Podstawy AVR-GCC.pdf

Podstawy AVR-GCC

Zawartość

AVR-GCC - wst ħ p ..................................................................................................................... 4

AVR-GCC - dystrybucja WinAVR............................................................................................ 4

Praca z kompilatorem......................................................................................................... 5

AVR-GCC - kompilator ............................................................................................................. 5

AVR-GCC - kompilacja prostych programów........................................................................... 6

AVR-GCC - program make ........................................................................................................ 7

Plik steruj Ģ cy (makefile) .................................................................................................... 8

AVR-GCC - programowanie układu........................................................................................ 13

Programator AVRprog (AVR910) ................................................................................... 13

Programator STK200 ....................................................................................................... 14

Oprogramowanie .............................................................................................................. 15

AVR-GCC - dost ħ p do zasobów mikrokontrolera ................................................................... 16

Rejestry specjalne............................................................................................................. 16

Najwa Ň niejsze funkcje zawarte w pliku "avr/io.h" .......................................................... 16

AVR-GCC - wej Ļ cie i wyj Ļ cie binarne .................................................................................... 18

Rejestry............................................................................................................................. 19

Praktyczny sposób dost ħ pu do wyprowadze ı układu ...................................................... 20

Podci Ģ ganie wej Ļ cia do logicznej jedynki........................................................................ 20

Programy przykładowe .................................................................................................... 21

AVR-GCC - port szeregowy .................................................................................................... 23

Inicjalizacja ...................................................................................................................... 24

Wysyłanie znaku .............................................................................................................. 25

Odbiór znaku .................................................................................................................... 25

Program przykładowy ...................................................................................................... 26

AVR-GCC - pami ħę SRAM..................................................................................................... 28

Operacje na zmiennych .................................................................................................... 29

Program przykładowy ...................................................................................................... 30

AVR-GCC - pami ħę programu (FLASH) ................................................................................ 32

Najwa Ň niejsze funkcje zawarte w pliku avr/pgmspace.h ................................................. 33

Tworzenie stałych w pami ħ ci programu .......................................................................... 33

Czytanie stałych z pami ħ ci programu .............................................................................. 33

Tworzenie tablic w pami ħ ci programu............................................................................. 33

Czytanie warto Ļ ci z tablic w pami ħ ci programu .............................................................. 33

Tworzenie ła ı cucha znaków ............................................................................................ 33

Czytanie ła ı cucha znaków ............................................................................................... 34

Program przykładowy ...................................................................................................... 34

AVR-GCC - pami ħę EEPROM................................................................................................ 36

Najwa Ň niejsze funkcje zawarte w pliku avr/eeprom.h ..................................................... 36

Program przykładowy ...................................................................................................... 36

AVR-GCC - obsługa przerwa ı ................................................................................................ 38

Program przykładowy ...................................................................................................... 39

AVR-GCC - licznik/czasomierz TIMER 0 .............................................................................. 40

Tryb licznika .................................................................................................................... 41

Tryb czasomierza ............................................................................................................. 43

AVR-GCC - licznik/czasomierz TIMER 1 .............................................................................. 45

Tryb licznika .................................................................................................................... 45

Tryb czasomierza ............................................................................................................. 46

Tryb porównywania ......................................................................................................... 47

Tryb przechwytywania ..................................................................................................... 49

Tryb PWM - modulowana szeroko Ļę impulsu ................................................................. 50

AVR-GCC - licznik/czasomierz TIMER 2 .............................................................................. 52

Tryb czasomierza ................................................................................................................. 53

Program przykładowy ...................................................................................................... 53

Tryb porównywania ............................................................................................................. 56

Program przykładowy ...................................................................................................... 56

Program przykładowy ...................................................................................................... 58

AVR-GCC - komparator analogowy........................................................................................ 58

Programy przykładowe .................................................................................................... 59

AVR-GCC - przetwornik analogowo/cyfrowy ........................................................................ 61

Programy przykładowe .................................................................................................... 63

AVR-GCC - układ Watchdog .................................................................................................. 65

Najwa Ň niejsze funkcje zawarte w pliku avr/wdt.h ........................................................... 66

Program przykładowy ...................................................................................................... 66

AVR-GCC - tryby zmniejszonego poboru mocy ..................................................................... 68

Najwa Ň niejsze funkcje zawarte w pliku avr/sleep.h ........................................................ 68

Program przykładowy ...................................................................................................... 68

AVR-GCC - opcje wywoływania narz ħ dzi .............................................................................. 71

AVR-GCC - opis funkcji biblioteki avr-libc............................................................................ 76

Lista plików nagłówkowych ................................................................................................ 76

avr/crc16.h............................................................................................................................ 77

avr/delay.h ............................................................................................................................ 77

avr/eeprom.h......................................................................................................................... 77

avr/ina90.h............................................................................................................................ 78

avr/interrupt.h ....................................................................................................................... 78

avr/io.h.................................................................................................................................. 79

avr/io[MCU].h...................................................................................................................... 79

avr/parity.h ........................................................................................................................... 79

avr/pgmspace.h..................................................................................................................... 79

avr/sfr_defs.h........................................................................................................................ 81

avr/signal.h ........................................................................................................................... 81

avr/sleep.h ............................................................................................................................ 83

avr/timer.h ............................................................................................................................ 84

avr/twi.h................................................................................................................................ 84

avr/wdt.h............................................................................................................................... 84

ctype.h .................................................................................................................................. 85

errno.h .................................................................................................................................. 86

inttypes.h .............................................................................................................................. 86

math.h ................................................................................................................................... 87

setjmp.h ................................................................................................................................ 88

stdlib.h .................................................................................................................................. 89

string.h.................................................................................................................................. 90

AVR-GCC - kompilacja Ļ rodowiska ze Ņ ródeł ........................................................................ 91

Pakiet binutils ................................................................................................................... 92

Pakiet gcc-core ................................................................................................................. 92

Pakiet avr-libc .................................................................................................................. 93

AVR-GCC - wst ħ p

Kilka lat temu firma Atmel wprowadziła now Ģ rodzin ħ 8 bitowych mikrokontrolerów

zbudowanych w architekturze RISC (o zredukowanej li Ļ cie rozkazów), z których

wi ħ kszo Ļę wykonuje si ħ w pojedynczym takcie zegara, posiadaj Ģ ce bardzo rozbudowane

peryferia i łatwo programowalne w systemie docelowym (pi ħę przewodów ł Ģ cznie z

zasilaniem). Wydawa ę by si ħ mogło, Ň e nowa rodzina mikrokontrolerów z zupełnie now Ģ

niekompatybiln Ģ z innymi rodzinami list Ģ rozkazów nie zostanie dobrze przyj ħ ta na rynku.

Jednak stało si ħ inaczej - dzi ħ ki m Ģ drej polityce firmy Atmel, która udost ħ pnia za darmo

narz ħ dzia uruchomieniowe (np. AVR Studio), wielu entuzjastów mikrokontrolerów z

łatwo Ļ ci Ģ mo Ň e testowa ę swoje własne konstrukcje z tymi układami. Jednak w Ļ ród tych

narz ħ dzi brakowało czego Ļ w dzisiejszych czasach wa Ň nego a mianowicie kompilatora

j ħ zyka wysokiego poziomu - nie zawsze mamy tyle czasu i ch ħ ci, Ň eby pisa ę ka Ň dy

program w asemblerze (ucz Ģ c si ħ nowej listy rozkazów i technik programowania) i pó Ņ niej

długo go testowa ę . W tym momencie przychodzi na my Ļ l zastosowanie j ħ zyka, który byłby

blisko zwi Ģ zany ze sprz ħ tem (dost ħ p do rejestrów, peryferii, pami ħ ci itp.) i jednocze Ļ nie

mo Ň na byłoby w nim pisa ę programy na dosy ę wysokim poziomie abstrakcji (bez

ukierunkowywania si ħ na konkretny sprz ħ t). Tutaj na my Ļ l przychodzi j ħ zyk C. Jest to

najbardziej rozpowszechniony j ħ zyk programowania komputerów. Spotyka si ħ jego

implementacje na najró Ň niejsze maszyny: od prostych mikroprocesorów po pot ħŇ ne

superkomputery. Jednak je Ň eli posiadamy ju Ň darmowe oprogramowanie do uruchamiania

na pewno pomy Ļ limy sobie: czy nie ma równie Ň jakiego Ļ darmowego kompilatora j ħ zyka

C na mikrokontrolery AVR? Okazuje si ħ , Ň e jest i to bardzo dobry. Wywodzi si ħ z rodziny

GCC (GNU Compiler Collection), nazywa si ħ AVR-GCC. Pierwotnie pracował pod

systemami unixowymi jak FreeBSD czy Linux (zreszt Ģ na takich systemach ci Ģ gle s Ģ

rozwijane jego nowe wersje), ale posiadaj Ģ c wersje Ņ ródłowe (bez problemu dost ħ pne w

internecie na zasadzie "otwartego Ņ ródła") ka Ň dy ch ħ tny mo Ň e "przenie Ļę " go pod swój

ulubiony system operacyjny. Jednak przeci ħ tnego u Ň ytkownika najbardziej interesuje

szybki efekt i tu z pomoc Ģ przychodz Ģ tzw. "dystrybucje" zawieraj Ģ ce kompilator z całym

szeregiem narz ħ dzi i bibliotek.

AVR-GCC - dystrybucja WinAVR

Od ko ı ca 2002 roku w internecie dost ħ pna jest "dystrybucja" WinAVR , któr Ģ stworzył

Eric Weddington. Najnowsz Ģ wersj ħ mo Ň na pobra ę ze strony

http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=68108 . Jest ona przeznaczona do

pracy pod systemami MS Windows. Instalacja kompilatora odbywa si ħ poprzez

uruchomienie programu instalacyjnego. Program instalacyjny wprowadza niezb ħ dne

modyfikacje do systemu (np. aktualizuje domy Ļ lne Ļ cie Ň ki poszukiwa ı programów).

Wła Ļ nie ta dystrybucja została u Ň yta do przetestowania wszystkich programów tutaj

zawartych.

Praca z kompilatorem

Poniewa Ň programy wchodz Ģ ce w skład pakietu s Ģ uruchamiane i przyjmuj Ģ argumenty z

linii polece ı , dobrym pomysłem - przynajmniej na pocz Ģ tek b ħ dzie wi ħ c praca z tzw.

"wiersza polece ı ". Uruchamiamy wiersz polece ı systemu operacyjnego. W systemach

Windows mo Ň na to zrobi ę z menu "Start -> Programy -> Wiersz polece ı ".

Uwaga: w systemach bazuj Ģ cych na MS-DOS takich jak Windows 9x "wiersz polece ı "

nazywany jest "Tryb MS-DOS".

Wydajemy polecenie:

avr-gcc -v

W rezultacie powinien si ħ nam wy Ļ wietli ę tekst zawieraj Ģ cy m.in wersj ħ kompilatora:

Reading specs from C:/WinAVR/bin/../lib/gcc/avr/3.4.1/specs

Configured with: ../gcc-3.4.1/configure --prefix=e:/avrdev/install --

build=mingw

32 --host=mingw32 --target=avr --enable-languages=c,c++

Thread model: single

gcc version 3.4.1

Je Ļ li otrzymali Ļ my tekst identyczny lub podobny do powy Ň szego to wyszystko przebiegło

zgodnie z oczekiwaniami i mo Ň emy rozpocz Ģę normaln Ģ prac ħ .

AVR-GCC - kompilator

Na kompilator AVR-GCC składa si ħ wiele programów, s Ģ to:

• avr-addr2line - tłumaczy adresy w plikach wynikowych na numery linii w plikach

Ņ ródłowych

• avr-ar - tworzy, modyfikuje i wyci Ģ ga dane z archiwów

• avr-as - asembler

• avr-cpp - preprocessor C

• avr-gcc - kompilator

• avr-ld - linker (konsolidator)

• avr-nm - wy Ļ wietla nazwy symboliczne z plików wynikowych

• avr-objcopy - kopiuje i tłumaczy pliki objektowe (mo Ň e "pi ħ knie" deasemblowa ę )

• avr-objdump - wy Ļ wietla ró Ň ne informacje z plików objektowych

• avr-ranlib - generuje indeks do archiwum

• avr-size - wy Ļ wietla list ħ rozmiarów sekcji

• avr-strings - wy Ļ wietla ła ı cuchy ("drukowalne" znaki) z pliku

• avr-strip - usuwa symbole z plików wynikowych

• avr-libc - standardowa biblioteka funkcji dla kompilatora.

Ogólne okre Ļ lenie kompilator obejmuje cały zestaw narz ħ dzi, bibliotek, plików

nagłówkowych, które ł Ģ cznie pozwalaj Ģ przetworzy ę kod programu stworzony w C i

assemblerze do wynikowej postaci binarnego kodu maszynowego ładowanego do pami ħ ci

flash mikrokontrolera. Przetwarzanie takie obejmuje nast ħ puj Ģ ce etapy:

•

wykonanie na tek Ļ cie programu dyrektyw preprocesora (np. wstawienie plików

(dyrektywy #include ), zast Ģ pienie fragmentów odpowiednimi definicjami (dyrektywy

#define ));

•

kompilacja modułów C do postaci plików assemblerowych;

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: