AVR单片机教程——点亮第一个LED

本文隶属于AVR单片机教程系列。

 

做了这么多准备，我们终于可以开始用开发板做点事了。

单片机编程与计算机编程有一些不同点。程序都要有零个或多个输入、一个或多个输出，这是两者都有的，但是计算机编程的输入输出主要靠控制台，而单片机没有。

单片机的英文是microcontroller，主要作控制用途，它对设备的控制就是它的输出，从设备读取的信息就是它的输入。计算机编程中，提供了scanf、printf等函数来做输入输出，单片机虽然也有这一些函数，但它们往往是在串口上收发数据，最终还是在电脑上显示的。单片机对它连接的设备的控制，主要通过对寄存器（register）的操作实现。对寄存器的直接操作涉及到许多底层知识，我已经用一些函数把这些底层的东西封装好了，你只需要调用我编写的库中的函数就可以了。

用单片机来控制，最简单的就是点亮LED了。这个程序没有输入，有一个输出，就是让LED亮起。但即使简单，它也需要库，请在这里下载。

库下载完以后是不能直接用的，我们要把它放进编译器的包含目录下。

在EElib1.0.7z文件中有两个目录，分别是include和lib。打开Atmel Studio 7.0的安装目录，一路找toolchain→avr8→avr8-gnu-toolchain→avr，我是默认位置安装的，找到的目录就是C:\Program Files (x86)\Atmel\Studio\7.0\toolchain\avr8\avr8-gnu-toolchain\avr\，这个目录下也有include和lib两个文件夹。把压缩包里的文件夹放到这里来，对应文件夹合并，库就放对位置了。

上述操作只需每次更新库时执行一遍。

然后我们打开AS7，加载完成后，点击菜单栏→File→New→Project...，也可以用快捷键Ctrl+Shifh+N，弹出新建项目的窗口：

选择GCC C Executable Project，取个名字，选好路径，点击OK，会弹出设备选择窗口：

右上角输入“ATmega324PA”（大小写无所谓），选择ATmega324PA，点击OK。稍等几秒后，一个默认的项目创建好了：

这堆自动生成的代码我们不用，全部删掉。输入以下代码（建议敲一遍，不要复制）：

#include <ee1/led.h>

int main()
{
    led_init();
    led_set(LED_RED, LED_ON);
    return 0;
}

敲代码的时候你会发现IDE会提示代码补全，按Tab或回车可以选择。输入好以后应该是这样的：

下面来分析一下这段代码：

#include <ee1/led.h> 用于包含库的头文件，有了这句代码，后面才能调用库函数。主版本号为1的库都放在 ee1/ 下。

led_init(); 用于初始化所有LED，如果不初始化，LED是不能点亮的。

led_set(LED_RED, LED_ON); 用于点亮红色LED。led_set 是一个库函数，接受两个参数，第一个表示要点亮哪个LED，第二个表示这个LED要亮还是不亮。详见库函数手册。

最后的 return 0; 可以不写，但加上是一个好习惯。

只写代码还不能让开发板点亮LED。我们调用了库函数，但是复制和 #include 还不足以把库加入到我们的程序中，我们需要配置一下项目属性：

在右边的Solution Explorer中对项目右键，点击最后的Properties，找到Toolchain→AVR/GNU Linker→Libraries，点击右上角Add Item按钮，输入“libee1”，点击OK，然后关闭选项卡，回到代码界面。

我们的开发板不支持debug，而且release编译出来的程序性能稍微好一点。在工具栏中选择Release：

现在我们可以build项目了，之前配置过快捷键的话直接按F5就可以了，也可以点工具栏按钮：

现在C语言代码被转换成了单片机能够执行的代码，它在项目目录中的某处，我们现在不去关心这个。之前配置过的external tool可以把这个文件烧录到单片机中去。如果之前配置过快捷键，按F6就可以，或者在菜单栏→Tools中点击AVRDUDE。输出结果应该是这样的：

如果输出结果不是这样的，那肯定是下载器出了点问题，可能的输出有：

“avrdude.exe: error: could not find USB device with vid=0x16c0 pid=0x5dc vendor='www.fischl.de' product='USBasp'”：这是下载器的电源问题，保持下载器与开发板连接，拔下下载器后重新插上就能解决；

“avrdude.exe: error: program enable: target doesn't answer.”：这是下载器与开发板之间的连接问题，可能是因为没有插紧。

如果烧写成功，现在红色LED就应该亮起了。