Site Loader

Программирование AVR урок 1 — введение

Всем привет. Как и обещал, с сегодняшнего дня начинаем изучать программирования AVR микроконтроллеров (на примере Atmega8). Тем же читателям, которым интересно программирование платы ардуино, не волнуйтесь, статьи по данному направлению будут продолжаться 🙂 .

Можно задать логичный вопрос, почему из ряда других микроконтроллеров (далее — МК) в качестве подопытного выбран именно МК AVR. На это есть несколько причин:

  • МК AVR повсеместно доступны;
  • У них достаточно невысокая цена;
  • В интернете можно найти много бесплатных программ, что помогут при работе с данными МК.
  • Кроме этого, существует великое множество написанных статей и форумов, на которых можно задать вопросы по данным МК AVR.

Как говорил ранее, в качестве подопытного будем использовать МК Atmega8. Почему именно его?

Данный микроконтроллер может похвастаться наличием 3 портов ввода/вывода. Кроме этого он довольно дешевый.

Под портами, понимают шины данных, которые могут работают в двух противоположных направлениях (то бишь на вывод и на ввод).

У Atmega8 3 порта. Порт B состоит из 8 ножек-выводов (нумерация 0,1,2,3,4,5,6,7). Порт С состоит из 7 ножек-выводов (нумерация 0,1,2,3,4,5,6). Порт D состоит из 8 ножек-выводов (нумерация 0,1,2,3,4,5,6,7).

Запитывать микроконтроллер можно от 3,3 и 5 В. При напряжении питания 5 В максимальная частота тактирования составляет 16 МГц, а при напряжении питания 3,3 В – максимальная частота тактирования 8 МГц. Пока не будем заморачиваться относительно частот тактирования.

Питания подаётся на 7 ножку-вывод, а «земля» подводится к 8 ножке.

Несколько слов о программной среде (далее — ПС) для работы с МК AVR. Для данный марки МК существует специальная ПС Atmel Studio.

Скачивается бесплатно. Скачали, установили, запустили 🙂

Первое, с чего следует начать знакомство с Atmel Studio – это создание проекта.

Выбираем File -> new -> project .

Откроется окно выбора. Выбираем папку «Browse», в которой будем сохранять написанные проекты. Папку для проектов создал заранее.

Присваиваем имя проекту, в моём случае lesson_avr_1

Обратите внимание на галочку «create directory for solution». Если отметка стоит, то в той папке, которую мы выбрали для сохранения проектов, будет создана отдельная папка под текущий проект.

Жмём ок.

Дальше появится окно выбора микроконтроллера. В поисковой строке пишем Atmega8. В информационном окне есть ссылка на datasheet для данной модели МК.

На этом всё – проект создан.

Займемся настройкой созданного нами проекта. Нажимаем Projest -> lesson_avr_1 properties или (alt+F7)

Переходим на вкладку Tool. Выбираем – симулятор. Совершенные нами действия сделают возможным отлаживать написанный код. Сохраняем изменения. Можно сохранить изменения в одном (текущем) файле или же во всех файлах проекта сразу. Закрываем настройки.

Комментарии бывают двух видов, с помощью одних можно «закомментировать» одну строку, а с помощью других «закомментировать» целые куски кода.

  • /*…………………*/ — текст между указанными границами;
  • // одна строка;

Откомпилируем проект (соберём его). Нажмём «build solution» или F7.

После удачной компиляции мы увидим следующее сообщение)

На этом пока всё. Продолжении следует)

Картотека программирования


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko
Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое — ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

AVR Знакомство с семейством AVR

&nbsp

&nbsp

&nbsp

Урок 1

 

 

Сегодня я решил поделиться с вами некоторыми своими знаниями в области программирования микроконтроллеров AVR. И неплохо, я думаю, начать изучение программирования микроконтроллеров именно с линейки AVR.

Почему именно с этой линейки?

Ну, может кто знает, может кто-то не знает, микроконтроллер AVR – это продукт компании Atmel.

Ну почему же всё-таки именно с линейки AVR?

Во-первых, микроконтроллеры AVR – они повсеместно доступны, они есть в любых магазинах, цена их невысока.

Во-вторых, из-за наличия многочисленного программного обеспечения для их программирования и прошивки, что тоже в наше время немаловажно.

То есть, при написании программ вы не будете нарушать ни чьих авторских прав.

В-третьих, ещё то, что именно потому, что по программированию именно данной линейки я имею в наличии больше всего знаний в своей голове и навыков.

Поэтому, будем программировать мы именно под микроконтроллеры AVR.

Начнём мы с такого представителя этой линейки, как микроконтроллер Atmega 8.

ATMEGA 8A

Почему именно с него, с Atmega 8?

Потому что, во-первых, он вполне себе такой полноправный микроконтроллер и недорогой.

Имеет на своём борту три порта ввода-вывода. Мы не будем здесь вдаваться в подробности, что такое порты. Вкратце, порты – это такие шины данных, которые работают в двух направлениях – и на вывод, и на ввод.

 

 

Порт B.

У порта B, он у нас неполный, имеет 6 ножек.

0, 1 ножка, 2, 3, 4 и 5. То есть, 6 ножечек.

Порт C также у нас неполный, от нулевой до шестой ножки.
А вот порт D у нас полноправный порт, имеет все 8 ног, т.е. байт данных от 0 до 7.
Питается микроконтроллер от 5 вольт. Можно питать его также от 3,3 вольта, он также будет отлично работать. Но единственное, частота тактирования может быть выставлена только 8 мегагерц максимально. 16 мы не можем выставить при трёх вольтах, можем только при пяти вольтах. Подается питание на 7 ножку. Общий провод – восьмая.
Ну теперь давайте посмотрим, откуда мы можем взять программное обеспечение для программирования.
У компании Atmel имеется свой сайт www.atmel.com. На главной страничке, далеко ходить не нужно, в правой части страницы под главным баннером находится вот Download Atmel Studio.

Вот эту вот программку мы скачиваем, устанавливаем. Впоследствии мы будем создавать в ней свои проекты. А как создавать проекты, как писать код, мы с вами познакомимся на следующих занятиях. Так что пока, скачивайте, устанавливайте.

Прошивать контроллер мы поначалу будем вот в такой вот программе — avrdude.
Ссылка на скачивание avrdode 3.3    avrdudeprog33
Ну, на этом, с вашего позволения, я пока закончу Продолжение будет в следующих уроках.

 

Программирование МК AVR  Следующий урок

 

Смотреть ВИДЕОУРОК

 

 

Post Views: 14 153

Краткий учебный курс — Самоучитель — Программирование микроконтроллеров AVR — быстрый старт с нуля

 

— страница  7 —

Всё о прошивке AVR
микроконтроллеров AVR

Чем и как «прошить» МК AVR, ATmega, ATtiny.

Как загрузить программу в микроконтроллер.

Как запрограммировать микроконтроллер AVR.

Я советую прошивать микроконтроллер AVR из удобного интерфейса программирования встроенного в компилятор CVAVR  CodeVisionAVR

Можно через простейший адаптер — буквально «пять проводков» (схема ниже) соединяющих принтерный порт ПК с прошиваемым микроконтроллером AVR.

Но более удобны программаторы подключаемые в USB или COM порты ПК — особенно в USB.

 

Книги по электронике и микроконтроллерам  скачать в библиотеке

Страницы курса :   заглавная    1   2   3   4   5   6   7   8   9

Задачи-упражнения курса по AVR  —   там
 

Скачать весь курс по AVR одним архивом на заглавной странице курса.

Электрический ток. Закон Ома
Последовательное и параллельное соединение проводников
Правила Кирхгофа для разветвленных цепей
Работа и мощность тока
Электронно-дырочный переход. Транзистор

 


ПРОГРАММИРОВАНИЕ  AVR

Результат написания и компиляции программы — файл-прошивку с расширением .hex (и возможно файл  .epp  или  .bin  с содержимым для EEPROM МК) нужно записать («зашить», «загрузить», «прожечь») в МК AVR.

МК AVR можно (пере-) программировать не менее 10000 раз, при чем это можно делать прямо в устройстве в котором они будут работать — такое программирование называют «в системе» — «ин систем программин» или ISP.



Компания ATMEL рекомендует установить на плате устройства специальный разъем для подключения программатора. 

Например 6 штырьков для ISP прошивания AVR

Вид сверху платы на штырьки. 

 


или 10 штырьков  в аналогичном порядке ( NC — значит не подключен )

Все контакты ISP разъема подсоединяются к  ножкам  МК в соответствии с названиями сигналов !  Исключения указаны ниже.


Вывод 2 нужно подключить к » + » питания МК если вы собираетесь использовать программатор питающийся от вашего же устройства — например фирменный ISP AVR либо если вы хотите питать ваше устройство от USB при использовании программатора указанного выше.  Для адаптера «5 проводков» этот вывод не подключается.



Для ISP программирования достаточно 5 контактов. Соответственно и разъем который вы будете использовать может быть любым удобным для размещения на плате и имеющий минимум 5 контактов — например в один ряд.

Я использую и считаю это очень удобным 6 штырьков расположенные в 1 ряд, в том порядке как расположены ножки программирования у ATmega16 ( рисунок есть на страничке 6 ) — при этом разводка линий программирования получается простейшей.  Такой разъем легко применять и для 28 выводных AVR  ATmega8  ATmega48 ATmega88  ATmega168 ATmega328 только сделать отдельный проводник для подключения к контакту RESET.

 

     
 

ВНИМАНИЕ !

1) в ATmega64 и ATmega128  выводы MOSI и MISO не применяют для ISP программирования.  Используются другие выводы МК  !

Внимательно смотрите ДатаШит вашего МК !    
 

в ATmega128 ATmega64  сигналы ISP программатора

MISO подключают к ножке PE1

MOSI подключают к ножке PE0


Для ATmega640 -1280 -1281 -2560 -2561 смотрите в даташит 
Table 163. Pin Mapping Serial Programming.

2) Вывод PEN нужно подключить к питанию VCC резистором 1-10  кОм

3) в ATmega128 и ATmega64 есть FUSE бит совместимости со старым МК ATmega103 и с завода он запрограммирован в «0» на совместимость.
См  Table 117. Extended Fuse Byte. 
При прошивании ATmega128 и ATmega64 вам нужно сделать этот fuse «1» —  «не запрограммирован».    Убрать галочку в CVAVR.
 

Подробней о фьюзах ниже и на стр. 2 курса

 
     

Трудно сразу написать правильно работающую программу, даже после прогона и отладки в софт эмуляторе — симуляторе VMLAB или PROTEUS ваше реальное устройство с реальным AVR может делать не то, что вы от него ожидаете.

Значит в программу нужно будет вносить изменения, перекомпилировать и снова зашивать в МК AVR, и так раз 20-40 и более поэтому разумно использовать отличный программатор AVR в уже имеющемся у вас CVAVR в котором вы правите программу.  


 

В меню CVAVR  «Сеттинс  -> Программер» вам надо выбрать ваш адаптер (подробней про адаптеры ниже!) для программирования.

 

Вариант 1.   Только если вы понимаете что такое фьюзы и знаете как правильно их установить !!!   Вы можете в компиляторе CodeVisionAVR открыть меню «Проджект -> Конфига -> Афта Мэйк»  и отметить чек бокс  «Program the chip». Появится окно программирования-прошивания AVR 

 

В этом окне надо установить параметры программирования — фьюз биты и лок биты — об этом подробней написано ниже. После установки параметров программирования нажмите ОК.

 

Теперь после компиляции программы без ошибок в окне с результатами компиляции вам будет доступна кнопка «Program» — нажмите на нее и, если все подключено правильно, произойдет программирование МК — т.е. файл .hex будет загружен в память программ МК и (если используется в программе) файл EEPROM будет в нее загружен. Затем МК будет «сброшен» (на ножку RESET будет подан лог. 0 а затем опять «1») и AVR начнет выполнять уже новую, только что прошитую (загруженную в него) программу.

Вам даже не нужно будет отсоединять адаптер программирования от вашего устройства  если вы не используете в вашем устройстве последовательный интерфейс SPI. 

… и так до окончательной отладки устройства.

 

Вариант 2.   Если вы не устанавливали чек бокс  «Program the chip» или

Если вы хотите без компиляции прошить с помощью CVAVR готовые файлы прошивки .hex и возможно содержимое EEPROM в микроконтроллер AVR

1) запустите программатор CVAVR кнопочкой «МИКРОСХЕМА» правее «красного  
    жучка» в верхней панели инструментов.  Появится окно программирования AVR

  

2) Откройте меню «File» затем «Load FLASH» — выберете файл прошивки .hex который нужно прошить в AVR (CVAVR поддерживает и другие форматы, а не только .hex) и щелкните «Открыть».  

3) Если у вас есть информация для загрузки в EEPROM AVR то откройте меню «File» затем «Load EEPROM» — выберете файл .epp  (CVAVR поддерживает и другие форматы) и щелкните «Открыть».

Если вы не используете EEPROM или не меняете ее содержимое — поставьте галочку у «Preserve EEPROM» — это ускорит прошивание.

4) Установите параметры программирования — фьюз биты и лок биты.

Лок биты устанавливают уровень защиты вашей программы от чтения из памяти AVR — это актуально для коммерческих изделий. Для защиты прошивки отключите отладочные интерфейсы JTAG или «уан вая» и  установите «Programming and Verification disabled».

 

ГЛАВНОЕ это правильная установка фьюз битов — fuse AVR …

5) Запрограммируйте AVR не кнопкой «Program All», а через меню «Program» —  Стереть, потом FLASH, потом EEPROM и если надо и если вы уверены в их установке то и фьюзы. 

После прошивания, если вы сделали все правильно, AVR начнет выполнять уже новую программу.

 

     
 

В А Ж Н О !  

В диалоге настройки прошивания отключите программирование фьюзов МК  уберите галочку у Program Fuse Bit(s) — если не разобрались четко, что они делают и как правильно их установить ! 

Иначе вы можете отключить режим ISP или внутренний RC-генератор и для следующего программирования вам понадобится ставить кварц с конденсаторами или даже искать:

Параллельный программатор для AVR


Но популярному ATtiny2313 даже параллельный программатор
не всегда поможет !    В Errata на ATtiny2313 было написано:

Parallel Programming does not work
Parallel Programming is not functioning correctly. Because of this, reprogramming
of the device is impossible if one of the following modes are selected:
– In-System Programming disabled (SPIEN unprogrammed)
– Reset Disabled (RSTDISBL programmed)
 

 
     

 

в ATmegaXXX с завода включен внутренний RC генератор
на  частоте 1 МГц  
( уточните это по ДШ  и его возможные частоты )

Если вам нужна другая частота или нужно включить внешний кварцевый или керамический резонатор — вам нужно при программировании МК установить фьюзы (Fuses) по таблицам из ДШ ( Даташит AVR на русском языке ) или по таблице фьюзов на стр. 2 или по таблице установки фьюзов ниже :

ЗАПОМНИТЕ :

НЕ запрограммированный  фьюз        1

ЗАпрограммированный   фьюз             0
 

Пример: Чтобы включить в ATmega16 внешний кварцевый резонатор (говорят просто — «кварц») с частотой от 3 до 8 МГц с конденсаторами ( по схеме рис. 12 ДШ ) найдите в ДШ раздел «System Clock» — «системный тактовый сигнал».

В таблице 2 указаны комбинации фьюзов для разных источников тактового сигнала.
Далее написано что с завода МК поставляется с такой комбинацией фьюзов

CKSEL   0001     SUT  10       CKOPT   1


По таблице 4  находим :   в ATmega16 для кварца с частотой от 3 до 8 МГц  нужны конденсаторы от 12 до 22 пФ и  вот  такая  комбинация  фьюзов :

CKSEL   1111     SUT  11       CKOPT   1

Вот скриншот с такой установкой фьюзов в программаторе компилятора  CVAVR


Сняв галочку Program Fuse Bit(s) вы cможете не менять установку фьюзов при прошивании AVR !

НЕ НАЖИМАЙТЕ кнопку «Program All»  —  она прошивает и фьюзы не смотря на отсутствие галочки.

 

Обязательно !!! Прочитайте текущую комбинацию фьюзов в микроконтроллере — «Read» -> «Fuse bit(s)» и скопируйте ее в окно фьюзов.  теперь при случайном нажатии кнопки «Програм ол» в МК прошъется та же комбинация фьюзов которая есть сейчас.

 


Фьюз биты — фьюзы AVR — у которых нет галочки после прошивки AVR будут
равны «1» — т.е. будут  не запрограммированными.

 

Реклама недорогих радиодеталей почтой:


Для прошивания МК используйте меню  «Program»

Вначале  «Erase chip» — стереть чип.

Затем «FLASH»  — прошить программу в МК

И если надо то  «EEPROM» — прошить в EEPROM.


 

Для использования ATmega16 (и других мег) с внешним кварцевым или керамическим резонатором на частотах выше 8 МГц вам нужно установить фьюзы как в примере выше, но запрограммировать CKOPT  
значит сделать его «0».

Т.е. вам нужна такая комбинация:

CKSEL   1111     SUT  11       CKOPT   0

 

CKOPT   — нужен и тогда когда вы хотите взять с XTAL2 тактовый сигнал для другого
микроконтроллер или тактируемого прибора в вашем устройстве.
 

Фьюзы  SUT   — определяют быстроту запуска генератора тактового сигнала,
более детально это описано в даташите в таблицах до 12.
 


Фьюзы ATtiny2313 описаны в конце следующей страницы курса.

 

 

Интерфейс программирования AVR — Адаптер для соединения МК с ПК при прошивании.

Для соединения компьютера с ISP разъемом устройства на AVR Советую сделать адаптер от STK200  — это «правильные 5 проводков» с микросхемой буфером снижающим вероятность случайного повреждения порта ПК.

В установках компилятора CodeVisionAVR интерфейс «5-проводков» называется  «Канда системз STK200+/300».  Меню «сеттингс» — «программер». В этом же диалоге можно понизить частоту с которой программатор будет обмениваться с прошиваемым МК увеличивая множитель задержки.

Частоту тактирования сигнала SCK программатором при прошивании можно установить в диалоге программирования в CVAVR. 



Снижение частоты на SCK повышает помехоустойчивость при прошивке.

Программа узнаёт адаптер STK200 по перемычкам на разъеме параллельного порта к которому он подключается — должны быть соединены двумя перемычками пары выводы: 2 и 12,  3  и 11. 

     
 

Внимание!  

Для программирования к МК должно быть подключено питание. Например +4…+5.5 вольт ко всем выводам МК в названии которых есть VCC , а  0 вольт ко всем выводам GND (это «общий» провод).    

Обязательно поставьте подтягивающий резистор 10 кОм от ножки RESET AVR на питание VCC и конденсатор 0.01-0.15 мкФ (в апноутах AVR040 и AVR042 рекомендуют 0.01 мкФ) от RESET на GND .

Пример схемы там

 
     

 
Если в МК нет внутреннего генератора тактового сигнала (например старые AVR серии AT90sXXXX или мега побывавшая в чьих то шаловливых руках изменивших фьюзы до того как попасть к вам) то нужно подключить кварц
на 1 — 8 МГц и два конденсатора от 15 до 33 пФ. 

Либо подать тактовый сигнал 0.8-1.5 МГц от внешнего источника —
например генератора на микросхеме 74hc14 (аналог 1553ТЛ2) или на таймере LM555.

Вот как сделать простой генератор тактовой частоты :

 


Программатор  AVReAl  может программировать МК без кварца и без конденсаторов ! Он выводит тактовый сигнал на выв. 5 LPT его нужно подать на ножку XTAL1 МК и добавить в командной строке AVReAL специальный ключ  «-o0».  Программатор  AVReAl  позволяет назначать какие ножки LPT порта использовать — это будет полезно когда часть ножек LPT вы уже спалите  
  🙂

 

Если вы считаете эту информацию полезной, пожалуйста, помогите информировать в интернете о курсе — просто щелкните по банеру. Большое спасибо !
Electronic Banner Exchange (ElBE)


Тактовый сигнал генерирует и самодельный программатор AVR
для  USB — смотрите ниже на этой странице.

 

     
 

Я использую самый простой вариант адаптера
STK200 — «для самых ленивых»   

Пять поводков соединяющих линии параллельного (LPT) порта ПК и AVR так же как на схеме STK200 выше, но без микросхемы буфера. 

Лучше все же токоограничительные резисторы от 150 до 270 ом впаять Береженого бог бережет !
 

Проводки не более 15 см длиной !

 
     

 

 

Адаптер «5-проводков» прекрасно работает с компилятором CVAVR  CodeVisionAVR.

Я проверял «проводки» при питании МК ATmega64L от 3,0 до 5,3 вольт, а так же с ATmega16, ATmega48, ATtiny26, ATtiny261, ATtiny13, ATtiny2313 — программирует всегда без сбоев!  

Всё о прошивке AVR Прошивка AVR PIC прошивки Программирование PIC и AVR

     
 

Советую для изготовления адаптера взять » принтерный» шнур — он длинный и экранированный, а не экранированные проводки не стоит делать более 10-15 см.

 
     

 


Питать устройство при программировании можно :

— сетевым адаптеры от бытовых устройств понизив напряжение до 5 вольт. 

— батарейками ! Достаточно три батарейки по 1,5 вольт последовательно. 

+5 вольт можно взять с вывода 1 гейм порта компьютера или из провода включенного в гнездо USB.

Желательно питать устройство от ПК!  В этом случае «земля» вашего устройства будет соединена с корпусом ПК и можно будет безопасно подключать и отключать разъем программирующего адаптера.

 

 
     
 

ВНИМАНИЕ ! 

Вначале старайтесь соединять «земли» (металлические корпуса, «общие» провода) устройств — для уравнивания их потенциалов ! 

Удобно подпаять к проводнику GND устройства проводок с «крокодильчиком» который прицепите к металлу ПК у LPT или COM портов перед подключением разъемов или сигнальных линий, проводов.

Теперь БЕЗОПАСНО соединять разъемы
и затем подавать питание на устройство.

 
     

 

 


Не поленитесь:  спаяйте адаптер STK200 на микросхеме буфере по рисункам внизу страницы  — так как LPT порт компьютера более нежен чем COM — соответственно его спалить проще…     Спалите LPT и будете меня ругать! 

А  я  предупреждал !

 

 

Поставщики AVR говорят что ATTiny2313 поступают с завода с настройкой внутреннего RC-генератора на 4МГц (в даташите указано 8 МГц) с делителем частоты на 8  — т.е. частота тактирования всего 500 КГц. Значит частота на линии SCK, формируемая программатором, не должна быть выше 120..125кГц. 
 


Программатор встроенный в CodeVisionAVR позволяет настроить эту частоту правильно. Выше было написано как.
 

AVReal  тоже.  


 

     
 

Если вы хотите использовать ножки МК SCK, MOSI, MISO в вашем устройстве то подключайте другие компоненты к ним через резисторы 4.7 КОм — чтобы не мешать программированию.

Так рекомендовано в апноуте AVR042

Для Мега64, -128 вместо MOSI и MISO используются другие ножки для ISP программирования !

 
     

 

 

Если у вас нет LPT порта сделайте
Аналог  «5 проводков» для COM-порта.

 


Или соберите простой, дешевый и хороший
USB программатор для AVR

Прошитый микроконтроллер для сборки USB программатора AVR вы можете заказать по почте.

 

     
 


Существуют специальные программы «бутлодеры» (bootloader — начальный загрузчик) 
которые записываются в микроконтроллер способами перечисленными выше и после этого микроконтроллер может сам, при включении, закачивать в себя программу (например из ПК через адаптер USB-UART rs232 COM port — схема в задаче 4 курса) и запускать ее выполнение.

Есть много бесплатных загрузчиков

Вот Bootloader AVR_Arduino.

Вот хороший:   Bootloader AVR.

Вот еще:    MegaLoad Bootloader

STC создал загрузчик bootloader размером 256 байт с поддержкой быстрого страничного режима записи.


Прошитые загрузчиком bootloader микроконтроллеры AVR PIC вы можете заказать по почте.

 
     

 

 

 Дальше — стр. 8 курса.

 

 

Назад на стр. /06.htm — задачи управжнения по AVR

 

 

ниже  

Cписок Апноутов для AVR примеры применения микроконтроллеров.

 

И много полезной информации !
 

AVR Пишем код на СИ. Зажигаем светодиод

&nbsp

&nbsp

&nbsp

Урок 3

 

 

Сегодня мы научимся писать код на C в среде Atmel Studio, для примера мы возьмём тот же проект, который мы создали на прошлом занятии.

Прежде чем мы начнём непосредственно заниматься написанием кода, мы изучим те строки кода, которые нам уже сгенерировала студия в нашем файле Test01.c.

В самом начале кода мы видим строку в виде следующей директивы

#include <avr/io.h>

Посмотрим определение данной директивы

Директива #include просит препроцессор (компилятор) включить файл, объявленный после нее в исходный код. Имя файла может заключаться либо в треугольные скобки <> либо в кавычки ””. Треугольные скобки используются в случае включения в код файла из самой среды разработки, а кавычки – пользовательского файла.

#include <имя файла>

В нашем случае в текст кода включается файл io.h. Если мы откроем данный файл, то мы увидим, что в зависимости от каких-то условий в наш код включаются ещё определённые заголовочные файлы. В нашем частном случае условием является использование нами определённого микроконтроллера. Так как мы используем Atmega8a, то соответственно включится следующий файл:

#elif defined (__AVR_ATmega8A__)
# include <avr/iom8a.h>

В данном файле находятся макросы для векторов прерываний, для определённых шин. Что такое макросы и как их использовать, мы разберём немного позднее. Движемся дальше по файлу io.h и видим, что в него также включены ещё 3 файла, но нам будет интересен следующий файл:

#include <avr/portpins.h>

В данном файле находятся также макроподстановки для наших лапок портов и прочей периферии, чтобы нам было удобнее писать и читать наш код. Откроем данный файл и изучим в нём данные строки

/* Port Data Register (generic) */
#define PORT7  7
#define PORT6  6
#define PORT5  5
#define PORT4  4
#define PORT3  3
#define PORT2  2
#define PORT1  1
#define PORT0  0

Данные строки нам говорят о том, что, например, если при компиляции проекта препроцессор (интерпретатор команд) встретит в коде слово PORT4, то он его сразу заменит на цифру 4.

Тем самым мы постепенно с вами подошли к изучению ещё одной директивы

Директива #define

Просит препроцессор (компилятор) в случае появления в тексте кода буквосочетания 1 заменить его на буквосочетание 2.

Данная директива используется для удобства чтения кода.

#define <буквосочетание 1> <буквосочетание 2>

Вернёмся в наш код. Далее мы видим следующее

int main(void)
{

}

То, что мы с вами наблюдаем в языке C и C++ называется функция. Функциями мы будем пользоваться постоянно. Функция — это такая подпрограмма, которая вызывается из какого-нибудь участка кода. Самое важное у функции — это её имя (в нашем случае main). По имени мы будем вызывать функцию из другого участка кода. Также у функции существуют входные аргументы, возвращаемые аргументы, а также тело. Входные аргументы находятся сразу после имени в скобках и перечисляются один за другим, а разделяются запятыми. В нашем случае стоит один тип «void», обозначающий, что у нашей функции вообще нет входных аргументов. Поэтому если мы подобную функцию будем вызывать в другом участке кода, то мы в скобках вообще ничего не ставим. Возвращаемый аргумент у функции один. Если нам потребуется больше чем один тип переменных, то мы будем пользоваться глобальными переменными, о которых мы узнаем позже. Изучение переменных вообще не входит в рамки наших уроков, как правило это объясняется непосредственно в уроках и литературе по языкам программирования. Тип возвращаемого аргумента указывается перед именем функции. В нашем случае — это int (целочисленная знаковая переменная). Также у функции существует тело — это участок кода, находящийся между открывающей и закрывающей фигурными скобками. Вот этот участок кода и будет выполняться в случае вызова функции.

Функцию main мы явно нигде не вызываем. Это главная функция нашего приложения, недаром она и называется main, что по английски значит главный. Встретив данное имя, компилятор и начинает выполнение программы с данного места. То есть это своего рода входная точка нашей программы. Отсюда всё и начинается. Сюда мы и начинаем писать свой код.

Давайте же что-нибудь сюда и напишем. Мы пока не будем обращать внимание на строки, уже содержащиеся в теле данной функции.

У программистов, которые пишут программы под ПК, начинать занятия принято с вывода строки «Hello World!», а у тех программистов, которые пишут под мелкие чипы, принято начинать работу с подключения и управления свечением светодиодами. Затем они учат их мигать просто, мигать по очереди, а уже после этого приступать к программированию каких-то более серьёзных вещей. Мы также не будем отступать от данного правила.

Давайте сначала подключим светодиод к какой-нибудь ножке контроллера, например к ножке 0 порта D

 

У порта D, как мы видим из данной распиновки, существует как раз 8 ножек, что соответствует байту (8 бит). Также как биты в байты, ножки портов отсчитываются от 0.

Напишем мы сначала следующую строку

int main(void)
{

DDRD = 0xFF;

Впредь я буду выделять жирным шрифтом то, что мы добавляем в код или изменяем в коде. Так как я кроме этого использую в написании блогов ещё кусок кода, находящийся или до или после написанного кода для того, чтобы читателю было понятно, куда именно мы пишем код. То есть то что не обозначено жирным шрифтом, это уже есть в коде.

DDRD — это команда, которая устанавливает состояние лапок порта D. Состояние лапки порта — это то, в каком направлении данная лапка будет работать — на выход или на вход, что соответствует установке определённого бита в 0 или в 1. Но так как мы будем зажигать светодиод, мы должны на определённой ножке порта выставить высокий логический уровень (в нашем случае 5 вольт). А чтобы управлять уровнями ножки, она должна быть определена, как работающая на выход или на вывод. То есть состоянием лапки мы будем управлять из контроллера, а не из внешнего источника уровня. Так как у нас лапка нулевая, то и бит мы и должны выставить в ноль нулевой бит нашего байта, соответствующего нашему порту D. Так как мы не пользуемся сегодня остальными лапками порта, то нам их состояние будет не важно и мы выставляем все лапки портов на вывод. Поэтому мы присваиваем переменной DDRD значение 0xFF. Данное значение мы написали в шестнадцатиричном виде. Этот вид очень удобен для программистов, так как визуально о многом говорит. FF — это в десятичной системе 255, а в двоичной — 11111111, что говорит о том, что все биты в данном числе выставлены в единицу. Также мы видим, что наша строка заканчивается точкой с запятой (;). Данный оператор — это разделитель команд, так как в одной строке мы можем писать не обязательно одну только команду, а можем и несколько, если они небольшие. Также в данной строке мы видим оператор «=» (знак равенства). Данный оператор заставляет наш препроцессор присвоить значение, находящееся справа возле него переменной, находящейся слева.

Ну, вообщем, переключили мы весь наш порт в состояние вывода данных. Теперь осталось включить на лапке PD0 высокий логический уровень. Сделать это мы можем следующей командой:

DDRD = 0xFF;

PORTD = 0b00000001;

 

 

Данная команда или переменная PORTD управляет записью или считыванием значений в порт или из порта в зависимости от состояния. То есть данной командой мы включили нулевую лапку в высокое логическое состояние (в единицу). Здесь мы с вами уже попробуем использовать написание значения в двоичном виде. Чтобы писать значения в данном виде, мы используем префикс 0b. Данный вид удобен тем, что мы здесь видим полностью, как выглядит наш байт побитно. Лапки портов в байте, также как и биты считаются справа налево. То есть данной командой мы выставили в высокое состояние нулевую лапку порта D, а остальные мы выставили в низкое. Вообщем, арифметическо-логическое устройство микроконтроллера сначала включит все ножки порта на выход, а затем установит на нулевой ножке высокое логическое состояние, и после этого у нас должен будет зажечься светодиод, так как через токоограничивающий резистор мы его анодом подключим к данной ножке, а катодом к общему проводу. Тем самым на контактах светодиода появится разность потенциалов, которая заставит его светиться. Кроме написанных нами двух строк далее в коде присутствует команда while. Данная команда является командой условного цикла.

PORTD = 0b00000001;
while(1)
{

}

В скобочках указывается условие, которое должно либо выполняться либо не выполняться. Также как у функции есть тело, то у условия также есть тело, также заключенное в фигурные скобки. И код, находящийся в теле цикла, будет выполняться бесконечно, пока условие, находящееся в скобках будет выполняться, то есть будет истинным. Как только условие перестанет выполняться, а проверяется это тогда, когда код выполнится до конца (до закрывающей фигурной скобки), то мы выходим из цикла и код продолжает выполняться уже дальше тот, который находится уже не в теле цикла, а после закрывающей фигурной скобки. А истина в информатике — это TRUE или 1. Поэтому в данном случае цикл будет бесконечным, так как там стоит единице, а единица всегда равна единице. Бесконечный цикл организован для того, чтобы код, написанный для контроллера, выполнялся постоянно, то есть чтобы наш контроллер постоянно работал и не останавливался. В нашем случае тело пустое, и наш контроллер, вернее его АЛУ, будет всё время висеть в данном цикле и ничего не делать до тех пор, пока мы не отключим питание, либо нам его не отключат в розетке, либо, не дай Бог, сгорит контроллер. То есть светодиод наш будет светиться постоянно.

Сегодня мы не будем пробовать нашу программу прошивать в микроконтроллер, и даже не будем пробовать ещё в виртуальном контроллере, то есть в программе симуляции, а попробуем симуляцию запустить в самой студии, так как на прошлом занятии мы в качестве отладчика и выбрали симулятор. Двойным щелчком мыши либо клавишей F9 мы установим точку останова на команде PORTD = 0b00000001; и, когда мы запустим отладку, то отладчик, как только увидит данную точку, должен будет в этом месте остановить выполнение программы, и мы сможем посмотреть, какие уровни и где у нас установились.

Чтобы запустить отладку, мы нажмём кнопку в виде зелёного треугольника и дождёмся, когда отладчик остановится на нашей красной точке

Здесь мы наблюдаем, что ещё у нас открылась карта нашей памяти, в которой нам пока ещё ничего не понятно. Если бы мы писали на ассемблере либо на машинном коде, то нам бы это было понятнее. Поэтому нас интересует другая. Карта. Для этого мы нажмём вот эту кнопочку

Данная кнопочка (I/O View) откроет нам окно с данными наших портов ввода-вывода и прочей периферии

 

Нажмем в данном окне на строку PORTD и увидим в нижней половине окна, что весь наш регистр DDRD, отвечающий за направление отдельных ножек порта выставился весь в единички, то есть на выход

А дальше уже проблема. Чтобы нам посмотреть, как сработает следующая команда, которая включит нам нулевую ножку, отладчику необходимо остановиться на следующей строке кода, а у нас её нет, у нас только бесконечный цикл, который для отладчика — не строка. Поэтому мы пока остановим отладчик следующей кнопкой

И мы напишем какую-нибудь ещё строку, например, мы захотим, чтобы данный светодиод у нас погас, а зажегся следующий, который присоединен к следующей лапке, чтобы создать эффект бегущего огня

PORTD = 0b00000001;

PORTD = 0b00000010;

Конечно всё это на практике у нас не сработает, так как мы не успеем заметить свечение предыдущего светодиода. Чтобы задумка заработала практически, мы должны ещё с вами включить между данными командами задержку, а это тема уже других более поздних занятий. Но тем не менее мы данную команду включим, чтобы отладчику было где остановиться. Затем мы запустим заново отладку. Точка останова у нас также находится пока на той строке, на какой и была до этого. Запустим опять отладчик. Собирать проект перед отладкой необязательно, так как отладчик сам его пересоберет. Дожидаемся остановке отладчика на точке. В окошке с вводом-выводом опять нажмём на строке с нашим портом. Дальше начинаем шагать по программе. Для этого нажимаем следующую кнопку или функциональную клавишу F10, о чем нам подсказывает студия, как только мы подносим указатель мыши к данной кнопке

Теперь отладчик остановится на следующей строке

И теперь в окне ввода-вывода мы видим уже следующую картину

Мы видим, что самый левый бит, соответствующий нулевой ножке порта переключился в высокое логическое состояние, причём мы это видим не только в регистре PORTD, но и в регистре PIND, который отвечает за считывание состояния ножек порта D при его работе на ввод. Вот таким вот образом мы и отлаживаем наши программы.

Остановим наш отладчик, уберём все брекпоинты, а, самое главное, не забываем удалить ненужную команду, которая включает другую лапку.

После этого текст кода у нас должен будет остаться вот таким

 

Предыдущий урок Программирование МК AVR Следующий урок

 

Исходный код

 

 

Купить программатор можно здесь (продавец надёжный) USBASP USBISP 3.3

 

Смотреть ВИДЕОУРОК

 

 

Post Views: 21 834

Книга по СИ для AVR. / AVR / Сообщество EasyElectronics.ru

Нарыл недавно клевую книженцию автора Романа Абраша. Называется Книга по работе с WinAVR и AVR Studio. Книга автором не дописана. Но хоть что то есть, и то что есть, мне понравилось.

Вот цитата из его книги:

Как известно, программы разрабатываются на языках программирования, среди которых наибольшей популярностью пользуется Си. Благодаря основам, заложенным в этот язык, разработка программ для микроконтроллеров мало отличается от разработки программ для обычных компьютеров. Поэтому проще всего переключиться на микроконтроллеры смогут те, кто уже умеет хоть немного программировать для персонального компьютера. А все остальные желающие могут прочесть специальные книги, посвященные как самому языку Си, так и процессу алгоритмизации. Литературы на этот счет достаточно, равно как и литературы об аппаратном строении микроконтроллеров. А вот книг, которые целенаправленно рассматривали бы аспекты «сопряжения» языка программирования и микроконтроллера, явно недостаточно. Восполнить этот пробел хоть в какой-то мере – вот главная цель и задача этой книги.

Вот существующие главы его книги.

А вот ссылка на спец книгу по СИ.
Загружать эти файлы.

Понравилось тем, что написано просто и понятно как для 3х летних детей. Вообще думаю распечатать на принтере эти книги и грызть потихоньку. Если вам влом качать все из сети, то вот ссылка на все вместе.

P.S
Вот еще нарыл очень четкий справочник по СИ. Чтоб справочник запустить, нужно в открыть файл main.htm

А вот он же, только в онлайн режиме.

А вот книга «Программирование микроконтроллеров ATMEL на языке С — Прокопенко Вадим».

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *