler için FTDI Chip firmasının internet sitesi size yardımcı olacaktır.

Bir USB alet tek başına doğrudan bilgisayara bağlanmaz, yani bilgisayar için sürücü gerekir. Devreyi bilgisayara bağladığınızda zaten bilgisayar durumu algılar ve sürücü yüklenmesi konusunda size uyaracaktır ve sizden sürücüleri isteyecektir. Siz bu sürücülerin yerini belirledikten sonra bilgisayar sürücüleri yükleyecek, USB alet olarak tanıyacak ve seri port bölümüne alet için bir port ekleyecek.

İsteyen FTDI sitesinden elde edebileceği programlayıcı program ile aletin ismi ve seri numarası ve birkaç seçeneği ayarlayıp devreye yükleyebilir.

Şekil-13:Klavye-seri dönüştürücü devresi için oluşturulmuş metin düzenleme programı

Şekil-12 EEPROM programlamak için yapılan düzenlemeler için bir örnek göstermektedir. Burada USB alet için özel bir isim ve seri numarası atandığı görülmektedir. Bu kısım özellikle birden fazla aynı özellikli USB aletin takıldığı bilgisayarlarda neyin ne olduğunu belirlemek açısından önemlidir.

Yani iki tane alet bilgisayara takıldığında seçilen USB cihazın hangisi olduğunu belirlemek için gereklidir. Özellikle USB üzerinden doğrudan kontrol ediliyorsa..

Şekil-14: Bilgisayara takılan USB-seri dönüştürücünün "Aygıt Yöneticisi" üzerinde belirlenmesi

Bu proje üzerinde doğrudan bir program verilmeyecektir. Programlar kendi uygulama özelliği olan devreler ile verilecektir. FTDI Chip internet sitesinden bu devre için gerekli sürücü ve programlara erişilebilir.

Ekler:

FT232BL için bilgi

"FT232BL Bootloader USB-Seri Dönüştürücü" için gereken dosyalar.

Bu devrenin yapım sorumluluğu size aittir. Devre yapıldı ve çalışıyor. K.A....

---