MattairTech MT-DB-U2 Manual
Hide thumbs Also See for MT-DB-U2:

Advertisement

Quick Links

                            Manual
MT­DB­U2
October 29, 2015
1
http://www.mattairtech.com/

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the MT-DB-U2 and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Summary of Contents for MattairTech MT-DB-U2

  • Page 1                             Manual MT­DB­U2 October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 2: Table Of Contents

    MT-DB-U2 Manual Table of Contents Overview........................3 Introduction............................3 MT­DB­U2 Features.......................... 3 ATmega32U2 Features........................4 MT­DB­U2 Hardware.....................6 Layout / Header Pins......................... 6 Solder Jumpers..........................7 Pin Descriptions..........................8 PWM Filters............................9 Clock Source............................. 9 HWB Jumper / RESET button / LED....................9 ISP Header............................. 10 Power Configuration....................11 USB Bus Powered ­­ 5V........................11 USB Bus Powered – 3.3V....................... 11 Externally Powered – 4.0V to 5.5V....................12 Externally Powered – 3.0V to 3.6V....................12 USB Shield............................12 Arduino Compatibility....................13 Features............................13 Pin Mapping............................ 13 Installation............................
  • Page 3: Overview

    MT-DB-U2 Manual Overview Overview Introduction The MT­DB­U2 is a development board for the Atmel ATmega32U2 USB microcontroller. The  Atmega32U2 contains 32 KB of flash, 1 KB of RAM, 1 KB EEPROM, 22 programmable IO pins, and a  USB device controller. The board has 32 pins in a dual inline configuration with 100 mil pin spacing  and 600 mil row spacing which allows for easy mounting on a breadboard. It includes a mini USB  connector, status LED, 16MHz crystal, reset button, HWB boot jumper, 3 PWM filters, and ISP header  pads. A bootloader comes preinstalled which allows programming of the chip over USB without an  external programmer. The ISP header can be used with an external programmer for in­system  programming. This header can be reconfigured to allow the MT­DB­U2 itself to be an ISP  programmer, or to be used as a SPI master or slave. The board can be powered at 5V via USB,  at  3.3V via the ATmega32U2 internal regulator and USB, or it can be powered externally (3V – 3.6V or  4.0V – 5.5V). All programmable IO pins are routed to headers, including those used by on­board  hardware. The chip can be clocked externally, and the board is compatible with HV programming. The USB connections are also routed to header pins, which allows for panel­mount USB connectors. The  PCB is high­quality with ENIG (gold­plated) finish, red soldermask, and white screenprinting showing  the pinout. It measures approximately 1.7” x 0.8” (42mm x 20mm) and is 0.062” (1.6mm) thick. MT­DB­U2 Features ATmega32U2 USB microcontroller ● 32KB FLASH, 1KB SRAM, 1KB EEPROM ● USB device controller, Serial USART, and SPI communications ● 2 timers with 5 PWM channels ● Arduino compatible ● CDC (Arduino/AVRDUDE) or DFU (FLIP) bootloader preinstalled ● Bitlash preinstalled (Arduino command shell) ● ISP header pads (program chip using external programmer) ● 16MHz crystal ● Green Status LED ●...
  • Page 4: Atmega32U2 Features

    MT-DB-U2 Manual ATmega32U2 Features High Performance, Low Power AVR  8­Bit Microcontroller ● Advanced RISC Architecture ● 125 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle 32 x 8 General Purpose Working Registers Fully Static Operation Up to 16 MIPS Throughput at 16 Mhz Non­volatile Program and Data Memories ● 32K Bytes of In­System Self­Programmable Flash 1024 Bytes EEPROM 1024 Bytes Internal SRAM Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/ 100,000 EEPROM Data retention: 20 years at 85 C/ 100 years at 25 C(1) Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits In­System Programming by on­chip Boot Program True Read­While­Write Operation Programming Lock for Software Security USB 2.0 Full­speed Device with Interrupt on Transfer Completion ● Complies fully with Universal Serial Bus Specification REV 2.0 48 MHz PLL for Full­speed Bus Operation: 12 Mbit/s data rate Fully independant 176 bytes USB DPRAM for endpoint memory Endpoint 0 for Control Transfers: from 8 up to 64­bytes 4 Programmable Endpoints: IN or Out Directions Bulk, Interrupt and IsochronousTransfers Programmable maximum packet size from 8 to 64 bytes Programmable single or double buffer Suspend/Resume Interrupts Microcontroller reset on USB Bus Reset without detach USB Bus Disconnection on Microcontroller Request Peripheral Features ●...
  • Page 5 MT-DB-U2 Manual QFN32 (5x5mm) / TQFP32 packages Operating Voltages ● 2.7 – 5.5V Operating temperature ● Industrial (­40 C to +85 C) Maximum Frequency ● 8 MHz at 2.7V ­ Industrial range 16 MHz at 4.5V ­ Industrial range October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 6: Mt­db­u2 Hardware

    MT-DB-U2 Manual MT­DB­U2 Hardware MT­DB­U2 Hardware Layout / Header Pins October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 7: Solder Jumpers

    MT-DB-U2 Manual Solder Jumpers October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 8: Pin Descriptions

    MT-DB-U2 Manual Pin Descriptions Description Ground 5V, Vbus 5V output from USB Vbus. Vbus pin and 5V pin are tied together. Voltage input pin. Use solder jumper J8 to configure. This pin is connected to the Vcc and AVcc pins on the microcontroller, as well as the ISP header and reset pullup. See Power Configuration Section. 3.3V 3.3V output from the microcontroller internal 3.3V regulator. This pin is  connected to Ucap on the microcontroller. X2 (C0) This pin can be connected to the XTAL2 pin of the microcontroller using  jumper J7. This is useful if pin C0 is used as GPIO (if external clock is  used). This pin is disconnected by default (onboard crystal is used). This pin can be connected to the XTAL1 pin of the microcontroller using  jumper J7. This is useful if an external clock is used. This is also useful for  HV programming or recovery from incorrectly set fuses. This pin is  disconnected by default (onboard crystal is used). GPIO pin (Port C) Consult datasheet for functionality. D0 ­ D7 GPIO pins (Port D) Consult datasheet for functionality. D0 / LED The green status LED is connected to this pin when solder jumper J2 is  set. The LED is connected to ground through a 240 ohm resistor. The user application is free to use this LED. Drive the pin high to turn on the LED. D7 / HWB This pin is connected to the bootloader jumper (HWB). The jumper is  connected to ground through a 240 ohm resistor. The pin is sampled after  all reset sources, including power­up. If the pin is low (HWB jumper  installed), then the bootloader is run. If the pin is high (HWB jumper  removed), then the user application is run. This pin functions as a normal  GPIO pin at all other times. The 240 ohm resistor provides short­circuit  protection in case the pin is used as an output and the jumper is installed. Connects to reset pin of microcontroller as well as the reset button. A 10K  pullup resistor and 100nF capacitor are connected to this pin. If jumper J1  is set to ISP In, then RST is also connected to pin 5 of the ISP header. B0 ­ B6 GPIO pins (Port B) Consult datasheet for functionality.
  • Page 9: Pwm Filters

    MT-DB-U2 Manual D+, D­ USB data pins. Can be used for panel­mount connectors. PWM Filters There are three PWM filters, which can be used to smooth out a PWM square wave  into an analog voltage (with some ripple). The outputs of these filters can be connected to  header pins C6, C5, and B7 using solder jumpers J4, J5, and J3 respectively (factory default). The filters consist of a 1K resistor and 100nF capacitor. The cutoff frequency is: =1/2  RC =1/2  1K∗100nF=1/2  0.0001=1600Hz This is a first­order low­pass filter that can output levels from 0V to Vcc. All three filter  inputs are connected to the 16­bit timer 1 output compare pins (   OC.1A, OC.1B, and OC.1C). The filter inputs are always connected to the microcontroller. Therefore, if the solder jumpers  are configured to connect the microcontroller pins directly to the header pins, there will be  some loading on the pin (1K resistor in series with a 100nF capacitor to ground). Clock Source By default, a 16 MHz crystal is installed and connected to the XTAL pins of the  Atmega32U2. This 16 Mhz clock must be divided by 2 in software if the Vcc voltage is less  than 4.5V. If an external clock is is used, solder jumper J6 can be switched to connect the  microcontroller pin directly to header pin rather than the onboard crystal. An external clock  signal can then be applied to pin X1 (XTAL1). This will also free up microcontroller pin C0  (XTAL2), which can be configured in the microcontroller as a GPIO pin and routed to header  pin X2 by switching solder jumper J7. HWB Jumper / RESET button / LED The HWB Jumper is used to select either the bootloader or user application. The pin is  sampled after reset or power­up. Note that the hardware HWB function  of the ATmega32U2 is  disabled. That is, the HWBE fuse is disabled. The bootloader startup code is always run after reset or  power­up (BOOTRST fuse is set). The code samples the state of the HWB pin. If the pin is low, the  bootloader continues to run. If the pin is high, the user application is run. The green LED will pulse on  and off using a continuously changing PWM period when the DFU bootloader is running. If the  preinstalled demo program is running, it will be lit when USB is connected. Otherwise, the state of the ...
  • Page 10: Isp Header

    MT-DB-U2 Manual Jumper Mode Driver User Program CDC (COM port) (optional) Bootloader Program CDC Serial/DFU Bootloader It is not necessary to remove and replace the jumper when switching between the bootloader  and the user application. The jumper can be left on. After FLASH programming, the CDC bootloader  will automatically jump to the application. If using the DFU bootloader, then you can command  FLIP  or dfu­programmer to jump to the application. Then, when running the application, the reset button can be pressed to re­enter the bootloader. This is useful when writing and debugging firmware. When the  firmware is complete, the jumper can be removed so that future resets will always run the application. The pins associated with the LED, jumper, and reset button are all routed to header pins. The  LED can be disconnected by unsoldering jumper J2. The jumper is connected to pin D7 on one side  and to ground through a 240 ohm resistor on the other side. There is a 10K pullup on the reset line. ISP Header The ISP header is configured by default to allow ISP programming using an external  programmer. That is, RESET is routed to pin 5. Pin 1 is marked on the board (it is the pin closest to  the chip). The ISP header can be reconfigured so that pin PB0 (SS) is connected to pin 5 rather than  RESET. This can be done by switching solder jumper J1. This allows the MT­DB­U2 to be used as an  AVRISPmkII programmer itself, using Dean Camera's AVRISPmkII software available at  http://www.fourwalledcubicle.com/. A precompiled hex file will be made available at  http://www.mattairtech.com/ on the MT­DB­U2 product page. Note that when using the ISP header in  this way, Vcc and ground are output to the target board. Therefore, the target board should not be  powered itself. You should also verify that it is safe to power the target board through the ISP  connector. Another use for the ISP header configured with SS on pin 5 is to make use of SPI, either as a master or slave. SPI can also be used on the normal DIL headers. When using the ISP header, you  may need to remove the HWB jumper to allow the ISP connector to fit. October 29, 2015...
  • Page 11: Power Configuration

    MT-DB-U2 Manual Power Configuration Power Configuration The MT­DB­U2 can be powered in a variety of ways by utilizing solder jumper J8 located on  the bottom of the board. By default, the board is configured to  be powered via USB, with Vcc at 5V,  and the microcontroller internal 3.3V regulator enabled and powering only the USB pads. The  microcontroller clock is configured at boot to run at 8MHz. The following lists some of the  configurations possible. Code may have to be re­compiled when switching configurations (ie: to  change cpu clock speed and/or internal regulator power). Power Configuration Jumper J8 Regulator Max CPU USB bus powered – 5V Vcc (default) 3.3V   Vcc = 5V = UVcc   Vcc Enable 16 MHz USB Bus powered – 3.3V Vcc 3.3V = Vcc   5V = UVcc   Vcc Enable 8 MHz 3.3V    Vcc   5V    UVcc = Vcc Externally powered – 4.0 to 5.5V Vcc Enable 16 MHz Externally powered – 3.0 to 3.6V Vcc 3.3V = Vcc   5V   UVcc = Vcc Disable 8 MHz WARNING Care must be taken when configuring the solder jumpers.
  • Page 12: Externally Powered - 4.0V To 5.5V

    MT-DB-U2 Manual the USB pads, and the 3.3V header pin. Take care not to exceed the datasheet maximum current  output of the internal regulator. Note that at 3.3V, the AVR should be set to run at 8MHz or less. This  can be done in software using the prescaler. Externally Powered – 4.0V to 5.5V In this configuration, solder jumper J8 is set such that UVcc is connected to Vcc. Vcc is then  supplied externally with 4.0V to 5.5V on the Vcc header pin. The 5V pin still outputs 5V when the USB  cable is plugged in. The AVR internal 3.3V regulator must be enabled (default setting). This will supply 3.3V to the USB pads and 3.3V header pin. Note that when using a voltage less than 4.5V, the AVR  should be set to run at 8MHz or less. This can be done in software using the prescaler. Externally Powered – 3.0V to 3.6V In this configuration, solder jumper J8 is set such that both UVcc and 3.3V are connected to  Vcc. Vcc is then supplied externally with 3.0V to 3.6V on the Vcc header pin. The internal 3.3V  regulator must be disabled in software. Note that the regulator is always enabled after reset or  powerup, and is on when the bootloader is running. It is the responsibility of the user application to  disable the regulator. The 5V pin still outputs 5V when the USB cable is plugged in. In this  configuration, the AVR should be set to run at 8MHz or less. This can be done in software using the  prescaler. USB Shield Jumper J9 can be soldered to connect the USB shield to ground. The USB specification calls  for the USB shield to be connected to ground on the host side only. However, it may be desired to  ground this on the device side. An 0603 SMT component may be soldered on the solder jumper pads  as well. October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 13: Arduino Compatibility

    MT-DB-U2 Manual Arduino Compatibility Arduino Compatibility Features Arduino core and libraries ported to MattairTech USB boards ● MT­DB­U2: 21 digital, 4 PWM, 8 INT, 13 PCINT, SPI, USART1, 32KB FLASH, 1KB SRAM,  ● 1KB EEPROM USB Serial interface replaces USART0 ●    Hardware maximum speed of 8Mbps (U4/U6) or 2Mbps (U1/U2) ●    Can use terminal emulator or serial monitor ●    Uses the same methods as the original HardwareSerial.cpp (ie: Serial.println("Hello!")) ●    Based on LUFA USB library by Dean Camera (www.fourwalledcubicle.com) ●    USART1 also available; can be used at the same time ● Arduino/AVRDUDE compatible CDC bootloader preinstalled on all boards ● Bitlash Arduino command interpreter (bitlash.net) preinstalled on U2, U4, and U6 boards ● All libraries included with Arduino download are now supported ● Bootloader jumps to sketch after upload, reset button or auto­reset returns to bootloader ● HID keyboard and mouse support ● Pin Mapping October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 14: Installation

    MT-DB-U2 Manual Installation It is recommended to install this separately from existing Arduino 1.x installations. Download  and install Arduino version 1.0.5 or higher from http://arduino.cc/en/Main/Software 2. Download the MattairTech_Arduino_1.0.5.zip file from http://www.mattairtech.com/ (see  product page). Unzip this file into your arduino user directory (ie: My Documents/Arduino). You  may need to create this folder. Do not unzip into the arduino system directory from step 1. If  you installed a previous version of the MattairTech Arduino port, move or remove it. It is OK if  there are other cores, libraries, or sketches already present. 3. Download and install WinAVR version 20100110 from  http://sourceforge.net/projects/winavr/files/WinAVR/20100110/ 4. Rename the <arduino system directory>/hardware/tools/avr folder to avr_old. Copy the  WinAVR­20100110 folder to <arduino system directory>/hardware/tools. Rename the copied  WinAVR­20100110 folder to avr. 5. Create the directory <arduino system directory>/hardware/tools/avr/etc. Then, copy the file  <arduino user directory>/hardware/MattairTech/install/avrdude.conf to <arduino system  directory>/hardware/tools/avr/etc. 6. Replace the file <arduino system directory>/hardware/tools/avr/bin/avrdude.exe with <arduino  system directory>/hardware/tools/avr_old/bin/avrdude.exe 7. Replace the file <arduino system directory>/hardware/tools/avr/avr/include/avr/power.h with  <arduino user directory>/hardware/MattairTech/install/power.h 8. Now, plug in the board with the jumper installed so that the bootloader runs. Point the driver  installer to the directory <arduino user directory>/hardware/MattairTech/install to install  MattairTech_CDC.inf. This same driver is also used for the USB serial interface (if used). Using Arduino Because of the similarities with the Arduino Leonardo, please read  http://arduino.cc/en/Guide/ArduinoLeonardo first. Within the Arduino IDE, select the appropriate  MattairTech board and COM port. There are 2 configurations for each board, 16MHz(5V) and  8MHz(3.3V). You may select 8MHz even if using 5V. When operating at 3.3V, you should select  8MHz. Operating at 16MHz at 3.3V is out of spec, but should work fine at room temperatures. When  using the USB serial interface, it is no longer necessary to include the LUFA USB library header file.  Then, with the bootloader running, compile and upload your sketch. Note that when using a terminal ...
  • Page 15: Using Libraries

    MT-DB-U2 Manual D2, D3, etc. These are Arduino digital pins, not to be confused with port D pins. MattairTech boards  are printed with both port pin names as well as sequential numbers indicating Arduino digital/analog  pins (0 means D0 or A0, 10 means D10 or A10, etc). Using Libraries There are several libraries included with Arduino. Some of these needed simple changes to  work with MattairTech boards. If a library was ported, it is included in the MattairTech download and  installed in the Arduino user directory with "_MattairTech_Port" appended to the name of the original  directory name. This can be seen in the Arduino IDE in File­>Sketchbook­>libraries and File­ >Examples. If you see the Files­>Examples version of a particular library then you must use it instead  of the original library which will still be shown lower on the menu. If there is no Files­>Examples  version, then you can use the original, which did not require porting. If there is a library you would like  to use that is not included with Arduino, email support and I should be able to quickly support it. Often, only pin mappings need to be changed. The I2cMaster library contains a software I2C library that can  be used with the MT­DB­U1 and MT­DB­U2, which do not contain I2C hardware. USB Serial interface The LUFA directory contains a reorganized subset of the LUFA USB library by Dean Camera  (fourwalledcubicle.com). It implements a CDC class device, which appears as a COM port on the host  computer. A terminal emulator or the Arduino serial monitor can be used to communicate with the board.  Use this interface the same way you would on a standard Arduino (ie: Serial.println()). The interface is  nearly the same as the one in HardwareSerial.cpp. For example: void setup() { Serial.begin(9600); // The default settings for USB options are used (all enabled) pinMode(2, INPUT); void loop() { int sensorValue = digitalRead(2);...
  • Page 16 MT-DB-U2 Manual whenconnected) as well as blink when data is transferred. Otherwise, the LED will be left on and you can  manually control it. The default setting is USB_LED_ENABLED. USB_AUTOFLUSH_ENABLED, USB_AUTOFLUSH_DISABLED If USB_AUTOFLUSH_ENABLED is set, the upstream buffer (to the PC) will be flushed at periodic  intervals. The hardware USB DPRAM is used for the RX and TX buffers. There are actually two buffers per  direction in a ping­pong configuration. As one buffer fills up, it is swapped with the other, allowing the USB  hardware to read from the filled one, and the user to write to the empty one. Any number of characters can  be sent to the upstream buffer without any need to manage it, but it must be flushed at the end of the  transmission if USB_AUTOFLUSH_ENABLED is not set. In this case, use Serial.flush(). The default setting is USB_AUTOFLUSH_ENABLED. USB_WAITFORCONNECT_DISABLED, USB_WAITFORCONNECT_ENABLED If USB_WAITFORCONNECT_ENABLED is set, Serial.begin() will wait for the host to open a  connection before returning. That is, a program like a terminal emulator or serial monitor must connect to  the COM port before continuing. This is different than the USB CDC connection. This is useful to prevent  the board from sending data before the host is ready, and is required in many cases for microcontrollers  with onboard USB (ie: Leonardo). The wait is performed using: while(!Serial); The default setting is  USB_WAITFORCONNECT_DISABLED. USB_AUTORESET_ENABLED, USB_AUTORESET_DISABLED If USB_AUTORESET_ENABLED is set, the bootloader will be invoked automatically by the Arduino IDE. If USB_AUTORESET_DISABLED is set, a manual reset will be required to enter the bootloader. Note  that the HWB jumper must be installed for the bootloader to be invoked, regardless of method. The only  exception is when there is no sketch yet installed. With the jumper removed, the sketch (if present) will  always run. There is no delay. The default setting is USB_AUTORESET_ENABLED. Updated Tone.cpp          Tone.cpp now supports multiple simultaneous tone generation (one tone per timer).   The MT­DB­U6 currently supports up to 4 simultaneous tones using timers 3, 1, 2,   and 0 if not using the RTC, otherwise, timers 3, 1, and 0 are used for 3 tones.   The MT­DB­U4 currently supports up to 3 simultaneous tones using timers 3, 1, and 0.   A future release may support a fourth tone from timer 4. The MT­DB­U2 and MT­DB­U1   support 2 simultaneous tones using timers 1 and 0. Note that timer 0 has a lower   accuracy for tone generation because it is 8­bit (timers 3 and 1 are 16­bit). Note   also that use of timer 0 temporarily disables the use of delay(), USB autoflushing,   and proper USB LED handling, all of which will return to normal operation once the   tone stops playing. Thus, timer 0 is set with the lowest priority. For example, if   generating DTMF tones on the MT­DB­U4, timers 3 and 1 will be used. However, the   MT­DB­U2 and MT­DB­U1 will both use timer 0 for the second tone. October 29, 2015...
  • Page 17 MT-DB-U2 Manual   If timer 0 is used, delay() should not be called while timer 0 is generating a tone.   Instead, use _delay_ms(), which is included with avr­libc. If sending data to the   USB host (ie: using Serial.print()) before or during timer 0 tone generation, then   it must be manually flushed with Serial.flush() prior to calling tone() and after   any subsequent printing during tone generation. Otherwise, some data may not be   sent until the tone stops and autoflushing returns to normal operation. The USB   LED handling (if enabled) will also be disrupted during timer 0 tone generation.   During this time, the LED will not be able to change state. If USB traffic occurs,   the blink will be delayed until tone generation stops.      The DTMF_Demo sketch demonstrates usage of Tone.cpp for DTMF generation   on the MT­DB­U4 October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 18: Cdc Bootloader (Arduino/Avrdude)

    MT-DB-U2 Manual CDC Bootloader (Arduino/AVRDUDE) CDC Bootloader (Arduino/AVRDUDE) CDC Serial Driver The CDC Serial driver allows the board to appear as a COM port. The driver itself is included  with Windows, but an .inf file is needed to configure it. Download the .inf file from  https://www.mattairtech.com/software/MattairTech_CDC_Driver_Signed.zip . Note that Windows Vista 64­bit, Windows 7 64­bit and Windows 8 require the signed driver. You may need to  rename the file so that it has the inf extension. Next, plug in the board with the jumper removed.  Windows will then prompt you for the MattairTech CDC Serial driver. Point the installer to the directory where you downloaded the driver and install, ignoring any warnings. Once the driver is loaded, the  device will appear as the MattairTech CDC Serial device using a COM port in the device manager. If you wish, double­click on the CDC Serial device entry in the device manager to configure the driver. Nothing on the port settings tab needs to be changed. We are using a virtual COM port so the  settings are ignored. The baud rate will always be as fast as possible. On the advanced tab, you can  adjust the FIFO buffer sizes. If you experience any buffering problems (ie: a delayed response to user  input), then change both buffer sizes to 1.  CDC Bootloader The CDC bootloader uses the AVR109 protocol, and can be used withing the Arduino  environment, or directly with AVRDUDE. Version 130410 or above is required to support the auto­ reset feature (note that several boards that were shipped before 130626 still have the old bootloader).  If using a terminal emulator, you must first disconnect before running the bootloader. The bootloader  enters programming mode only if the jumper is installed, even when using Arduino auto­reset. The  one exception is when the FLASH is empty. Even with the jumper installed, programming mode will  NOT be entered if the reset was from the watchdog timer. The one exception to this is when the boot  key is enabled and the key matches. The key will match when the Arduino IDE auto­resets the board  to enter bootloader programming mode. The key is needed because the Arduino core part of the  firmware, which listens for the IDE auto­reset signal, uses a watchdog reset to enter the bootloader.  This way, the user application can make use of the watchdog timer. The bootloader will jump to the  user application at the end of FLASH programming. Other operations with AVRDUDE, like writing the  EEPROM, will not trigger this. Just press reset to get back to the bootloader (as long as the jumper is  installed). October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 19 MT-DB-U2 Manual The default CDC bootloader has the following compile­time options defined:         #define ENABLE_LED_BOOT         #define ENABLE_LED_APPLICATION         #define DISABLE_JTAG_APPLICATION         #define ENABLE_CLKDIV_1_APPLICATION         #define ENABLE_BOOT_KEY         #define ENABLE_RESET_AFTER_PROGRAMMING         #define NO_LOCK_BYTE_WRITE_SUPPORT An alternate version with the above options undefined is available on the website named  Bootloader_no_options.hex. Use it if the default options interfere with your application. For example,  you may disconnect the LED and use the pin as an analog input. When using the auto­reset feature of Arduino, the boards.txt file must currently list the  bootloader directory as caterina (the bootloader used on the Leonardo). The actual bootloader is a  modified version of the LUFA CDC bootloader by Dean Camera (lufa­lib.org). It resides in the mtdbxx  folder (where xx corresponds to the board you have). So, if you wish to use the Arduino IDE to burn  the bootloader, you must temporarily change the appropriate entry in the boards.txt file to point toward the actual bootloader directory. Change it back to caterina when finished to re­enable auto­reset. Example for Windows: avrdude -p m32u4 -c avr109 -P COM5 -U flash:w:"bitlashdemo_MT-DB-U4.hex" Example for Linux: avrdude -p m32u4 -c avr109 -P /dev/ttyACM0 -U flash:w:"bitlashdemo_MT-DB-U4.hex" Arduino environment: Be sure to select the COM port. Then upload your sketch with the Upload button.
  • Page 20: Dfu Bootloader (Flip/Dfu­programmer)

    MT-DB-U2 Manual DFU Bootloader (FLIP/dfu­programmer) DFU Bootloader (FLIP/dfu­programmer) Installation FLIP is a graphical utility used to load firmware into the ATmega32U2. FLIP includes the DFU  bootloader driver. It supports Windows XP through Windows 7 (32 or 64 bit). Download FLIP 3.4.2 or  higher from http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3886 and install. Once FLIP is installed, the DFU bootloader drivers can be loaded. Install the HWB jumper and  power­up the board (or press reset). This will enter the DFU bootloader. The LED should be pulsing.  Windows will then prompt you for the ATmega32U2 driver. By default, this is located in the Program  Files/Atmel/Flip 3.4.2/usb directory. Point the installer to that directory and install. Once the driver is  loaded, the device will appear as the ATmega32U2 device under Atmel USB Devices in the device  manager. October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 21: Flip

    MT-DB-U2 Manual FLIP Install the HWB jumper and power­up the board (or press reset). This will enter the DFU  bootloader. The LED should be pulsing. Now launch the FLIP utility. When it has loaded, click on the  chip icon and select the Atmega32U2. October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 22 MT-DB-U2 Manual Next, click on the USB icon, select USB, then connect. The screen should now show  information about the ATmega32U2. Click on the File menu, and open the appropriate hex file. More  information will appear about the program. Be sure that erase is checked. The firmware cannot be  loaded unless the flash is erased first. Program must be checked. Verify should also be checked. Now click on the Run button in the lower­left of the screen, and the firmware will be quickly loaded onto the  ATmega32U2. You may also program the EEPROM. If so, click on Select EEPROM at the bottom. Then, click  on the File menu and open the appropriate eep file. You will have to change the file filter to allow you  to see the eep file. Note that eep files are just hex files but with the eep extension instead of hex. More information will appear about the file when selected. Both Program and Verify should be checked.  Click run to program the EEPROM. You can run your application without removing the jumper or pressing reset by unchecking the  reset box and pressing the “Start Application” button (lower right). October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 23: Dfu­programmer

    MT-DB-U2 Manual dfu­programmer dfu­programmer is a command line utility used to program the ATmega32U2 that runs under  Linux. A DFU driver installation is not required. Download version 0.5.4 or higher from http://dfu­ programmer.sourceforge.net/ . The following commands can be used: dfu­programmer atmega32u2 erase dfu­programmer atmega32u2 flash­eeprom YourHex.eep (if applicable) dfu­programmer atmega32u2 flash YourHex.hex dfu­programmer atmega32u2 start (to jump to application section without reset) October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 24: Running Bitlash Demo

    MT-DB-U2 Manual Running Bitlash Demo Running Bitlash Demo Bitlash Bitlash is an open source interpreted language shell and embedded programming  environment. The preinstalled Bitlash demo was compiled in the Arduino environment and supports  Arduino functions (ie: dw() for digitalWrite()). A terminal emulator (recommended) or the Arduino serial monitor may be used. See the CDC Bootloader section for details on installing the CDC Serial driver.  The following example saves three functions to EEPROM. It is then run in the background, pulsing the LED using analog write (PWM): bitlash here! v2.0RC4 (c)2011 Bill Roy, bitlash.net -type HELP- 1706 bytes free > print free, " bytes free" 1702 bytes free > pinMode(13,1) > d13=1 > x=255;d=0; > function brighter {if (x==255) {d=0;} else { a13=++x; snooze(2);}} saved >...
  • Page 25 MT-DB-U2 Manual Old Demo Program The old demo program makes use the use of the MT­DB­U2 as a CDC device (virtual COM  port). This is one of the most common ways to connect to a PC over USB. It uses Dean Camera's  open­source LUFA USB library available at http://www.fourwalledcubicle.com/. The LUFA download  includes many examples that can be easily compiled for the ATmega32U2. See the CDC Bootloader section for details on installing the CDC Serial driver. The old demo  requires an ANSI terminal to allow drawing of the menu system. If you see garbage on the terminal  screen, click on the configuration icon and change the emulation to ANSI (or ANSIW). After  connecting, a message that reads “Press any Key” is printed periodically. If you do not see this  message, just press any key to continue. October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 26: Schematic

    MT-DB-U2 Manual Schematic Schematic October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 27: Troubleshooting / Faq

    MT-DB-U2 Manual Troubleshooting / FAQ Troubleshooting / FAQ Nothing yet Support Information Support Information Please check the MattairTech website (http://www.MattairTech.com/) for firmware and software updates. Email me if you have any feature requests, suggestions, or if you have found a bug. If you  need support, please contact me (email is best). You can also find support information at the  MattairTech website. A support forum is planned. Support for AVRs in general can be found at  AVRfreaks (http://www.avrfreaks.net/). There, I monitor the forums section as the user physicist. Justin Mattair MattairTech LLC PO Box 1079 Heppner, OR 97836 USA 541-626-1531 justin@mattair.net http://www.mattairtech.com/ Acknowledgments Acknowledgments Thanks to Dean Camera (http://www.fourwalledcubicle.com/) for his excellent LUFA library and bootloaders. Thanks to the members of AVRfreaks (http://www.avrfreaks.net/) for their support.  Finally, thanks to Atmel for creating a great product, the AVR microcontroller. October 29, 2015 http://www.mattairtech.com/...
  • Page 28: Legal

    Further, the user indemnifies MattairTech LLC from all claims arising from the handling or use of the goods. Due to the open construction of the product, it is the user's responsibility to take any and all appropriate precautions with regard to electrostatic discharge and any other technical or legal concerns.
  • Page 29: Appendix A: Precautions

    When using the microcontrollers internal regulator to power itself, be sure not to exceed the regulator maximum current output. CAUTION The MT-DB-U2 contains static sensitive components. Use the usual ESD procedures when handling. CAUTION Improper fuse settings may result in an unusable AVR. Be certain...
  • Page 30: Appendix B: Other Mattairtech Products

    MT-DB-U2 Manual Appendix B: Other MattairTech Products Appendix B: Other MattairTech Products ZeptoProg II  AVRISP mkII Programmer ● AVRISPmkII compatible AVR Programmer ● Supports all AVRs with ISP, PDI, or TPI ● Optional 5V output via headers to target board, with  ● standard jumper and PTC fuse 4­channel Logic Analyzer ● Serial bridge / pattern generator / SPI interface ● GPIO / PWM / frequency input & output ● Atmel Studio / AVRDUDE support ● Target board voltage of 2V to 5.5V via level­shifted  ● pins on two main headers MT­DB­U6  USB AVR development board ● AT90USB646 / AT90USB1286 USB AVR ● 64KB/128KB FLASH, 4KB/8KB SRAM ● 5V, 500mA LDO regulator (3V­30V input) ● Auto power source selection IC (USB/External) ● 16MHz and 32.768KHz crystals ● Arduino compatible ● CDC or DFU bootloader ●...

Table of Contents