Программирование ATmega328P и ATtiny45 в Atmel Studio 7 — макетная плата и настройка ПО

В этом руководстве мы построим макетные цепи для программирования микроконтроллеров ATmega328P и ATtiny45 и пройдем через необходимую конфигурацию программного обеспечения.

Мы детально опишем построение двух схожих схем — одной для ATmega328P и одной для ATtiny45 — предоставляя полные схемы, четкие фотографии сборок на беспаечной макетной плате и введение в IDE Atmel Studio 7.

Обзор оборудования

ATmega328P — 28-пиновый AVR микроконтроллер, наиболее известный как ядро платформы Arduino. Он предлагает 32 кБ флеш, 2 кБ SRAM и 23 пина I/O, делая его подходящим для широкого спектра проектов. ATtiny45 — 8-пиновый компаньон с 4 кБ флеш, 512 Б SRAM и 5 пинами I/O — отличный для компактных приложений.

Оба устройства программируются по SPI (MOSI, MISO, SCK, GND). SPI — синхронная последовательная шина, позволяющая мастеру (программатору) управлять тактированием и потоком данных к микроконтроллеру.

Программирующие цепи

Ниже приведены схемы. R2 и LED1 опциональны; они служат простой тестовой цепью после программирования микроконтроллера.

Варианты программаторов

Atmel-ICE — премиальный выбор, но бюджетный Sparkfun AVR Pocket Programmer достаточен для большинства хоббистов. Убедитесь, что выбранный программатор поддерживает SPI и что вы установили правильный драйвер перед первым использованием. 2×5, 2×5 (9 in) и 2×3 ленточные разъемы AVR Pocket Programmer показаны на фото ниже.

Сборка на макетной плате

Шесть коротких перемычек соединяют 2×3 female разъем с пинами микроконтроллера на макетной плате. Цвета проводов соответствуют схеме.

Список деталей

Настройка программного обеспечения

Драйвер AVR Pocket Programmer

Скачайте Windows драйвер со страницы Adafruit USBtinyISP. Выберите ZIP, содержащий два инсталлятора — 32-бит и 64-бит. Установите подходящий, затем подключите программатор USB-A на Mini-B кабелем. Синий PWR LED и красный Stat1 LED должны загореться; два синих data LED могут мерцать. После установки устройство появляется в Device Manager под «USBtiny» (libusb-winXX).

Atmel Studio 7

Atmel Studio 7 — флагманская IDE для AVR разработки на Windows (как 32-бит, так и 64-бит). Хотя не единственный вариант, он предоставляет наиболее полный набор инструментов для сборки, отладки и прошивки AVR прошивки. Скачайте и установите IDE, и обратитесь к руководству пользователя для передовых функций.

Поддержка программатора встроена для многих устройств, но AVR Pocket Programmer не в списке по умолчанию. Он может использоваться через AVRDude, командную утилиту, общающуюся с AVR микроконтроллерами.

AVRDude

AVRDude доступен для Windows и Linux. На момент написания, версия 6.3 — последняя. Скачайте avrdude-6.3-mingw32-zip, распакуйте (идеально в корневую директорию для простоты) и запустите следующее для верификации установки:

1. Откройте Командную строку.
2. Перейдите в папку AVRDude.
3. Выполните avrdude -c USBtiny — вы должны увидеть список поддерживаемых AVR устройств.

Сборка всего вместе

С оборудованием, собранным, и драйверами, установленными, вы готовы прошить прошивку. Скачайте New_Blink.zip, распакуйте и следуйте шагам ниже.

1. Запустите Atmel Studio 7.
2. File > New Project. Выберите "GCC C Executable Project", назовите New Blink, нажмите OK.
3. Выберите целевое устройство: ATmega328P или ATtiny45, затем OK.
4. Tools > External Tools > Add. Назовите инструмент (например, "AVRDude – ATmega328P").
5. Command: C:\Path\To\AVRDude\avrdude.exe (замените путь).
6. Arguments: для ATmega328P используйте -c usbtiny -p m328p -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i; для ATtiny45 используйте -c usbtiny -p t45 -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i.
7. Initial directory: C:\Path\To\AVRDude. Отметьте "Use Output window".
8. Apply & OK.
9. Откройте предоставленный файл New Blink.c, скопируйте содержимое и вставьте в редактор Atmel Studio.
10. Переименуйте исходный файл в New Blink.c через Solution Explorer.
11. File > Save All.
12. Build > Build Solution.
13. Tools > AVRDude – ATmega328P (или ATtiny45). Скомпилированная прошивка загружается, и LED1 мигает на 1 Гц.

Хотя процесс может показаться сложным для простого мигания LED, вы теперь освоили четыре существенных навыка: построение программной платы, установку IDE, интеграцию AVRDude и настройку кастомного инструмента. Будущие проекты будут еще более гладкими.

Попробуйте проект сами и возьмите BOM для быстрой сборки.