使用Arduino和AVR-gcc进行AVR编程

步骤1：什么是AVR，为什么要使用IC是？

AVR是一个微控制器，可用于使用软件控制电流。它可用于切换设备，使用脉冲宽度调制控制它们，从传感器读取值以及处理数据以与其环境交互。

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个IO引脚。它也仅需要1.8-5.5V即可运行。

这可以帮助您缩小Arduino项目，以创建可穿戴技术或更小巧，更美观的机器人。

步骤2：编程器硬件

AVR芯片可以使用多种硬件进行编程，从简单的串行电缆到专用的AVR编程器和开发站。

虽然每种方法都有其自身的优势缺点和缺点，我将重点介绍使用Arduino。

Arduino是一个大型的微控制器原型开发平台。 Arduino Uno的IO引脚已断开，并连接了插头。它完全包含运行板载微控制器所需的所有部件，例如晶体和电源调节。它还具有自己的IDE和与C十分相似的编程语言。使用该程序，可以将新软件刷新到AVR芯片上。

IDE包含一个名为ArduinoISP的程序，该程序应该做到这一点。不幸的是，它非常挑剔，很少与Arduino的某些型号一起使用。在该位置可以找到Adafruit制作的程序的变体，其工作更加一致。

如果您使用的是Arduino Uno，那么我建议使用后者，因为我对官方程序有很多麻烦。/p》

第3步：编程

可以用各种不同的方式对AVR芯片进行编程。

安装Arduino Bootloader使用IDE和语言

使用程序集。尽管这可能很难读取和写入，但它可能非常有效。

使用Atmel的官方IDE Atmel Studio，但仅适用于Windows，不适用于Linux或Mac

在您喜欢的C或文本编辑器中创建程序，然后使用avr-gcc进行编译和刷新和avrdude。

这在可读性和效率之间以及所有平台上都实现了很好的折衷。

我将详细介绍第四个也是最后一个选项。

许多编辑器都将为此工作，因为您只需编写C程序即可：Eclipse，notepad ++，vi以及更多其他程序

请下载附件中的led_flash.c文件和makefile。

我为此项目使用了ATTiny 85。

我将首先解释代码。

第一行代码是：

#include

这会将与您的AVR芯片有关的常数导入程序。编译程序时，必须指定要使用的AVR芯片的类型。

下一次导入：

#include

这包括

下一步是一些定义：

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

定义宏以在链上上下移动光。

#define register_set_output（register） register = 0b11111111

#define enable_first_light（port） port = 0b00000001

定义宏以设置要输出的整个寄存器并启用第一盏灯。

这些定义实质上是创建宏，因此我们不需要稍后再使用代码。可以使代码比以前更具可读性。

将寄存器设置为二进制全1会导致所有引脚成为输出而不是输入。

然后，端口设置引脚的值是高还是低。

端口《《1将使能的引脚移位1位。端口》》 1沿相反方向移动它。

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;

}

两个功能可以轻松测试当前灯是否使用第一个或最后一个引脚。

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

}

}

这是我们函数的主要部分。芯片启动时会调用int main（void）函数。我们首先使寄存器B为所有输出。然后，我们打开第一个指示灯，并声明一个布尔值，该布尔值记住要走的方向。每个循环首先延迟0.2秒，然后检查方向是否需要更改。最终，它会沿给定的方向移动光并重复循环。

就是这样！

上一步：makefile自动执行编译和刷新过程

第4步： Makefile

Make用于自动生成程序。您可以设置一个makefile以使整个过程成为一个命令，即“ make program”。

使用make create宏可以轻松运行与构建项目有关的命令集合。

第一个命令是默认调用的命令，因此首先拥有一个帮助宏可能会很有用。

help：

@echo ’Help details：‘

@echo ’hex： compile hex file‘

@echo ’flash： install hex file‘

@echo ’program： compile hex and install‘

这总是提醒您如何设置程序，而不需要

此makefile的下一部分是十六进制。

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

这完成了编译芯片的整个过程。为AVR编译程序的过程有点困难且漫长，但是这部分使您无需记住过程的每个部分。该编译过程中要记住的最重要的部分是--mmcu = attiny85和led_flash。这些将需要根据您自己的项目进行更改。如果您使用不同的AVR芯片，只需将attiny85更改为您使用的类型。如果您的文件未命名为led_flash.c，则使用文件名更改led_flash的所有实例。

最后，DF_CPU = 8000000定义了微控制器中的时钟速度。除非将其设置为正确的值，否则许多项目（例如延迟）将无法正常工作。如果您使用其他芯片，或以任何方式修改速度，请查阅AVR芯片的数据表。

flash：

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

这会将程序安装到AVR芯片上。请注意：

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

这将设置pro的类型

步骤5：刷新和编译

现在您已经有了makefile设置以及编程硬件设置，只需键入

make program

，这将编译代码并在AVR上安装该程序。

恭喜！

步骤6：最终电路

最终电路使用许多电阻器和LED，但仅一步之遥，即可将芯片放入实际电路中。

只需将5V +连接到VCC引脚，将地连接到GND，然后将IO引脚连接到一排LED

将电路焊接到原型板并构建一个一个有趣的容器，向您的朋友和同事展示您的新技能。

责任编辑：wv