AVR128 单片机软硬件环境

AVR128 单片机软硬件环境

AVR ATmega128系列单片机是Atmel公司生产的一款多功能单片机，可应用于多个用途，单片机主要有：CPU内核、存储器、定时器、各种串口、JTAG接口及片上调试系统等。编程软件有ICC和GCC两种，通过Atmel Studio系列进行调试和生成可执行文件，本次我们主要应用Atmel Studio 7.0 进行软件模拟。

首先介绍一下Atmel Studio 7.0并建立一个工程文件USART 和电脑进行数据传输核通信，我们从以下几个方面介绍：

1、实验环境

2、软件介绍并建立工程

3、USART通信协议简介

4、设计软件并运行调试

实验环境：

硬件：PC机一台、JTAG调试器、AVR ATmega128A单片机

软件：windows 10操作系统、Atmel Studio 7.0和sscom32(串口调试软件)

软件介绍并建立工程

Atmel Studio系列软件是Atmel公司为其生产的芯片设计的一款软件，其可支持软件编译、在线调试、串口烧写程序等。Atmel Studio 7.0是atmel公司最新发布得一款软件，其内集成了GCC编译器，使用户更为方便得编译程序文件和在线调试。以下是其软件简介：

这是开机动画：

打开后，你会看到Atmel Studio 7.0的完整界面，如下图所示：编译栏、开始栏、最近编译

文件、在线简介等

新建一个工程得步骤如下：New Project→ GCC C Excutable Project(Name 和Solution name一致，这里用USART0_0、保存路径可更改) 然后点OK →Device Selection→进入编译界面

编译界面简介：工具栏有文件、编辑、工程、编译、调试、工具、窗口、帮助等

系统自动生成C语言如下：

下面这个工具栏包含（Dcice Programming）即闪电符号。

USART通信协议简介

ATmega128 具有两个USART，USART0 和USART1,既有两个同步异步转发器，他们可根据具体要求设计其通信频率、帧格式等，下面来介绍具体细节。

进行通信之前首先要对USART 进行初始化。初始化过程通常包括波特率的设定，帧结构

的设定，以及根据需要使能接收器或发送器。对于中断驱动的USART 操作，在初始化时

首先要清零全局中断标志位( 全局中断被屏蔽)。以下是对其控制器得简单介绍，详细请参考链接..\ATmega128中文手册.pdf中的介绍。

USARTn I/O 数据寄存器－UDRn负责发送数据

USART 控制和状态寄存器A －UCSRnA控制和状态寄存器，Bit 7–RXCn: USART 接收结束、Bit 6–TXCn: USART 发送结束、Bit 5–UDREn: USART 数据寄存器空、Bit 4–FEn: 帧错误、Bit 3–DORn: 数据过速、Bit 1–U2Xn: 倍速发送、Bit 0–MPCMn: 多处理器通信模式。本次实验中，初始化需要设计UCSRnA=0x00;

USART控制和状态寄存器B －UCSRnB控制和状态寄存器，Bit 7–RXCIEn: 接收结束中断使能、Bit 6–TXCIE: 发送结束中断使能、Bit 5–UDRIEn: USART 数据寄存器空中断使能、Bit 4–RXENn: 接收使能、Bit 3–TXENn: 发送使能、Bit 2–UCSZn2: 字符长度、Bit 1–RXB8n: 接收数据位8、Bit 0–TXB8n: 发送数据位8。

本次实验中，初始化需要设计UCSRnB=(RXCIEn=1)|(TXCIEn=1)|(RXENn=1)|(TXENn=1); USART 控制和状态寄存器C －UCSRnC控制和状态寄存器，Bit 7–保留位、Bit 6–UMSELn: USART 模式选择、Bit 5:4–UPMn1:0: 奇偶校验模式、Bit 3–USBSn: 停止位选择、Bit 2:1–UCSZn1:0: 字符长度、Bit 0–UCPOLn: 时钟极性。

本次实验中，初始化需要设计UCSRnC=(UCSZn=3)|(USBSn=0);

USART 波特率寄存器－UBRRnL和UBRRnH波特率寄存器，Bit 15:12–保留、Bit 11:0 –UBRRn11:0: USARTn波特率寄存器。

所以初始化程序如下：

void usart0_init(uint baud)

{

UCSR0A = 0x00;

UCSR0B = 0x00;

/* 接收器与发送器使能,接受和发射终端设置*/

UCSR0B=(1<

/* 设置帧格式: 8 个数据位, 1 个停止位*/

UCSR0C = (0<

UBRR0H = (fosc/16/baud-1)/256; //计算波特率

UBRR0L = (fosc/16/baud-1)%256;

}

发射程序首先需要判断寄存器是否为空，如果空，就能输入数据发射，程序如下：

void usart0_transmit(uchar data)

{

/* 等待发送缓冲器为空*/

while ( !( UCSR0A & (1<

/* 将数据放入缓冲器，发送数据*/

UDR0 = data;

}

接受数据时要首先判断接受数据是否完成，完成后输出数据，程序如下：

ucharusart_receive()

{

/* 等待接收数据*/

while ( !(UCSR0A & (1<

;

/* 从缓冲器中获取并返回数据*/

return UDR0;

}

设计软件并运行调试

当把发射和接受程序书写完了之后，我们就要进行编译和程序烧写，如果有错，要进行必要的在线调试以找出程序错误。下面介绍有关编译和程序烧写相关的软件和硬件方面内容。以下是编译快捷键位置

编译成功后，就会在Output窗口显示编译成功，如下图，然后就可以进行程序烧写和在线调试。

在进行程序烧写时，后面是芯片类型和工具，可以发现没有工具，这里可通过View Available Atmel Tools查看，有了工具后，就可以进行调试了。工具可以在工具栏选择，如下图：

选择好工具如下图：选择JTAG接口，应用外部时钟打勾，然后进行熔丝位选择。

熔丝位选择如下图：

然后点击Memories进行Program进行程序烧写，烧写成功如下图：

在串口调试窗口如下图：

如果有问题，可以通过JTAG接口进行在线调试，调试接口（Debug）运行如下：

可以在watch中看你要的变量，memory看地址变量