atmel studio 7 обучение

Макетирование и программирование ATmega328P и ATtiny45 в Atmel Studio 7

В данной статье мы соберем схемы для программирования двух разных микроконтроллеров Atmel и обсудим необходимые настройки программного обеспечения.

В данной статье будет описано построение двух очень похожих схем: одна для программирования ATmega328P, другая для программирования ATtiny45. В статье приведены полные схемы программирования, а также подробные фотографии макетов на беспаечных макетных платах. Кроме того, также приведено введение в интегрированную среду разработки Atmel Studio 7.

Во-первых, аппаратное обеспечение

ATmega328P – это 28-контактный микроконтроллер от Atmel, один из линейки AVR. Вероятно, он наиболее известен, как наиболее часто используемый микроконтроллер в отладочных платах Arduino, но AT328P способен на гораздо большее, чем то, насколько он используется в Arduino. Если вы хотите увидеть некоторые доказательства этого утверждения, посмотрите на 660-страничное техническое описание.

ATtiny45 – 8-выводный микроконтроллер, который может считаться «младшим братом» ATmega328P. Он обладает многими из тех же функций, но у него не так много контактов ввода/вывода.

Для программирования ATmega328P и ATtiny45 используется последовательный периферийный интерфейс SPI; это трехпроводная (плюс общий провод) шина, состоящая из сигналов «Выход ведущего, вход ведомого» (Master Out, Slave In – MOSI), «Вход ведущего, выход ведомого» (Master In, Slave Out – MISO) и «Тактовый сигнал» (Serial Clock – SCK). Тактовый сигнал генерируется ведущим устройством (мастером) и используется для обеспечения синхронной связи между ведущим и ведомым (или ведомыми); поэтому SPI является «синхронной» шиной связи.

Схемы программирования

Схемы программирования показаны ниже. Обратите внимание, что резистор R2 и LED1 не требуются для программирования, но включены в схемы для тестирования, что будет описано ниже.

Схема программирования ATmega328P с помощью AVR Pocket программатора Схема программирования ATtiny45 с помощью AVR Pocket программатора

Выбор программатора

Доступно несколько программаторов, работающих с ATmega328P и ATtiny45; Atmel-ICE находится в верхней части списка, является прекрасным программатором и будет рассмотрен в следующей статье. Пока что у нас есть менее дорогостоящие варианты, и скупым автором статьи использовался программатор Sparkfun AVR Pocket Programmer. Если вы предпочитаете что-то другое, не стесняйтесь выбирать тот, который соответствует вашим предпочтениям и вашему кошельку. Просто убедитесь, что он использует SPI интерфейс, как описано выше, и будьте готовы внести соответствующие изменения в информацию в этой статье.

ВНИМАНИЕ! Обязательно загрузите и установите на компьютер соответствующий драйвер для AVR Pocket Programmer, прежде чем подключать программатор в первый раз. Если Windows будет разрешено установить неправильный драйвер, то это будет сложно исправить. Инструкции для получения драйвера AVR Pocket Programmer приведены ниже.

AVR Pocket Programmer поставляется с шлейфовым кабелем, который должен быть подключен к микроконтроллеру Atmel. Он оснащен тремя разъемами: разъем 2×5 (мама), который вставляется в штырьковый разъем на AVR Pocket Programmer, еще один разъем 2×5 (мама) ниже на кабеле примерно через 23 см (в данной статье не используется), плюс разъем 2×3 (мама) на другом конце кабеля. Распиновка разъемов показана ниже.

Распиновка разъемов на кабеле программатора AVR Pocket Programmer

Сборки схем программирования на макетных платах

На следующих фотографиях показаны сборки схем программирования ATmega328P и ATtiny45 на беспаечных макетных платах. Шесть коротких перемычек используются для подключения необходимых проводов от разъема 2×3 (мама) к соответствующим контактам микроконтроллера на макете. Обратите внимание, что цвета проводов на фотографиях соответствуют обозначениям на схемах.

Схема программирования ATmega328P с помощью AVR Pocket программатора Схема программирования ATtiny45 с помощью AVR Pocket программатора

Список комплектующих

Кроме нескольких перемычек, для сборки схемы программирования понадобятся следующие комплектующие.

Перечень элементов

Обозначение элемента	Описание
U1	Микросхема, ATmega328P-PU, флеш 32 КБ, DIP-28, 1,8–5,5 В
U1	Микросхема, ATtiny45-PU, флеш 4 КБ, DIP-8, 2,7–5,5 В
R1	Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт
R2	Резистор, 470 Ом, 0,25 Вт
LED1	Светодиод, T1 3/4, желтый
C1	Конденсатор керамический, 0,1 мкФ, 50 В
нет	Программатор, AVR Pocket, PGM-09825
нет	Макетная плата, беспаечная, 400 контактов

А теперь программное обеспечение

Драйвер программатора AVR Pocket

Драйвер Windows для программатора AVR Pocket – тот же, что используется программатором Adafruit USBTiny. Перейдите на страницу Adafruit и нажмите на ссылку для подписанного драйвера USBtinyISP, созданного с помощью libusb v1.12. Это позволит вам загрузить zip-файл, содержащий два файла installer.exe: один для 32-разрядных систем, второй для 64-разрядных. Дважды кликните по тому, что подходит для вашего компьютера с ОС Windows, и драйвер будет установлен.

Только после установки правильного драйвера Windows вы можете в первый раз подключить программатор AVR Pocket к компьютеру. Вам понадобится кабель USB-A на miniUSB-B. Когда вы подключитесь, загорится синий светодиод PWR и красный светодиод Stat1; два синих светодиода могут также загореться и/или замигать. Windows попытается найти драйвер, при необходимости, вы должны указать Windows расположение правильного драйвера. После правильной установки программатор AVR Pocket появится в диспетчере устройств в устройствах libusb-winXX как «USBtiny»; он не будет перечисляться как COM-порт. Смотрите скриншот ниже:

Программатор AVR Pocket в диспетчере устройств Windows

Atmel Studio 7

Как и многие фирмы-разработчики микроконтроллеров, Atmel имеет собственную интегрированную среду разработки (IDE), которая работает с их аппаратными предложениями: Atmel Studio 7. Хотя это не единственный способ программирования микроконтроллеров Atmel, но это наиболее полнофункциональный способ для Windows 7, 8 и 10 (и для 32-х, и для 64-х разрядных вервий); к сожалению, она не может использоваться с операционными системами Linux и Mac.

Количество опций в Atmel Studio 7 может показаться для нового пользователя огромным. Таким образом, поэтапный подход, представленный в данной статье, значительно упростит процесс знакомства. Начните с загрузки и установки IDE на ваш компьютер. Руководство пользователя Studio 7 и большое количество дополнительной информации также доступны для загрузки.

В Studio 7 включена поддержка нескольких аппаратных программаторов, но точный выбор зависит от того, какой микроконтроллер Atmel вы собираетесь использовать. На скриншоте ниже справа перечислены программаторы, поддерживающие ATmega328P.

Программаторы, поддерживающие ATmega328P

Как вы можете видеть, программатор AVR Pocket отсутствует в списке. Однако его всё еще можно использовать с Studio 7 с помощью программного обеспечения под названием AVRDude.

AVRDude

AVRDude – это утилита командной строки, которая используется для скачивания и загрузки данных с микроконтроллеров Atmel. Существуют версии, доступные и на Linux, и на Windows. На момент написания статьи последняя доступная версия – 6.3; ее можно скачать здесь. Пользователи Windows должны скачать avrdude-6.3-mingw32-zip (нажатие на ссылку запустит скачивание zip-файла!), распаковать файлы и установить AVRDude. Обратите внимание, что установка программы в корневой каталог диска необязательна, но упростит ее использование с Atmel Studio 7. Если доступна версия, более новая, чем 6.3, то вы можете установить ее по своему усмотрению. Руководство пользователя AVRDude доступно здесь.

Чтобы проверить правильность установки и работы AVRDude, выполните следующие действия:

Смотрите скриншот ниже для примера процедуры. Обратите внимание, что скриншот был усечен и отображает только часть списка поддерживаемых устройств Atmel.

Список поддерживаемых устройств

Собираем всё вместе

Предположим, что программатор подключен к AVR на вашей макетной плате, как было описано выше, и вы почти готовы запрограммировать ваш AVR микроконтроллер. Для примера воспользуемся простым примером мигания светодиодом.

Теперь следуйте следующим инструкциям:

Начало

По общему мнению, это был долгий процесс для простого мигания светодиода, но на самом деле вы успешно устранили четыре основных препятствия: создание аппаратной платформы для программирования микроконтроллеров AVR, установка интегрированной среды разработки Atmel Studio 7, интеграция внешней программы AVRDude и определение инструмента программирования для AVR микроконтроллера по вашему выбору. Будьте уверены, что в будущих проектах на AVR микроконтроллерах вам станет легче, что намного веселее.

Источник

Программирование микроконтроллеров AVR с помощью программатора USBASP и Atmel Studio 7.0

Существует несколько способов программирования микроконтроллеров семейства AVR. В данной статье мы рассмотрим один из наиболее популярных в настоящее время способов программирования данных микроконтроллеров – с помощью программатора USBASP v2.0 и программы Atmel Studio 7.0. Хотя на нашем сайте уже есть достаточно подробные статьи про программатор USBASP и программу Atmel Studio 7.0 я все таки решил перевести с иностранного сайта и эту статью – вдруг кто то найдет в ней для себя что то интересное.

В данной статье будут рассмотрены следующие вопросы:

Рассмотрим подробно все эти вопросы. Установку драйвера для программатора USBASP будем рассматривать на примере операционной системы Windows10 – но все сказанное в этом разделе будет справедливо и для других версий Windows.

Установка драйвера для USBASP в Windows 10

После скачивания драйвера выполните следующую последовательность действий:

1. Распакуйте из архива скачанные файлы и поместите их на рабочий стол.

2. Подсоедините модуль USBASP v2.0 к своему компьютеру.

3. Откройте в Windows диспетчер устройств (Device Manager).

4. Теперь вы можете увидеть подсоединенный USBASP в списке устройств.

5. Кликните правой кнопкой мыши по “USBasp” и выберите “Обновить драйвер (Update Driver)”.

6. Select “Произвести поиск драйвера на своем компьютере (Browse my computer for driver software)”.

7. Найдите в открывшемся окне распакованную папку с драйвером для USBASP и щелкните «Открыть».

8. Если установка драйвера прошла успешно, то вы увидите сообщение примерно такое же как на нижеприведенном рисунке – в этом случае вам уже не нужно выполнять дальнейшие инструкции в этом разделе статьи.

9. Если вы увидите сообщение об ошибке как на приведенном рисунке, то вы в этом случае должны отключить цифровую подпись драйвера.

Чтобы сделать выполните следующие шаги:

— нажмите кнопку Shift и удерживая ее нажатой перезагрузите свой компьютер (кликните Restart в меню Windows пока держите ее нажатой);

— когда ваш компьютер перезагрузится не отпускайте кнопку Shift до тех пор пока не увидите “Advanced Options (Расширенные настройки)” на синем экране;

— отпустите кнопку Shift и кликните на “Startup Settings”;

— кликните на “Troubleshoot (Устранение проблем)”;

— выберите “Advanced Options (Расширенные настройки)”;

— после этого вы увидите на экране список расширенных опций и кнопку “Restart” в правом нижнем углу – кликните на ней;

— подождите пока компьютер снова перезагрузится. После этого вы увидите на экране ряд настроек;

— в открывшемся списке настроек выберите пункт “Disable Driver Signature Enforcement (Отключить цифровую подпись драйвера)”. Чтобы ее выбрать просто нажмите кнопку «7» на вашей клавиатуре (не путать с кнопкой «F7»);

— после нажатия этой кнопки компьютер перезагрузится и цифровая подпись драйвера будет отключена;

— после этого снова выполните шаги 1-8 из данного раздела статьи и драйвер для программатора USBASP будет успешно установлен.

Скачивание и установка Atmel Studio

Выполните следующую последовательность действий:

2. Также вам необходимо скачать приложение WinAVR чтобы иметь возможность загружать программы в микроконтроллер AVR с помощью USBASP.

После этого вам необходимо создать тестовый проект в Atmel Studio 7.0. Для этого выполните нижеследующую последовательность действий.

3. Подсоедините USBASP v2.0 к USB порту вашего компьютера и подождите пока он правильно определится.

4. Откройте Atmel Studio.

5. Выберите пункт меню “File”, в нем “New” и выберите “project”.

6. Теперь назовите ваш проект, выберите место расположения проекта и выберите компилятор “GCC C Executable Project”. Кликните на “Ok” и продолжайте.

7. После этого вам будет необходимо выбрать ваше устройство для программирования. В нашем случае это будет микроконтроллер Atmega16A. Если вы будете программировать другие микроконтроллеры, например, Atmega8, Atmega32, то для их программирования также можно использовать программатор USBASP.

8. После этого для вас будет создан файл main.c, где вы можете писать ваш программный код.

Но после создания проекта финальный шаг, который вам необходимо выполнить – это установить внешние инструментальные средства (WinAVR).

Установка WinAVR в Atmel Studio

1. В пункте меню “Tools (Инструменты)” выберите “External Tools (Внешние инструменты)”.

2. У вас откроется окно, где вы должны будете ввести имя вашего инструментального средства.

3. В пункте “Title (название)” введите имя вашего внешнего инструментального средства. Можно выбрать любое имя, но в рассматриваемом примере мы выбрали имя “USBasp”. Поставьте галочку в пункте ”Use Output Window” и снимите галочку с пункта “Prompt for arguments” как показано на нижеприведенном рисунке.

4. Теперь ведите “Command”. Там будет необходимо указать путь к “avrdude.exe” – его вы можете найти в папке где установлена WinAvr. Просто найдите “WinAVR-20100110” на диске “C” вашего компьютера – куда вы устанавливали WinAvr.

5. Введите аргументы. Это самый важный шаг в этой последовательности действий поскольку от них будет во многом зависеть корректность работы приложения. Поскольку в рассматриваемом нами случае мы используем внешние инструментальные средства, то можно ввести следующие аргументы:

6. Больше аргументов можно найти по этой ссылке.

7. Введите аргументы в поле для ввода аргументов. Оставьте поле “Initial directory (Начальный директорий)” без изменений.

8. После заполнения всех полей нажмите “Apply” и затем “Ok”.

В результате этих шагов вы сможете использовать внешние инструментальные средства чтобы загружать программы в микроконтроллер. Проверим это с помощью тестового проекта (программы) “blink.c”. Файл main.c вы можете найти в конце этой статьи. Теперь скопируйте main.c в Atmel studio.

Схема устройства с мигающим светодиодом для Atmega16

Схема устройства, которую необходимо собрать, приведена на следующем рисунке. Соедините кварцевый генератор и светодиод с микроконтроллером Atmega16.

Внешний вид макетной платы в этом случае будет выглядеть следующим образом:

Также вы должны соединить микроконтроллер и USBASP как показано на следующей схеме:

Компоновка и загрузка программного кода в Atmega16

1. Сохраните файл main.c.

2. Подсоедините светодиод к контакту PORTA0 микроконтроллера Atmega16 как было показано на вышеприведенном рисунке.

3. Выберите пункт меню “Build” и затем выберите “Build Blink”.

4. Если программа не содержит ошибок, то вы увидите сообщение как на представленном рисунке.

5. Теперь выберите пункт меню “Tools” и выберите в ней созданные внешние инструментальные средства. В нашем случае это будет “USBasp”. Кликните по нему.

6. Если после этого вы увидите сообщение об успешности операции (как показано на рисунке ниже), то значит вы успешно загрузили программу в микроконтроллер. Если вы получили сообщение об ошибке, то проверьте правильность выполнения всех предыдущих шагов, а также проверьте исправность соединительных проводов между USBASP и Atmega16.

7. Вы успешно загрузили тестовую программу с мигающим светодиодом в микроконтроллер используя USBASP v2.0 and Atmel Studio 7.0 и можете увидеть как мигает светодиод в собранной схеме. Теперь вы можете аналогичным образом загружать в микроконтроллер любые другие программы.

Источник

Использование Atmel Studio 7 вместе с ATtiny85

Перейдем к комплектующим, используемые в нашей статье, для того, чтобы понять как работает Atmel Studio:

Также необходимо программное обеспечение:

Я люблю использовать Arduino, но уже пора перейти к созданию загрузчиков и других программ, без загрузчика Arduino. Если вы когда-либо видели программное обеспечение устройства TV-Be-gone, то заметили, что загрузчик Arduino на нем отсутствует. Если вы понимаете Arduino, вы это тоже поймете.

Скачать Atmel Studio 7 можно на официальном сайте по этой ссылке, а также там вы можете купить программатор Atmel ICE avr.

Многие любители электроники используют сайт digikey.com для покупки такого рода комплектующих. Также сразу остановимся на распиновке Atmel ICE:

Все детали мы соединяем соответственно таким образом:

Чип Коннектор

PB1 Pin1
PB0 Pin4
PB5 Pin5
PB2 Pin3
GND GND
VCC VCC

При программировании чипа необходимо питать его автономным источником питания. ICE не питает чип, который вы программируете. Если вы хотите узнать больше о чипе, который вы используете, вы можете перейти к Технической спецификации и прочитать о плавких предохранителях и регистрах, которые есть у чипа и как его использовать с примерами программ на C и машинном языке. Техническую спецификацию ATtiny85 можно посмотреть по этой ссылке.

Источник

Atmel studio 7 обучение

Atmel studio 7 руководство на русском

Программирование Arduino из Atmel Studio 7

Привет Гиктаймс. Новогодние праздники подходят к концу, все салаты съедены, шампанское выпито, и жизнь потихоньку начинает возвращаться в привычное русло. И это хорошо. Но речь совсем не об этом.
Дело, собственно, вот в чем: многие из нас, начиная свой путь программирования микроконтроллеров с платы Arduino, подходили наконец к такому моменту,
когда в родной среде Arduino IDE становилось тесновато, а крутые среды разработки типа Atmel Studio, Keil, Microsoft VS пугали обилием настроек и инструментов.
Мне, например, очень удобно работать с механизмом вкладок Arduino IDE, разрабатывая большие проекты, это чисто мое предпочтение — на самом деле очень много времени занимает перенос кода, функций и переменных в заголовочные файлы и классы. Но на самом деле, есть более весомые аргументы в пользу перехода от Arduino IDE к более серьезным инструментам разработки. Это в первую очередь, наличие отладчика. Для начинающих программистов микроконтроллеров это кажется несущественным, но когда время идет, и сложность программ увеличивается, увеличиваются и требования к работоспособности и функционалу кода МК. И тут как раз возникает необходимость понимать, и видеть, как работает твой код на микроконтроллере. Даже если ты не обзавелся каким нибудь jtag — девайсом, очень приятно наблюдать даже в симуляторе, как нужные значения падают в нужные регистры во время работы программы. Ну и конечно же, если вы всерьез решили изучить программирование микроконтроллеров и архитектуру AVR — то без дебаггера просто никак не обойтись. Я уже молчу про скрытую работу wiring — препроцессора Arduino IDE, который позволяет писать более простые программы, используя функционал библиотек Arduino, и который добавляет в программу очень много мусора, который занимает память программ контроллера, и использует вхолостую ресурсы МК. Также немаловажным фактором является скромность редактора исходного кода среды Arduino IDE. И как водиться в миру, настоящие хардкорные разработчики встраиваемых систем и автоматики пишут только на си и ассемблере, полагаясь на собственный интеллект и опыт, а не на разработки итальянских студентов (против которых ничего плохого не имею, и камней в их огород бросать не буду).
Если вы согласны с вышесказанным — значит вы уже пробовали, или только собираетесь установить и использовать Atmel Studio 7. Я сам программист начинающий, можно сказать, программирование учил очень давно в школе, это был интерпретируемый Бейсик на машинах MSX. И лишь только пару лет назад пришлось, как говорится, по долгу службы приступить к изучению и освоению си и с++. Поэтому с небольшой высоты колокольни собственного опыта, хочу порекомендовать AVR Studio, а именно Atmel Studio 7. На самом деле, эта среда доставила мне достаточно нервотрепки с ее установкой и запуском («окна» я использую исключительно для работы и потехи, причем это Win 7 SP1 64), было несколько попыток установить ее с разбегу, но это заканчивалось фэйлом, пока на чистую систему я не установил обновление «Windows6.1-KB3033929-x64.msu», после чего все таки мои старания были вознаграждены, и среда запустилась. После было много сказано отнюдь не литературных слов и выражений, пока среда не стала более менее адекватно работать (Atmel Studio 7 у меня жутко тормозила поначалу, на машине с хорошим Core i7 и 8 гигами шустрой ОЗУ DDR4, не пойму, что стало потом, то ли среда каким то мистическим образом прокэшировалась в системе, или же я привык, но сейчас все неплохо работает). Также я хочу подметить, что эта среда так или иначе разработана и выпущена разработчиками AVR и ARM контроллеров Atmel, и посему поддерживает все свои контроллеры, и предоставляет все необходимые для работы библиотеки на с/с++. Огромный плюсом, и как я полагаю, неотъемлемой частью является наличие ассемблера для описанных выше платформ. Также в седьмой версии программы появилась поддержка конвертации скетчей Arduino в код программы для контроллера на языке си. Опция эта работает пока что несовершенно, и неспособна преобразовывать скетчи с несколькими вкладками, из-за чего теряет пока что определенную актуальность.
Но есть у этой среды и определенный недостаток: она не поддерживает наиболее популярный, и самый дешевый программатор USBaSP, и не поддерживает из «коробки» возможность программирования напрямую(используя порт USB) плат Arduino. И поэтому я в этой статье хочу поделиться определенным «лайфхаком», и я надеюсь, что это кому то будет действительно полезным.
Итак, приступим. Что нам необходимо иметь: ПК с установленными Atmel Studio 7, Arduino IDE желательно последней версии, и драйверами для вашей платы Arduino, ну и собственно, сам «пациент». Подключаем контроллер к ПК, дальше устанавливаются драйвера, и после вы должны выполнить несколько манипуляций, но это нужно будет сделать один раз для разных плат Arduino.
Сначала открываем среду Arduino IDE, выбираем любимый наш Блинк, и включаем вывод компилятора в окно компиляции внизу редактора:

Потом компилируем скетч, не загружая его в контроллер:

После вам необходимо открыть какой нибудь текстовый редактор, и выполнить пару вещей — скопировать команды для компилятора и флаги компиляции в окно редактора, и отредактировать подобным образом:



После, открыв среду Atmel Studio 7, выбираем во вкладке Tools пункт External Tools, cоздаем новый профиль (можете сделать несколько разных профилей для каждой отдельной платы Arduino, где в соответсвующие строки вставляем наши параметры, где указаны адрес программы avrdude, и команды для компилятора:


Потом можно создать любой проект, написав, к примеру, тот же код любимой моргалки, но уже на си, и загрузить наш код в контроллер, сначала собрав ваш проект, нажав F7 (Build project), и после кликнув на пункте с именем вашего профиля программирования во вкладке Tools:

Программа ваша будет записана в память программ контроллера, загрузчик останется на своем месте, и вы всегда сможете открыть Arduino IDE и записать ваш код привычным способом. Благодарю всех за внимание, и надеюсь, что данный совет будет кому нибудь полезен.

Русификация программы Atmel Studio

После установки программы Atmel Studio весь интерфейс будет на английском языке. Кому-то, кто знаком с английским, или уже привык работать с программами с английским интерфейсом, это вполне устроит. Меня лично, такой подход создателей программы к великому и могучему не устраивает, мне более комфортно работать с русскими меню.
Оболочку для программы создавали специалисты из Микрософт, и основой ее была программа «Visual Studio» (они даже похожи внешне), в которой есть возможность установить национальный язык. У Atmel Studio такой возможности нет, хотя в настройках меню присутствует возможность выбрать два языка — английский или такой же, как в системе Windows (что подразумевает русский, или тот на который настроена ваша система) но меню не перестраивается, только английский. Там же есть ссылка на сайт Микрософт для загрузки файла с национальным языком, файл загружается в компьютер, но не устанавливается, требует присутствия программы Visual Studio.
Поэтому, для русификации программы, придется установить программу Visual Studio. Я надеюсь, что в дальнейшем в Atmel Studio появится возможность устанавливать национальный язык без установки дополнительных программ.
Установка Visual Studio
1. Заходим на официальный сайт Микрософт «microsoft.com/ru-ru»
2. В поисковом окне сайта забиваем «visual studio 2015»
3. В разделе «Загрузки» нажимаем «просмотреть все» и на первой же странице появляется богатый выбор из продукции Микрософта. Я для себя выбрал установку пакета Visual Studio Professional 2015 (устанавливать — так по полной, вдруг в дальнейшем пригодится, хотя все равно устанавливается только определенный базовый набор)

4. После нажатия на кнопку «Скачать», появится выбор — или установить программу онлайн, или все скачать а потом установить, тут как кому нравится.

После установки Visual Studio и перезагрузки системы, в меню Atmel Studio появится возможность поменять интерфейс на русский.
Где это находится (покажу в картинках):




Нажимаем ОК, и, после перезагрузки программы, интерфейс будет на русском языке.
Сразу хочу отметить, что перевод будет не полный, кое-что останется на английском.

Итог нашей работы:

Atmel Studio и программатор USBasp

В прошлой статье я уже писал, что совместно с программой Atmel Studio мы будем использовать простой и недорогой программатор USBasp и программу для прошивки микроконтроллеров AVRDUDE_Prog. Конечно, если у вас есть программатор, совместимый с Atmel Studio, вы сможете пользоваться и им.
Эта статья для тех, кто имеет только USBasp (хотя и не только для них).
Ближайший родственник USBasp программатора, который совместим с Atmel Studio — STK500. Есть программаторы несколько сложнее USBasp — USBisp, которые можно прошить прошивкой от STK500, но у нас такой возможности нет. Мы можем только, для удобства работы с программой AVRDUDE_Prog интегрировать ее в меню Atmel Studio (вставим в меню кнопку вызова программы). Так как Atmel Studio у нас уже имеет русский интерфейс, то картинок уже не будет.

Итак, вставляем кнопку вызова программы AVRDUDE_Prog в меню:
1. Выбираем меню «Сервис»
2. В открывшемся окне выбираем «Внешние инструменты»
3. В открывшемся окне, в графе «Название» прописываем USBasp, а в графе «Команда» указываем путь до файла запуска программы AVRDUDE_Prog и нажимаем ОК. Теперь, если снова открыть меню «Сервис», мы увидим перед «внешними инструментами» наш USBasp. Можно программу запускать и отсюда.
4. Выбираем меню «Сервис» а в нем «настройка»
5. В открывшемся окне будет два подраздела «Панели инструментов» и «Команды». В «панели инструментов» нажимаем «Создать». В появившемся окне прописываем имя панели инструментов — USBasp и ОК. Сразу увидите как, среди прочего, появилась новая панель USBasp.
6. Переходим в подраздел «Команды» и ставим галочку (точку) напротив надписи «Панель инструментов». В «панели инструментов» (в окне) выбираем USBasp и ОК. Далее нажимаем «Добавить команду». В открывшемся окне выбираем категорию «Сервис». В открывшемся окне «Команды» выбираем «Внешняя команда 1» и ОК. Закрываем окно «Настроить».
После столь долгого пути и многих манипуляций, в самом конце меню (в 1 или 2 строке) вы должны увидеть кнопку «USBasp». Но можете и не увидеть, все зависит от разрешения вашего экрана, она может быть спрятана внутри раскрывающегося меню

Ищем, где находится наша кнопка

И перетягиваем раскрывающееся меню на вторую строчку

Теперь мы можем запускать программу AVERDUDEProg из меню Atmel Studio.
Таким же образом можно прописать и любую другую программу

1. Основы программирования микроконтроллеров AVR

Atmel Studio для Windowsпоследняя версия: 7.0.790, обновление от 06.06.2018

На данный момент многие люди используют разнообразный софт. Теперь с уверенностью можно сказать о том, что практически каждый человек использовал Atmel Studio. Эта программа в своей сфере считается достаточно уникальной. Она позволяет выполнять разнообразные прошивки. Если вам интересно, что представляет собою программа, тогда необходимо изучить эту статью.

Первым, что вы сможете увидеть после перехода в систему это дизайн программы. Он считается достаточно интересным и не вызывает дискомфорта. Теперь для создания новый прошивки вам необходимо пройти уже привычную процедуру File-New project. После выполнения этого процесса вы сможете выбрать необходимый тип файла.

Теперь благодаря определенным дополнениям достаточно легко можно понять, сколько оперативной памяти имеет определенный микроконтроллер.

Если вы начали создавать новый проект, тогда у многих людей могут возникнуть определенные вопросы. Обычно они связаны с тем, что вы не можете посмотреть частоту камня. Вам не следует волноваться, так как эта процедура указана в коде проекта, который вы создаете. Также к еще одной достаточно интересной и удобной функции можно отнести то, что вы легко можете использовать программу для написания кода. Теперь он будет дополняться автоматически.

После выполнения прошивки вы сможете увидеть сообщение, которое будет твердить о том, что она была выполнена достаточно успешно. Если вы считаете себя начинающим радиолюбителем, тогда не следует волноваться, так как здесь вы найдете необходимые инструкции.

Начало работы с AVR Studio 4 (урок 1)

Для работы с AVR Studio 4 необходимо само собой её установить. Если она уже установлена, то можете пропустить этот шаг.

Установка:
создаешь каталог c:/avr/ – тут будут лежать рабочие программы.
создаешь каталог например c:/works/ – тут будут лежать твои работы.
надо что бы были короткие пути, что бы не было проблем с ними.

Дальше, качаешь и устанавливаешь в каталог c:/avr/
WinVR
AVRStudio4_SP3

Есть вообще AVRStudio5 но и AVRStudio4 пока вполне хватает.

Дальше запускаешь AVRStudio4 и создаешь проект.

Тут думаю разберешься.
AVR-GCC для того, что бы писать на Си
Atmel Avr Assembler соответственно для ассемблера.

Начинать разбираться с МК лучше с нуля. А это значит с Ассемблера, значит создаешь тот, который Atmel AVR Assembler.

Потом выбирай микроконтроллер Atmega8.

когда создастся проект, будет большой, белый, чистый лист. тут будет код.

немного про содержимое этого листа

“комментарии” – это текст, пропускаемый компилятором, при компиляции.
перед началом комментария должен стоять спец символ, пользуюсь символом ; “точка с запятой”, есть еще “дабл сшеш” (//),
вот примеры комментариев

/* * Комментарий такого види(многострочный), * обычно используется для * сопроводительной информции * об исходном коде, т.е. * название, разработчик и т.д. */ NOP // Такой комментарий в основном используется для пояснения назначения команды, или куска кода SLEEP ; такой комментарий тоже как и предыдущий, можно использовать для пояснения (для заметок) в коде

команды записываются в каждой строчке. т.е. одна команда – одна строчка.
допустим есть команды с двумя “параметрами”, с одним, или без ничего

MOV R16, R17 ; два параметра INC R16 ; один параметр SEI ; без параметров

С этим все ясно. дальше сложнее. Каждая команда, имеет размер 1, 2 или 3 байта.

MOV R16, R17 ; три байта INC R16 ; два байта SEI ; один байт

Видите связь размера команды с параметрами?

У каждого микроконтроллера свой ассемблер, хотя мнимоника у них похожа, т.е. команда MOV у мк одной серии будет выглядеть в машинном коде допустим 0x12 а у другого 0x55.
что бы при компиляции, скомпилировалось в нужном нам коде мы должны сказать компилятору, для какого мк у нас пишется программа.
это вообще выбирается при создании проекта.
По этому мы выбрали микроконтроллер Atmega8.

Но и тут не все. для облегчения нашей жизни, в AVRStudio4 есть набор констант, которые именуются вроде как “Макроассемблер”.

Для тог, что бы их подгрузить нужно в начале кода вставить строчку

в самом начале кода, ставится таблица прерываний. Что это такое и как это работает, объясню в другой заметке. Но а пока, будем писать её так:

RJMP RESET ; Reset Handler RETI; RJMP EXT_INT0 ; IRQ0 Handler RETI; RJMP EXT_INT1 ; IRQ1 Handler RETI; RJMP TIM2_COMP ; Timer2 Compare Handler RETI; RJMP TIM2_OVF ; Timer2 Overflow Handler RETI; RJMP TIM1_CAPT ; Timer1 Capture Handler RETI; RJMP TIM1_COMPA ; Timer1 CompareA Handler RETI; RJMP TIM1_COMPB ; Timer1 CompareB Handler RETI; RJMP TIM1_OVF ; Timer1 Overflow Handler RETI; RJMP TIM0_OVF ; Timer0 Overflow Handler RETI; RJMP SPI_STC ; SPI Transfer Complete Handler RETI; RJMP USART_RXC ; USART RX Complete Handler RETI; RJMP USART_UDRE ; UDR Empty Handler RETI; RJMP USART_TXC ; USART TX Complete Handler RETI; RJMP ADC ; ADC Conversion Complete Handler RETI; RJMP EE_RDY ; EEPROM Ready Handler RETI; RJMP ANA_COMP ; Analog Comparator Handler RETI; RJMP TWSI ; Two-wire Serial Interface Handler RETI; RJMP SPM_RDY ; Store Program Memory Ready Handler

После этого идет уже сам код

RESTART: ; маркер инициализации MAIN: NOP ; маркер главного цикла RJMP MAIN

Но тут есть одна (точнее не одна, а много) особенностей.

Для удобства написания кода, для его понятности и для облегчения относительных переходов, нам подарили маркеры, как они выглядят? “RESET:” и “MAIN:” это маркеры, в их именах могут содержаться почти любые символы латинского алфавита и цифры. Маркеры не могут иметь имена функций и команд, допустим “NOP”.
Как к ним переходит? Допустим командой RJMP.

Так же, из Маркеров, можно сделать подпрограмму(процедуру), по завершению которой, мы вернемся туда, от куда её вызывали. Для вызова её, используем команду “RCALL (подпрограмма)”, а что бы вернуться из Подпрограммы(процедуры), нужно закончить её командой “RET”. У нас должен получиться такой код:

RESTART: MAIN: NOP RCALL PPP1 ; вызываем подпрограмму RJMP MAIN PPP1: NOP RET ; выходим из подпрограммы

Как работает команда “RCALL”, при её вызове, адрес из какого места её вызвали, помещается в СТЕК, а по вызове команды “RET”, извлекается из регистра “стек”. СТЕК нужно инициализировать.

Что бы нам работать с нашим мк, нужно его инициализировать. т.к. мк, это устройство универсальное, в нем есть много портов ввода/вывода, и периферийных устройств. таких как УСАПП, ШИМ, ЦАП, АЦП и т.д. Первым делом в инициализации мк нужно указать начало “стека”. Инициализацию мы проводим после маркера “RESET:”.

LDI R16,HIGH(RAMEND) OUT SPH,R16 LDI R16,LOW(RAMEND) OUT SPL,R16

LDI R16,0x04 OUT SPH,R16 LDI R16,0x5f OUT SPL,R16

Разница существенная, на мой взгляд.

СТЕК, это память магазинного типа: (последний вошедший, выходит первым).
Магазинного типа – это не супермаркет, а рожок от автомата. надеюсь все представили как в него заряжаются патроны и как они потом от туда извлекаются.
Нужно уделять очень большое внимание памяти СТЕК, т.к. любая незначительная ошибка в работе с ним, может привести к срыву стека. Это на столько важная тема, что я решил посветить ей целую тему и напишу её в отдельной заметке.

Таким образом у нас получился такой код:

.include «m8def.inc» RJMP RESET ; Reset Handler RETI; RJMP EXT_INT0 ; IRQ0 Handler RETI; RJMP EXT_INT1 ; IRQ1 Handler RETI; RJMP TIM2_COMP ; Timer2 Compare Handler RETI; RJMP TIM2_OVF ; Timer2 Overflow Handler RETI; RJMP TIM1_CAPT ; Timer1 Capture Handler RETI; RJMP TIM1_COMPA ; Timer1 CompareA Handler RETI; RJMP TIM1_COMPB ; Timer1 CompareB Handler RETI; RJMP TIM1_OVF ; Timer1 Overflow Handler RETI; RJMP TIM0_OVF ; Timer0 Overflow Handler RETI; RJMP SPI_STC ; SPI Transfer Complete Handler RETI; RJMP USART_RXC ; USART RX Complete Handler RETI; RJMP USART_UDRE ; UDR Empty Handler RETI; RJMP USART_TXC ; USART TX Complete Handler RETI; RJMP ADC ; ADC Conversion Complete Handler RETI; RJMP EE_RDY ; EEPROM Ready Handler RETI; RJMP ANA_COMP ; Analog Comparator Handler RETI; RJMP TWSI ; Two-wire Serial Interface Handler RETI; RJMP SPM_RDY ; Store Program Memory Ready Handler RESET: LDI R16,HIGH(RAMEND) OUT SPH,R16 LDI R16,LOW(RAMEND) OUT SPL,R16 RGMP RESET MAIN: NOP ; маркер главного цикла RJMP MAIN

На данном этапе, можно скомпилировать проект и запустить его для отладки, но по скольку код у нас ничего не делает, можно будет выявить только синтаксические ошибки в коде.

Для правильного процесса отладки, необходимо задать эмулятору частоту, с которой будет работать МК, это делается только после компиляции и запуска отладки,
значит находим в панели меню “Build”, раскрываем её и видим “Build and Run”, после чего, мы увидим желтую стрелочку на против первой команды в нашем листинге кода. Теперь мы ищем в панели меню “Debug” и нажимаем “AVR Simulator Options”, открывается такое окно:

В котором мы можем поменять МК и его частоту, так же, на панели с права, мы видим некоторую информацию о нашем МК: его максимальную частоту, объемы памяти(EEPROM, RAM, FLASH). Теперь открываем даташит на Atmega8, на странице 203 (общий список регистров) и 205 (общий список команд) и приступай к написанию своей программы.
И запомни, не бойся экспериментировать с симулятором, он от этого не сломается!

Настало время написать первую программу для нашего микроконтроллера!

Для выполнения данного урока, Вам пригодится:

Начнем с написания прошивки.

Прошивка(Программа) — Набор инструкций(команд) микроконтроллера, представленный в виде конечного файла(специального формата), используемого в дальнейшем при работе контроллера.

1.Открываем Atmel Studio, создаем проект на языке AVR C или AVR ASSEMBLER и выбираем модель Вашего микроконтроллера.

В окне редактора исходного кода пишем:

Урок 2,AVR C HELLO WORLD C

Урок 2.AVR Assembler hello world

2.Далее, собираем следующую схему:

Резистор R1 необходим для ограничения тока протекающего через светодиод LED1.

Например, возьмем светодиод с напряжением питания 2.2В и током питания 10 мА(0.01А). Напряжение питания соответственно равно 5В.

Согласно приведенной выше формуле, получим:

Однако на практике, очень часто невозможно найти резистор с вычисленным сопротивлением. Поэтому, необходимо брать резистор с сопротивлением выше вычисленного, чтобы уменьшить ток протекающий через резистор, тем самым продлив ему срок службы.

В данном случае берем резистор стандартного значения 330 Ом.

А теперь настало время вдохнуть жизнь в нашу схему!

3.Подключаем программатор к контроллеру, и записываем в его память прошивку полученную выше.

Возможно, для подключения программатора придется временно отсоединить микроконтроллер от схемы. Ничего страшного в этом нет, однако, следует быть предельно внимательным и не забыть отключить 5v подаваемые на схему.

Вернув контроллер на его место в схеме(Разумеется, если Вам пришлось его отсоединить), подаем 5v питания на контроллер.

Если все сделано верно, вы увидите что светодиод зажигается и гаснет с постоянной частотой.

Поздравляем, Вы только что собрали Ваше первое устройство с использованием микроконтроллера!

Если что то не получилось, то Вы всегда можете написать об этом в комментариях к данной статье!Наша команда всегда готова ответить на все Ваши вопросы!

Спасибо за внимание!

Администрация сайта MKPROG.RU.

Другие уроки цикла.

Копирование, воспроизведение, цитирование данного материала или его частей разрешено только с письменного разрешения администрации сайта MKPROG.RU.

Программирование Arduino на C. Часть 1

Поднимем вопрос программирования Arduino на языке Си. Зачем это может понадобиться, ведь на языке Arduino писать значительно проще? Во-первых, код на Си весит намного меньше, чем на Arduino (насколько меньше увидите дальше). Во-вторых, он может выполняться быстрее (для задач, где критична высокая скорость). Кроме того, это может стать первым шагом при освоении собственно микроконтроллеров. Как всегда здесь не будет теории, только практика.

Для начала необходимо подключить библиотеку, позволяющую отправлять-принимать сигналы. Делается это командой

Если на Arduino было необходимо наличие функций loop и setup, то на Си должна быть функция main, возвращающая тип int. Внутри этой функции и будет находится наш код.

1 2 3

int main (void)

Поставим себе простейшую задачу — зажечь светодиод на порту №13. И тут мы столкнемся с тем, что собственно на микроконтроллере нет 13 порта. Посмотрим распиновку (pinout) микроконтроллера, установленного в Ардуино (atmega328p).

Тут обращаем внимание на PB0 — PB7, PC0 — PC6, PD0 — PD7. Это и есть порты для подключения устройств, с ними и предстоит работать. Посмотрим, как эти порты соотносятся с портами Arduino.

Мы задались целью зажечь светодиод на 13 порту. По распиновке Arduino мы видим, что там находится порт PB5. Собственно, правильнее сказать, что порт B, 5 бит. В программе будем работать сразу со битами порта B (0-7), но постараемся не затрагивать биты кроме 5.

Сначала нужно обозначить B5 как выход, то, что на Ардуино делалось командой pinMode (13, OUTPUT).

На Си для этого существует команда DDRB, где B — порт (соответственно, могло быть DDRC и DDRD).

У порта B 8 битов, каждый из которых может быть настроен на выход (1) и вход (0). Поэтому, мы можем задать двоичное число, где каждому биту соответствует 0 или 1.

1	DDRB = 0b00000001

говорит о том, что 0 бит порта B, т.е. PB0 (8 порт Ардуино) будет выходом (OUTPUT), остальные — входом (INPUT). 0b перед числом позволяет указывать двоичную запись числа.

Так как мы работает с PB5, то 1 мы должны поставить в 5 бит

1	DDRB = 0b00100000

Теперь нужно подать напряжение на данный порт. Делается это командой PORTB, где B — снова порт. Напряжение подается единицей, отсутствие напряжения — 0. По аналогии запишем команду

1	PORTB = 0b00100000

чтобы подать напряжение на 5 бит.

1 2 3 4 5 6

#include int main (void)

Что в этом коде нехорошо, так это то, что мы указывали сразу все биты одного порта. Иногда мы не знаем заранее, подается питание на тот или иной бит и изменять мы его не должны, а значит, мы не можем сами подавать туда 0 или 1. Поэтому важно уметь настраивать нужный бит, без изменения остальных.

Для этого потребуется знание логических операций и операций над битами.

Результат ИЛИ равен 1 если хотя бы один из операндов равен 1.

a	b	ИЛИ
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Результат И равен 1 если оба операнда равны 1.

a	b	И
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Побитовые сдвиги влево и вправо ( >)

Данные операции сдвигают все биты числа вправо или влево на заданное количество позиций.

Например, запись 1 Отладка В AVR STUDIO

1. Запускаем АVR Studio 4, проект создавать не нужно.

3. Выбираем файл для загрузки в AVR Studio 4.

4. Устанавливаем параметры отладки в меню Debug; AVRSimulator Options: АТх8515, частота 1 МГц, протоколирование порта РВ с выводом на экран.

5. Содержимое используемых регистров ввода;вывода МК можно проконтролировать несколькими способами:

а) непосредственно просматривая их содержимое на вкладке НО панели Workspace;

б) анализируя область памяти регистров ввода;вывода

в) присвоив их значения переменным, которые в дальнейшем просматривают в окне Watch.

В нашем случае имеем одну переменную timer, которая принимает значение таймера;счетчика TCNTO. Открываем окно Watch, выбрав команду меню View;Watch, и перетаскиваем мышью эту переменную в столбец Name. Пока переменная находится вне зоны видимости отладчика, в столбце Value будет записано Not in Scope. Подготовка к отладке завершена.

6. В начале процесса отладки и при нажатии кнопки сброса Reset курсор отладки устанавливается на первой строке процедуры main (). Выполнение программы можно контролировать, открыв окно Disassembler, однако имея программу на языке Си, значительно удобнее отлаживать программу в окне Си-программы.

7. Нажимая кнопку Step Into (Fll), наблюдаем за изменением содержимого регистров ввода;вывода микроконтроллера. Одно из преимуществ отладки на Си – использование только программных инструкций, способствующее ускорению процесса отладки. В цикле for (;;) командой Ассемблера sleep микроконтроллер переводится в режим пониженного энергопотребления.

8. Занесем в счетчик TCNTO значение 2. При разомкнутой кнопке SWO (состояние 1) эмулируем замыкание кнопки SW2 (состояние 0), что приведет к вызову обработчика прерывания. При вызове процедуры delay_ms<) отладчик не входит в нее, но вызов задерживает его работу и изменяет значение счетчика циклов.

9. Установив курсор на команде sleep, выполним команду Run to Cursor (выполнить до курсора). После останова симуляции, что обнаруживается по желтому индикатору в строке состояния, в окне Output получим список сообщений (отчет), в котором значение 0x81(10000001) соответствует готовности схемы (светодиод LED7 выключен, LED6 включен), значение OxCl(11000001) – погашены оба светодиода, 0x41(01000001) – LED6 погашен, LED7 включен. Список сообщений:

Длительность включения светодиода LED7 составляет 0,503 с.

Работа над проектом с использованием языка Си позволяет сделать ряд наблюдений, касающихся наглядности программ, размеров кода, отладки и их переносимости.

Наглядность программы. Язык высокого уровня позволяет использовать сложные структуры данных, такие, как массивы, строки, списки, записи, обеспечивает максимальное удобство при написании циклов и ветвлений, избавляет программиста от написания рутинных фрагментов программ.

Программирование на Ассемблере требует знаний всех ресурсов микроконтроллера. Программа, написанная на Ассемблере, не всегда наглядна, разобраться в коде достаточно сложно, при использовании микроконтроллеров с RISC-архитектурой возникают проблемы с программированием сложных операций, таких, как умножение и деление, с обработкой структур данных.

Размер кода. При использовании всех возможностей языка Си программа может быть очень компактной, однако, если сравнивать откомпилированные коды, оценки могут измениться. Код, написанный на Ассемблере, минимален по размеру и оптимизирован под конкретную задачу, что позволяет получить высокую скорость работы программы. Компилятор же оперирует фрагментами кода по общим правилам. Так, в примере со светодиодами в начале работы программы 8.1 обнуляются все регистры микроконтроллера и оперативная память SRAM, при входе в процедуру прерывания регистры сохраняются в стеке, а затем восстанавливаются при выходе. Однако в приложении работа с памятью не предусмотрена – используется всего лишь несколько регистров.

Отладка. Если программа пишется на языке высокого уровня, а отлаживать предполагается откомпилированный код, то весь процесс может занять больше времени, чем написание и отладка программы на Ассемблере. Вместе с тем написание и отладка на языке Си программ, ориентированных в большей степени на обработку данных, проще, чем при использовании Ассемблера.

Переносимость. Изменение частоты синхронизации микроконтроллеров, очевидно, влияет на длительность выполнения процедур. Если время выполнения должно остаться неизменным (в нашем случае это время включения светодиода), потребуется вносить изменения в программу на Ассемблере, заново пересчитывая коэффициенты в циклах задержки. В программе на Си необходимо только заменить частоту в конфигурации проекта и компилятор пересчитает все автоматически, что, безусловно, проще.

Учитывая, что откомпилированный код всегда больше исходного, написанного на Ассемблере, и принимая невозможность простой его оптимизации, можно сделать выводы о предпочтении того или иного языка программирования в зависимости от сложности и направленности задачи, наличия средств отладки, доступного размера памяти микроконтроллера, требуемого быстродействия процедур, сроков проектирования и т. д.

В заключение приведем ряд рекомендаций по написанию программ на языке Си для микроконтроллеров. Для уменьшения размера программного кода рекомендуется:

– компилировать с оптимизацией по размеру;

– использовать локальные переменные, а не глобальные, так как первые хранятся в регистрах, а вторые – в ОЗУ;

– использовать по возможности беззнаковые типы данных меньшего размера;

– если глобальная переменная используется только в одной функции, она должна быть объявлена как Static,

– использовать конструкцию for (;;) для бесконечных циклов;

– использовать циклы с декрементом и конструкцию <> while <выражение)’,

– выполнять доступ в память непосредственно, не используя указатели;

– использовать макросы вместо функций для подзадач, компилируемых в две-три команды Ассемблера.

Для уменьшения требований к памяти SRAM следует:

– константы и литералы располагать в памяти программ, объявляя их с помощью директивы Flash\

– избегать объявления глобальных переменных, если они на самом деле локальные, так как последние размещаются динамически и убираются из памяти, когда выходят из зоны видимости;

– правильно оценивать размер программного стека (Data Stack Size), который необходимо указывать в настройках проекта

Приложения П1. Обозначения регистров ввода;вывода

Источник