Linux下的MCU開發之AVR系列1-avr系列的編譯燒錄調試方法

附件內容: 程序源碼，Makefile模板，相關文檔。

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系列說明：LINUX下程序開發具有一定的成熟性，包括大部分的MCU，FPGA,DSP甚至PCB制圖等都是可行的。本系列將針對AVR系列的MCU，而後的系列將會對Linux下的其他方面內容進行探討。

本文環境如下：

OS系統：Ubuntu 12.04（原為10.04最近升級了）

編譯器 ：avr-gcc

燒錄軟件 :avrdude

調試軟件:avarice ，GDB和ddd （可視界面）

開發板：

1.  xplain(xmega128a1)無法調試，只能燒錄，因為官方沒有公開其調試的協議。

2.  Mega16開發板。

仿真器or燒錄器：dragon和usbasp（使用較多）

程序編寫：Vim（升級版的記事本，很好用，很推薦）

關於使用前的准備和說明

至於為什麼要使用linux下開發avr，原因主要是因為比較有趣。其次便是win下的環境用起來其實並不是很方便。IAR是付費軟件（但是的確好用），Avr-studio雖然是免費版，不過優缺點是太過龐大，並且是以vc2010為基礎開發，這個也就算不上真正的免費了。至於win-avr其實蠻不錯的。win下也可以搭建如下環境。

准備：

軟件安裝，軟件安裝建議使用ubuntu的軟件中心，比較方便。需要avr-gcc，avrdude,avarice,gdb,ddd即可了。文本編輯什麼都行。可以集成在codeblocks和eclipse裡面。Codeblocks如此做用起來感覺不錯,eclipse需要配置，但原理都是一樣的。

對於命令行可以如下安裝

1. sudo apt-get install gcc-avrbinuilts-avr avr-libc  
2. sudo apt-get installvim  
3. sudo apt-get installavrdude  

強烈建議順便安上手冊

1. sudo apt-get installavrdude-doc  
2. sudo apt-get installavarice  
3. sudo apt-get installgdb  
4. sudo apt-get installddd  

然後就都安裝完畢了。下一步就可以開始了。

開始之前需要先寫一個.c的程序

代碼會在文章最後和附件裡提出。這是一個很簡單讓一個led亮的程序。

之後介紹一個makefile的東西，此物是簡化操作流程的一個東西。讓敲好多行命令才能完成的只需簡單的一句話就行了。附件裡會包含一個makefile的模板，是winavr下模板改的可用版。具體的內容是如何實現的，可以翻閱官方makefile手冊和百度，谷歌。

簡單介紹Makefile裡面的幾個命令，有過經驗可以無視

1. AVRDUDE_PROGRAMMER = usbasp  
2. #dragon_jtag  
3. AVRDUDE_PORT = usb   # programmer connected to serial device  
4. AVRDUDE_WRITE_FLASH = -Uflash:w:$(TARGET).hex  
5. AVRDUDE_FLAGS = -p $(MCU) -P$(AVRDUDE_PORT) -c $(AVRDUDE_PROGRAMMER)  
6. AVRDUDE_FLAGS += $(AVRDUDE_NO_VERIFY)  
7. AVRDUDE_FLAGS += $(AVRDUDE_VERBOSE)  
8. AVRDUDE_FLAGS += $(AVRDUDE_ERASE_COUNTER)  

上面這些都是定義變量，makefile裡的

1. program: $(TARGET).hex $(TARGET).eep  
2.      $(AVRDUDE)$(AVRDUDE_FLAGS) $(AVRDUDE_WRITE_FLASH) $(AVRDUDE_WRITE_EEPROM)  

當我們輸入make program時就會執行上面這句之前的都不用關心了。翻譯過來就變成了(如果叫main.hex)

1. avrdude -P usb -p m16 -c usbasp -U flash:w:main.hex  

就是說用usb下的usbasp燒錄m16的flash，內容為main.hex

如果用dragon的話一般用jtag就是-c dragon_jtag。具體可以查看avrdude手冊。

了解之後先打開終端，找到.c文件目錄下。Makefile文件放在同一目錄下

根據需要更改其內容

輸入make

便會輸出一些信息，最後會有提示編譯成功

之後就可以燒錄了

燒錄之前看一下燒錄器是否在

輸入lsusb

顯然，usbasp存在。那麼輸入sudo make program

會在很快的時間內燒錄成功，比win快的多。最後提示你燒錄成功

至於debug，usbasp沒有這個功能。需要用dragon的jtag。

住：Debug其實不是很推薦使用，雖然比較高效，建議利用串口的信息輸入輸出（以後會介紹），這是因為在進入系統的嵌入後，常規的debug經常會無法使用。

實際的命令會是

1. avarice -g -j usb --erase --program --filemain.hex :4242  

不過如果makefile裡已經寫好的話直接輸入sudo make debug就可以了

下面為命令的結果

現在屬於等待GDB，可視化的話就是DDD的狀態中了

比如在gdb.conf中添加 

file main.elf

target remotelocalhost:4242

啟動DDD

ddd–-debugger “avr-gdb -x gdb.conf”

也可以手起動，然後配置，ui界面比較友好。

還有一句話。makefile裡面已經把上步驟都做好了～當然會根據需求要求更改的。尤其是debug的時候。

總結：本文所說有些簡略了，Linux開發的困難主要在於搭建環境，因此需要多看一下相關的官方手冊。

測試代碼：

main.c

1. // avr-gcc application builder : 2011-11-1    
2. // Target : M16   
3. // Crystal: 12.000Mhz   
4.   
5. #include <avr/io.h>   
6. #include <util/delay.h>   
7. #define SET(a,b) a|(1<<b)   
8. #define CLR(a,b) a &~(1<<b)   
9. void port_init(void)  
10. {  
11.  DDRA  = 0xff;//將PA0定義為輸出   
12.  PORTA = 0xff;  
13.  PORTB = 0x00;  
14.  DDRB  = 0x00;  
15.  PORTC = 0x00; //m103 output only   
16.  DDRC  = 0x00;  
17.  PORTD = 0x00;  
18.  DDRD  = 0x00;  
19. }  
20.   
21. //call this routine to initialize all peripherals   
22. void init_devices(void)  
23. {  
24.  //stop errant interrupts until set up   
25.  //CLI(); //disable all interrupts   
26.  port_init();  
27.  MCUCR = 0x00;  
28.  GICR  = 0x00;  
29.  TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources   
30. // SEI(); //re-enable interrupts   
31.  //all peripherals are now initialized   
32. }  
33.   
34. //   
35. void main(void)  
36. {  
37.  init_devices();  
38.  //insert your functional code here...   
39.  PORTA = CLR(PORTA,3);  
40.  while(1);  //程序掛起         
41. }