Programmation C pour AVR 8 bits

Les outils de programmation
Hello world !
C’est bien, mais comment je peux faire un VRAI programme ?
Les pi`ges ` ´viter
e ae
Conclusion

Programmation en C
Pour avr 8 bits

J´r´my Cheynet – INTech
ee
Yann Sionneau – MiNET

www.club-intech.fr
clubcode.minet.net
intlab.minet.net
github.com/leroilion/avr

14 octobre 2010

J´r´my Cheynet – INTech Yann Sionneau – MiNET
ee Introduction au C avr

Hello world !
e ae
Conclusion
1 Les outils de programmation
Quels sont les outils dont je dispose ?
Exemple d’utilisation
A vous de jouer
2 Hello world !
Structure d’un port
Ecrire un 1 ou un 0
Je te parle
Tu me parles
A vous de jouer
3 C’est bien, mais comment je peux faire un VRAI programme ?
Qu’est-ce qu’un registe ?
Le ﬁl rouge
Le datasheet : la bible du programmateur bas niveau
Tu me vois, tu me vois plus
A vous de jouer
4 Les pi`ges ` ´viter
e ae

Hello world ! Quels sont les outils dont je dispose ?
C’est bien, mais comment je peux faire un VRAI programme ? Exemple d’utilisation
e ae A vous de jouer
Conclusion
A vous de jouer
2 Hello world !
Ecrire un 1 ou un 0
Je te parle
Tu me parles
A vous de jouer
Le ﬁl rouge
A vous de jouer
e ae

Conclusion

Les diﬀ´rents outils
e


Conclusion

e
avr-gcc (pour la compilation)


Conclusion

e
avr-objcopy (pour cr´er le ﬁchier hex)
e


Conclusion

e
avr-objcopy (pour crér le fichier hex)
e
avrdude (pour flasher)


Conclusion

avr-gcc


Conclusion

avr-gcc
avr-gcc -Wall -mmcu=atmega328p -DF CPU=16000000 -c
monﬁchier1.c


Conclusion

avr-gcc
monﬁchier1.c
monﬁchier2.c


Conclusion

avr-gcc
monfichier1.c
monfichier2.c
avr-gcc -Wall -mmcu=atmega328p -DF CPU=16000000 -o
monappli monfichier1.o monfichier2.o


Conclusion

avr-gcc
monﬁchier1.c
monﬁchier2.c

avr-objcopy


Conclusion

avr-gcc
monﬁchier1.c
monﬁchier2.c

avr-objcopy
avr-objcopy -O ihex -R .eeprom monappli main.hex


Conclusion

avr-gcc
monﬁchier1.c
monﬁchier2.c

avr-objcopy

avrdude


Conclusion

avr-gcc
monfichier1.c
monfichier2.c

avr-objcopy

avrdude
sudo avrdude -P /dev/ttyUSB0 -c stk500v1 -p m328p -b 57600 -D
-U flash :w :main.hex


Conclusion

T´l´charger les sources
ee


Conclusion

ee
http ://github.com/leroilion/avr
Et t´l´charger dans les exemples le code blink.c
ee


Conclusion

ee
ee

Compiler les sources


Conclusion

ee
ee

avr-gcc -Wall -mmcu=atmega328p -O2 -DF CPU=16000000
blink.c -o blink.out


Conclusion

ee
ee


Crér le fichier hexadćimal
e e


Conclusion

ee
ee


e e
avr-objcopy -O ihex -R .eeprom blink.out blink.hex


Conclusion

ee
ee


e e

Flasher l’arduino


Conclusion

ee
ee


e e

Flasher l’arduino
sudo avrdude -P /dev/ttyUSB0 -c stk500v1 -p m328p -b 57600 -D
-U ﬂash :w :blink.hex
sudo avrdude -c usbtiny -p m328p -U ﬂash :w :blink.hex

Les outils de programmation Structure d’un port
Hello world ! Ecrire un 1 ou un 0
C’est bien, mais comment je peux faire un VRAI programme ? Je te parle
e ae Tu me parles
Conclusion A vous de jouer
A vous de jouer
2 Hello world !
Ecrire un 1 ou un 0
Je te parle
Tu me parles
A vous de jouer
Le ﬁl rouge
A vous de jouer
e ae

e ae Tu me parles


e ae Tu me parles

3 registres


e ae Tu me parles

3 registres
Le registre DDRx
Registre de conﬁguration du port


e ae Tu me parles

3 registres
Le registre DDRx
Le registre PORTx
Registre de sortie du port


e ae Tu me parles

3 registres
Le registre DDRx
Le registre PORTx
Registre de sortie du port
Le registre PINx
Registre de lecture du port


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique
monport |= ( 1 << monbit ) ;


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique
#ifndef sbi
#deﬁne sbi(port,bit) (port) |= (1 << (bit))
#endif


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique
#ifndef sbi
#endif

Ecrire un 0 logique


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique
#ifndef sbi
#endif

Ecrire un 0 logique
monport &= ∼( 1 << monbit ) ;


e ae Tu me parles

Ecrire un 1 logique
#ifndef sbi
#endif

Ecrire un 0 logique
monport &= ∼( 1 << monbit ) ;
#ifndef cbi
#deﬁne cbi(port,bit) (port) &= ∼(1 << (bit))
#endif


e ae Tu me parles

Conﬁguration en sortie du port


e ae Tu me parles

DDRB |= ( 1 << PORTB5 ) ;


e ae Tu me parles

DDRB |= ( 1 << PORTB5 ) ;

Ecriture sur un port


e ae Tu me parles

DDRB |= ( 1 << PORTB5 ) ;

PORTB |= ( 1 << PORTB5 ) ; //Pour mettre le bit 5 du port B
`1
a


e ae Tu me parles

DDRB |= ( 1 << PORTB5 ) ;

PORTB |= ( 1 << PORTB5 ) ; //Pour mettre le bit 5 du port B
`1
a
PORTB &= ∼( 1 << PORTB5 ) ; //Pour mettre ` 0
a


e ae Tu me parles

Conﬁguration du port en entr´e
e


e ae Tu me parles

e
DDRx &= ∼( 1 << PORTxN ) ;


e ae Tu me parles

e
DDRx &= ∼( 1 << PORTxN ) ;

Lecture du port


e ae Tu me parles

e
DDRx &= ∼( 1 << PORTxN ) ;

Lecture du port
PORTx |= ( 1 << PORTxN ) ; //Pour activer le pull–up
PORTx &= ∼( 1 << PORTxN ) ; //Pour d´sactiver le pull–up
e


e ae Tu me parles

e
DDRx &= ∼( 1 << PORTxN ) ;

Lecture du port
PORTx |= ( 1 << PORTxN ) ; //Pour activer le pull–up
PORTx &= ∼( 1 << PORTxN ) ; //Pour d´sactiver le pull–up
e
uint8 t etat = ( PINx & ( 1 << PINxN )) ;


e ae Tu me parles

Objectif :
Faire un programme qui ´claire une LED si un bouton est pouss´.
e e


e ae Tu me parles

Objectif :
e e
D´tails techniques :
e
Utiliser le PORTB5 en sortie (PORTB7 pour arduino mega), et le
PORTB0 en entr´e.e


e ae Tu me parles

Objectif :
e e
e
Utiliser le PORTB5 en sortie (PORTB7 pour arduino mega), et le
PORTB0 en entr´e.e
Attention
Ne pas oublier le int main() dans le ﬁchier principal.
Penser ` rajouter l’include standard io.h
a


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion
§ ¤
1 #include <avr/io.h>
2 int main( void )
3 {
4 DDRB |= ( 1 << PORTB5 );
5 DDRB &= ~( 1 << PORTB0 );
6 PORTB |= ( 1 << PORTB0 );
7 while(42)
8 {
9 if( (PINB & ( 1 << PORTB0 )) )
10 PORTB |= ( 1 << PORTB5 );
11 else
12 PORTB &= ~( 1 << PORTB5 );
13 }
14 return 0;
15 }
¦
¥


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion
A vous de jouer
2 Hello world !
Ecrire un 1 ou un 0
Je te parle
Tu me parles
A vous de jouer
Le ﬁl rouge
A vous de jouer
e ae

Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

C’est un octet en m´moire
e


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
qui permet de conﬁgurer le microcontrˆleur.
o


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

SREG – AVR Status Register


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

I (bit 7) – Global interrupt enable


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

T (bit 6) – Copy storage


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

H (bit 5) – Half carry


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

S (bit 4) – Sign bit


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

V (bit 3) – Overﬂow bit


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

N (bit 2) – Negative bit


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

Z (bit 1) – Zero bit


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

e
o

Z (bit 1) – Zero bit
C (bit 0) – Carry


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
Faire un programme qui fait clignoter une led en utilisant le
TIMER1 sur 16 bits.
Pour cela, on fera :


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
TIMER1 sur 16 bits.
On activera les interruptions d’overﬂow du TIMER1


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
TIMER1 sur 16 bits.
On fera compter le TIMER1 pour avoir une interruption
toutes les secondes.


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
TIMER1 sur 16 bits.
On fera compter le TIMER1 pour avoir une interruption
toutes les secondes.
On regardera l’´tat de la PIN associ´e ` la LED pour le
e e a
changer.


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion


TCCR1A – TCCR1B (page 132 – 134)
Mode normal (WGMx = 0 ), Source d’horloge (CSx = 101), Pas
de comparaison (COMx = 0)


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



TCNT1H – TCNT1L (page 136)
Incr´mentation toute les 64µs
e


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



Incr´mentation toute les 64µs =⇒ Compter jusqu’` 15625
e a


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



Incr´mentation toute les 64µs =⇒ Compter jusqu’` 15625 =⇒
e a
Mettre 49910 = 65535 - 15625 dans TCNT.


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



e a
Mettre 49910 = 65535 - 15625 dans TCNT.

TIMSK1 (page 137)
Activer l’interruption d’overﬂow


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion



e a
Mettre 49910 = 65535 - 15625 dans TCNT.

TIMSK1 (page 137)
Activer l’interruption d’overﬂow =⇒ Activer TOIE1


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion
§ ¤
1 #include avr/io.h
2 #include avr/interrupt.h
3 ...
4 TCCR1A = 0bxxxxxx00;
5 TCCR1B = 0bxxx00101;
6 TIMSK1 |= ( 1 TOIE1 );
7 ...
8 ISR( TIMER1_OVF_vect)
9 { ...
¦
¥


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
Faire un programme qui permet de contrˆler la luminosit´ d’une
o e
LED en utilisant le PWM.


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
o e
e


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
o e
e
Utiliser le port B5 pour la sortie de la LED (PORTB7 pour
arduino mega).


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
o e
e
arduino mega).
Utiliser le TIMER de votre choix en mode PWM


Hello world !
Le ﬁl rouge
e ae
A vous de jouer
Conclusion

Objectif :
o e
e
arduino mega).
Utiliser le TIMER de votre choix en mode PWM

Attention
Ne pas oublier l’include avr/interrupt.h
Penser ` g´rer TOUS les vecteurs d’interruption
a e


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e
´
Economiser la m´moire (probl`me de la pile)
e e


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e
´
e e
Faire attention avec les ﬂoat, les . et les double


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e
´
e e
´
Economiser la puissance de calcul (calcul en 8 bits)


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e
´
e e
´
Faire attention ` l’overﬂow
a


Hello world !
e ae
Conclusion

Les pi`ges
e
´
e e
´
Faire attention ` l’overﬂow
a
Rajouter l’option volatile devant les variables


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
Comment conﬁgurer, lire et ´crire sur un port
e


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
e
Ce qu’est un registre, et comment le conﬁgurer ` l’aide du
a
datasheet


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
e
a
datasheet
L’utilisation des interruptions


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
e
a
datasheet
Des exemples simple :


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
e
a
datasheet
Bibliographie :


Hello world !
e ae
Conclusion

Nous avons vu :
e
a
datasheet
Bibliographie :
Microcontrˆleurs AVR : des ATtiny aux ATmega de Christian
o
Tavernier


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