Passo a Passo: Usando o Arduino UNO para Gravar o Bootloader do Arduino em um ATMega328

Como já mostrei sucintamente, um Arduino pode ser usado como gravador de microcontroladores AVR. Neste post, vamos ver passo a passo como usa uma Arduino UNO para gravar o bootloader do Arduino em um microcontrolador ATMega328 (em uma espécie de reprodução assexuada).

Pré-Requisitos

Você vai precisar de:

• Um Arduino UNO. Outros modelos podem ser usados com pequenas adaptações.
• A IDE do Arduino instalada no micro. No caso usei o Arduino 022 rodando sob Windows XP. Outras versões e outros sistemas operacionais podem exigir pequenas adaptações.
• Comunicação entre o Arduino e o micro funcionando. Se você consegue carregar um sketch no Arduino, está tudo certo.
• Uma breadboard (também chamada de protoboard ou matriz de contatos) e alguns fios de interconexão. Você pode fazer a montagem de outras formas, mas esta é a mais simples.
• Um ATMega328. Com pequenas adaptações você pode usar um ATMega168 ou ATMega8.
• Um cristal de 16MHz e dois capacitores de 22pF. O cristal pode ser de qualquer frequência entre 4 e 20MHz, 16MHz é o valor usado no Arduino. Os capacitores podem ser entre 12 e 27pF. Você pode ainda substituir estes três componentes por um ressonador.
• Dois resistores de 1K 1/8 ou 1/4W.
• Um LED (qualquer cor).
• Um capacitor de 10uF, 16V ou mais.

 Além disso você precisa:

• Saber qual a serial corresponde à conexão do Arduino. Com a IDE rodando e o Arduino conectado, você pode observar isto no menu Tools / Serial Port.

• Saber em qual diretório está instalado o software do Arduino. No meu caso, está em "C:\Program Files\arduino-0022", mas provavelmente está em algum outro diretório do seu micro.

 

Passo 1: Programação do Arduino

Na IDE do Arduino, selecione File | Examples | ArduinoISP e faça o upload para o Arduino. Se tudo estiver certo, você verá a mensagem "Done uploading.".

Se isto não acontecer, você está com algum problema na conexão do Arduino ao IDE. Certifique-se que o modelo do Arduino e a porta serial estão selecionadas corretamente na IDE.

Passo 2: Teste Preliminar

Como primeiro teste, vamos colocar o LED de heartbeat. O LED tem um terminal positivo (normalmente mais comprido) e um negativo (normalmente indicado por uma parte reta no encapsulamento plástico). O terminal positivo será ligado ao pino Digital 9 do Arduino, através de um resistor de 1K. O terminal negativo será ligado ao terra (pino GND do Arduino):

O LED deverá piscar gradualmente, como se fosse um coração batendo:

Passo 3: Montagem

Desconecte o cabo USB e complete a montagem na protoboard, conforme a figura abaixo.

Atenção para a polaridade do eletrolítico, o terminal '-' deve estar ligado ao terra e o terminal '+' ao pino de Reset do Arduino.


Passo 4: Teste da Montagem

Abra uma janela de comando e vá para o subdiretório hardware\tools\avr\bin do diretório onde a IDE do Arduino está instalada. Digite o comando

avrdude -p atmega328P -c avrisp -P com4 -b 19200

substituindo COM4 pela porta que corresponde ao Arduino .

Você deve receber mensagens como as abaixo, indicando que o AVRDUDE conseguiu comunicar corretamente com o Arduino e reconheceu o ATmega328. Se o AVTDUDE der alguma mensagem de erro, verifique os passos anteriores.

Passo 5: Programação

Copie o arquivo optiboot_atmega328.hex do subdiretório hardware\arduino\bootloaders\optiboot para o subdiretório hardware\tools\avr\bin:

COPY ..\..\..\arduino\bootloaders\optiboot\optiboot_atmega328.hex

Para gravar o bootloader na Flash, usamos o comando

avrdude -p atmega328P -c avrisp -P com4 -b 19200 -U flash:w:optiboot_atmega328.hex

A gravação é bem rápida mas a verficação demora um pouco; ao final você deve ter algo como:

Agora falta somente acertar os flags:

avrdude -p atmega328P -c avrisp -P com4 -b 19200 -u -U efuse:w:0x05:m -U hfuse:w:0xDA:m -U lfuse:w:0xFF:m -U lock:w:0x0F:m

E pronto, você tem um ATmega328 pronto para ser colocado em um Arduino!

Um comentário sobre os valores dos fuses: na documentação da Atmel, os bits não usados dos fuses são indicados com o valor "1" porém o AVRDUDE usa o valor "0". Se você tentar programar o extended fuse com 0xFD, o AVRDUDE vai dizer que deu erro pois leu 0x05. Portanto é necessário colocar "0" nos bits não usados nos fuses.