Den AVR Microcontroller mit GCC programmieren

ArticleCategory: [Choose a category, do not translate this]

AuthorImage:[Here we need a little image from you]

TranslationInfo:[Author + translation history. mailto: or http://homepage]

original in en Guido Socher

en to de Hubert Kaißer 

AboutTheAuthor:[A small biography about the author]

Guido liebt Linux nicht nur, weil es Spaß macht, die großartigen Möglichkeiten dieses Systems zu entdecken, sondern auch wegen den Leuten, die an seiner Entwicklung teilhaben.

Abstract:[Here you write a little summary]

Der AVR 8-Bit RISC Microcontroller von Atmel ist ein sehr verbreiteter Microcontroller. Er ist ein einfache integrierte Halbleiterschaltung mit EEPROM, RAM, A/D-Wandler, einer Menge digitaler Input- und Outputleitungen, Zeitschaltungen, UART für RS232-Datenübertragung und vielen weiteren Eigenschaften.

Das Beste ist jedoch, daß es unter Linux eine vollständige Programmierumgebung gibt: Man kann diesen Microcontroller unter GCC mit C programmieren. In diesem Artikel werde ich erklären, wie man es installiert und GCC benutzt. Ich werde ebenfalls erklären, wie man die Software auf den Microcontoller lädt. Alles, was man dafür braucht, ist ein AT90S4433 Microcontroller, ein 4MHz-Quarz, etwas Kabel und einige andere sehr billige Teile.

Dieser Artikel wird nur eine Einführung sein. In einem späteren Artikel bauen wir eine LCD-Anzeige mit ein paar Drucktasen, Analog- und Digitaleingabe, einer Hardwarelaufzeitüberwachung und LEDs. Der Plan ist, daraus eine Mehrzweckkonsole für einen Linuxserver zu machen, aber zuerst werden wir lernen, wie man die Programmierumgebung einrichtet. Darüber geht dieser Artikel.

ArticleIllustration:[This is the title picture for your article]

ArticleBody:[The article body]

Installation der Software: Was man braucht.

Um die GNU C - Entwicklungsumgebung zu nutzen, braucht man die folgende Software::

mkdir /usr/local/atmel

Installation der Software: Die GNU binutils

bunzip2 -c binutils-2.11.2.tar.bz2 | tar xvf -
cd binutils-2.11.2
./configure --target=avr --prefix=/usr/local/atmel
make
make install

Installation der Sofware: Der gcc für den AVR

tar zxvf gcc-core-3.0.3.tar.gz
cd gcc-core-3.0.3
./configure --target=avr --prefix=/usr/local/atmel --disable-nls --enable-language=c
make
make install

Installation der Software: Die AVR C-Library

Einige Umgebungsvariablen setzen (Bash-Syntax):
export CC=avr-gcc
export AS=avr-as
export AR=avr-ar
export RANLIB=avr-ranlib
export PATH=/usr/local/atmel/bin:${PATH}

./configure --prefix=/usr/local/atmel --target=avr --enable-languages=c --host=avr
make
make install

Installation der Software: Programmiersoftware

tar zxvf uisp-20011025.tar.gz
cd uisp-20011025/src
make
cp uisp /usr/local/atmel/bin

Ein kleines Testprojekt

Benötigte Hardware

	1 x AT90S4433, Atmel 8bit AVR RISC-Prozessor.
	2 x 14-Pin IC-Sockel oder 1 x 28-Pin 7.5mm IC-Sockel Den 28-Pin-Sockel bekommt man ein bisschen schwieriger. Üblicherweise sind die 28er-Sockel 14 mm breit, aber wir brauchen einen 7,5 mm breiten Sockel.
	1 x 10K Widerstand (Farbcode: braun, schwarz, orange) 3 x 470 Ohm Widerstand (Farbcode: gelb, violett, braun) 1 x 1K Widerstand (Farbcode: braun, schwarz, rot) 1 x 220 Ohm Widerstand (Farbcode: rot, rot, braun) 1 x 4MHz-Quarz 2 x 27pF Keramikkondensator
	Irgendeinen 5-Pin-Anschluß/-Sockel für die Programmierschaltung. Gewöhnlich kaufe ich diese Steckerleisten und breche 5 davon ab.
	Lochrasterplatine
	1 x DB25-Buchse, für den Parallelport.
	1 x LED
	Ein Steckbrett. Wir benutzen es hier nicht, aber es ist sehr nützlich, wenn Sie weitere Experimente mit dem AVR machen wollen. Ich schlage vor, Sie belassen den Microcontroller zusammen mit dem Quartz und den Kondensatoren auf der Lochrasterplatine und verbinden die Input-/Outputleitungen über kurze Kabel mit dem Steckbrett.

Die Hardware der Programmierschaltung zusammenbauen

Software schreiben

void main(void)
{
      /* enable PD5 as output */
      sbi(DDRD,PD5);
      while (1) {
            /* led on, pin=0 */
            cbi(PORTD,PD5);
            delay_ms(500);
            /* set output to 5V, LED off */
            sbi(PORTD,PD5);
            delay_ms(500);
      }
}

Kompilieren und Hochladen

export PATH=/usr/local/atmel/bin:${PATH} (bei bash)
setenv PATH /usr/local/atmel/bin:${PATH} (bei tcsh)

# /sbin/lsmod
parport_pc
ppdev
parport

modprobe parport
modprobe parport_pc
modprobe ppdev

chmod 666 /dev/parport0

Einige interessante binutils

avr-objdump -h avrledtest.out

avrledtest.out:     file format elf32-avr

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         0000008c  00000000  00000000  00000094  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .data         00000000  00800060  0000008c  00000120  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  2 .bss          00000000  00800060  0000008c  00000120  2**0
                  ALLOC
  3 .eeprom       00000000  00810000  00810000  00000120  2**0
                  CONTENTS
  4 .stab         00000750  00000000  00000000  00000120  2**2
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
  5 .stabstr      000005f4  00000000  00000000  00000870  2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING

avr-size avrledtest.out

   text    data     bss     dec     hex filename
    140       0       0     140      8c avrledtest.out

avr-objdump -S avrledtest.out

Fazit

Quellen

• Libc und uisp: /www.amelek.gda.pl/avr/libc/
• GCC und binutils: ftp://gatekeeper.dec.com/pub/GNU/
• avrfreaks (passen Sie auf, manche Leute auf dieser Website benutzen immer noch Windows !?): http://www.avrfreaks.net/
• Der tavrasm-Assembler für Linux: www.tavrasm.org
• AVR Webring: R.webring.com/hub?ring=avr&list
• Vorkompilierte Versionen von gcc: combio.de/avr/
• Die ganze Software und alle Dokumente, die in diesem Artikel erwähnt werden
• Die atmel Website: www.atmel.com/