使用 Atmel Studio 7 编程 ATmega328P 与 ATtiny45 — 面包板搭建与软件配置
本指南构建面包板电路编程 ATmega328P 和 ATtiny45 单片机，并演练必要软件配置
我们将详述两个相似电路构建——一个用 ATmega328P、一个用 ATtiny45——提供完整原理图、清晰无焊面包板组装照片，并介绍 Atmel Studio 7 IDE。
硬件概览
ATmega328P 是 28 引脚 AVR 单片机，以 Arduino 核心闻名。提供 32 kB Flash、2 kB SRAM、23 I/O 引脚，适合广泛项目。ATtiny45 是 8 引脚伴侣，4 kB Flash、512 B SRAM、5 I/O 引脚——适合紧凑应用。
两器件均经 SPI (MOSI、MISO、SCK、GND) 编程。SPI 是同步串行总线，允许主机 (编程器) 控制时钟和数据流向单片机。
编程电路
下方为原理图。R2 和 LED1 可选；作为单片机编程后的简单测试电路。
编程器选项
Atmel-ICE 为高端选择，但预算友好的 Sparkfun AVR Pocket Programmer 足够大多数爱好者。确保所选编程器支持 SPI 且首用前安装正确驱动。AVR Pocket Programmer 的 2×5、2×5 (9 in) 和 2×3 排线连接器如下图所示。
面包板组装
六根短跳线连接 2×3 母头连接器至面包板单片机引脚。线色匹配原理图。
物料清单
| 元件编号 | 描述 | 来源 | 货号 |
|---|---|---|---|
| U1 | IC, ATmega328P-PU, 32 kB Flash, DIP-28, 1.8-5.5 V | Digi-Key | ATMEGA328P-PU-ND |
| U2 | IC, ATtiny45-PU, 4 kB Flash, DIP-8, 2.7-5.5 V | Digi-Key | ATTINY45-20PU-ND |
| R1 | 电阻, ¼ W, 10 kΩ | Digi-Key | 10KQBK-ND |
| R2 | 电阻, ¼ W, 470 Ω | Digi-Key | 470QBK-ND |
| LED1 | LED, 黄色, 3/4" T1 | Digi-Key | 754-1889-ND |
| C1 | 电容, 陶瓷, 0.1 µF, 50 V | Digi-Key | 399-9797-ND |
| PGM | AVR Pocket Programmer | Digi-Key | 1568-1080-ND |
| BB | 无焊面包板, 400 触点 | Digi-Key | 377-2094-ND |
软件设置
AVR Pocket Programmer 驱动
从 Adafruit USBtinyISP 页面下载 Windows 驱动。选含 32 位和 64 位两个安装器的 ZIP。安装对应版本，再用 USB-A 转 Mini-B 线连接编程器。蓝色 PWR LED 和红色 Stat1 LED 应亮起；两蓝色数据 LED 可能闪烁。安装后，设备管理器 "USBtiny" (libusb-winXX) 下出现设备。
Atmel Studio 7
Atmel Studio 7 是 Windows (32/64 位) 旗舰 AVR 开发 IDE。虽非唯一选项，但提供最全面工具集构建、调试、烧录 AVR 固件。下载安装 IDE，参阅用户指南获取高级功能。
内置支持许多编程器，但 AVR Pocket Programmer 不在默认列表。可经 AVRDude 命令行工具使用，它与 AVR 单片机通信。
AVRDude
AVRDude 提供 Windows 和 Linux 版。写作时 6.3 为最新版。下载 avrdude-6.3-mingw32-zip，解压 (建议根目录为简化路径)，运行以下验证安装：
- 打开命令提示符。
- 进入 AVRDude 文件夹。
- 执行
avrdude -c USBtiny— 应显示支持的 AVR 器件列表。
整合实战
硬件组装完毕、驱动安装好，即可烧录固件。下载 New_Blink.zip，解压，按步骤操作。
- 启动 Atmel Studio 7。
- 文件 > 新建项目。选 "GCC C Executable Project"，命名 New Blink，点 OK。
- 选目标器件：ATmega328P 或 ATtiny45，点 OK。
- 工具 > 外部工具 > 添加。命名工具 (如 "AVRDude – ATmega328P")。
- 命令：
C:\Path\To\AVRDude\avrdude.exe(替换路径)。 - 参数：ATmega328P 用
-c usbtiny -p m328p -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i；ATtiny45 用-c usbtiny -p t45 -v -U flash:w:$(TargetDir)$(TargetName).hex:i。 - 初始目录：
C:\Path\To\AVRDude。勾选 "Use Output window"。 - 应用并 OK。
- 打开提供的
New Blink.c，复制内容粘贴至 Atmel Studio 编辑器。 - 通过解决方案资源管理器重命名源文件为 New Blink.c。
- 文件 > 全部保存。
- 生成 > 生成解决方案。
- 工具 > AVRDude – ATmega328P (或 ATtiny45)。编译固件上传，LED1 以 1 Hz 闪烁。
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