Beitrag: Optiboot Bootloader auf ATMega328P flashen

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+---
+title: Optiboot Bootloader auf ATMega328P flashen
+author:
+  name: Peter Müller
+  link: https://crycode.de
+banner: banner.webp
+date: 2019-09-12 12:00:00
+updated: 2024-04-25 17:39:04
+categories:
+  - [Elektronik]
+  - [HomePi]
+tags:
+  - Arduino
+  - ATMega
+  - Bootloader
+  - Elektronik
+  - Flashen
+  - Mikrocontroller
+abbr:
+  ISP: In-System-Programmierung
+  IC: Integrated Circuit / Integrierter Schaltkreis
+  SPI: Serial Peripheral Interface
+---
+
+Auf manchen Platinen, die ich für meine Heimautomatisierung einsetze, befindet sich ein [ATMega328P](http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf) Mikrocontroller. Dieser kann entweder über die {% abbr ISP %}-Schnittstelle oder deutlich einfacher über die serielle Schnittstelle programmiert werden.
+
+Für die Programmierung über die serielle Schnittstelle muss vorher einmalig ein Bootloader auf den ATMega328P geflasht (programmiert) werden. Ich verwende hier den sehr verbreiteten [Optiboot](https://github.com/Optiboot/optiboot), welcher auch standardmäßig bei fast allen Arduinos zum Einsatz kommt.
+
+<!-- more -->
+
+Zum Flashen des Bootloaders und gleichzeitigen Setzen der richtigen Fuse- und Lockbits kommt ein Arduino Nano zusammen mit dem *Atmega Board Programmer* aus den [arduino_sketches](https://github.com/nickgammon/arduino_sketches) zum Einsatz.
+
+## Verkabelung
+
+{% img verkabelung.webp thumb: right:true Verkabelung %}
+
+Die Verkabelung zwischen dem Arduino Nano und dem zu flashenden ATMega328P erfolgt wie bereits im Beitrag [Arduino als ISP-Programmer](/arduino-als-isp-programmer/) und unten in der Tabelle beschrieben.
+
+Am {% abbr SPI %}-Bus des ATMega328P sollten beim Flashen möglichst keine weiteren {% abbr IC %}s angeschlossen oder aktiv sein, da dies den Flashvorgang stören könnte.
+
+| Arduino Pin | ATMega328P Pin |
+|---|---|
+| D10 | Reset |
+| D11 | MOSI |
+| D12 | MISO |
+| D13 | SCK |
+| GND | GND |
+| +5V | VCC (nur wenn keine externe Spannung vorhanden) |
+
+## Atmega Board Programmer
+
+Auf den Arduino Nano muss zunächst der *Atmega Board Programmer* geflasht werden.
+
+Hierzu laden wir die aktuelle Version direkt aus dem [arduino_sketches GitHub Repository](https://github.com/nickgammon/arduino_sketches) herunter und öffnen davon das Verzeichnis *Atmega_Board_Programmer* in der Arduino IDE. Anschließend öffnen wir den *Seriellen Monitor* und stellen die Baudrate auf *115200* ein. Nun folgt der Upload des Programms auf den Arduino über den *Hochladen*-Button.
+
+{% img atmega-board-programmer.webp thumb: Atmega Board Programmer in der Arduino IDE %}
+
+Nach dem erfolgreichen Hochladen sollte dann folgendes im Monitor erscheinen:
+
+{% img atmega-board-programmer-monitor.webp thumb: Atmega Board Programmer im Seriellen Monitor %}
+
+## Flashen des Bootloaders
+
+Zum Flashen des Bootloaders auf den ATMega328P tippen wir nun `U` für 16&nbsp;MHz ein und bestätigen mit Enter. Anschließend folgt ein `G` zum Programmieren des Bootloaders.
+
+{% img atmega-board-programmer-monitor-2.webp thumb: Flashen des Bootloaders %}
+
+Damit ist der Optiboot Bootloader auf den ATMega328P geflasht und die Fuse- und Lockbits sind automatisch richtig gesetzt.
+
+## Überprüfen des Bootloaders
+
+Zum Überprüfen des Bootloaders öffnen wir das Verzeichnis *Atmega_Board_Detector* aus den *arduino_sketches* und laden dieses Programm auf den Arduino hoch.
+
+Die Ausgaben im Seriellen Monitor sollten dann wie folgt aussehen:
+
+```plain Ausgaben vom Atmega Board Detector
+Atmega chip detector.
+Written by Nick Gammon.
+Version 1.20
+Compiled on Aug 20 2019 at 12:44:43 with Arduino IDE 10809.
+Attempting to enter ICSP programming mode ...
+Entered programming mode OK.
+Signature = 0x1E 0x95 0x0F 
+Processor = ATmega328P
+Flash memory size = 32768 bytes.
+LFuse = 0xFF 
+HFuse = 0xDE 
+EFuse = 0xFD 
+Lock byte = 0xEF 
+Clock calibration = 0xBB 
+Bootloader in use: Yes
+EEPROM preserved through erase: No
+Watchdog timer always on: No
+Bootloader is 512 bytes starting at 7E00
+
+Bootloader:
+
+7E00: 0x11 0x24 0x84 0xB7 0x14 0xBE 0x81 0xFF 0xF0 0xD0 0x85 0xE0 0x80 0x93 0x81 0x00 
+7E10: 0x82 0xE0 0x80 0x93 0xC0 0x00 0x88 0xE1 0x80 0x93 0xC1 0x00 0x86 0xE0 0x80 0x93 
+[...]
+7FF0: 0xFF 0x27 0x09 0x94 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0x04 0x04 
+
+MD5 sum of bootloader = 0xFB 0xF4 0x9B 0x7B 0x59 0x73 0x7F 0x65 0xE8 0xD0 0xF8 0xA5 0x08 0x12 0xE7 0x9F 
+Bootloader name: optiboot_atmega328
+
+First 256 bytes of program memory:
+
+00: 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 
+[...]
+F0: 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF 
+
+Programming mode off.
+```
+
+## Hochladen eines Programms auf den ATMega328P über den Bootloader
+
+Ist der Bootloader auf den ATMega328P geflasht, dann kann ein beliebiges Programm über die serielle Schnittstelle auf den Mikrocontroller hochgeladen werden.
+
+In der Arduino IDE muss dafür als Board dann **Arduino/Genuino Uno** (ATMega328, 16 Mhz) ausgewählt werden.
+
+Anschließend sollte ein Hochladen über einen USB-TTL-Adapter problemlos funktionieren.