фьюз что это такое

Фьюз (Fuse) биты микроконтроллеров

Но знать их необходимо, базовыми знаниями тут не обойтись.

Фьюз биты расположены в особой области памяти, изменить их можно только используя программатор в процессе прошивки. При помощи фьюз битов можно настроить следующие опции и режимы работы:

произвести выбор задающего генератора; какой будет использоваться внутренний или внешний; выключить возможность прошивки или чтения данных микронтроллера; включить/выключить таймеры; задать частоту генератора (деление частоты генератора); защитить память EEPROOM от стирания; и другие настройки.

У каждого микроконтроллера свои fuse-биты, как они называется и за что отвечают можно посмотреть в даташитах на микроконтроллер. Там все подробно расписано, перед тем как прошивать камень нужно знать какие биты выставлять нужно ознакомиться с документацией.
Настройка или установка этих битов осуществляется при помощи программатора.

Тут есть одна тонкость: Бит считается установленным если его значение равно нулю.

Этот момент нужно просто запомнить и привыкнуть, что если мы установили значение бита в ноль то значит мы его включили.Выставление битов при помощи программы AVRDUDE_PROG 3.3

Фьюз биты микрокотроллеров AVR

CKSEL

Чаще всего настраивается фьюзы CKSEL0, CKSEL, CKSEL2, CKSEL3 они настраивают частоту с которой работает тактовый генератор и его тип. Выставляя то или ной бит можно сделать 16 разных комбинаций. Но опять же нужно посмотреть в datasheet.

С этими битами нужно быть осторожнее можно к примеру можно выставит биты таким образом что МК будет работать от внешнего генератора который подключается на ножки XTAL1 и XTAL2. И в случае его отсутствия, микроконтроллер станет «заблокирован»

По умолчанию большинство микроконтроллеров AVR настроены на работу от внутреннего источника тактов

Фьюзы SUT0 и SUT1 необходимя для настройки режимов старта тактовых генераторов. Довольно мудреные биты, если не правильно выставить эти биты то могут быть тормоза с запуском тактового генератора либо сбросы МК в момент полачи патания.

CKOPT

Наиболее часто используемый бит, он необходим для определения работы встроенного генератора для работы с кварцевым резонатором, он выставляет амплитуды сигнала на кварце.

OCDEN

Этот бит необходим для разрешения или запрета чтения данных из памяти микроконтроллера.

SELFPRGEN

При помощи этого бита мы можеи запретить или наоборот разрешить запись данных в память.

BODLEVEL

Этот фьюз бит устанавливает момент уровень напряжения питания при котором происходит рестарт микроконтроллера.

BODEN

Если выставить это бит то будет происходить контроль за питающим напряжением, другими словами включиться детектор недопустимого значения уровня напряжения питания.

BOOTRST

Отправная точка начала исполнения программы. Установка адреса с которого начинает работать исполняемая программ. Если это фьюз бит выставить то программа стартует с адреса области загрузчика

RSTDISBL

С этим битом нужно быть осторожным. Если не так выставить то можно вырубить вывод RESET, в результате чего больше не сможете программировать по ISP. Это бит преобразует вывод RESET в порт ввода-вывода. Не понятно зачем придумали этот бит, наверно на случай если не хватает выводов. Но как по мне то его лучше вообще не трогать.

BOOTSZ

Состоит из BOOTSZ1 и BOOTSZ0 выставляют размер области памяти записываемых программ

EESAVE

Этот бит предназначен для защиты памяти EEPROM от стирания. Если выставить этот бит то при очистке МК память EEPROM останется не тронутой.

SPIEN

Это бит разрешает МК работать по интерфейсу SPI. У всех МК этот бит по умолчанию выставлен.

В приведенной ниже таблице fuse-биты микрокнтроллеров семейства ATtiny и ATmega. Знаком плюс указано наличие данного бита у МК.

Таблица фьюз битов микроконтроллеров AVR

Калькулятор фьюз битов микроконтроллеров

Калькулятор фьюзов AVR помогает быстро установить нужные биты, скачать офлайн версию программы можно по ссылке ниже.

Источник

Программирование микроконтроллеров. Фьюzzы

Любой новичок при программировании микроконтроллеров Атмел слышал про установку фьюзов и про большие опасности, которые ждут, если галочку не там поставить.

Вообще фьюзы это самое дебильное наследство микроконтроллеров родом конца прошлого века, когда фьюзы имели вид пережигаемых перемычек. Поэтому снятая галочка бита фьюза равняется единице, что не очень логично. Правда не во всех программах они одинаковы — у некоторых прошивальщиков фьюзы отображаются в инверсном виде (снятая галочка — ноль) что вносит еще больше неразберихи.

Для просмотра и настройки байтов конфигурации микроконтроллеров я советую пользоваться онлайн калькулятором: homes-smart.ru/fusecalc/?…=avrstudio&part=ATtiny13A Ссылка сразу же ссылается на ATtiny13A Выбираем нужные строчки или ставим нужные галки в конфигурации и ниже видим биты конфигурации, а в левом верхнем углу видим байты конфигурации. Можно делать наоборот: выставить например байт конфигурации и посмотреть получившиеся строчки. В интернете есть выбор онлайн калькуляторов, можно подобрать себе по вкусу, погуглив фразу «онлайн калькулятор фьюзов»

Байт конфигурации бывает нижним LOW и верхним HIGHT. Правда есть еще extended байт, но конкретно в ATtiny13A этот байт фьюзов не используется — про него молчим.

Нижний байт конфигурации, от старшего бита к младшему:

SPIEN. — разрешение последовательного программирования. Если используете последовательный SPI программатор, то этот бит не изменить. Логично. По умолчанию разрешено.

EESAVE — разрешить сохранение содержимого EEPROM при стирании чипа, при прошивке. Тут объяснять ничего не нужно. По умолчанию запрещено. Бывает полезно выставлять этот бит при отладке, когда часто заливается правленная прошивка а заливать каждый раз еепром — лишние движения.

WDTON — включить сторожевой таймер. Если используете сторожевой таймер, то необходимо разрешить этот бит. По умолчанию запрещен.

Напоминаю, чтоб сторожевой таймер работал в коде программы, необходимо его проинициализировать и выбрать предделитель, например

говорит о том, что сторожевой таймер включен с делителем 256k с выключеным прерыванием по таймауту. Затем в теле программы втыкаем ассемблерные вставки сброса сторожевого таймера

CKDIV8 Включалка делителя на 8 тактовой частоты. По умолчанию включено!
Бит CKDIV8 определяет начальное значение CLKPS бита. CLKPS бит — это регистр предделителя тактовой частоты. Если CKDIV8 бит во фьюзах выключен, то первоначальная установка делителя CLKPS равна нулю. Если CKDIV8 бит установлен, то делитель регистра CLKPS сбрасывается при старте микроконтроллера в состояние 1100, что включает делитель на 8. То есть в проекте задали частоту 4.8 МГц, выставили во фьюзах CKSEL1 CKSEL0 и оставили включеным CKDIV8, то тактовая частота будет 4.8/8=600 кГц

Самое главное: не нужно использовать излишне высокую частоту тактирования, если в этом нет необходимости. Как правило, в большинстве случаев хватает дефолтной установки тактовой частоты — 1.2МГц.
Помните: чем выше частота — тем больше ток потребления в активном режиме. Нужно поморгать светодиодами — частота по дефолту. А вот нужно реализовать программный ШИМ, что б яркость регулировать — тактовую частоту нужно поднять, (к примеру сняв галочку CKDIV8 — будет 9.6МГц от дефолтной) ибо частоты ШИМа будет не хватать.

Рекомендованные значения из даташита:
00 При использовании фьюза BODLEVEL (Brown-out Detector)
01 При быстрой подаче напряжения (напряжение питания нарастает быстро)
10 При медленной подаче напряжения. (по умолчанию)
11 Неиспользуется.

Подали питание — микроконтроллер ожил — смотрим фьюзы SUT1 и SUT0 — делаем задержку, если в этих фьюзах указанно — запускаем тактовый генератор — микроконтроллер заработал.

CKSEL1 CKSEL0 — Выбор источника тактового сигнала или выбор частоты внутреннего тактового генератора.

00 — используется внешний тактовых генератор
01 — используется внутренний генератор на 4.8 МГц
01 — используется внутренний генератор на 9.6 МГц
11 — используется внутренний генератор на 128 кГц

Старший байт конфигурации:

Здесь три старших бита не используются, поэтому начинаем с 4 бита:

SELFPRGEN Self Programming Enable, Разрешение самопрограммирования. По умолчанию выключен.

Хитрожопый фьюз, ибо в понипроге и CVARe он обзывается SPMEN
Нужен для того, чтоб в течении четырех тактов изменить регистр SPM — Store Program Memory

Используют этот фьюз бородатые дядьки-микроконтроллерщики, что б например писать данные во внутреннюю флэш память, когда в тиньке с памятью тесно.

DWEN DebugWire — интерфейс для отладки. По умолчанию отключен. Использует порт ножки ресета. Нужно помнить, что даже если поставить Lock биты, если DWEN включен, то он так и будет работать.

BODLEVEL1 и BODLEVEL0 Brown-out Detector trigger level, он же «коричневый выход», а если серьезно это сброс микроконтроллера по провалу напряжения питания. Если напряжение питания упадет ниже указанного порога более чем на 2 микросекунды — хана, микроконтроллер отресетится. Самое главное, что нужно помнить, то что с включенным BODLEVELом в спящем режиме микроконтроллер жрет больше электричества. По умолчанию отключен.

11 — отключен
10 — 1.8 вольта
01 — 2.7 вольта
00 — 4.3 вольта

RSTDISBL — отключение ножки ресета. По умолчанию выключена. Если отключить ножку ресета, то появиться работоспособный порт PB5, но при этом последовательное программирование по SPI больше не будет работать — программирование будет возможно только высоковольтным последовательным программатором. Я часто отключаю ресет, ибо не боюсь, у меня есть высоковольтная оживлялка ATTiny13.

Многие думают, что при подачи нуля на вход ресет и удержании низкого уровня микроконтроллер теряет сознание, лежит лапками к верху и не шевелится — не подавая признаков жизни. Это не так! Наличие низкого уровня на ножке ресет всего лишь переводит микроконтроллер в режим готовности к программированию, ожидая команд по SPI интерфейсу.
Если ножку ресет отключить, то вход в режим программирования будет недоступен, микроконтроллер не будет переводится в режим программирования. Но возможность прошить микроконтроллер остается — нужно активировать режим высоковольтного программирования. Высоковольтным он называется всего лишь из за того, что чтобы его активировать нужно подать 12 Вольт на ножку ресет. Данные при этом передаются тоже последовательно, но уже не по SPI интерфейсу.

Источник

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:

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.

Есть 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.

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.

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).

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.

Данные 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.

Думаю что теперь, если у вас спросят «что такое фьюзы, и зачем они нужны?», вы сможете объяснить человеку их назначение, а пока, на этом все!

Источник

Микроконтроллеры ATMEL. Фьюзы. Fuses.

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.

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.

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.

Группа битов CKSEL0…CKSEL3 — 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:

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

Источник