Um ein Programm in den Mikrocontroller zu laden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Ein Programmiergerät ist im Allgemeinen vielseitig und teuer. Solch ein Gerät besitzt einen Sockel, in den der Mikrocontroller gesteckt wird. Mit der zugehörigen Software lässt sich das am PC erstellte Programm in den Mikrocontroller laden. Es geht allerdings auch preisgünstiger per SPI-Schnittstelle.

Ein Programmiergerät mit 40-poligem ZIF-Sockel. Je nach Programmiergerät können verschiedene Mikrocontrollertypen und Speicherbausteine programmiert werden. Manche dieser Geräte ermöglichen auch die In-Circuit-Programmierung per SPI-Schnittstelle.

Die SPI-Schnittstelle

Mikrocontroller mit integriertem Flash-Speicher wie beispielsweise die AVR-Mikrocontroller von Atmel bieten meistens die Möglichkeit der In-System-Programmierung (ISP). Man kann sie direkt in der elektronischen Schaltung programmieren, ohne sie erst in ein Programmiergerät stecken zu müssen. Über den gleichen Mechanismus lässt sich der Speicher auch auslesen. Dafür sorgt das im Mikrocontroller eingebaute serielle periphere Interface (SPI), das ist eine Schnittstelle mit drei Anschlüssen:

• MOSI: Master Out, Slave in
  (zu programmierende Datenbits)
• MISO: Master In, Slave Out
  (ausgelesene Datenbits)
• SCK: Taktsignal
  (Transporttakt der Datenbits)

Um diese Schnittstelle nutzen zu können, werden die zugehörigen Anschlüsse des Mikrocontrollers zu entsprechenden Steckkontakten geführt. Wie das genau aussehen muss, hängt vom verwendeten ISP-Adapter ab. Eines seiner Kabel wird mit den SPI-Steckkontakten verbunden. Sein zweites Kabel wird mit dem seriellen oder parallelen Port des PC verbunden. Um ein Programm in den Mikrocontroller zu laden, wird ein entsprechendes Programm (z. B. uisp für Linux oder yaap für Windows verwendet, das den jeweiligen ISP-Adapter unterstützt.

ISP-Programmieradapter gibt es für die serielle, parallele und USB-Schnittstelle in verschiedenen Ausführungen. Oft ist die Elektronik im Stecker untergebracht.

Starter-Kits

Die Hersteller von Mikrocontrollern bieten üblicherweise auch die Hard- und Software an, mit denen Programme für ihre Mikrocontroller entwickelt und getestet werden können. Dazu gehören die Experimentierboards und Starter-Kits, die den Einstieg in die Mikrocontrollerwelt erleichtern können. Die Programmierung wird dadurch komfortabel, aber nicht unbedingt preisgünstig.

Das STK500 Starter-Kit von Atmel für AVR-Mikrocontroller. Die Mikrocontroller können damit in den Sockeln der STK500-Platine, aber auch in externen Schaltungen programmiert werden.

Links

In-System-Programmierung der AVR-Mikrocontroller

cdk4avr (Linux)
http://cdk4avr.sourceforge.net
(umfangreiches Softwarepaket, enthält neben uisp auch Assembler u. a.)

avrdude (FreeBSD, Linux, Win32)
http://savannah.nongnu.org/projects/avrdude
(unterstützt große Palette von Programmier-Hardware)

P12 (Linux, DOS/Windows)
http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-spider_prog.html
(Software + Schaltplan für die Programmierung per Parallel-Schnittstelle)

yaap (Windows)
http://myplace.nu/avr/

AVR-Studio für das STK500 von Atmel mit Assembler und Simulator (Windows):
http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2724