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ATtiny88初体验（一）：点灯

最近逛淘宝时，发现一块ATtiny88核心板（MH-ET LIVE Tiny88）用完红包后只剩4块钱了，果断下单，准备好好把玩一番。

MH-ET LIVE Tiny88介绍

这块核心板使用的MCU型号是ATtiny88，主要参数如下：

资源 主要特征
Flash 8KB
SRAM 512B
频率 12MHz
EEPROM 64B
定时器 1个8bit，1个16bit
PWM 2通道
ADC 8通道10bit
比较器 1
GPIO 28
SPI 1
TWI 1
看门狗 1
电压 0~4MHz @ 1.8~5.5V
0~8MHz @ 2.7~5.5V
0~12MHz @ 4.5~5.5V

MH-ET LIVE Tiny88的引脚图如下：

MHET_Tiny.png

板子共引出了26个IO口，少了的2个IO口是PB6和PC6，其中PB6没有引出，可以通过熔丝位将RST引脚配置为PC6。另外，1号和2号引脚是连接到USB口的，供VUSB使用，最好不要另作他用。

值得注意的是，板子搭载的晶振频率为16MHz，已经超过了ATtiny88手册里标明的最大工作频率12MHz，超频了33%。

熔丝位

ATtiny88拥有3个字节的熔丝位，和一般的逻辑相反，熔丝位中的 1 表示未编程（禁止）， 0 表示已编程（启用）。修改熔丝位时需要谨慎再谨慎，否则可能造成锁死单片机（俗称变砖）。

熔丝扩展位

image.png

  • SELFPRGEN ：设为 0 表示启用自编程（ SPM 指令）

熔丝高位

image.png

  • RSTDISBL ：设为 0 时将复位引脚用作普通IO（PC6），修改需谨慎！
  • DWEN ：设为 0 时启用调试接口
  • SPIEN ：设为 0 时可以通过SPI下载程序和数据，修改需谨慎！
  • WDTON ：设为 0 时将总是启用看门狗
  • EESAVE ：设为 0 时擦除芯片时会保留EEPROM中的内容
  • BODLEVEL[2:0] ：设置欠压检测等级 image.png

熔丝低位

image.png

  • CKDIV8 ：设为 0 时系统时钟会进行8分频
  • CKOUT ：设为 0 时启用时钟输出（通过CLKO引脚）
  • SUT[1:0] ：设置启动时间 image.png
  • CKSEL[1:0] ：设置时钟源 image.png

修改熔丝位

在Windows环境下，可以借助PROGISP软件查看和修改熔丝位。

通过USBasp将核心板与电脑连接，打开PROGISP软件，在“Select Chip”下选择“ATtiny88”，点击“RD”按钮，如果连接没有问题，会提示“读出ID成功”。

image.png

点击“自动”按钮旁边的“...”按钮。

image.png

在弹出的小窗口中点击下方“位配置方式”标签页中的“读出”按钮，提示“熔丝位读出成功”。

image.png

点击需要修改熔丝位即可切换该位的值，设置完毕后点击“位配置方式”中的“写入”按钮，提示“熔丝位写入成功”。

image.png

至此，便完成了熔丝位的修改。

点灯

“点灯”程序就是单片机开发中的“Hello World！”，借助它，可以大致体会单片机开发的完整流程。

寄存器介绍

image.png

在ATtiny88中，每个IO口都可作为输入或者输出，并且都有一个独立可控的内部上拉电阻。

与IO相关的寄存器主要有 MCUCR 、 PORTCR 、 PORTx 、 DDRx 、 PINx 。

image.png

  • PUD ：写 1 禁止内部上拉电阻（全局）

image.png

  • BBMx ：写 1 使能对应端口的Break-Before-Make模式
  • PUDx ：写 1 禁止对应端口的内部上拉电阻

image.png

PORTx 寄存器存放输出数据， PINx 寄存器存放输入数据， DDRx 寄存器用于配置端口方向， 0 表示输入， 1 表示输出。

当IO配置为输入模式时，向 PORTx 寄存器中写 1 表示启用内部上拉电阻。

不管是输入还是输出模式，向 PINx 寄存器中写 1 都表示翻转 PORTx 寄存器中对应位的状态。

IO口的具体配置组合如下所示：

image.png

代码

代码文件的整体结构如下所示：

1
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5
.
├── Makefile
├── inc
└── src
    └── main.c

为了方便编译，在根目录下编写一个 Makefile 文件：

Makefile
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CC = avr-gcc
CP = avr-objcopy
SZ = avr-size
DP = avr-objdump
AVRDUDE = avrdude

TARGET = led
BUILD_DIR = build
C_SOURCES = src/main.c
C_INCLUDES = -Iinc
C_DEFS = -DF_CPU=16000000

LIBS = -lc -lm
LIBDIRS =
MCU = -mmcu=attiny88
OPT = -Og
CFLAGS = $(MCU) $(C_DEFS) $(C_INCLUDES) $(OPT) -g -std=gnu99 -Wall -fdata-sections -ffunction-sections
LDFLAGS = $(MCU) $(LIBS) $(LIBDIRS) -Wl,--gc-sections -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref

PROGRAMMER_ID = usbasp
PARTNO = t88
PORT =
BAUDRATE =

OBJECTS = $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(C_SOURCES:.c=.o))
CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)" -Wa,-adhmls=$(@:%.o=%.lst)
AVRDUDE_FLAGS = -c $(PROGRAMMER_ID) -p $(PARTNO)
ifneq ($(PORT),)
        AVRDUDE_FLAGS += -P $(PORT)
endif
ifneq ($(BAUDRATE),)
        AVRDUDE_FLAGS += -b $(BAUDRATE)
endif

.PHONY: all clean flash
all: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf $(BUILD_DIR)/$(TARGET).txt $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex $(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin

$(BUILD_DIR)/%.o: %.c Makefile | $(BUILD_DIR)
        $(CC) -c $(CFLAGS) -o $@ $<

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf: $(OBJECTS)
        $(CC) $(LDFLAGS) $(OBJECTS) -o $@
        $(SZ) $@

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).txt: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf
        $(DP) -h -S $< > $@

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf
        $(CP) -O ihex $< $@

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf
        $(CP) -O binary -S $< $@

$(BUILD_DIR):
        mkdir -p $(sort $(dir $(OBJECTS)))

clean:
        rm -rf $(BUILD_DIR)

flash: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex
        $(AVRDUDE) $(AVRDUDE_FLAGS) -U flash:w:$<:i

-include $(OBJECTS:%.o=%.d)

Makefile 文件中的 TARGET 变量指定目标名称， BUILD_DIR 变量指定编译目录， C_SOURCES 指定C源文件， C_DEFS 指定C宏定义， C_INCLUDES 指定头文件目录。

MH-ET LIVE Tiny88板载的LED连接到0号引脚，对应的是PD0，高电平点亮。在 src 目录下新建一个 main.c 源文件，输入如下代码，实现：设置PD0位输出模式，然后每隔一段时间翻转PD0的输出。

src/main.c
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#include <stdint.h>
#include <avr/io.h>

static void delay(void);

int main(void)
{
    DDRD |= 0x01;
    PORTD |= 0x01;

    for (;;) {
        PIND = 0x01;
        delay();
    }
}

static void delay(void)
{
    for (volatile uint32_t i = 0; i < 0x20000; i++);
}

编译代码：

1
make

将在 build 文件夹下生成ELF/HEX/BIN文件。

下载

在 /etc/udev/rules.d/ 目录下创建一个USBasp的规则文件 99-usbasp.rules ，内容如下：

/etc/udev/rules.d/99-usbasp.rules
1
ATTRS{idVendor}=="16c0", ATTRS{idProduct}=="05dc", MODE="664", GROUP="plugdev"

其中，注意 idVector 和 idProduct 需要根据实际情况填写。

安装 avrdude 软件：

1
sudo apt install avrdude

连接USBasp，进行下载：

1
make flash

上述命令实际上执行的是：

1
avrdude -c usbasp -p t88 -U flash:w:build/led.hex:i

avrdude 中常用的选项如下

选项 含义 取值
-c programmer-id 指定编程器 usbasp ：USBasp
arduino ：ArduinoISP
-p partno 指定单片机 t88 ：ATtiny88
m328p：ATmega328P
m32u4 ：ATmega32U4
-P port 指定端口
-b baudrate 指定波特率
-U memtype:op:filename[:format] 指定执行的操作
memtype ：内存区域
op ：操作
filename ：文件名
format ：文件格式		 memtype 的取值：
flash ：Flash ROM
eeprom ：EEPROM
efuse / hfuse / lfuse ：扩展/高/低熔丝位
op 的取值：
r ：读
w ：写
v ：校验
format 的取值：
i ：Intel Hex
r ：raw binary
e ：ELF

输出如下信息表示下载成功：

image.png

参考资料

  1. ATtiny88 Datasheet
  2. PROGISP
  3. AVRDUDE User Manual