Come usare un Arduino come ISP

La scheda programmabile Arduino, di orgoglio italiano, ha dato vita ad un cambiamento abbastanza radicale nell'elettronica digitale moderna, soprattutto per quanto riguarda l'accessibilità. Una scheda Arduino è pratica, economica e, con qualche istruzione, utilizzabile anche dai meno esperti, per realizzare un numero di funzioni elevatissimo. Un utilizzo particolare e interessante di una scheda Arduino è come ISP, ovvero In-System Programming: il chip permette cioè di essere programmabile quando già installato nel sistema, e non solo ed esclusivamente prima. Questo velocizza l'implementazione dei dispositivi, permettendo ad esempio di effettuare programmazione e in-device test in un unico step. Il microcontrollore AVR (es. ATMEGA328) incluso sulla board Arduino è perfetto per essere programmato via ISP dalla scheda stessa; così facendo, occorrerà possedere e acquistare i soli microcontrollori per programmarli tramite Arduino. In questo tutorial vedremo dunque come usare un Arduino come ISP
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• Scheda ARDUINO
• Microcontrollore AVR
• Breadboard
• Cavo USB
• Resistore (10KOhm)
• Quarzo (16MHz)
• Condensatori (due da 22pF, uno da 10uF)
• Cavetti jumper
• Computer

Aprendo il software di programmazione (l'IDE) di Arduino, si dovrà impostare il firmware ArduinoISP che si trova fra gli Examples. Si imposti ora la porta seriale corrispondente alla scheda che useremo come programmatore ISP; il percorso è Tools (Strumenti) --> Board e Serial Port. A questo punto si potrà caricare lo sketch ArduinoISP.

Per far sì che l'AVR possa leggere i programmi che verranno forniti da Arduino tramite la porta USB/seriale, è opportuno caricarvi il bootloader. Per poter usare una sola scheda Arduino (e il micro incluso) occorrerà montare un semplice circuito elettronico su una breadboard. In particolare, facendo riferimento ad una scheda Arduino UNO e ad un chip ATMEGA328, avremo bisogno di una Resistenza da 10KOhm, un quarzo da 16MHhz e due condensatori da 18 o 22 pF. Si rimuova il chip e lo si monti sulla breadboard. Arduino deve passare al chip la 5V (VCC) e la massa (GND). Si controlli il pinout del chip per sapere quali pin usare. I pin 9 e 10 dell'ATMEGA sono collegati ai due piedini del quarzo, in parallelo ai quali troviamo un piedino di ciascun condensatore; l'altro capo dei condensatori andrà a massa.
Arduino comunicherà con il chip tramite i pin 10-11-12-13 (della scheda); il primo di essi entrerà nel pin di RESET del chip (nell'ATMEGA328 è il primo), che dovrà poi essere collegato a VCC tramite un resistore di pull-down da 10KOhm. Gli altri entreranno rispettivamente nei pin dal 17 al 19 del micro.
Potrebbe esserci l'eventualità di bypassare l'auto-reset di Arduino, connettendo il pin di RESET a quello di GND tramite un condensatore di 10 uF (attenzione: il + del condensatore va nel pin RST).

Ora che il chip è collegato tramite circuito ad Arduino, sarà possibile impostare quest'ultimo per l'uso da programmatore ISP. Dall'IDE, sarà sufficiente effettuare il percorso Tools --> Programmer (in italiano Strumenti --> Programmatore). Da lì, selezionare "Arduino as ISP".

Dopo impostato Arduino as ISP, sarà possibile selezionare il comando Burn Bootloader per caricare il bootloader sul micro. Basta cliccarvi ed attendere qualche minuto. Una volta caricato il bootloader, il micro saprà riconoscere e ricevere messaggi e programmi Arduino. A questo punto è possibile staccare i ponticelli che partivano dai pin 10-11-12-13 dell'Arduino.

A questo punto sia la scheda Arduino, per le impostazioni messe prima, sia il microcontrollore, grazie al bootloader, sono pronti a ricevere il programma/sketch. Affinché il chip venga programmato da Arduino come ISP, bisognerà collegare i pin 0 e 1 dell'Arduino, a quelli 1 e 2 (rispettivamente pin0 RX e pin1 TX) del chip. Fatti questi collegamenti, basterà scrivere e uploadare su Arduino il programma/sketch ArduinoISP.

• Tutorial Arduino
• pinout ATMEGA328