在 Atmel Studio 7 中对 ATmega328P 和 ATtiny45 进行面包板编程和编程

在这个项目中，我们将构建用于编程两个不同 Atmel 微控制器的电路，我们将讨论必要的软件设置。

在这个项目中，我们将构建用于对两种不同的 Atmel 微控制器进行编程的电路，并讨论必要的软件设置。

该项目将描述两个非常相似的电路的构造：一个用于对 ATmega328P 进行编程，另一个用于对 ATtiny45 进行编程。本文将提供完整的编程电路示意图以及无焊面包板组件的详细照片。此外，还将推出 Atmel Studio 7 IDE（集成开发环境）。

首先是硬件

ATmega328P 是 Atmel 的 28 引脚微控制器，是 AVR 系列的一部分。它可能是最广为人知的 Arduino 品牌开发平台中最常用的 μC，但 AT328P 的功能远不止从它那里挤出来的。如果您想查看该声明的一些证据，请查看 660 页的数据表。

ATtiny45 是一个 8 引脚的 μC，可能被认为是 ATmega328P 的“小兄弟”。它具有许多相同的功能，但当然它没有那么多的 I/O 引脚。

串行外设接口（SPI）用于对 ATmega328P 和 ATtiny45 进行编程；它是一条三线（加地）总线，由一个主出从入（MOSI）信号、一个主入从出（MISO）信号和一个串行时钟（SCK）信号组成。时钟由主设备产生，用于保证主从（或从）之间的同步通信；因此，SPI是一种“同步”通信总线。

编程电路

编程电路的示意图如下所示。请注意，电阻器 R2 和 LED1 并非严格要求用于编程，而是包含在电路中以用于本项目稍后定义的测试目的。

程序员选择

有几个程序员可以处理 ATmega328P 和 ATtiny45； Atmel-ICE 位居榜首，是一个优秀的程序员，将在以后的文章中讨论。目前，有一些更便宜的选择可供您的 skinflint 使用，Sparkfun AVR Pocket Programmer 是本文的 skinflint 作者使用的一种。如果您更喜欢其他东西，请随意选择适合您的喜好和钱包的那个。只需确保它使用前面描述的串行外设接口，并准备对本文中的信息进行适当的更改。

注意！ 在您第一次插入编程器之前，请务必在您的计算机上下载并安装适用于 AVR 袖珍编程器的驱动程序。如果允许 Windows 安装错误的驱动程序，则纠正起来可能会非常困难。本文稍后将提供有关获取 AVR Pocket Programmer 驱动程序的说明。

AVR Pocket Programmer 带有一条带状电缆，用于连接到 Atmel μC。它配备三个连接器：一个 2×5 母头插入 AVR 袖珍编程器上的配对公头，另一个 2×5 母头位于带状电缆下方约 9 英寸（23 厘米）处（未用于这篇文章），在带状电缆的末端加上一个 2×3 的母头。引脚排列如下图所示。

编程电路无焊面包板组件

ATmega328P 和 ATtiny45 编程电路无焊面包板组件如下图所示。六根短跳线用于将所需的引线从 2×3 母连接器连接到无焊面包板上微控制器上的相应引脚。请注意，下面组装照片中的电线颜色与上面示意图中的电线颜色相对应。

零件清单

除部分跳线外，下表列出了编程电路组件所需的零件。

然后是软件

AVR 袖珍编程器驱动

AVR Pocket Programmer 的 Windows 驱动程序与 Adafruit USBTiny Programmer 使用的驱动程序相同。转到此 Adafruit 网页，然后单击使用 libusb v1.12 构建的 Windows USBtinyISP 签名驱动程序的链接。这将允许您下载包含两个 installer.exe 文件的 zip 文件：一个用于 32 位计算机，另一个用于 64 位计算机。双击适合您的 Windows PC 的驱动程序即可安装。

只有在安装了正确的 Windows 驱动程序之后，您才能第一次将 AVR Pocket Programmer 连接到您的计算机。您需要一根 USB A 型转微型 B 公对公电缆将您的 PC 连接到 AVR 袖珍编程器。进行连接时，蓝色 PWR LED 和红色 Stat1 LED 应亮起；两个蓝色数据 LED 也可能亮起和/或闪烁。 Windows 将尝试定位驱动程序，您应该根据需要将 Windows 定向到正确的驱动程序位置。正确安装后，AVR Pocket Programmer 将在 libusb-winXX 设备下的设备管理器中显示为“USBtiny”；它不会被枚举为 COM 端口。请看下面的截图：

爱特梅尔工作室 7

与许多微控制器设计公司一样，Atmel 有一个集成开发环境 (IDE) 可与他们的硬件产品一起使用：Atmel Studio 7。虽然它不是对 Atmel μC 进行编程的唯一方法，但它是 Windows 7、8、和 10（32 位和 64 位）；不幸的是，它不能用于 Linux 或 Mac 操作系统。

Atmel Studio 7 中的选项和选择的数量对于新用户来说可能是压倒性的。因此，本项目将提供循序渐进的方法，并将大大简化流程。首先在您的 PC 上下载并安装 IDE。 Studio 7 用户指南和大量附加信息也可供下载。

Studio 7 中包含对多个硬件程序员的支持，但具体的选择取决于您要使用的 Atmel 微控制器。在下面的屏幕截图中，ATMega328P 支持的程序员列在右侧。

如您所见，AVR Pocket Programmer 不在列表中。但是，借助名为 AVRDude 的软件，它仍然可以与 Studio 7 一起使用。

AVRDude

AVRDude 是一个命令行实用程序，用于从 Atmel 微控制器下载和上传到 Atmel 微控制器。版本适用于 Linux 和 Windows 系统。在撰写本文时（2017 年 6 月 7 日），可用的最新版本是 6.3；它可以在这里下载。 Windows 用户应下载 avrdude-6.3-mingw32-zip（单击此链接将下载 zip 文件！），解压缩文件，然后安装 AVRDude。请注意，在主硬盘驱动器的根目录中安装该程序不是必需的，但会简化它与 Atmel Studio 7 的使用。如果有 6.3 之后的版本可用，您可以自行决定安装它。此处提供了 AVRDude 的用户指南。

要检查 AVRDude 是否正确安装和工作，请执行以下步骤：

1. 单击 Windows 开始按钮。
2. 在搜索框中，输入 cmd 并按 Enter。应打开 DOS 提示窗口。
3. 在 DOS 提示符下，转到安装 AVRDude 的目录。
4. 输入 avrdude -c USBtiny 并按 Enter。如果一切顺利，AVRDude 将返回受支持的 Atmel 设备列表。

有关该过程的示例，请参见下面的屏幕截图。请注意，屏幕截图已被截断，仅显示了支持的 Atmel 设备列表的一部分。

把它们放在一起

假设如前所述，编程器已连接到无焊面包板上的 AVR，您几乎已准备好对 AVR 进行编程。使用下面的按钮下载文件 New Blink.zip，将其解压缩，然后将其保存在 PC 上方便的位置。

New_Blink.zip

现在，请按照此步骤操作。

1. 启动 Atmel Studio 7。
2. 在启动屏幕的左侧，单击新建项目。 “新建项目”屏幕将打开。
   
   
   
3. 在 New Project 屏幕上，单击 GCC C Executable Project；如上所示，将项目命名为 New Blink，然后单击 OK。设备选择屏幕将打开。
   
   
   
4. 在设备选择屏幕上，选择您正在使用的 AVR 设备：ATmega328P 或 ATtiny45，如下所示。单击确定。将创建新项目并打开 New Blink 项目屏幕。
   
   
   
5. 点击工具下拉菜单，选择外部工具...，然后点击添加按钮。
6. 在标题框中，为您正在创建的工具输入一个名称；如果名称能够描述该工具，那就太好了。例如，您可以输入程序员名称和设备名称的组合。
7. 在命令框中，输入 AVRDude 安装位置的 DOS 地址以及启动 AVRDude 的命令。
8. 在参数框中，根据您使用的 AVR 键入以下两行之一。对于 ATmega328P，输入：

-c usbtiny -p m328p -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i 

对于 ATtiny45，输入：

-c usbtiny -p t45 -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i 

1. 在初始目录框中，输入 AVRDude 安装位置的 DOS 地址。
2. 确保选中了使用输出窗口框，并且未选中其他两个复选框。该窗口应该类似于下面的屏幕，但反映了您正在使用的 AVR。
   
   
   
3. 单击“应用”，然后单击“确定”。 “外部工具”窗口应关闭。
4. 转到本节开头解压并存储 New Blink.c 的位置，打开文件，选择所有内容，然后将其复制到剪贴板。
5. 转到 Atmel Studio 7 中的 New Blink.c 窗口，选择所有内容，然后将剪贴板的内容粘贴到 New Blink.c 窗口中。它应该如下所示。
   
   
   
6. 如果项目窗口右上角的 Atmel Studio 7 解决方案资源管理器未打开，请单击查看下拉菜单，然后单击解决方案资源管理器。解决方案资源管理器应在项目窗口的右上角打开。
7. 右键单击 main.c 文件并选择重命名。将 main.c 文件重命名为 New Blink.c。
8. 点击文件下拉菜单，然后点击全部保存。
9. 点击构建下拉菜单，然后点击构建解决方案。
10. 单击工具下拉菜单，然后单击在上述步骤 5 到 11 中创建的工具的名称。编译后的 New Blink 代码应下载到面包板中的 AVR，LED 1 应开始闪烁：点亮 ½ 秒，熄灭 ½ 秒，每分钟 60 次。

开始

诚然，仅仅使 LED 闪烁是一个漫长的过程，但事实是您已经成功地清除了四大障碍：创建用于编程 AVR 微控制器的硬件平台、安装集成开发环境 (Atmel Studio 7)、集成外部程序 (AVRDude)，并为您选择的 AVR 定义一个编程工具。请放心，未来的 Atmel 项目会变得更容易，因为它们会更有趣。在 AllAboutCircuits.com 上留意它们。

亲自尝试一下这个项目！获取 BOM。