Programmatore di PIC per porta parallela

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Cenni sul metodo di programmazione dei microcontrollori PIC

I microcontrollori PIC vengono programmati in modo seriale attraverso due linee, chiamate DATA e CLOCK. La modalita' di programmazione viene impostata portando la linea !MCLR ad una certa tensione Vpp  (specificata fra le caratteristiche dei PIC).  

Altri pin coinvolti sono: la tensione di alimentazione positiva Vdd e quella negativa collegata a massa, GND.

Disposizione dei pin (visti da sopra)

I pin utili per la programmazione sono evidenziati con diversi colori e la loro funzione e' spiegata nella seguente tabella:

Programmatore per porta parallela

Il programmatore si basa sullo schema di David Tait. I segnali per la programmazione attivati via software e disponibili su determinati pin della porta parallela sono applicati a dei buffer per non caricare la porta parallela. Possono essere impiegati indifferentemente buffer invertenti o non-invertenti, configurando opportunamente il software. Invece e' importante scegliere i componenti rispettando le loro specifiche elettriche e termiche (tensioni ammesse, potenza dissipabile, ecc.).

I programmatori paralleli necessitano di una alimentazione esterna per generare la tensione di programmazione.

I microcontrollori che supportano la modalita' LVP o Low Voltage Programming utilizzano anche un altro pin, detto PGM, e tale modalita' e' selezionata per default in un chip nuovo; inoltre, cancellando il chip la LVP viene re-impostata. Questo programmatore lavora in modalita' standard (High Voltage) e il pin PGM e' collegato a massa tramite un resistore, per garantire che si trovi a livello logico basso durante la programmazione e che la LVP non venga eseguita accidentalmente, anche per causa di disturbi o rumore.

Schema del programmatore in formato pdf

Lista dei componenti (v1.3.4)

Componente	Valore o tipo	Componente	Valore o tipo
D1	1N4001 o eq.	U2	LM7805
D2, D3	1N4148	U3	SN7406
LED1	LED verde	Q1, Q2	BC307 (BC556, BC557)
R1, R5, R6	4700 ohm	J1	connettore DB25F
R2	1500 ohm	C1	100mF - 50 V elettrolitico
R3, R4, R10, R11	10k ohm	C3, C6	10mF - 25 V elettrolitico
R8	3300 ohm	C2, C4, C5	10 nF ceramici
R9	15k ohm	zoccoli DIP	DIP8, DIP18
R12, R13	47k ohm	SW1	deviatore
U1	LM7812	SW2	dip-switch 2 vie

Osservazioni

• La tensione di programmazione, Vpp, viene ricavata con un regolatore LM7812 con il terminale comune collegato alla serie di due diodi 1N4148, polarizzati dalla resistenza R1. Attraverso un dip-switch e' possibile scegliere fra tre valori: 12 V (switch B chiuso, switch A indifferente); 12,7 V (switch A chiuso, switch B aperto); 13,4 V (switch A aperto, switch B aperto). Importante: i componenti sono soggetti a tolleranze; in particolare il 7812 genera 12 V con un errore massimo di 0,6 V (in piu' o in meno rispetto al valore nominale). Nel caso peggiore la tensione Vpp puo' essere 14 V. Questo valore e' tollerato dai PIC16F84A, PIC16F628A, PIC16F88, ma non e' ammesso dalle specifiche dei PIC12F629/675 e PIC12F508, ad esempio. La tensione di programmazione di 12,7 V e' adatta alla maggior parte dei microcontrollori. Impostare Vpp prima di dare alimentazione al programmatore.
• Alimentando il circuito con almeno 16 V DC si garantire una buona regolazione della tensione da parte del primo regolatore. Una piccola aletta metallica puo' essere necessaria su U1 per migliorare la dissipazione termica.
• Un secondo regolatore, LM7805 , e' applicato in serie ad U1. In questo modo la caduta tra ingresso e uscita e' circa 7,4 V (max). Il package di tipo TO-220 consente una migliore dissipazione.
• I cinque buffer utilizzati sono contenuti nel medesimo chip, denominato 7406. E' stato scelto perche' le sue uscite sono di tipo open collector ad alta tensione (30 V max); si nota che la porta che pilota il transistor Q1 commuta tra 0 e 13,4 V. Il 7407, che contiene buffer non invertenti e' utilizzabile al posto del precedente, modificando le impostazioni dei software (IC-Prog o altro).
• Non ci sono LED e capacita' collegati ai pin coinvolti nella programmazione del microcontrollore. Il software solitamente fornisce sufficienti informazioni sullo schermo.
• L'interruttore SW1 permette di staccare l'alimentazione quando il circuito non e' in uso. In questo modo e' possibile alimentare il ciruito con due pile da 9 V in serie; altrimenti queste avrebbero una breve durata, poiche' il circuito consuma una corrente significativa anche in standby.

Per alimentare il circuito dalla rete elettrica, tramite un trasformatore, vanno previsti un ponte raddrizzatore e un condensatore elettrolitico opportuno .

Test del circuito

E' possibile verificare le tensioni ai pin direttamente sugli zoccoli, con un tester digitale, prima di usare il programmatore. I software dispongono di una funzione denominata "Hardware Check" (o "Interface Test" e simili) che permette di attivare selettivamente ciascuna linea.

Software e sua configurazione

Il programmatore e' stato usato con:

• IC-Prog, noto software di programmazione freeware.
• DL4YHF's PIC Programmer, un altro programmatore freeware. Permette di caricare i parametri dei microcontrollori direttamente dal paccheeto MPLAB di Microchip.
• WinPIC800
• PICPgm Programmer ottimo software con molti dispositivi supportati!

Il software va configurato per un programmatore su porta parallela con 7406 + pnp transistor; i segnali DATA OUT, DATA IN, CLOCK devono essere negati.

IC-Prog

DL4YHF's PIC Programmer setup

PICPgm Programmer consigliato per PIC recenti!

Dispositivi programmati

Il programmatore e' stato utilizzato inizialmente per programmare i PIC16F88 nella configurazione con oscillatore esterno (quarzo), con Vpp = 13,4 V. Altri microcontrollori sono potenzialmente programmabili; e' opportuno leggere i data sheet ed altra documentazione per conoscere le specifiche, in ciascun caso. Prevedendo ulteriori zoccoli, e' possibile programmare PIC con 40 pin (20+20), con 14 pin (7+7) e con 8 pin (4+4), adeguando i collegamenti verso Vdd, GND, !MCLR, DATA, CLOCK, PGM come indicato nei rispettivi data sheet.

Questa lista viene aggiornata con i microcontrollori programmati e ri-programmati con successo:

Dispositivo	Configurazione	Vpp		Altro
PIC16F84A	oscillatore: XT	13,4 V
PIC16F88	oscillatore: XT	12,7 / 13,4 V		disabilitare la modalita' LVP
	oscillatore: RC interno MCLR off	12,7 / 13,4 V
PIC16F628 PIC16F628A	oscillatore: XT, HS	12,7 / 13,4 V		disabilitare la modalita' LVP
	oscillatore: RC interno MCLR off	12,7 / 13,4 V
PIC12F508	oscillatore: RC interno MCLR off	12 / 12,7 V (*)		vedere le note di programmazione
PIC12F629 PIC12F675	oscillatore: XT e RC interno con MCLR off	12 / 12,7 V (*)		vedere le note di programmazione
PIC12F683	oscillatore: RC interno con MCLR off	12 / 12,7 V (*)		DL4YHF's PIC programmer, WinPIC800, PICPgm Programmer
PIC16F690(**)	oscillatore: HS	12 / 12,7 V (*)		WinPIC800, PICPgm Programmer
PIC16F887 (***)	oscillatore: HS	12		PICPgm Programmer

(*) La tensione applicata al pin MCLR deve essere inferiore a 13,5 V (absolute maximum rating).

(**) Il PIC16F690 puo' essere programmato nello zoccolo DIP8, come il PIC12F629.

(***) I due pin Vdd del PIC16F887 sono stati collegati direttamente a 5 V all'uscita del regolatore 7805.

Nota: il 'pin-out' dei microcontrollori a 8 pin non e' unico.

PIC12F629/675, PIC12F508/9, PIC12F683	PIC10F200 (non provato)
	-
PIC16F690	-

Riepilogo delle caratteristiche

Tensione di alimentazione	Vin	18 V (es: due pile da 9 V in serie)
Tensione di programmazione	Vpp	tre valori: 12 - 12,7 - 13,4 V
Connessione	-	porta parallela, tramite DB25F + cavo
Zoccoli	-	DIP8, DIP18 per i PIC piu' comuni

Data sheet

• SN7406 (SN7407)
• BC307, BC557
• 7812, 7805
• microcontrollori PIC: Microchip

Link

• IC-Prog
• DL4YHF's PIC programmer
• WinPIC800 - supporta vari PIC, inclusi il 12F683 ed il 16F690.
• PICPgm Programmer - supporta PIC recenti come quelli della serie 16F88x.