上野家のホームページ - 資料室バックアップ : 開発/AVR/AVR Writer/USBaspのソース

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開発/AVR/AVR Writer/USBasp へ行く。
* USBasp [#qd86266c]
&ref(usbasp_org.png,,around);[[USBasp>https://www.fischl.de/usbasp/]]は[[Thomas Fischl>https://www.fischl.de/]]氏が作られたATMEL AVRマイクロコントローラー用のUSB接続AVR ISP(in-circuit programmer) で，部品点数も少ないので自作する人も多い。~

''自作する場合はUSBaspにfirmwareを書き込むため，別に何らかのAVR Writerが必要になる'' &worried; 

多くのUSBasp互換品が[[Amazon>https://amzn.to/408fpUf]]でも安価に販売されていて，自作するよりも安いので購入（300円ぐらいだった）してみた。~
#ref(usbasp.png,,15%)

USBaspはCPUに[[ATmega8>https://www.microchip.com/en-us/product/atmega8]]を使って，USBコントローラICを使わずに[[V-USB:https://www.obdev.at/products/vusb/index.html]]((V-USBは，AVRマイクロコントローラーの任意の2つのIOポートを使ってUSBのD+/D-の信号をエミュレートして，擬似的にAVRマイコンをLow-speed USBデバイスにするというもの。))を使ってUSB接続できるようにしている。~

#clear

** 対応デバイス [#qc05fe71]
- 8051シリーズ~
AT89S51,AT89S52,AT89S53,AT89S8253,AT89S2051,AT89S8252,AT89S4051~
- AVRシリーズ~
AT90can128,AT90can32,AT90can64,AT90pwm2,AT90pwm3,AT90s1200,AT90s2313,~
AT90s2323,AT90s2343,AT90s4414,AT90S8515,AT90S8535,AT90usb1286,AT90usb1287,~
Atmega103,Atmega1281,ATmega1280,ATmega16,ATmega128,ATmega161,ATmega162,~
ATmega163,ATmega168,Atmega164,Atmega165,Atmega169,ATmega2560,ATmega2561,~
ATmega32,Atmega323,Atmega324,Atmega325,ATmega328P,Atmega3250,Atmega3259,~
Atmega329,Atmega3290,Atmega406,Atmega48,Atmega64,Atmega640,Atmega644,~
Atmega645,Atmega6450,Atmega649,Atmega6490,ATmega8,ATMEGA8515,Atmega8535,~
ATmega88,~
Attiny11,Attiny12,Attiny13,ATtiny15,Attiny22,ATtiny2313,Attiny24,Attiny25,~
Attiny26,Attiny261,Attiny28,Attiny44,Attiny45,Attiny46,Attiny461,Attiny84,~
Attiny85,Attiny861~

** 回路図 [#gf1ac626]
- USBasp（オリジナル）の回路図~
#ref(usbasp_circuit.png,,60%)
- Amazonで購入した互換品USBasp V2.0の回路図~
#ref(usbasp_sch.png,,30%)

10pin ISPコネクターの4番pinにTXD，6番pinにRXDが接続されている。~
なので，ターゲットボードが[[AVR ISP 10pinコネクター>../../AVR ISPコネクター]]を使っている場合には''4番pinと6番pinを接続しないように注意が必要''。~

Amazonで購入した互換品USBasp V2.0では，付属している10pin-6pinアダプターを使うと10pinの4番pinと6番pinは6pin ISPコネクターとは接続されていないのでそのまま接続できる。~

*** 互換品USBaspの問題点 [#y657a364]
オリジナルのUSBaspではターゲットボードへの5V供給するかしないかのJumperポストがある。~
しかし，CPUのATmega8は常にUSBからの5Vで動作しているので，3.3Vセルフパワーのターゲットボードと接続した場合，抵抗270Ωがあるのでなんとか使用できる。~

一方，[[Amazonで購入できる互換品USBasp V2.0>https://amzn.to/408fpUf]]は，3.3V降圧回路が実装されていてターゲットボードに5V/3.3Vを切り替えながら供給するかしないかをJumperポストで設定出来るが，オリジナルと同様にCPUのATmega8は常にUSBからの5Vで動作している。3.3Vターゲットボードを接続すると，（抵抗270Ωが実装されていないので）3.3Vを超える電圧になってしまうため直接接続することは出来ない。~

なので互換品USBaspは，5Vターゲットボードのみの使用となる。~

*** 互換品USBasp V2.0の改造 [#x552cd45]
3.3Vターゲットボードへの書き込みに，安全に互換品USBasp V2.0が使用できるように改造してみた。~

互換品USBaspで3.3Vを供給するJumper設定にした場合，CPUのATmega8の電源も3.3Vになるように変更する。~

改造回路図~
#ref(usbasp2_mod_sch.png,,30%)

実際には以下のように改造した。~
- 部品面のF1を外す。~
#ref(usbasp_mod1.png,,10%)
- 半田面のAMS1117-3.3Vの右側のパターンをカットする。~
- JP1 Vcc2BoadをR5右にワイヤーで接続。~
- JP1 5V --- F1 --- USB 5Vにワイヤーで接続。~
#ref(usbasp.mod2.png,,10%)

これで，3.3Vターゲットボードに3.3Vを供給する場合，CPUのATmega8も3.3Vで動作するようになるので，問題なく3.3VターゲットボードでもUSBaspが使用できるようになった。~

** 使い方 [#kd1aa238]
WindowsマシンでUSBaspを使い方。~

*** USBaspのJumper [#xeb56ea3]
オリジナルのUSBaspと互換品とは，Jumperの番号や機能が違っている。~
|オリジナル|購入した互換品|内容|h
|JP3|JP1|ターゲットボード電圧設定&br;オリジナル品：5Vの供給/供給しない&br;互換品V2.0：3.3V/5Vの切替|
|JP2|JP2|ファームウェア書換用&br;Jumperなし: 通常&br;Jumperあり:書換時|
|JP1|JP3|ISP通信速度&br;Jumperなし:通常&br;Jumperあり:低速（ATtiny用）|

ターゲットボードに合わせて上記のJP1とJP3を設定する。~

*** Windows用デバイスドライバー [#w20ba545]
WindowsマシンにUSBaspを初めてUSBコネクターに接続すると，デバイスマネージャーで確認すると！マークでデバイスドライバーはロードされない。~

デバイスドライバーは[[作者のページ>https://www.fischl.de/usbasp/]]にあってダウンロードできるのだが，デジタル署名がされていないのでWindows 10ではインストールが難儀になる。~

なので，[[Zadig>https://zadig.akeo.ie/]]ツールを使ってデバイスドライバーをインストールするのが便利。~
ZadigのサイトのDownloadにある[[最新の実行ファイル>https://github.com/pbatard/libwdi/releases/download/v1.5.1/zadig-2.9.exe]]をダウンロードする。~
ダウンロードしたexeファイルをダブルクリックして起動する。~
USBaspを選択して，使用するデバイスドライバーに''libusbk''を選択してInstall Driverボタンを押す。~

これでUSBaspのデバイスドライバーとしてlibusbk（汎用USBデバイスドライバーlibUSB-win32の上位互換のデバイスドライバー）が使われるようになる。~

再度USBコネクターに挿入し直して，デバイスマネージャーでデバイスドライバーがロードされていれば正常にインストールできている。~

ちなみにLinuxやMacOS Xマシンの場合は，デフォルトでlibusbのデバイスドライバーが用意されているので，USBコネクターにUSBaspを挿入するだけで使える。

*** avrdudeで使用する [#j04b2a3f]
バージョン5.2以降のavrdudeではUSBaspに対応していてavrdude.confにUSBasp（互換品を含む）の定義が入っているので，問題なくavrdudeでプログラムをターゲットボードに書き込むことが出来た。~
 > avrdude -p m168p -c usbasp -P usb -t

*** Arduino IDEで使用する [#t57df2ee]
Arduino IDEからUSBaspを使用する。~

''%LocalAppData%\Arduino15\packages\arduino\hardware\avr\1.8.5\programmers.txt''ファイルに，以下のような定義があることを確認する。なければ追加する。~
 usbasp.name=USBasp
 usbasp.communication=usb
 usbasp.protocol=usbasp
 usbasp.program.protocol=usbasp
 usbasp.program.tool=avrdude
 usbasp.program.tool.default=avrdude
 usbasp.program.extra_params=-Pusb

Arduino IDEで，ツール>書込装置で''USBasp''を選択すれば使用できるようになる。~
#ref(arduinoide.png,,60%)

** USBaspのファームウェアの更新 [#bae1af90]
購入した互換USBaspなのだが，どうもfirmwareが古い（v1.2）ようで，avrdudeを使うと「cannot set sck period.please check for usbasp firmware update.」と警告メッセージが出る。~
また，ATmega2560などのFlash ROMが128KB以上のCPUなどにうまく書き込めない。~

そこでUSBaspのファームウェアを更新してみた。~

最新のファームウェアは，[[作者のページ>http://www.fischl.de/usbasp/]]から[[usbasp.2011-05-28.tar.gz>https://www.fischl.de/usbasp/usbasp.2011-05-28.tar.gz]]（v1.04）ファイルとしてダウンロード出来る。~

ダウンロード後，任意のフォルダーにusbasp.2011-05-28.tar.gzを解凍しておく。~

USBaspのfirmwareを更新するには，別に何らかのAVR Writerが必要となる ;) ~

*** Arduino UnoをAVR Writerにして更新する方法 [#hf30ca41]
他のAVR Writerが無い場合，手元にある[[AVRマイコンのボードをAVR Writerにして>../Arduino as ISP]]，それを使ってUSBaspのfirmwareを更新できる。~

試しにArduino UnoをAVR Writerとして使用できるようにしてみる。~
- Arduino UnoをPCと接続する。~
- Arduino IDEのファイル>スケッチの例>ArduinoISPを開く。~
- Arudiono UnoにArduino ISPスケッチを書き込む。~

これで，Arduino UnoがAVR Writerとして使用できるようになった。~

以下の内容で''firmupdate.bat''ファイルを作成する。~
 @echo off
 SET AVRDUDE_PATH=C:\WinApl\develop\arduino-1.8.19\hardware\tools\avr
 SET COM_PORT=COM2
 
 "%AVRDUDE_PATH%\bin\avrdude.exe" -C "%AVRDUDE_PATH%\etc\avrdude.conf" -P %COM_PORT% -b19200 -c arduino -p atmega8 -u -U hfuse:w:0xc9:m -U lfuse:w:0xef:m
 IF %ERRORLEVEL%==0 (
   "%AVRDUDE_PATH%\bin\avrdude.exe" -C "%AVRDUDE_PATH%\etc\avrdude.conf" -P %COM_PORT% -b19200 -c arduino -p atmega8 -U flash:w:usbasp.atmega8.2011-05-28.hex
 )

以下のようにしてファームウェアを更新する。~
- USBaspのJP2をジャンパーする。~
- USBaspのJP1を5Vにする。~
- USBaspのJP3はオープンにする。~
- Arduino UnoとUSBaspを接続する。~
|Arduino Uno|USBasp|h
|GND|GND   |
|13 |SCK   |
|12 |MISO  |
|11 |MOSI  |
|10 |RST   |
|5V |VCC   |
- 上記の更新するファームウェアを用意する。~
- 作成したfirmupdate.batを実行する~
コマンドプロンプトを開いて，
 > firmwareupdate.bat
とする。~
なにかエラー等が表示されていなければ，うまく更新できている。~
- USBaspのJP2をジャンパーを取り外す。~
- Arduino UnoとUSBaspの接続を外す。~

これでUSBaspのファームウェアを更新することができる。

*** 別のUSBaspを使って更新する [#o93fbe62]
ファームウェアの更新をする時に使用するAVR Writerに別のUSBaspを使用する事もできる。AmazonなんかだとUSBasp2個一緒にして販売されているのは，このためなのかも。~

以下の内容で''firmupdate2.bat''ファイルを作成する。~
 @echo off
 SET AVRDUDE_PATH=C:\WinApl\develop\arduino-1.8.19\hardware\tools\avr
 
 "%AVRDUDE_PATH%\bin\avrdude.exe" -C "%AVRDUDE_PATH%\etc\avrdude.conf" -P usb -c usbasp -p m8 -u -U hfuse:w:0xc9:m -U lfuse:w:0xef:m
 IF %ERRORLEVEL%==0 (
   "%AVRDUDE_PATH%\bin\avrdude.exe" -C "%AVRDUDE_PATH%\etc\avrdude.conf" -P usb -c usbasp -p m8 -U flash:w:usbasp.atmega8.2011-05-28.hex
 )

以下のようにしてファームウェアを更新する。~
- USBasp同士をケーブルで接続する。~
- 更新される側のUSBaspのJP2をジャンパーする。~
- 更新される側のUSBaspのJP1を5Vにする。~
- 更新される側のUSBaspのJP3はオープンにする。~
- PCとWriter側のUSBaspを接続する。~
- Zadigを使ってUSBaspのデバイスドライバーをlibusbkに変更する。~
もし，リストにUSBaspが表示されない場合は，Options>List All Devicesにチェックをする。~
- 上記の更新するファームウェアを用意する。~
- 作成したfirmupdate2.batを実行する~
コマンドプロンプトを開いて，
 > firmwareupdate2.bat
とする。~
なにかエラー等が表示されていなければ，うまく更新できている。~
- 更新されたUSBaspのJP2をジャンパーを取り外す。~
- USBasp同士の接続を外す。~

これで，USBaspのファームウェアを更新することが出来る。~
この後，逆に接続してもう一つのUSBaspのファームウェアも更新する。~
開発/AVR/AVR Writer/USBasp のバックアップソース(No. All)
- 現: 2024-12-24 (火) 13:45:51 yuji
  - Deleted an attach file: usbasp.png at 2025-01-15 (水) 13:46:58 at 2025-01-15 (水) 13:47:36 at 2025-01-17 (金) 10:01:12, Deleted an attach file: usbasp_sch.png at 2025-01-17 (金) 10:02:02 at 2025-01-17 (金) 10:05:59 at 2025-01-23 (木) 12:25:41, Deleted an attach file: usbasp_org.png at 2025-01-24 (金) 17:30:02
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