沒有仿真器的情況下如何開發(fā)AVR？
在開發(fā)單片機(jī)程序時，有許多人依賴于仿真機(jī)，一旦離開了仿真機(jī)開發(fā)程序時就感覺無從下手。其實對FLASH存貯器單片機(jī)，不要仿真機(jī)也能方便快速地開發(fā)程序。具體可以從以下幾方面入手：
一、盡量使用高級語言開發(fā)系統(tǒng)程序 您有沒有在寫匯編程序時，標(biāo)錯一個標(biāo)號而浪費您大把時間找錯或跳轉(zhuǎn)偏移量過大而不得不改動程序結(jié)構(gòu)的經(jīng)歷。其實您如果使用高級語言開發(fā)程序，就不會有這樣的痛苦。 在開發(fā)程序時，除了建立一個良好的開發(fā)文檔外，使用語言的選擇也很重要。有許多人認(rèn)為使用匯編寫程序比較精簡，而用高級語言開發(fā)會浪費很多程序空間，其實這是一種誤解。對一個有經(jīng)驗的，而且非常熟悉某種 單片機(jī) 的匯編高手而言，他是能寫出比高級語言更精簡的代碼。而對匯編不是很熟的開發(fā)者、或突然更換了一種新的單片機(jī)，您能保證一定可以寫出比高級語言更簡練的代碼嗎? 高級語言的優(yōu)越性是匯編語言不能比的：
1、程序移植方便
2、程序的堅固性
3、對數(shù)學(xué)運算的支持
4、條理清晰的結(jié)構(gòu)化編程，程序的可維護(hù)性
5、開發(fā)周期短
現(xiàn)在的高級語言編譯器(如C編譯器)已可以產(chǎn)生代碼效率很高的機(jī)器代碼，因此建議大家能用高級語言實現(xiàn)的程序盡可能使用高級語言寫，在對速度和時序要求特嚴(yán)的場合可以采用混合編程的方法來解決。
二、更多的使用軟件模擬仿真環(huán)境 現(xiàn)在許多 單片機(jī) 都提供軟件模擬仿真環(huán)境，如AVR單片機(jī)就可以在ATMEL公司提供的AVR STUDIO開發(fā)平臺的模擬仿真環(huán)境中進(jìn)行軟件的模擬調(diào)試。BASCOM-AVR還提供了更加人性化和配合外部圖形界面(鍵盤、標(biāo)準(zhǔn)LCD顯示器等)的軟件模擬調(diào)試環(huán)境。 ATMEL的AVR STUDIO是一個開發(fā)AVR單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境，其支持高級語言和匯編語言的源代碼級軟件模擬調(diào)試。在模擬仿真條件下調(diào)試算法、程序流程等可以說和硬件仿真機(jī)是沒有區(qū)別的;而調(diào)試延時程序、計算一段程序運行所花的時間等方面，可以說比硬件仿真器更方便，因為許多仿真機(jī)(如JTAG ICE)是無法提供程序運行時間等調(diào)試參數(shù)的。 另外，對I/O端口、定時器、UART、中斷響應(yīng)等，在AVR STUDIO中均可實現(xiàn)模擬仿真，用戶也可以采用軟件的單步運行、設(shè)置斷點等手段，分析內(nèi)存和查看AVR中所有的硬件資源的數(shù)據(jù)以及使用情況。 學(xué)會使用和以軟件模擬仿真為主、已硬件仿真配合的系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試手段可以大大提高項目的開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。因為，一旦系統(tǒng)整體設(shè)計完成，硬件PCB板的設(shè)計和制作同軟件系統(tǒng)的開發(fā)可同時進(jìn)行。當(dāng)硬件系統(tǒng)板完成后，軟件總體的架構(gòu)也已經(jīng)調(diào)試完成，既可進(jìn)行實際的調(diào)試階段。
三、善用目標(biāo)板上的硬件資源 在許多系統(tǒng)目標(biāo)板上均有LED、數(shù)碼管、RS232等附件和接口，其實利用好這些附件接口，也能實現(xiàn)和完成程序的調(diào)試開發(fā)。 我們使用仿真器的目的是要觀察 單片機(jī) 內(nèi)部的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，利用這些附件和FLASH存貯器多次可擦寫的特點，完全可以觀察到單片機(jī)內(nèi)部的狀態(tài)。 AVR單片機(jī)是支持ISP的FLASH單片機(jī)，開發(fā)時可以通過下載電纜將其和PC連成一個整體，在程序編譯完后立刻下載到目標(biāo)MCU中運行。在需要觀察單片機(jī)內(nèi)部狀態(tài)時，可以程序的適當(dāng)位置加入少部分代碼，把MCU的內(nèi)部狀態(tài)和數(shù)據(jù)通過LED、數(shù)碼管等顯示出來。在有RS232通信接口的應(yīng)用中，可以直接將需要觀察的MCU內(nèi)部狀態(tài)送到PC機(jī)，在PC機(jī)上用串口調(diào)試器等一些超級終端來顯示數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在大部分的開發(fā)環(huán)境本身就提供了超級終端，如ICC、CVAVR、BASC0M-AVR等。 由于單片機(jī)采用了支持ISP的Flash技術(shù)，因此采用高級語言開發(fā)系統(tǒng)程序，更多的以軟件模擬仿真技術(shù)，加上使用串口輸出調(diào)試數(shù)據(jù)的開發(fā)手段已成為開發(fā)單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)(如32位ARM的COMMAND調(diào)試手段等)的流行和高效的方法。
四、舉例
在開發(fā)AVR的I2C應(yīng)用例程時，使用串口輸出調(diào)試數(shù)據(jù)的方法介紹。
首先初始化UART。可以看出初始化UART只需要很少的幾行代碼，在完成程序調(diào)試后將可以將其刪除。如果你的系統(tǒng)程序本身就需要使用串口，那么初始化UART就沒有一行多余的代碼了。
void uart_init(void)
{
UCSRB=(1
UBRRH=(fosc/16/(baud+1))/256;
UCSRC=http://www.picavr.com/(1<}
然后我們可以寫一個putchar函數(shù)，或直接使用標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫中的putchar函數(shù)。
void putchar(unsigned char c)
{
while (!(UCSRA&(1
}
接下來只要在需要調(diào)試的程序部分調(diào)用putchar函數(shù)就可以將一些需要查看的
MCU中硬件資源的數(shù)據(jù)和狀態(tài)送PC機(jī)顯示了。如要觀察I2C中斷程序中TWSR寄存器的值，只要在I2C中斷程序中插入兩行代碼就可以了：
#pragma interrupt_handler TWI_ISR:iv_TWI
void TWI_ISR(void)
{
unsigned char temp = TestAck();
putchar(temp);
switch (temp);//調(diào)試完后，本行改為switch(TestAck())，
//刪除上面兩行就可以了。
{
case SR_SLA_ACK:
{
fill_rece();
TWI_STATE=TWI_RD;
Twi_ACK();
Break;
}
. . .
}
}
在PC機(jī)的超級終端軟件中，設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)格式后打開串口就可以觀察TWSR寄存器的狀態(tài)值了。
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