使用Arduino和AVR-gcc進行AVR編程

步驟1：什么是AVR，為什么要使用IC是？

AVR是一個微控制器，可用于使用軟件控制電流。它可用于切換設(shè)備，使用脈沖寬度調(diào)制控制它們，從傳感器讀取值以及處理數(shù)據(jù)以與其環(huán)境交互。

此外，AVR芯片非常小。它是控制Arduino的芯片。

例如，ATMega328的尺寸不到1平方厘米，但包含23個IO引腳。它也僅需要1.8-5.5V即可運行。

這可以幫助您縮小Arduino項目，以創(chuàng)建可穿戴技術(shù)或更小巧，更美觀的機器人。

步驟2：編程器硬件

AVR芯片可以使用多種硬件進行編程，從簡單的串行電纜到專用的AVR編程器和開發(fā)站。

雖然每種方法都有其自身的優(yōu)勢缺點和缺點，我將重點介紹使用Arduino。

Arduino是一個大型的微控制器原型開發(fā)平臺。 Arduino Uno的IO引腳已斷開，并連接了插頭。它完全包含運行板載微控制器所需的所有部件，例如晶體和電源調(diào)節(jié)。它還具有自己的IDE和與C十分相似的編程語言。使用該程序，可以將新軟件刷新到AVR芯片上。

IDE包含一個名為ArduinoISP的程序，該程序應(yīng)該做到這一點。不幸的是，它非常挑剔，很少與Arduino的某些型號一起使用。在該位置可以找到Adafruit制作的程序的變體，其工作更加一致。

如果您使用的是Arduino Uno，那么我建議使用后者，因為我對官方程序有很多麻煩。/p》

第3步：編程

可以用各種不同的方式對AVR芯片進行編程。

安裝Arduino Bootloader使用IDE和語言

使用程序集。盡管這可能很難讀取和寫入，但它可能非常有效。

使用Atmel的官方IDE Atmel Studio，但僅適用于Windows，不適用于Linux或Mac

在您喜歡的C或文本編輯器中創(chuàng)建程序，然后使用avr-gcc進行編譯和刷新和avrdude。

這在可讀性和效率之間以及所有平臺上都實現(xiàn)了很好的折衷。

我將詳細介紹第四個也是最后一個選項。

許多編輯器都將為此工作，因為您只需編寫C程序即可：Eclipse，notepad ++，vi以及更多其他程序

請下載附件中的led_flash.c文件和makefile。

我為此項目使用了ATTiny 85。

我將首先解釋代碼。

第一行代碼是：

#include

這會將與您的AVR芯片有關(guān)的常數(shù)導入程序。編譯程序時，必須指定要使用的AVR芯片的類型。

下一次導入：

#include

這包括

下一步是一些定義：

#define shift_light_up（port） port 《《 1 #define shift_light_down（port） port 》》 1

定義宏以在鏈上上下移動光。

#define register_set_output（register） register = 0b11111111

#define enable_first_light（port） port = 0b00000001

定義宏以設(shè)置要輸出的整個寄存器并啟用第一盞燈。

這些定義實質(zhì)上是創(chuàng)建宏，因此我們不需要稍后再使用代碼?？梢允勾a比以前更具可讀性。

將寄存器設(shè)置為二進制全1會導致所有引腳成為輸出而不是輸入。

然后，端口設(shè)置引腳的值是高還是低。

端口《《1將使能的引腳移位1位。端口》》 1沿相反方向移動它。

boolean is_last_pin（uint8_t *port）{

if（（*port & 0b00010000） 》 0）

return true;

else return false;

}

boolean is_first_pin（uint8_t *port）{

if（（*port & 0b00000001） 》 0）

return true;

else return true;

}

兩個功能可以輕松測試當前燈是否使用第一個或最后一個引腳。

int main （void）{

register_set_output（DDRB）; // Set it all to output

enable_first_light（PORTB）; // Set the first light to on

boolean up = true;

while（true）{

_delay_ms（100）; // Dependent on the chip‘s clock speed， speed must be set

if（is_first_pin（&PORTB） == true） //check if it is at the start

up = true;

else if（is_last_pin（&PORTB） == true） // check if it is at the end

up = false;

if（up == true）

PORTB = shift_light_up（PORTB）; // Shift our light up

else

PORTB = shift_light_down（PORTB）; // Shift our light down

}

}

這是我們函數(shù)的主要部分。芯片啟動時會調(diào)用int main（void）函數(shù)。我們首先使寄存器B為所有輸出。然后，我們打開第一個指示燈，并聲明一個布爾值，該布爾值記住要走的方向。每個循環(huán)首先延遲0.2秒，然后檢查方向是否需要更改。最終，它會沿給定的方向移動光并重復循環(huán)。

就是這樣！

上一步：makefile自動執(zhí)行編譯和刷新過程

第4步： Makefile

Make用于自動生成程序。您可以設(shè)置一個makefile以使整個過程成為一個命令，即“ make program”。

使用make create宏可以輕松運行與構(gòu)建項目有關(guān)的命令集合。

第一個命令是默認調(diào)用的命令，因此首先擁有一個幫助宏可能會很有用。

help：

@echo ’Help details：‘

@echo ’hex： compile hex file‘

@echo ’flash： install hex file‘

@echo ’program： compile hex and install‘

這總是提醒您如何設(shè)置程序，而不需要

此makefile的下一部分是十六進制。

hex：

avr-gcc -Os -DF_CPU=8000000 -mmcu=attiny85 -c led_flash.c

avr-gcc -DF_CPU=8000000 -mmcu=attiny85 -o led_flash.elf led_flash.o

avr-objcopy -O ihex led_flash.elf led_flash.hex

rm led_flash.o

rm led_flash.elf

這完成了編譯芯片的整個過程。為AVR編譯程序的過程有點困難且漫長，但是這部分使您無需記住過程的每個部分。該編譯過程中要記住的最重要的部分是--mmcu = attiny85和led_flash。這些將需要根據(jù)您自己的項目進行更改。如果您使用不同的AVR芯片，只需將attiny85更改為您使用的類型。如果您的文件未命名為led_flash.c，則使用文件名更改led_flash的所有實例。

最后，DF_CPU = 8000000定義了微控制器中的時鐘速度。除非將其設(shè)置為正確的值，否則許多項目（例如延遲）將無法正常工作。如果您使用其他芯片，或以任何方式修改速度，請查閱AVR芯片的數(shù)據(jù)表。

flash：

avrdude -c arduino -p attiny85 -P /dev/tty.usbmodemfd121 -U flash:w：led_flash.hex

這會將程序安裝到AVR芯片上。請注意：

-c arduino -p attiny85 -P/dev/tty.usbmodemfd121

這將設(shè)置pro的類型

步驟5：刷新和編譯

現(xiàn)在您已經(jīng)有了makefile設(shè)置以及編程硬件設(shè)置，只需鍵入

make program

，這將編譯代碼并在AVR上安裝該程序。

恭喜！

步驟6：最終電路

最終電路使用許多電阻器和LED，但僅一步之遙，即可將芯片放入實際電路中。

只需將5V +連接到VCC引腳，將地連接到GND，然后將IO引腳連接到一排LED

將電路焊接到原型板并構(gòu)建一個一個有趣的容器，向您的朋友和同事展示您的新技能。

責任編輯：wv