2019年12月12日 | avr单片机用什么编程?avr单片机编程方式是什么

　　本节将详细介绍AVR单片机的流行编程方式，并略述其工作原理，旨在让AVR爱好者根据自己的需要选择或制作恰当的编程工具。下面我们一起来看看avr单片机编程方式讲解。

　　1、avr单片机用什么编程？

　　AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced InstrucTIon Set CPU） 精简指令集高速8位单片机。可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。AVR单片机是 Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 单片机。RISC（精简指令系统计算机）是相对于CISC（复杂指令系统计算机）而言的。RISC 并非只是简单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单合理而提高运算速度的。

　　对于初学者，建议使用ICC AVR.用ICC编辑了工程文件，然后在下载并在线仿真调试时，要用AVR studio。JTAG仿真器，作为AVR最小系统版和电脑的串口的链接点，能做到在线仿真和下载程序。这是常用的组合。

　　2、AVR编程方式介绍

　　本节将详细介绍AVR单片机的流行编程方式，并略述其工作原理，分析其优缺点，旨在让AVR爱好者根据自己的需要选择或制作恰当的编程工具。

　　2.1 STK200/300并口ISP编程方式

　　这是比较常用的编程方式，目前大多台式机都有打印口（并口），如图2-1所示：

　　图2.1 PC机的打印口

　　一般来说，PC机并口电路由74LS373（数据锁存器）和74LS240（状态缓冲器）组成。对于LPT1来说，数据锁存器74LS373的I/O地址为378H，该端口称为数据端口，而状态缓冲器74LS240的地址为379H，该端口成为状态端口。其中，数据端口可读可写，而状态端口只可读。根据并行接口的特点制作的AVR下载工具硬件电路简单，配合PC端的下载软件即可完成对AVR单片机的编程。

　　既然是通过串行方式编程，则需要使用AVR的SPI串行外设接口。有兴趣的朋友可以学习一下通过SPI接口下载编程的时序图（如图2.2所示）。在这里就不赘述了。

　　图2.2 SPI下载编程时序图

　　了解了下载编程的时序，我们就可以在PC端编写相应的上位机，通过并口模拟这个时序，利用AVR单片机的SPI接口对其进行编程，当下比较流行的上位机软件是双龙公司http://www.sl.com.cn），目前的版本为1.7.0.16，除了支持利用并口进行ISP编程（AVRISP）外，还支持USBISP，JTAGMKII等方式。如图2.3所示。

　　图2.3 双龙ISP编程软件

　　从其界面可以看出，SLISP实现了完整的下载功能：配置熔丝位，烧录Flash，烧录EEPROM等。在配置熔丝位的时候要尤其注意与AVR时钟相关的熔丝设置，避免因选择了错误的时钟源而锁死MCU。

　　有了现成的上位机软件，那么这个工具的硬件是如何设计的呢？千万不要想得太复杂，既然上位机已经替我们完成了SPI下载时序的模拟和数据的读写，我们只要搭好并口和AVR 硬件SPI接口之间的“桥梁”就可以了。

　　目前常见的并口下载线都有一块74HC244（如图2.4所示），该芯片为八缓冲器，三态输出，由目标机电源供电。该芯片有两个输出使能（OE）引脚（低电平有效），这样，我们可以做到在下载时使能输出，而下载完成后，拉高两个OE引脚，使74HC244各缓冲器处于高阻态，相当于拔除了下载线，从而真正实现了在线编程；除此之外，74HC244还有增大并口驱动能力的作用，如果没有74HC244，若AVR的SPI硬件接口上接有负载元件，很有可能导致下载失败，而有了缓冲器，驱动能力变大，就能成功下载程序。并口的引脚定义如图2.4所示。

　　图2.4 74HC244和并口DB25引脚定义

　　并口和AVR SPI接口的连接方式要符合PC端所使用的上位机对硬件连接的定义。双龙SLISP要求的硬件连接方式如图2.5所示。

　　图2.5 并口ISP硬件接口连接

　　图2.6 并口ISP编程器硬件原理图

　　注意，硬件图中使用并口的PIN4和PIN5作为74HC244的使能信号，以达到编程完成后隔离AVR和下载器的目的。

　　STK200/STK300是ATMEL公司早期推出的一种烧写程序的方式，故而支持的AVR型号比较少，烧录速度也比较低，且不支持AVR Studio；此外，随着笔记本的普及和USB技术的发展，PC并口的使用频率越来越低，所以，此类烧录方法将会最终退出历史舞台。不过，由于其硬件电路简单，编程方式实现容易，至今仍有很多AVR爱好者使用该方式。

　　2.2 STK500/AVRISP编程方式

　　STK500是ATMEL最推荐的编程方式，由于采用了ATMEL官方的STK500固件，该类编程工具可以烧写全系列的AVR，烧写速度相对并口ISP方式来说要快不少，并且，基于STK500烧录方式的编程工具支持AVR Studio。在这里，我们介绍国外AVR发烧友制作的一款基于ATmega8和STK500烧写方式的编程工具。

　　在Our AVR论坛上，马潮老师有一篇帖子详细说明了该工具的制作，并提供了全部资料，有兴趣的朋友可以访问AVRISP制作完整资料以获得更多信息。该工具不支持BaseCOM AVR，ICCAVR，CodeVisionAVR直接下载，而并口ISP则可以，这不能不说是一个遗憾。基于STK500的这款编程工具只支持AVR Studio，并且编程下载速度无法自动调节，但是，时下的大多笔记本都没有并口，所以这还是一个比较好的方案。此外，该工具需要在系统中安装上层驱动，有XP和VISTA的驱动。经测试，能够完美支持。注意，大家要安装微软原版的，未经阉割的操作系统，否则可能造成安装了驱动文件，但编程工具无法使用。

　　该编程工具的硬件电路图如图2.7所示。

　　图2.7 AVRISP硬件电路原理图

　　从硬件电路可以看出，该工具需要的外设较少：电源芯片HT7536一片，Mega8一片，晶振一枚，电阻电容若干，完全可以自制，在AVRISP制作完整资料一文中，马潮老师也给出了固件和上层驱动，把固件烧录入Mega8，安装好上层驱动以后即可使用。制作完成的实物如图2.8所示。

　　图2.8 AVRISP实物图

　　硬件电路制作完成后，将JP短接，使用其他的编程器（如并口ISP），将10PIN的编程接口插入AVRISP的编程口。编程前注意配置熔丝位：掉电检测电压为2.7V，开启BOD，系统时钟选为高频外部晶体，满幅振荡。如图2.9所示

　　图2.9 AVRISP熔丝位设置

　　设置好熔丝位，将程序烧录入ATmega8后，将AVRISP的USB口和PC相连，系统会提示发现新硬件，这里以Windows XP SP3为例说明驱动安装方法，如图2.10，图2.11，图2.12所示。注意选择“从列表或指定位置安装”

　　图2.10 AVRISP驱动安装步骤一

　　图2.11 AVRISP驱动安装步骤二

　　图2.12 AVRISP驱动安装步骤三

　　安装好驱动好以后，我们可以在设备管理器中看到名为“USBASP-ISP”这个设备，也就是AVRISP编程器，该设备在“端口（COM和LPT）”分支下，上层驱动将编程器虚拟为一个串口，使用时注意将其串口号的范围更改至“COM1~COM9”中的任意一个，如图2.13所示。因为AVR Studio仅支持这9个串口编程设备。注意不要使用USB HUB（USB集线器）连接AVRISP，否则会造成安装好驱动后，编程器却无法使用的后果。

　　图2.13 设备管理器中的USBASP-ISP

　　双击这个设备，可以在“端口设置”选项卡中的“高级”选项中修改其串口号。安好驱动，设置好串口以后，我们就可以使用AVR Studio来下载程序了。打开AVR Studio，选择STK500编程方式，选择串口号，如图2.14所示（或点击Tools→Program AVR→Auto Connect）。

　　图2.14 使用AVR Studio下载程序

　　成功连接后，将弹出如图2.15所示的对话框，注意，上文提到，该工具不能自动调节下载速度，因此，我们要手动修改下载速率，注意下载速度不能超过被编程的AVR芯片的时钟速率的1/4，否则AVR Studio会弹出错误对话框提示你降低编程速度。在下拉菜单中修改好下载速度后，注意点击Write按钮保存设置，然后单击Close退出。

　　图2.15 AVRISP下载速率的设置

　　设置完成后，单击“Program”选项卡，在“Flash”一栏，浏览到需要下载的*.hex文件，单击Program，即可完成编程操作，速度还是比较快的。