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1、第2章 学习AVR的软硬件开发环境,AVR单片机：是当前一种应用较广泛的高档8位单片机，有多种集成开发环境支持AVR单片机的程序开发。由于C语言在单片机设计中具有直观性好、可读性强、程序移植容易等优点，在本书中，将着重介绍AVR单片机基于C语言的编译器和集成环境。,学习AVR的C程序开发软硬件环境,1、编译软件：选用HP Info Tech公司的CV AVR(Code Vision AVR的简称），提供2K的免费使用版。2、仿真软件平台：ATMEL公司：免费仿真软件AVR Studio 支持汇编，但不支持C编译。我们将介绍英国莱伯森电子公司开发的Proteus绘图仿真软件虚拟开发。3、编程下载
2、软件：选用广州双龙公司SL-ISP下载软件。4、多功能开发板：自制或选购。5、其他器材：,CVAVR-软件安装,CVAVR是一款低成本的C语言编绎器，同时也是一个开发AVR的IDE（集成开发环境）开发平台。简称为CVAVR。其特点是：代码生成效率高；突出支持位变量访问；直接支持多种外部标准接口器件应用；适合一般初学者使用。用户可以http:/www.hpinfotech.ro网站下载2KB代码限制CVAVR_Setup.exe安装软件。或从有关关盘中拷贝试用版安装软件进行安装。,CVAVR-特征简介,1、标识符组成：标识符由字母、数字和下划线组成，但必须用字母或下划线开头，且有效长度为32位。
3、2、关键字：3、数据类型；4、常量：5、变量；6、运算符；7、存储空间；8、寄存器访问：9、中断服务函数使用：,CVAVR-菜单和快捷键（1）,此处介绍Version 1.0.1.8（2K免费评估版）一、CVAV集成工作环境主界面；1）左侧为导航区；2）右侧为编辑区；3）下部为信息栏。二、右键菜单：1）导航区右键：2）编辑区右键：三、File Menu（文件菜单）：New新建；Open打开；Save存盘；Save As换名存盘；Close 关闭打开文件；Close Project关闭工程；Print打印当前文件；Exit退出CVAVR 四、Exit Menu（编辑菜单）：Undo撤消；Rred
4、o恢复；Cut剪切；Copy复制；Paste粘贴；Delete删除；Selext All 选择全部；Find查找；Replace替代；五、Project Menu（工程菜单）：Compile File编译文件；Make File生成文件；Information信息；NotesCVAVR内置记事本；Configure配置工程；,CVAVR-菜单和快捷键（2）,六、Tool Menu（工具菜单）：Conwizard AVR应用向导程序；Debugger调用仿真器；Chip Programmer芯片编程；Teminal内置仿真器；Configure系统配置（可以添加其他工具，并在Toolsc菜单中有
5、所显示。七、Setting Menu（设置菜单）：1）General通用设置：Show Toolbar显示工具栏；Show Navigator显示导航栏；Show Information显示信息栏；2）Editor编辑器设置；字体，颜色设置（暂略）3）Debugger调用软件设置：Programmer编程器设置；Terminal内置仿真器设置八、Windows Menu（视窗菜单）：Tile Horizontal水平分割；Tile Vertical垂直分割；Cascade层叠九、Help Menu（帮助菜单）：十、快捷工具栏（视图）,CVAVR-菜单和快捷键（3）,十一、Configure M
6、enu（配置菜单）：1）增减文件配置：添加和删除一个文件。2）C 编译器配置：Chip芯片选择；Clock晶振频率选择；UART通用串口设置；Memory Model存储器模式选择；Ram数据存储器选择；Complation编译选择；Bit Variables Size位数量选择；Automatic Register Allocation自动寄存器分配选择；File Output Format文件输出格式选择 Use the Teminal I/O_端口模拟仿真选择；3）执行情况配置：（暂略）十二、构筑应用向导 1、芯片设置；2、端口设置；3、外部中断触发方式设置；4、定时器设置；5、DS13
7、02设置；6、工程信息窗口；7、单总线设备设置；8、LCD设备设置；9、UART串口设置；10、模拟比较器设置；11、SPI串口设置；12、IIC总线设置；,CVAVR常用库函数介绍,1、标准输入/输出函数：支持UART端口输出/输入,使用之前要对UART端口初始化。2、数学函数：3、字符串函数：4、BCD转换函数：5、延时函数：使用之前需关中断，并在配置中设定时钟。6、LCD函数：预处理之前需声明哪个口与LCD模块通信。7、IIC总线函数：预处理之前需声明哪个口用于i2c总线。8、单总线函数；预处理之前需声明哪些口线与模块通信。商业版CVAVR软件才有此功能，且以MCU为主机，单线器件为从机
8、。9、SPI串口函数10、电源管理函数：,CVAVR常用库函数应用举例,1、延时函数应用2、LCD函数应用3、IIC总线应用4、单总线访问DS18B20应用5、SPI访问AD78966、8路A/D自动检测系统,CVAVR的 使用步骤（1）,使用CVAVR编译器编译C语言源程序；生成.COF文件,在AVRstudio中运行,或在PROYEUS ISIS中虚拟调试：一、建立新工程：1）打开 CVAVR,选择FILE窗口，单击NEW，出现GREATE NEW FILE窗口。2)选择文件类型：可直接选择SOURCE（源文件），也可 以选择 PROJECT（文件工程）。我们选后者，按OK确定;二、选择程
9、序或工程自动生成向导,配置工程：在自动出现的程序或工程自动生成向导询问窗口中，选“是”:1)选择芯片和时钟：如ATMEGA16；4MHZ；2）选择端口输入/输出配置；3）选择其它相关项目等等：,CVAVR的-使用步骤（2）,三、编辑编译源文件；1、设置源文件：选自动向导窗口的FILE菜单,分三次 填写：注意，先选择工程存放路径:如D:WXW之下。1）源文件名:XXX.C;2）工程文件名:XXX.PRJ 3）(初始化)配置文件名:XXX.CWP 如均采用LSD02(尽量不用中文名称),按NEXT进入下步。2、编辑源文件：1）在生成的源程序框架中，分别在预处理函数,主函数,子函数等部分 编辑自己的
10、源程序,并认真审查各项是否正确;2）编译源文件或编译工程：选择PROJECT菜单的COMPILE FILE 或 MAKE FILE命令；通过信息窗 口检查 错误，修改错误，直至无任何错误信息。3）检查自设文件夹,应在其中生成“.COF”文件。,CVAVR的 使用步骤（3）,四、在AVR studio 中调试运行:(.cof或.hex格式的C程序）关于AVR studio 调试软件稍后介绍五、在PROYEUS 中调试（虚拟）运行(.cof格式的C程序):1)在PROYEUS ISIS中绘制ATMSGA16原理电路图,经电气性能检查没有错误;2)将CdioVAVR生成的.COF格式文件按正确路径装
11、入MEGA16芯片;3)在PROYEUS ISIS中调试观察程序运行情况;,AVR studio软件简介（1）,1、AVR-studio 集成开发环境（IDE）是美国ATMEL公司推出的专门用于开发本公司AVR单片机的汇编语言软件开发平台；2、包含：AVR汇编编译器，AVR-studio软件模拟调试器，AVR PROG和JTAG 串行下载功能，以及JTAG ICE在线仿真调试功能等。3、AVR-studio 集成开发环境（IDE）本身不具备C语言编译功能，常借用CV AVR、ICCAVR等C编译器编译生成可调试代码。,AVR studio软件简介（2）,4、若使用JTAG ICE在线仿真调试功
12、能，还需要购置或自制JTAG ICE仿真器；5、我们学习AVR单片机，将选用CVAVR C编译器和PROTEUS 虚拟仿真调试器，或自制JTAG ICE仿真器，自制AVR目标开发板配合AVR-studio 集成开发环境（IDE）工作。,AVR studio-软件安装,1、通过INTER NET找到ATMEL网站(http:/)下载,或直接从AVR相关CD光盘中查找AVR studio安装执行软件。我们选用的是AVR studio 4.13版本，安装的执行软件是 astudid4b528.exe 2、按照提示将AVR studio 4.13默认安装在 C：AtmelAVR Tools之下。注意，
13、使用WindowsNT/2000/XP系统的用户，安装AVR studio 软件时必须使用管理员（administrator)身份登陆，这是Windows的限定。,AVR studio 菜单和快捷键（1）,AVR studio 菜单和快捷键（2）,AVR studio使用步骤（1）,一、建立新工程：(默认.ARP工程管理文件)1、打开AVR studio,进入“WECLOME TO AVR STUDIO 4”窗口,单击NEW Project,进入建程窗口。1)选择工程类型：如汇编工程ATMEL AVR Assembler;2)工程名称：如DEMO_5_1(默认扩展名.APR),并自动同名文件名
14、如DEMO_5_1(默认扩展名.ASM)(尽量不用中文名称)3)选择工程存放路径:如D:WXW之下。按NEXT进入下步。4）选择调试平台：如AVR Simulator(虚拟仿真）或JTAG ICE（JTAG仿真器在线仿真）；5）为工程选择芯片：如ATmega 16,按Finish确认.,AVR studio 使用步骤（2）,二、编译原文件：1、编辑源文件：上步结束，即进入主菜单文件空白窗口，编辑汇编源文件；2、编译源文件；选择主菜单 BuildBuild(或Build and Ran)，对源文件进行编译；3、根据信息窗口反馈结果，有错，重新编辑、编译直至无误；三、虚拟调试源文件：1、AVR s
15、tudio 自身可以实施对汇编源文件虚拟调试，也可以实施第三方编译的C语言源文件进行虚拟调试；（另外PROYEUS软件也可以取代AVR studio 平台进行虚拟仿真调试。）2、选择主菜单DEBUG Start Debugging启动调试;3、选择不同观察窗口观察程序运行情况,CVAVR的-使用步骤（1）,使用CVAVR编译器编译C语言源程序；生成.COF文件在PROYEUS ISIS中虚拟调试：1、建配新工程：1）打开AVR CVAVR,选择FILE窗口，单击NEW，出现 GREATE NEW FILE窗口。2)选择文件类型：可以选择SOURCE（源文件），也可 以选择 PROJECT（文件
16、工程），选后者，按OK确定;2、选择程序或工程自动生成向导,配置工程：在软件自动出现的程序或工程自动生成向导询问窗口中，选“是”:1)选择芯片和时钟：如ATMEGA16；4MHZ；2）选择端口输入/输出配置；3）选择其它有关项目等等：,CVAVR的 使用步骤（2）,3、编辑编译源文件；1）设置源文件：选自动向导窗口的FILE菜单,分三次 填写：先选择工程存放路径:如D:WXW之下。a.源文件名:XXX.C;b.工程文件名:XXX.PRJ c.(初始化)配置文件名:XXX.CWP 如均采用LSD02(尽量不用中文名称),按NEXT进入下步。2）编辑源文件：a.在生成的源程序框架中，分别在予处理函
17、数,主函数,子函数等部分编辑自己的源程序,并认真审查各项是否正确;b.编译源文件或编译工程：选择PROJECT菜单的COMPILE FILE 或 MAKE FILE命令；通过信息窗口检查 错误，修改错误，直至无任何错误信息。c.检查自设文件夹,应在其中生成“.COF”文件。,AVR studio-使用步骤（3）,五、在CVAVR 中调用AVR studio调试编译好的.COF格式源文件:1、在CVAVR 中设置调试器：1）选CVAVR 中 SettingsDebugger,在设置窗口中填写调试器名称“ATMEI AVR Studio 4”;2)填写调试器执行文件路径“C:PROGRAM FIL
18、EATMEL AVR TOOLSAVR Studio AVR Studio.exe”2、在AVR STUDIO 中设置虚拟调试：1）选CVAVR 中 TOOLSDebugger，启动AVR Studio 4 仿真器；2）选CVAVR 窗口中OPEN按钮，选择编译好的XXX.COF文件,按NEXT确认。3）选择芯片ATMEGA16；调试模式 AVR SIMULATOR；按FINISH确认。,AVR studio-使用步骤（4）,3、选 AVR STUDIO 主菜单DEBUGER：1）启动调试:直接调试，不再编译；2）打开不同寄存器，存储器，单步、断点、全速运行；,下载软件介绍,随着AVR单片机的
19、日益普及，目前有多种下载软件提供对AVR系列单片机的支持。在本章中：主要介绍了SL-ISP1.518和PonyProg2000两种下载程序软件，详细讲解软件的使用方法，说明如何操作软件进行单片机程序编写下载。,并口下载方式利用PC机的并口（俗称打印口）进行程序下载。其下载速度要明显慢于STK500方式。但在教学应用中，由于选用的芯片flash容量不大，并且对下载速度要求不高，并口下载线是一个很好的选择。较之串口下载方式和STK500下载方式，并口下载线成本低，有较多软件支持，适合大范围推广。并口下载线的制作方法有很多，读者可以在网络上下载到多个版本的原理图。这里，推荐一种简单实用的接线方式，其
20、原理图如图9.1所示：,下载软件介绍,并口下载线原理图,支持并口下载线的软件很多，比较常用的有ProgPony及双龙公司的SL-ISP等。ProgPony 2000 是一个免费的下载软件。但ProgPony2000之后还未见新版本出现。目前较好用的并口下载软件是双龙公司的SL-ISP最新版本SL-ISP1.518。作为一个免费的软件，读者可以到双龙公司的主页：进行免费下载。,下载软件介绍,下图为SL-ISP1.518的主界面。在主界面中，可以设置芯片型号、通信接口、下载速度、程序存储器文件、数据存储器文件、编程选项、加密模式等。通过主界面还可以对芯片进行擦除、编程、校验、读取等操作。只要在编程
21、选项中进行相应的设置，通过 按键便可以实现一键编程，不需每次更改程序后都重载程序。,SL-ISP1.518 的主界面,在对AVR单片机进行编程的时候，首先要对熔丝位进行相应的配置。熔丝位的配置决定了单片机工作的频率。如果熔丝位配置错误造成单片机工作频率与给定频率不一致，会引起单片机工作不稳定甚至锁死的现象发生。SL-ISP1.518版本中，增添了STK500的熔丝位配置界面，可以不必记忆熔丝位配置组合，直接选定所需的频率范围进行熔丝位配置。如图93所示，在编程选项中的 前打勾，便会弹出“配置熔丝设置”对话框。,图9.3 配置熔丝位,配置熔丝设置对话框如图9.4所示。通过该对话框可以对单片机的熔
22、丝位直接进行设置，也可以点击“设置导航”按键，开启类似STK500的熔丝位设置界面对熔丝位进行设置。建议初学者选择第二种配置方式。,图9.4 配置熔丝设置对话框,SL-ISP1.518的STK500的熔丝位设置如图9.5所示。只需选中相应的配置组合即可。,目前还有较为流行的一款并口下载软件PonyProg2000，同样作为一款免费的软件，读者可以从下载。该软件操作简单，人机界面比较直观，对于新学者来说比较容易上手，下面具体来介绍下该软件的应用方法。,图9.6为PonyProg2000的主界面。在主界面中，与双龙相似，同样可以设置芯片型号、通信接口、下载速度、程序存储器文件、数据存储器文件、编程
23、选项、加密模式等。通过主界面还可以对芯片进行擦除、编程、校验、读取等操作。只要在编程选项中进行相应的设置，通过按键便可以实现一键编程，不需每次更改程序后都重载程序。,图9.6 PonyProg2000的主界面,如图所示的打开文件一栏，点击后输入目标程序地址，再将单片机的类型选择成所用的类型。一般习惯上先擦写一次CPU，将原来的程序擦除，再点击图中下载程序的按键，就可以将程序下载入单片机内了。,这里我们来介绍下一键编程的操作，点击主页面菜单中的功能栏中的键，会出现如图9.7一键编程的操作界面界面。,如图所示，点击阴影命令后会出现右边的界面，用来设置一键编程的操作指令，图中所勾选的为一般设置的指令，先调取程序、擦除旧程序、写入新程序。设置后，以后再编程时就可以只点击就可以完成程序的下载工作了，非常简便，推荐读者使用。点击会出现如图9.8所示的界面，可以参照图9.5进行设置。,自制JTAG ICE仿真器(1),自制JTAG ICE仿真器(2),使用JTAG ICE仿真器 在AVR Studio中调试程序(1),使用JTAG ICE仿真器 在AVR Studio中调试程序(2),-双龙编程下载软件 SL-ISP 使用,
