Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на май 2017 г.
1. Тестер компонентов MG328
Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


AVR на C - просто? Часть 2

2. Первая программа или порты ввода-вывода.

2.1. Порты и выводы.

Чтобы общаться с внешним миром у микроконтроллера есть порты ввода-вывода, в каждом из которых есть несколько отдельных битов (считай выводов), на которых можно установить ноль (0) или единицу (1).

ATmega328

У ATmega328 таких портов 3 это порты B,C и D. На каждом порту по 8 битов(за исключением порта C он 7 - разрядный) которыми можно (нужно) управлять. Но управлять с некоторыми ограничениями.

Ограничения:

  • D0 и D1 используются для прошивки микроконтроллерах на плате Arduino через USB;

  • C6 – используется для перезагрузки (reset);

  • B6 и B7 - на этих выводах микроконтроллера подключается внешний кварцевый резонатор.

Остальные биты можно использовать если они не задействованы. Для наших изысканий будем использовать:

  • порт B – B0, B1, B2, B3, B4, B5 (соответственно выводы микроконтроллера с 14 по 19);

  • порт C – С0, С1, С2, С3, С4, С5 (выводы — с 23 по 28);

  • порт D – D2, D3, D4, D5, D6, D7 (выводы — 4, 5, 6, 11, 12, 13).

Необходимо учитывать что ATmega328 производится в разных корпусах и нумерация выводов может отличатся

ATmega328P

2.2. Регистры управления портами.

Управление портами достаточно простое. Используется три восьми битных регистра -

DDRx, PORTx и PINx, где x имя порта (в нашем случае B,C и D).

  • DDRx – Настройка разрядов порта x на вход или выход.

  • PORTx – Управление состоянием выходов порта x (если соответствующий разряд настроен как выход), или подключением внутреннего подтягивающего резистора (резистор подтягивает разряд к 1 если соответствующий разряд настроен как вход).

  • PINx –Чтение логических уровней разрядов порта x.

Настройка и работа портов сводится к трем операциям в зависимости от настройки входа или выхода.

Ввод:

  1. В регистре DDRx на нужный разряд устанавливаем 0 обозначая его как ввод;

  2. При необходимости на указанном разряде устанавливаем 1 для подключения подтягивающего резистора (резистор подтягивает указанный вывод к 1), подтягивающий резистор включают для уменьшения внешних помех и его можно не подключать;

  3. Считываем из регистра PINx с того-же разряда состояние 0 или 1.

Вывод:

  1. В регистре DDRx на нужный разряд устанавливаем 1 обозначая его как вывод;

  2. В регистр PORTx на этот разряд устанавливаем его состояние 0 или 1;

  3. В регистре PINx можно считать текущее состояние каждого разряда порта.

Пример: На выводе 5 порта B установить 1 (вывод 17 микроконтроллера переключить на логическую 1)

регистр DDRB

DDRB7

DDRB6

DDRB5

DDRB4

DDRB3

DDRB2

DDRB1

DDRB0

0

0

1

0

0

0

0

0

Установили разряд DDRB5 в 1 настроив вывод как вывод

регистр PORTB

PORTB7

PORTB6

PORTB5

PORTB4

PORTB3

PORTB2

PORTB1

PORTB0

0

0

1

0

0

0

0

0

Установили разряд PORTB5 переключив вывод микроконтроллера в 1. Дальнейшее переключение этого вывода производится без изменения регистра DDRx если не понадобится переключить разряд порта на ввод.

Регистр PINB можно не использовать, если только для проверки состояния выводов порта.

Рекомендация: биты регистров желательно переключать по отдельности, чтобы не вносить путаницу в программу микроконтроллера, если нет необходимости использовать все выводы порта как ввод или вывод.

2.3. Программа

Разберем программу на C по строкам.

#include <avr/io.h>			// Подключение библиотеки
						    // ввода/вывода AVR

#include <util/delay.h>		// Подключение библиотеки создания задержек

#define V_V 5				// Указываем макроопределение регистра 5 порта B

int main() {
	DDRB |= 1 << V_V;		// Устанавливаем 5 бит регистра DDRB в
 							// (назначаем как вывод)

	while(1) {				// Безконечный цикл основной программы
		PORTB |= 1 << V_V;	// Устанавливаем вывод микроконтроллера в 1
		_delay_ms(100);		// Ждем 100 мс
		PORTB &= ~(1 << V_V);	// Устанавливаем вывод микроконтроллера в 0
		_delay_ms(100);		// Ждем 100 мс
	}
	return 0;
}

В программе вставлен бесконечный цикл while(1), чтобы микроконтроллер не выполнил ничего лишнего. Все действия с портами в программе выполнены с использованием поразрядных операций в языке C. Что дало возможность управлять только одним разрядом (одним выводом микроконтроллера) порта B.

На использованном нами выводе микроконтроллера ATmega328 в Arduino UNO и Arduino Nano v3 подключен светодиод, поэтому в первой программе не придется даже собирать схему, достаточно подключить Arduino к компьютеру.

2.4. Проект на C и компиляция

Программное обеспечение готово, программа написана, микроконтроллер тоже есть в виде Arduino. Начнем.

Запускаем CodeBlocks, в меню File >> New >> Project начинаем создавать проект.

Выбор проекта

Выбираем AVR Project и Go.

Next

Путь сохранения проекта

В поле Project title указываем название проекта, ниже в Folder to create project in указываем путь к папке куда создаем проект и жмем Next.

Конфигурация создаваемого проекта

В следующем окне оставляем галку только Create “Release” configuration и опять Next.

Выбор микроконтроллера

Выбираем наш микроконтроллер (у меня atmega328p) устанавливаем частоту (для Arduino Nano v3 - 16МГц) и оставляем создание только hex файла и Finish.

И наконец в созданном проекте находим файл main.c и открываем его. Внутри видим:

/*
 */

#include <avr/io.h>

int main(void)
{

		// Insert code

	while(1);

	return 0;
}

Заменяем эту заготовку нашей программой и жмем 

Происходит компиляция проекта и внизу видим

2.5. Прошиваем микроконтроллер

Все прошивка готова, она находится в папке проекта (выбранной при создании проекта). У меня C:\avr\Program1\bin\Release\Program1.hex этот файл и является нашей прошивкой.

Начнем прошивать. Запустим программу ArduinoBuilder

ArduinoBuilder

В окне выбираем файл hex (находится в папке проекта CodeBlocks >> bin/Release/project1.hex) нашего проекта, выбираем Arduino и частоту микроконтроллера и жмем кнопку чем программировать (у меня COM9) обычно это com порт отличный от 1. После сего проделанного смотрим мигающий диод.

На этом задача минимум выполнена. Рассмотрен подборка программного обеспечения, изучены порты ввода/вывода и регистры их управления, написана программа на C скомпилирована и прошита в микроконтроллер. И все это можно применить для микроконтроллеров AVR за исключением программы ArduinoBuilder которая в основном создана под Arduino, но и ее можно заменить при использовании например программатора USBASP и программы AVRDUDE_PROG, основная часть материала полностью применима.

Продолжение следует...

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Плата Arduino
Arduino Nano 3.0
1 Поиск в FivelВ блокнот
Плата Arduino
Arduino Uno
1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 11.08.2016 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (13) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Vitek #
1."#define V_V 5 // Указываем макроопределение регистра 5 порта B."
Что такое макроопределение, и зачем оно нужно?
2."DDRB[b] |= 1
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
1. Макроопределение это когда вместо записи делают подстановку. Когда в программе встретится это определение оно будет заменено на текст для замены при компилировании.
2.
DDRB |= 1 << V_V;
означает что 1 будет подставленно в регистр DDRB на позицию 5 (V_V) отсчитывая с права начиная с 0 бита. Произошла подстановка (#define) и выполнена порязрядная операция (присвоение 1 нужному биту).
Ответить
0
Стальной #
А каков ее смысл? Если там стояла бы 5, то читаемость кода была бы куда выше. Обычно такие вещи именуют как-то типа PIN5
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Смысл в изучении самого понятия макроопределения. В следующих программах тоже будет использовано.
Ответить
0
Олег #
Именования константа,Т. Е мы v_v определяем как 5
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Нет не константа, а именно автоподстановка. Замена текста на текст. Константы это совсем другое. А при помощи define можно какому либо тексту сопоставить текст, для улутшения читаемости программы. И все фрагменты найденные в программе при компиляции заменяется на указанный.
Отредактирован 10.08.2016 15:26
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Не распростроняются на текст в кавычках.
Ответить
0
Vitek #
Могу сказать одно. Уже с первых уроков я четко могу дать ответ на вопрос "AVR на С - просто?", да хера с два. Если совсем непонятно зачем какие-то подстановки, дефайны и прочая муть (муть - все, созданное человеком но не объясненное остальным для чего). На мои вопросы был дан ответ, который меня еще больше запутал. Наверное чтобы изучать этот курс надо перед этим выучить хорошенько сам язык С.
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Язык программирования нельзя выучить. Его нужно понять, при этом разобравшись с любым языком программирования остальные даются гораздо проще. Могу посоветовать посмотреть дополнительно Брайн Керниган и Деннис Ритчи "Язык программирования C". А в материалах данной серии будет рассмотрено только малая часть касающаяся основных действий с микроконтроллером.
Ответить
0
tair911 #
Заменяем эту заготовку нашей программой...
Объясните, пожалуйста, каким образом произвести эту замену. Просто скопировать и вставить программу не получается.
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Стираем все содержимое и вставляем программу составленную ранее.
Ответить
0
Александр #
Как использовать библиотеки arduino в codeblocks?
Есть версия codeblocks для ардуино. Но поддержка ее закончилась в 14 году. Есть что то свежее?
Ответить
0

[Автор]
vavaav #
Библиотеки arduino не использовал. Приведенные программы на C. Arduino использовал как аппаратную оболочку для микроконтроллера AVR. А в общем библиотеки копируют из IDE Arduino в CodeBlocks Arduino IDE.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Программатор Pickit3
Программатор Pickit3
Мультиметр DT9205A UNI-T UT-61A
вверх