基于ATMEGA8的Arduino Nano（UNO）开发板

Posted 2021-06-14 卓晴

简 介： 测试是否可以应用Arduino对其进行编程开发。实验证明，利用Arduino的 IDE无法对于MEGA进行ISP下载Bootloader。同时在后面的测试中，也没有能够利用原来的Bootloader完成对MEGA8的程序下载。具体原因不详。

后来经过对原来的MEGA328 Bootloader程序进行改进，可以进行正常的下载程序了。

关键词： MEGA8，Arduino，ISP

  为什么想使用Arduino IDE对于ATMEGA8进行编程，在 Programming ATmega8 Using Arduino IDE - Arduino Project Hub 给出了如下的理由：

• Using a cheaper AVR microcontroller
• Require an AVR microcontroller with more or even less pins than ATmega328
• You have all kinds of AVR except ATmega328 😄

  需要说明的是，本文下面虽然没有能够直接利用Arduino对MEGA8进行编程，但在上面的网文中给出了正确的设置方式。

 

§01 设计 Arduino实验板

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  在 从0 开始 DIY你的Arduino UNO 测试了基于ATMEGA328制作的ARduino UNO开发板的过程。手边有比较多的ATMEGA8的芯片，下面通过实验过程验证：

• 是否可以使用相同的方式获得基于MEGA8的Arduino UNO，或者Nano的开发板；
• 是否运用Arduino所产生的HEX，通过传统的下载程序完成对于ATMEGA8程序的更新预下载。

^{▲ 图0-1 Arduino管脚功能定义}

1、实验电路设计¹

（1）管脚功能定义

  下图是在 Grove Beginner Kits基础实验 Arduino 给出的关于Arduino UNO的数字与模拟接口定义。设计ATMEGA8测试板，也根据下面这种定义协议安排对应的管脚输出。

^{▲ 图1-1 Arduino 数字接口管脚定义
▲ 图1-2 Arduino模拟接口关键;yi560}

（2）设计原理图

^{▲ 图1-3 测试板的原理图设计}

【表1 测试板PIO功能定义】

PIN1	PIN2	PIN3	PIN4	PIN5	PIN6	PIN7	PIN8	PIN9	PIN10	PIN11	PIN12
+5V	GND	RXD	TXD	RST	D2	D3	D4	D5	D6	A0	A1

（3）制作PCB

^{▲ 图1-4 快速制版铺设的PCB以及焊接后的PCB}

2、初步调试

  由于焊接的是已经设置了Bootloader的ATMEGA8，所以焊接之后，它便可以在16MHz工作了。

   工作测试：

工作电压：+5V
工作电流：20.3mA
晶振频率：16MHz

^{▲ 图1-5 测量OSC1的波形}

3、下载Bootloader

^{▲ 图1-6 利用Arduino IDE 下载Bootloader}

^{▲ 图1-7 下载过程中出现的错误提示}

  通过上面的测试，可以看到利用Arduino IDE下载Bootloader是无法进行的。

 

§02 利用MAX232下载程序

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  直接利用已经上载的MEGA8的自行设计的Bootloader，使用普通的のMAX3232接口即可。

1、下载接口定义

【表2 下载MAX3232与MEGA8测试版连接】

管脚	PIN1	PIN2	PIN3	PIN4	PIN5
MAX3232	VCC	11	12	9	GND
功能定义	VCC	T1IN	R1OUT	T2IN	GND
连接MEGA8	VCC	TXD	RXD	RST	GND
测试电路	PIN1	PIN4	PIN3	PIN5	PIN2

^{▲ 图2-1 下载MAX232接口}

2、连接MAX3232与测试MEGA8

  在面包板上连接下载模块与测试MEGA8电路板。

^{▲ 图2-2 在面包板上连接下载模块与测试MEGA8电路板}

3、下载结果

  使用上述电路，利用MEGA328BOOTLOADER无法下载。经过更换MEGA8MCU，也无法下载程序。

^{▲ 图2-2 下载程序出现错误}

 

§03 ATMEGA8 DIP-28

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  在 ATMEGA8 DIP-28面包板实验 给出了在面包板上搭建基于ATMEGA8-DIP28的实验电路。

^{▲ 图3-1 ATMEGA8DIP-28管脚功能定义}

1、搭建实验电路板

  参考下面的连接方式在面包板上搭建实验电路板。

^{▲ 图3-2 识别ATMEGA8管脚对其的标志点}

2、下载结果

  很可惜，在面包板上搭建的MEGA8依然无法下载。

^{▲ 图3-3 搭建的MEGA8的实验电路板}

 

※ 实验总结 ※

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  不知道为什么，这次实验中，搭建的电路板、面包板各种版本都没有能够完成下载程序。

  这样对于利用有Arduino生成的HEX进而进行对MEGA8编程的测试也就无法进行测试了。

※ 补充说明

  对于MEGA328Bootloader进行调试，将MEGA8BL.CPP中 BLEnterBootloader(void)中的最后进行修改。将如来的BLReceChar() 修改成 ReceCharL()便课程正常下载了。

    if(ReceCharL(&ucChar, PORT1, 10)) {
        return 1;
    }
//    if(BLReceChar(&ucChar)) {
//        return 1;
//    }

^{▲ 图3-4 正常下载的过程}

D:\\zhuoqing\\window\\cb\\MegaBL\\M328_BL

  测试了对于Arduino编译出的HEX文件，但是MEGA8中运行不正确。

※ 补充说明1:

  在博文 利用Arduino IDE对ATMEGA8等单片机编程 实验中，经过参考网络上的给出的说明已经能够正确安装Arduino IDE中的软件包并进行正确的下载程序了。

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■ 相关文献链接:

• 从0 开始 DIY你的Arduino UNO
• Grove Beginner Kits基础实验 Arduino
• ATMEGA8 DIP-28面包板实验

● 相关图表链接:

• 图0-1 Arduino管脚功能定义
• 图1-1 Arduino 数字接口管脚定义
• 图1-2 Arduino模拟接口关键;yi560
• 图1-3 测试板的原理图设计
• 表1 测试板PIO功能定义
• 图1-4 快速制版铺设的PCB以及焊接后的PCB
• 图1-5 测量OSC1的波形
• 图1-6 利用Arduino IDE 下载Bootloader
• 图1-7 下载过程中出现的错误提示
• 表2 下载MAX3232与MEGA8测试版连接
• 图2-1 下载MAX232接口
• 图2-2 在面包板上连接下载模块与测试MEGA8测试版
• 图2-2 下载程序出现错误
• 图3-1 ATMEGA8 DIP-28管脚功能定义
• 图3-2 识别ATMEGA8 管脚对其的标志点
• 图3-3 搭建的MEGA8的实验电路板

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1. 基于MEGA8的Arduno的测试版的AD工程文件:AD\\Test\\2021\\ZYK\\TestMega8Nano.SchDoc ↩︎