Изучаем микроконтроллеры AVR. Первая программа

Автор: g1ar от 28-01-2013, 10:28

Для программирования микроконтроллера нужно знать хотя бы основы языка Си, ведь именно с помощью него мы будет начинать этот нелегкий путь. И как всегда в этом нам поможет микроконтроллер ATmega8 фирмы Atmel.
Перед началом стоить поговорить о памяти микроконтроллера(далее просто МК). ATmega8 имеет 8 Кб памяти для программы с возможностью перезаписать её до 10 000 раз, неплохо правда? Так же МК имеет 512 байт флеш-памяти для хранения переменных, так называемой EEPROM – проще говоря эта память для каких-либо данных которые не сотрутся после выключения питания, к примеру, если мы сделали кодовый замок, а пароль мы не сможем сохранить в энергонезависимой памяти,значит будем хранить его в еепроме.
Перед началом представлю несколько часто используемых терминов и выражений:
Компилятор - это программа, с помощью которой мы напишем программу.
Прошивка - это скомпилированная программа готовая к записи в МК. Файлы для прошивки имеют расширение 2х типов: .hex(основной) и .еер; .rom; .bin(используется довольно редко). Мы не будем работать с EEPROM регистрами, просто что бы вы знали что это.
Зашить, прошить, залить – это действие означает записать прошивку в память МК.

Расскажу-ка я вам, как работать в довольно простом компиляторе CodeVisionAVR (ссылка на скачивание в конце статьи). Немного о самой программе:
CodeVision представляет собой кросс-компилятор языка С, графическую оболочку и автоматический генератор шаблонов программ, ориентированные на работу с семейством AVR.
Давайте же посмотрим на окно программы и его структуру

Посмотрели? Пришло время написать первую программу управления светодиодом. Наша задача будет заключаться в том, чтобы подключить светодиод к выводам PD4("-"),PD5("+") и, скажем, заставить его мерцать с частотой в 1Гц

Чтобы создать новый проект, жмём File - New, выбираем Project и нажимаем ОК. Далее появится окно, в котором спрашивают, хотим ли мы использовать CodeWizardAVR, нажимаем Yes. Выбираем тип МК AT90,ATtiny,ATmega... и нажимаем ОК. Появится окно, в поле Chip выберите ATmega8,а в поле Clock (тактовая частота) выбираем 8,000000 МГц

Далее нажимаем на значок шестеренки Generate program, save and exit. При этом сохраняя все файлы, к примеру, в какую то отведенную папку.

После чего у нас появляется заполненное рабочее поле, это означает что вы создали шаблон программы . Вот что у вас должно было получиться

/*****************************************************
This program was produced by the     
CodeWizardAVR V2.05.0 Professional
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project :        
Version : 
Date    : 27.01.2013
Author  : 
Company : 
Comments: 
Chip type               : ATmega8          
Program type            : Application
AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz
Memory model            : Small
External RAM size       : 0
Data Stack size         : 256
*****************************************************/
#include <mega8.h>   
// Declare your global variables here
void main(void)    
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T 
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
// Port C initialization
// Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 
// State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T 
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T 
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer1 Stopped
// Mode: Normal top=0xFFFF
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer2 Stopped
// Mode: Normal top=0xFF
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
MCUCR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x00;
// USART initialization
// USART disabled
UCSRB=0x00;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// ADC initialization
// ADC disabled
ADCSRA=0x00;
// SPI initialization
// SPI disabled
SPCR=0x00;
// TWI initialization
// TWI disabled
TWCR=0x00;
while (1)
      {
      // Place your code here
      }
}

Далее убираем всю не нужную (пока не нужную!!!) инфу до этого состояния (можно просто скопировать). Давайте разберёмся что у нас осталось

/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.05.0 Professional
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project : 
Version : 
Date    : 27.01.2013
Author  : 
Company : 
Comments: 
Chip type               : ATmega8
Program type            : Application
AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz
Memory model            : Small
External RAM size       : 0
Data Stack size         : 256
*****************************************************/
#include <mega8.h>    // Подключение библиотеки работы с Мегой
void main(void)           //Функция основной программы
{
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T 
PORTD=0x00;       
DDRD=0x00;
while (1)       // наш бесконечный цикл
      {
      // Place your code here
      }
}

Для нашей программы нужна будет библиотека задержки, поэтому дописываем

#include <delay.h>

Мы работаем с портом D, для этого оставили его параметры. В прошлой статье мы говорили про регистры управления портами, вот и они:

PORTD=0x00;
DDRD=0x00;

Значение записано в виде 0xXX, 0х - означает что число, которое стоит после - шестнадцатеричное.
Т.к мы уже перевели нужные числа (опять же смотрим прошлую статью) подставляем наши расчеты, должно получится так

PORTD=0x20;
DDRD=0x30;

Далее стоит бесконечный цикл, он нужен для того чтобы выполнять бесконечное (пока подключено питание) кол-во действий над нашим светодиодом. Для того что бы заставить светодиод мерцать с частотой в 1Гц нам нужно выключать и включать питание на выводе PD5. Для этого есть команда PORTD.5=0, эта команда работает для всех портов, для этого нужно только сменить имя порта и номер вывода этого порта. Значение после = означает, какое значение будет на этом выводе,"0"-Минус(GND), "1"- Плюс(5В). Для нашей схемы т.к. начальное значение вывода PD5 равно 1(светодиод горит), нужно поставить 0(светодиод выключен).
Теперь о задержке, мы подключили библиотеку задержки и теперь мы можем контролировать, сколько времени наш светодиод будет включен, а сколько выключен, это нам обеспечит команда delay_ms(значение в миллисекундах).
Вот что получится

PORTD.5=0;      //выключили
delay_ms(1000);   //ждём 1 секунду
PORTD.5=1;      //включили
delay_ms(1000);  //ждём 1 секунду

Вроде бы все, давайте соберем нашу программу воедино:

/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.05.0 Professional
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project : 
Version : 
Date    : 27.01.2013
Author  : 
Company : 
Comments: 
Chip type               : ATmega8
Program type            : Application
AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz
Memory model            : Small
External RAM size       : 0
Data Stack size         : 256
*****************************************************/
#include <mega8.h>    // Подключение библиотеки работы с Мегой
#include <delay.h>     // Подключение библиотеки задержки
void main(void)           //Функция основной программы
{
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In 
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T 
PORTD=0x20;    //Настройка порта D
DDRD=0x30;
while (1)       // наш бесконечный цикл
      {
PORTD.5=0;      //выключили
delay_ms(1000);   //ждём 1 секунду
PORTD.5=1;      //включили
delay_ms(1000);  //ждём 1 секунду
     
      }
}

Теперь нужно скомпилировать программу, для этого нажмите на кнопку Build All

Заходим в папку, в которую вы сохраняли проект и находим папку Еxe, там и будет наша прошивка (.hex), именно ее и нужно залить в МК.
Скачать CodeVisionAVR 2.05.0 можно тут, а Proteus v.7.7 (понадобится в следующей статье) здесь.

Продолжение следует ...

Теги: микроконтроллер, программирования, прошивка, компилятор, codevision, avr, программа, atmega8

Вернуться 30479 0

Категория: Цифровая техника, Микроконтроллеры

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Поиск документации