Что такое фьюзы в микроконтроллере
Перейти к содержимому

Что такое фьюзы в микроконтроллере

  • автор:

Фьюзы микроконтроллеров AVR – как и с чем их едят

Что же такое FUSE биты? Слова вроде бы знакомые, но многие толком и не знают их предназначение, ставят галочки и прошивают, работает устройство да и ладно. Я вам хочу рассказать немного про эти FUSE биты. FUSE биты (фьюзы) – ну если по простому, то они настраивают определенные параметры микроконтроллеров, это некий инструмент для их тонкой настройки Фьюзы включают или настраивают такие параметры как:
— частота генератора, внешний или внутренний генератор
— запрет на чтение прошивки микроконтроллера
— включение или выключение таймеров
— деление частоты кварцевого генератора
— защита EEPROOM от стирания
…и так далее. У каждого микроконтроллера выставляются свои фьюзы, у разных микроконтроллеров разный список фьюзов, например в ATmega8 нет фьюза CKOUT, но он присутствует в ATtiny2313. В даташитах к микроконтроллерам все эти фьюзы расписаны. Главное правило при работе с фьюзами – не торопиться их выставлять, если вы точно не уверены в правильности своих действий. Теперь распишем названия некоторых фьюзов, их обозначения и то, на что они влияют. Вообще, есть фьюзы для защиты программы от копирования (лок-биты), фьюзы, устанавливающие определенные функции, а так же так называемые «старшие» и «младшие» байты. Самый популярный фьюз, который выставляется практически всегда, это: CKSEL , таких фьюзов с разными буквами всего четыре, это группа CKSEL 0, CKSEL 1, CKSEL 2 и CKSEL 3 , определяют частоту тактового генератора, и его тип, тактовые импульсы необходимы для работы практически любого микроконтроллера. Во многих микроконтроллерах есть внутренний генератор, но мы можем подключить внешний и фьюзы выставить для работы от внешнего генератора. Внешний кварцевый резонатор подключается на выводы XTAL 1 и XTAL 2 , кроме того припаивается пара конденсаторов ~20пф одним концом на кварц, другим на минус. Если допустить ошибку при установке этих фьюзов, то микроконтроллер может «заблокироваться» для того чтобы восстановить контроллер, подают тактовый сигнал на ногу XTAL1, на данный момент придумано не мало схем для восстановления контроллеров, залоченных таким образом. Этот генератор можно сделать практически из любой логики или даже из таймера 555. Схема генератораЕсть простые схемы, с использованием 1 транзистора, пары резисторов и кварцевого резонатора, и более сложные, на микросхемах типа К155ЛА3. Данные способы 100% оживляют контроллеры с таким дефектом Группа фьюзов SUT1 и SUT0 — fuse биты, управляющие режимом запуска тактовых генераторов МК, а так же задают скорость старта МК после подачи питания. Связаны с фьюзами CKSEL, а именно CKSEL0. CKOPT — бит, определяет работу встроенного генератора для работы с кварцевыми резонаторами, устанавливает «амплитуду» колебаний тактового сигнала на кварце. Данный бит программируется достаточно часто. RSTDISBL – очень опасный фьюз, ошибочная установка может отключить вывод RESET, после чего пропадет возможность программирования ISP программатором. Бит RSTDISBL превращает вывод RESET в порт ввода-вывода. SPIEN – фьюз, который разрешает работу МК по интерфейсу SPI. Все микроконтроллеры выпускаются с уже установленным битом SPIEN. Считается опасным фьюзом. EESAVE — Удобно читать как EEPROOM SAVE, дословно означает «сохранить EEPROOM», данный фьюз защищает EEPROM от стирания. Например когда в очередной раз заливаете прошивку в контроллер, можно поставить EESAVE = 0, и при стирании МК EEPROOM останется не тронутым. BOOTSZ , состоит из группы битов BOOTSZ1 и BOOTSZ0, определяют размер области памяти записываемых программ, связан с битом BOOTRST. BOOTRST, определяет адрес, с которого и будет начато исполнение программы. Если бит установлен т.е. если BOOTRST = 0, то начало программы будет с адреса области загрузчика (Boot Loader). BODEN — бит, который при выставлении (BODEN=0), будет контролировать за питающим напряжением, на предельно низких напряжениях микроконтроллер может перезапускаться, глючить и так далее. Связан с BODLEVEL. BODLEVEL . — определяет момент срабатывания детектора уровня питающего напряжения, при снижении напряжения питания ниже уровня, произойдет «перезагрузка» контроллера. SELFPRGEN — бит, который разрешает (SELFPRGEN=0) или запрещает (SELFPRGEN =1) программе производить запись в память. OCDEN – данный фьюз разрешает или запрещает чтение программы из памяти контроллера. Я как то упоминал в своих статьях про то, что в некоторых программах фьюзы выставляются зеркально. Запомните, запрограммированный фьюз=0 , а не запрограммированный=1. В программах Algorithm Builder, UniProf фьюзы выставляются одним образом, а в программах PonyProg, CodeVisionAVR, AVR Studio, SinaProg и некоторых других, фьюзы нужно выставлять зеркально по сравнению с предыдущим списком программ. Уже давно на просторах Интернета появились так называемые «калькуляторы фьюзов», это специальные приложения, призванные помочь в конфигурировании микроконтроллера. Приложение интуитивно понятное, думаю разберетесь, в списке контроллеров выбираем нужный нам МК, далее выбираем необходимые функции, а ниже выставляются галочки фьюзов, все очень просто. beginner92-2.pngДанные приложения очень удобны, т.к. например в последнее время очень часто авторы своих проектов значения фьюзов пишут непонятными буквами или цифрами, или же словами, новичку не понятно, что это значит и какие фьюзы при этом нужно выставлять, (часто можно встретить комментарий к статье «а какие фьюзы выставлять?»). Калькулятор фьюзов нам в этом плане очень сильно помогает. beginner92-3.pngДумаю что теперь, если у вас спросят «что такое фьюзы, и зачем они нужны?», вы сможете объяснить человеку их назначение, а пока, на этом все!

Теги:

Романов. А.С. Опубликована: 2012 г. 0 3

Вознаградить Я собрал 0 1

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 1 чел.

Что такое фьюзы в микроконтроллере

Вы здесь: Home Железо Arduino Что такое фьюзы ( Fuse ) ?

Обновлено 16.12.2013 16:37 | Автор: MaksMS | Просмотров: 25255

Что такое фьюзы ( Fuse ) ?

Fuse — это дополнительные настройки микроконтроллеров, например можно переключить микроконтроллер на использование внутреннего кварца,а освободившиеся выводы использовать в своих целях ,но некоторые параметры,например Reset Disabled и Serial program downloading отключать не рекомендуется если вы не имеете специальный программатор HVSP или HVPP- вы не сможете прошивать м/к.Востановление только через HVSP !! Для вычисления данных фьюзов используем калькулятор фьюзов где узнаем Low ,High и у некоторых имеется Extended Action фьюз.

Перед тем как менять фьюзы обязательно читаем как шить через Arduino IDE или USBasp.

Пример порядка действий для изменения фьюзов через Arduino IDE:

1.берем из файла board.txt данные фьюзов того контроллера,для которого хотим что-то изменить, в строчках bootloader.low_fuses , bootloader.high_fuses и bootloader. extended_fuses (если есть) и вписываем в калькулятор ( в левой части страницы),только перед этим выбираем соотвествующий микроконтроллер.

2.Выбираем/меняем необходимые опции.

3.Создаем копию необходимого раздела в файле board.txt и меняем его имя в строчке name
4.Правим строчки fuses в board.txt (папка /hardware/arduino/ в Arduino IDE) в созданой копии,ставя те значения фьюзов,которые выдал калькулятор.

5.Выбираем программируемый микроконтроллер(как его назвали в пункте 3) в меню сервис-плата жмем прошить загрузчик.

Пример порядка действий для изменения фьюзов через avrdude (рекомендуется):

Для начала перейдем в консоль (cmd или bash) Вашей операционной системы в папку через команду cd путь_к_папке_ардуина_/hardware/tools/ и далее вводим команды.Данные о фьюзах по умолчанию можно взять из файла board.txt.

Установка фьюзов через Windows:

avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P COM1 -b 19200 -p m8 -U lfuse:w:0xХХ:m -U hfuse:w:0xХХ:m

Установка фьюзов через Linux:

./avrdude -C avrdude.conf -c avrisp -P /dev/ttyUSB0 -b 19200 -p m8 -U lfuse:w:0xХХ:m -U hfuse:w:0xХХ:m

Где ХХ — это соотвествующие фьюзы микроконтроллера.Шестнадцатеричное значение.

Где -c avrisp — тип программатора, что значит прошивка используя плату Arduino.Возможна прошивка и через другие программаторы,например через USBasp ,указав строку вида -с usbasp.

на заполнении..

Будьте внимательны и не меняйте опции,в которых не понимаете — вы можете заблокировать микроконтроллер.

Home`s Smart © 2013-2016. г.Киров.
Цитирование материалов возможно только со ссылкой на сайт. Использование фотоматериалов только с разрешения авторов.

024-Что такое Fuse bits AVR микроконтроллеров.

В посте про тестовые прошивки, рядом с самой прошивкой для микроконтроллера лежит картинка с названием «Фьюзы для тестовой прошивки ATMega48/88/168». Зачем эта картинка нужна? Что обозначают галочки в чекбоксах?

Fuse bits называют область (4 байта) в AVR микроконтроллерах отвечающую за начальную (глобальную) конфигурацию. Этими битами мы указываем микроконтроллеру, с каким задающим генератором ему работать (внешним|внутренним), делить частоту генератора на коэффициент или не нужно, использовать ножку сброса как сброс или как дополнительный порт ввода-вывода, количество памяти для загрузчика и другое. У каждого контроллера свой набор фьюзов.

С установкой фьюзов нужно быть предельно внимательным, так как при неправильной установке некоторых из них, Вы рискуете потерять микроконтроллер для дальнейшего программирования через последовательный программатор.

Например:

— разрешить использование SPI — интефейса. Должно быть без галочки иначе станет невозможным последовательное программирование;

— запретить использование сброса. Ножка сброса станет еще одним портом ввода-вывода. Должно быть с галочкой, иначе станет невозможным последовательное программирование.

— разрешить использование debugWIRE. Ножка сброса используется как канал для отладки. Должно быть с галочкой, иначе станет невозможным последовательное программирование.

Возможно, Вы прошиваете микроконтроллер программой у которой эти галочки ставятся инверсно, не как в даташите. Если это так, то гдето рядом с галочками есть сноска об этом сообщающая.
Если Вы неуверены как в программе ставятся фьюзы, просто прочитайте фьюзы с контроллера и посмотрите как установлены SPIEN, RSTDISBL.

Нужно помнить, что у фьюзов несколько необычна функциональность – установленная галочка в чекбоксе напротив функции означает, что эта функция не задействована.

Почему так? Объясню. Сейчас конфигурационные байты записываются во флеш памяти и поменять их можно сколько угодно раз. Раньше, в суровые времена, когда флеш памяти еще не было, для конфигурации какого-либо чипа в его архитектуре имелись специальные перемычки (fuse) которые разово физически сжигались. Вот поэтому, по старинке, если перемычка цела-«1» значит эта функция не задействована и наоборот – перемычку спалили-«0» значит функция задействована.

По большому счету, разбираться, с тем, что там значат эти галочки, Вам не нужно. Необходимо лишь внимательно установить/убрать нужные галочки в программе программирующей контроллер. И еще — лучше фьюзы прошивать после прошивки программы.

P.S. У меня скопилось несколько микроконтроллеров с неработающим последовательным программированием (неправильно прошиты фьюзы), поэтому, в скором времени, займусь сборкой несложного паралельного программатора. Получиться — отпишусь.

Микроконтроллеры ATMEL. Фьюзы. Fuses.

Фьюзы (Fuses) — это несколько специальных байт, которые можно прошить только программатором, и отвечают они за разные настройки микроконтроллера. У разных микроконтроллеров фьюзы могут отличаться. Поэтому более подробную информацию смотрите в документации. Поскольку это делается в последнюю очередь, я приведу здесь краткое описание фьюзов и перечислю наиболее часто встречающиеся ошибки при работе с фюзами.

Хочу заметить, что установленным считается бит, который сброшен в 0. Для начинающих это часто вносит путаницу, при работе с разными программами для прошивки. Так как не всегда ясно установленная напротив фьюза птичка это 1 или 0 (в смысле, установлен). Разработчики ПО имели ввиду, если стоит птичка, значит, бит считается установленным (т.е. =0).

Далее приведенная сборная информация для разных микроконтроллеров. Я не претендую на оригинальность, эту информацию я скачал с интернета, прошу прощения у авторов.

Семейство ATtiny Семейство ATmega
2313 25/ 45/ 85 13 26 261/ 461/ 861 8 16 48/ 88/ 168 128 169 329 8515 8535
RESERVED M103С + S8515С S8535С
OCDEN + + + +
JTAGEN + + + +
SELFPRGEN + + + + +
DWEN + + + + + +
EESAVE + + + + + + + + + + + + +
SPIEN + + + + + + + + + + + + +
WDTON + + + + + + + + + + +
BODLEVEL2 + + + + +
BODLEVEL1 + + + + + + +
BODLEVEL0 + + + BOD LEVEL + BOD LEVEL BOD LEVEL + BOD LEVEL + + BOD LEVEL BOD LEVEL
BODEN + + + + + +
RSTDISBL + + + + + + + +
CKDIV8 + + + + + + +
CKOUT + + + + + +
SUT1 + + + + + + + + + + + + +
SUT0 + + + + + + + + + + + + +
CKOPT + + + + + +
CKSEL3 + + + + + + + + + + + +
CKSEL2 + + + + + + + + + + + +
CKSEL1 + + + + + + + + + + + + +
CKSEL0 + + + + + + + + + + + + +
PLLCK +
BOOTRST + + + + + + + +
BOOTSZ1 + + + + + + + +
BOOTSZ0 + + + + + + + +

В таблице fuse-биты популярных AVR. Слева названия fuse-битов по даташиту, в первых двух строках перечислены семейства и типы конкретных МК, а на пересечении строк и столбцов стоит знак плюс, если данный fuse-бит имеется в данном МК, или указано название, отличное от стандартного. Если какой-то бит отсутствует — в соответствующей клетке ничего нет.Назначение каждого фьюза AVR fuse бита:RESERVED — этот бит зарезервирован для каких-то неизвестных простым смертным целей фирмой Atmel. Ни при каких условиях не рекомендуется менять его состояние (т. е. надо оставлять его таким, как он установлен при изготовлении МК). В этой строке встречаются биты с другими названиями, как правило, это биты включения режима совместимости с устаревшими типами МК, на смену которым выпущены новые. Обычно в конце названия такого fuse-бита имеется символ С — от COMPATIBLE (совместимый).

OCDEN — fuse разрешает работу схемы внутреннего отладчика (On Chip Debug ENable). Не оставляйте установленным этот бит в коммерческих продуктах! Иначе вашу программу можно будет считать из памяти МК.

JTAGEN — fuse бит разрешает работу интерфейса программирования-отладки JTAG. По сравнению с SPI-интерфейсом, JTAG обладает расширенными возможностями. Не рекомендуется без необходимости оставлять этот бит установленным, т. к. в этом случае потребляемый МК ток возрастает.

SELFPRGEN — бит, разрешающей программе МК производить запись в память программ, т. е. производить самопрограммирование.

DWEN — fuse бит, разрешающий работу DebugWire — это интерфейс отладки по одному проводу. Не рекомендуется оставлять его установленным в коммерческих изделиях.

EESAVE — fuse бит, после установки которого при стирании памяти МК содержимое EEPROM данных будет сохраняться нетронутым, т. е. не будет стерто.

SPIEN — fuse бит, разрешающий работу интерфейса внутрисхемного программирования МК по SPI. Этот бит может быть легко переустановлен при помощи параллельного программатора (или JTAG, если таковой разрешен и имеется в МК). Все МК выпускаются с установленным битом SPIEN, снять его по интерфейсу SPI невозможно.

WDTON — fuse бит, после установки которого сторожевой таймер WDT включается сразу после подачи питания и не может быть отключен программно. Если бит не установлен, то включением и отключением WDT можно управлять программно.

Группа fuse битов BODLEVEL. Может быть либо один такой бит, либо несколько, тогда они нумеруются, начиная с нуля. Значение этих fuse битов определяет порог срабатывания схемы BOD — детектора уровня питающего напряжения, при снижении напряжения питания ниже этого уровня произойдет «сброс» МК.

BODEN — fuse бит, включающий схему аппаратного детектора недопустимого уровня питающего напряжения, т.е. схему BOD.

RSTDISBL — fuse бит, отключающий сигнал внешнего сброса от вывода микроконтроллера и подключающий к нему схему порта ввода-вывода. Этот бит имеется только в тех МК, у которых вывод аппаратного сброса RESET совмещен с одинм из портов ввода-вывода. Ошибочная установка этого fuse бита может отключить RESET и вы не сможете больше прошивать по ISP. Не устанавливайте этот бит, если намерены продолжать работать с МК при помощи последовательных программаторов. «Оживить» МК с установленным RSTDISBL можно только параллельным программатором и не для всех МК.

CKDIV8 — fuse бит, включающий предварительное деление частоты кварцевого (или иного имеющегося) тактового генератора на 8. То есть при включенном этом бите и применении кварцевого резонатора на 8 МГц реальная тактовая частота МК составит1 МГц.

CKOUT — fuse бит, разрешающий вывод тактовой частоты на один из выводов МК (для тактирования других устройств).

SUT1 и SUT0 — fuse биты, управляющие режимом запуска тактовых генераторов МК. Связаны с нижеописываемыми битами, определяющими тип и частоту тактового генератора, причем связь весьма хитрая и запутанная. При ошибочной их установке возможны ситуации неустойчивого запуска генератора или неоднократного сброса МКв процессе подачи на него питания.

CKOPT — бит, определяющий режим работы встроенного генератора тактовой частоты для работы с кварцевыми резонаторами. Реально изменяет коэффициент усиления встроенного инвертора в схеме генератора и, следовательно, — выходное напряжение на ножке XTAL2. Ошибочная установка может приводить к неустойчивому запуску кварцевого генератора, вплоть до возбуждения его не на той гармонике, что надо (из-за этого бита кварц запускался или только при питании МК напряжением не выше 3,6В, или только после прикосновения к выводу XTAL1 пинцетом)

Группа битов CKSEL0CKSEL3 — fuse биты, комбинация которых определяет тип и частоту работающего тактового генератора. Всего возможно до 16 комбинаций, однако не все определены для всех типов МК. Ошибочная установка комбинации этих битов может сделать МК «мертвым» — он не будет работать в схеме без подачи тактового сигнала на ножку XTAL1.

PLLCK — fuse бит, разрешающий использование встроенного синтезатора частоты для тактированияядра МК.

BOOTRST — fuse бит, определяющий адрес, с которого будет начато исполнение программы после сброса — если бит установлен, то начало программы будет не с адреса 0000h (как обычно), а с адреса области загрузчика (Boot Loader).

Группа fuse битов BOOTSZ — два fuse бита, определяющие размер области памяти программ, выделяемой для загрузчика (Boot Loader). Комбинация этих битов, в частности, определяет точку начала исполнения программы после сброса, если установлен бит BOOTRST.

Наиболее частые ошибки при настройке фюзов:

1. Установка фюза RSTDISBL. Ошибочная установка этого fuse бита отключает RESET, и Вы не сможете больше прошивать по ISP. Для этого потребуется последовательный программатор или что-то попроще для сброса фьюзов к заводским настройкам.

2. Неправильная установка CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3. Эти фьюзы определяют источник тактирования микроконтроллера. Если Вы случайно выбрали не ту частоту внутреннего RC генератора, это не смертельно. Программирование через ISP будет возможным, и вы сможете исправить ситуацию. А если случайно установить тактирование от внешнего источника, RC цепочки или кварцевого резонатора, а у Вас таких в схеме нет, то программирование по ISP тоже станет невозможным. По сути, микроконтроллер будет ожидать тактирования от несуществующей схемы. Как выйти из этого положения? Очень просто — дать микроконтроллеру источник тактирования и исправить фьюзы. Чаще всего устанавливают CKSEL все нули — тактирование от внешнего генератора. В этом случае можно собрать схему, генерирующую меандр (частота особой роли не играет, главное, чтобы она лежала пределах возможности микроконтроллера) и подать на ногу XTAL1. После чего микроконтроллер можно будет прошить через ISP. Первое, что надо сделать, — сбросить фьюзы к заводским настройкам. Если CKSEL все установлены в 1 — тактирование от внешнего кварца. Навесьте кварц после чего микроконтроллер снова будет доступен через ISP.

Ну и напоследок, найденные в интернете калькуляторы Фюзов. Иногда очень полезная штука:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *