На этот раз мы поговорим о том, как программировать Arduino, не обычным способом, не через привычное USB подключение, а через прямое прошивание процессора.

Вам возможно не прийдется прибегать к этому постоянно, но мы поговорим об этом всё равно потому, что когда-нибудь вы всё же захотите установить загрузчик  поменять, обновить его, и вам будет полезно знать каким образом это делается.

Это не обычное прикладное программирование которым мы обычно занимаемся. Загрузчиком называется заводская прошивка микроконтроллера. И загрузчик это всего лиш общее наименование программного обеспечения. И он относится не только к Arduino, а к любым видам интегрированных систем.

Микроконтроллер обычно содержит в себе код загрузчика, записанный в флеш-память. Он позволяет записывать пользовательскую программу в  флеш и EEPROM-память. Именно поэтому у вас есть возможность загружать скетчи. Вы загружаете свой код, который должен скопироваться или запрограммироваться в флеш-память или в постоянную память EEPROM, но обычно в flash, и дальше должно начаться выполнение программы внутри atmega 328, который и предназначен для этого. Он общается и с USB-интерфейсом и выполняет свою задачу. Вот это и есть основная работа загрузчика.

У загрузчика есть и ряд других функций, но это его основная задача, позволять флеш-памяти быть перезаписываемой, а так же постоянной памяти EEPROM. Так же он заботится такими задачами как перезагрузка и другими, но это его основная задача.

Загрузчик управляет USB-коммуникацией, и позволяет программировать. Загрузчик конечно не может перепрограммировать себя. Поэтому, если вам нужно обновить загрузчик, вы не можете просить загрузчик перепрограммировать себя. И поэтому, если вы хотите обновить загрузчик вы не можете сделать это через обычный USB-интерфейс используя загрузчик. Вместо этого вам потребуется использовать другой интерфейс.

Для этой цели используют интерфейс , который называется ICSP. Это интерфейс к плате, к специальным контактам на плате, через которые можно заливать загрузчик. Теперь вы можете запрограммировать что-угодно, но это всего лиш такой себе более прямой маршрут. Маршрут в обход USB. Для программирования микроконтроллеров на плате и единственный случай, когда вам возможно понадобится прибегнуть к интерфейсу ICSP, если вы захотите обновить свой загрузчик. Потому-что иначе если вы захотите обновить код аутентификации, вы будете использовать обычный маршрут USB, а ICSP порты разработаны для того, что-бы вы могли напрямую обновить загрузчик, а так же прошивку.

По существу прошивка производится напрямую. Поэтому если вы взглянете на плату, то увидите два ICSP-порта потому, как там два процессора.

Там стоит ATmega328 тот, который главный. А так же там стоит ATmega16U2, который используется для USB-коммуникаций. И в него тоже загружена прошивка.  У него есть выполняемая программа. И, если вы хотите запрограммировать один из них, вам нужно использовать их ICSP-порты, а значит их собственные ICSP-контакты.

Вот вы видете на картинке одну группу ICSP-контактов справа ATmega16U2. И другую группу ICSP-контактов микроконтроллера ATmega328. И что вам прийдется сделать, если вы захотите перепрограммировать эти контроллеры, так это использовать специальный программатор, который вам прийдется купить отдельно.

И вы подключите его к этим контактам. И тогда вы сможете использовать его, и различные программные приложения, для программирования прошивки на обоих чипах.

В общем эти контакты доступны вам для использования. Они вам могут понадобиться только для перезаписи загрузчика, и на этих уроках мы таким заниматься не будем. Если вам удастся обновить загрузчик, то вам уже эти занятия ни к чему. Если вы способны перезалить новый загрузчик, тогда вам эти уроки уже не понадобятся - вы уже не новичок. И вам уже нужно развиваться дальше. Но если нет, тогда эти уроки для вас. И вообще перезаливкой прошивки лучше не увлекаться, просто в будущем можно заливать обновления прошивки.

Автор профессор Ian Harris из Калифорнийского университета

Перевод Гресько Евгений