Arduino 烧录 Boot Loader

发表于 2019-10-28 分类于技术 Disqus：本文字数： 1k 阅读时长 ≈ 4 分钟

Boot Loader，或「引导程序」，是一个特殊的固件。对于 Arduino 单片机而言，每次按下复位键，或者编译上传新的程序时，都会先加载烧录的 Boot Loader；随后 Boot Loader 再来执行程序，或者根据电脑的指令，将新程序的代码写入闪存中。
在我们平常使用的 Arduino 开发板上，Boot Loader 是预置好的，用户只需要写程序然后上传，而不用关心其它的问题。但在有些情况下，还是需要用户自己来烧录 Boot Loader。例如，Arduino Nano 板有新旧两种 Boot Loader，升级旧的固件就需要重新烧录 Boot Loader。一些第三方厂家根据 Arduino 开源的电路图修改制造的开发板，也需要向其中的 ATmega 微控制器刷 Boot Loader 才能正常工作。

烧录 Boot Loader 的方式有很多种。在 Arduino IDE 的菜单中，选择「工具」 → 「编程器」，即可查看官方支持的方法：

本文将介绍其中的一种方法：使用另一块 Arduino 开发板，作为 ISP（即 in-system programmer），来进行烧录。为了避免歧义，我们将功能正常的版称为「ISP 板」，而需要烧录 Boot Loader 的版称为「空板」。在具体的例子中，将一块「Arduino Leonardo」作为「ISP 板」，一块「Arduino Mega 2560」作为「空板」。

上传程序

将「ISP 板」连接到电脑，并移除其它所有线缆。打开 Arduino IDE，在菜单中选择「文件」 → 「示例」 → 「11.ArduinoISP」 → 「ArduinoISP」。这是一个将 Arduino 变为 AVRISP 的程序，将其编译上传到「ISP 板」即可。

连接线缆

接下来需要连接「ISP 板」和「空板」，这需要用到六根杜邦线。为了避免出现问题，务必在断电（拔掉「ISP 板」上的 USB 线缆等任何电源）的情况下操作。
首先，我们来确定要连接的引脚 ——ICSP 接口。ICSP 即 In Circuit Serial Programming，它的针脚定义如下图所示

在每块 Arduino 板靠近微控制器的地方，都能找到这个 2x3 的 ICSP 接口。注意，不同 Arduino 板 ICSP 接口的方向可能不同，这时需要先确定 1 号引脚的位置。有的开发板会直接印上数字「1」标记 1 号引脚；有的会在电路板上注明 ICSP 字样，在它附近用一个小圆圈指示 1 号引脚。

对于 Mega 2560 和 UNO 这些使用了 ATmega8U2 或 ATmega16U2 芯片的 Arduino 板，在靠近 USB 接口处还有另一个 2x3 的接口，这是用来给 USB 芯片烧录固件的，不要弄错了。

随后，将「ISP 板」和「空板」上的 ICSP 接口一一对应地连接起来，除了 5 号引脚，即 RST 引脚。将「ISP 板」上的数字 I/O 10 连接到「空板」上 ICSP 的 5 号引脚，如下图所示

完成前面的步骤后，就可以来进行烧录了。

进行烧录

再次将「ISP 板」连接到电脑，这时「空板」将通过「ISP 板」获得供电，电源指示灯应当亮起（否则就需要再确认一下连线的问题）。在 Arduino IDE 的菜单中，点击「工具」，设置「开发板」和「处理器」为「空板」的型号，下方的「编程器」选择「Arduino as ISP」（如果「ISP 板」的微控制器是 ATmega32U4，例如 Arduino Leonardo，则选择「Arduino as ISP (ATmega32U4)」）。
设置完成后，点击最下方的「烧录引导程序」，Arduino IDE 会调用 avrdude 自动完成烧录过程，耐心等待就行了。