【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ） FastAVR Basic（） BASCOMAVR（） 。 其中 AVR Studio 和 AVR GCC 是完全免費(fèi)的軟件， ICCAVR、 而 CodeVisionAVR、 System、 IAR BASCOMAVR 等均為商業(yè)軟件，但它們都有提供給用戶試用的 DEMO 版軟件（在功能上或時(shí)間 上有限制） ，可以從網(wǎng)上免費(fèi)下載。在學(xué)習(xí)單片機(jī)嵌入式開(kāi)發(fā)的起步階段，完全可以使用這 些 DEMO 版的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 本書(shū)將介紹 ATMEL 公司提供的 AVR Studio 的使用。但主要還是以高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ) 言 C 為設(shè)計(jì)手段的 CodeVisionAVR(簡(jiǎn)稱(chēng) CVAVR)作為本書(shū)使用的開(kāi)發(fā)軟件。因?yàn)椴捎酶呒?jí)程 序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)已成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。 由于 AVR 單片機(jī)具有 ISP 性能，其程序存儲(chǔ)器可多次編程、在線下載的優(yōu)點(diǎn)；加上采用 高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)具有語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便靈活，表達(dá)能力強(qiáng)，可進(jìn)行結(jié) 構(gòu)化程序設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)； 再配合軟件模擬仿真調(diào)試； 使得我們可以不必購(gòu)買(mǎi)價(jià)格在幾千元的仿 真器和編程器，就能夠很好的學(xué)習(xí)和掌握 AVR 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。 為配合本書(shū)的學(xué)習(xí)，我們專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一套半開(kāi)放式的，性能良好，方便學(xué)習(xí)，制作簡(jiǎn)便 的 “AVR51 多功能單片機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)、 實(shí)踐開(kāi)發(fā)板” 它不僅便于處學(xué)者的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的使用， 。 同時(shí)也適用工程師作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的前期使用。 建議有條件的學(xué)習(xí)者， 按本書(shū)提供的設(shè) 計(jì)和指導(dǎo)，自己動(dòng)手 DIY 制作，配合本書(shū)用于 AVR 單片機(jī)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐使用，這是一個(gè)真正 的起步。 一． 匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái) ATMEL 公司提供免費(fèi)的 AVR 匯編語(yǔ)言編譯器。在 AVR STUDIO 中已經(jīng)將 AVR 匯編語(yǔ)言編 譯器集成在一起，你可以在 AVR STUDIO 中完成 AVR 匯編代碼的編輯，編譯和連接，生成可 下載的運(yùn)行代碼。 由于 AVR 的指令與 C 語(yǔ)言有很強(qiáng)的對(duì)應(yīng)性，再加上 AVR 匯編語(yǔ)言編譯器有強(qiáng)大的預(yù)編 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 譯能力，如宏，表達(dá)式計(jì)算能力等，所以使用 AVR 匯編語(yǔ)言寫(xiě)出的代碼可讀性也是很強(qiáng)的。 如果你不想話很多的錢(qián)在您的編譯工具上的話，AVR STUDIO 是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 另外在 AVR STUDIO 中還提供一個(gè)純軟件的軟仿真環(huán)境，在此軟件環(huán)境的支持下，單片 機(jī)的系統(tǒng)程序可以在 PC 上進(jìn)行模擬的運(yùn)行 （完全脫離硬件環(huán)境） 以實(shí)現(xiàn)第一步的軟件調(diào)試 ， 和排錯(cuò)功能。 大部分的高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)不具備純軟件的軟仿真環(huán)境和在線實(shí)時(shí)仿真的功能， 但他們 都能夠生成在 AVR STUDIO 中可以使用的， 用于仿真的文件， 這樣高級(jí)語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)平臺(tái)與 AVR STUDIO 配合使用，就能構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于高級(jí)語(yǔ)言的軟仿真和在線實(shí)時(shí)仿真調(diào)試的開(kāi)發(fā) 環(huán)境。 二． 高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)臺(tái) 由于 AVR 單片機(jī)自身的優(yōu)勢(shì)，吸引了大量的第三方廠商為 AVR 單片機(jī)編寫(xiě)開(kāi)發(fā)出各種各 樣的 AVR 高級(jí)語(yǔ)言編譯器和開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)。 很少有一個(gè) 8 位單片機(jī)能有這么眾多的編譯器以 及開(kāi)發(fā)平臺(tái)可供選擇。根據(jù)高級(jí)語(yǔ)言的種類(lèi)，AVR 有 C、BASIC、PASCAL，ADA 等多種語(yǔ)言的 開(kāi)發(fā)平臺(tái)。如果您對(duì)其中的一種語(yǔ)言比較熟悉的話，那您就不必重新學(xué)習(xí)另一種語(yǔ)言，而直 接選擇您熟悉的進(jìn)行開(kāi)發(fā)。而且這些編譯器的廠商在其網(wǎng)站上都提供了免費(fèi)試用版本的下 載，用戶可以在試用了一段時(shí)間，在比較其之間的優(yōu)缺點(diǎn)之后，選擇購(gòu)買(mǎi)。 下面就對(duì)其中的幾種高級(jí)語(yǔ)言編譯器和開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)略的介紹。 (1) IAR Systems 的 Embedded Workbench 編譯器 IAR Systems 是非常著名的嵌入式系統(tǒng)的編譯工具的提供商。如果您訪問(wèn)其網(wǎng)站，您就 會(huì)發(fā)現(xiàn)它幾乎為所有的 8 位、16 位、32 位的單片機(jī)和微處理器提供 C 編譯器，由此可見(jiàn)也 其在業(yè)界的地位。正因?yàn)槿绱?，?dāng)初 ATMEL 在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì) AVR 時(shí)，決定咨詢(xún) IAR Systems 的編譯器設(shè)計(jì)工程師， 看如何設(shè)計(jì) AVR 能夠使高級(jí)語(yǔ)言的編譯效率更高。 此后， IAR Systems 與 ATMEL 一直保持著良好的而又緊密的合作關(guān)系， 這使其設(shè)計(jì)出來(lái)的編譯器的編譯效率也是 同類(lèi)中最高的。但是價(jià)格較高。 IAR Systems 的 Embedded Workbench 集成了一個(gè)集成環(huán)境包括編譯器和圖形化的調(diào)試工 具，能夠完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，測(cè)試和文檔工作。您可以在其中完全無(wú)縫的完成新建項(xiàng)目，編輯 源文件，編譯，鏈接和調(diào)試等工作?？梢酝瑫r(shí)打開(kāi)多個(gè)項(xiàng)目。很容易擴(kuò)展集成諸如代碼分析 等外部工具。 其 C 編譯器和匯編編譯器支持幾乎所有 AVR 芯片，具備以下特點(diǎn)： C 編譯器支持 ISO/ANSI C 的標(biāo)準(zhǔn) C 和可選的 Embedded C++編譯器。 所有代碼都可重入。 有多種存儲(chǔ)器模型和指針類(lèi)型，以充分利用存儲(chǔ)器。 內(nèi)建針對(duì) AVR 優(yōu)化的選項(xiàng)，多重的代碼大小和執(zhí)行速度的優(yōu)化控制。 針對(duì) AVR 的語(yǔ)言擴(kuò)展以適應(yīng)嵌入式編程。 新增的強(qiáng)大全局優(yōu)化器。 可以直接在 C/C++中寫(xiě)快速易用的中斷處理函數(shù)。 高效的 32 位和 64 位的 IEEE 兼容的浮點(diǎn)運(yùn)算。 擴(kuò)展的 C 和 EC++的函數(shù)庫(kù)，并對(duì)數(shù)學(xué)和浮點(diǎn)運(yùn)算。 IAR Systems的網(wǎng)站地址為。 (2) IMAGE CRAFT 的 ICCAVR 編譯器 這是 IMAGE CRAFT 提供一款低成本高性能的 C 語(yǔ)言編譯器，其包括了 C 編譯器和 IDE 集成編譯環(huán)境，簡(jiǎn)稱(chēng) ICCAVR。 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 其支持除AT90S1200 外的所有AT90 系列和ATmega系列，Tiny26 和AT94KFPSLIC器件，自 動(dòng)生成對(duì)I/O寄存器操作的I/O指令。 其編譯器是對(duì)LCC通用C編譯器的移植， 完全支持標(biāo)準(zhǔn)的 ANSI C，支持 32 位的長(zhǎng)整數(shù)和 32 位的單精度浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，支持在線匯編，同時(shí)也能和單獨(dú) 的匯編模塊進(jìn)行接口。擁有包括printf，存儲(chǔ)器分配，字符串和數(shù)學(xué)函數(shù)的ANSI C庫(kù)函數(shù)的 2 子集庫(kù)函數(shù)和針對(duì)特定目標(biāo)訪問(wèn)片上E PROM和各種片上外設(shè)的庫(kù)函數(shù)?？梢陨捎糜贏VR STUDIO源碼級(jí)調(diào)試的目標(biāo)文件。在其IDE中包含了對(duì)項(xiàng)目的管理，源文件的編輯，編譯和鏈 接源選的設(shè)置，還有內(nèi)嵌的ISP編程界面。 但是由于其源自通用 C 編譯器，其幾乎完全不支持位尋址。 ImageCraft的網(wǎng)站地址為， 提供 30 天的試用版下載。 國(guó)內(nèi) 廣州雙龍公司是ICCAVR的代理商。 (3) HP Info Tech 的 CodeVision AVR 編譯器 CodeVision AVR 是 HP Info Tech 專(zhuān)門(mén)為 AVR 設(shè)計(jì)的一款低成本的 C 語(yǔ)言編譯器，它產(chǎn) 生的代碼非常嚴(yán)密，效率很高。它不僅包括了 AVR C 編譯器，同時(shí)也是一個(gè)集成 IDE 的 AVR 開(kāi)發(fā)平臺(tái)，簡(jiǎn)稱(chēng) CVAVR。 CVAVR 支持所有片內(nèi)含有 RAM 的 AVR 芯片，具備以下特點(diǎn)： 支持 bit、char、short、int、long、float 以及指針等多種數(shù)據(jù)類(lèi)型，充分利用 存儲(chǔ)器。 內(nèi)建針對(duì) AVR 優(yōu)化的多種選項(xiàng)。 支持內(nèi)嵌匯編。 擴(kuò)展的一些標(biāo)準(zhǔn)的外部器件支持和接口函數(shù)，如：標(biāo)準(zhǔn)字符 LCD 顯示器、I2C 接口、 SPI 接口、延時(shí)、BCD 碼與格雷碼轉(zhuǎn)換等。 可以直接在 C/C++中寫(xiě)快速易用的中斷處理函數(shù)。 高效的 32 位和 64 位的 IEEE 兼容的浮點(diǎn)運(yùn)算。 擴(kuò)展的 C 和 EC++的函數(shù)庫(kù)，并對(duì)數(shù)學(xué)和浮點(diǎn)運(yùn)算。 HP Info Tech的網(wǎng)站地址為，提供試用板（2K代碼限制）的 下載。清華大學(xué)出版社出版的《嵌入式C編程與Atmel AVR》一書(shū)中，對(duì)CVAVR的使用和程序 設(shè)計(jì)給出了全面和詳細(xì)的介紹。本書(shū)也采用CVAVR作為主要開(kāi)發(fā)語(yǔ)言平臺(tái)。 (4) GNU GCC AVR GNU GCC AVR 是著名的自由軟件編譯器的 GNU GCC 的 AVR 平臺(tái)的移植。其包括兩部分， 編譯和鏈接的命令行程序包和針對(duì) AVR Libc 函數(shù)庫(kù)。如同其他 GNU 協(xié)議下的軟件一樣，所 有這些都是以源程序的形式發(fā)布， 用戶可以根據(jù)其自身的計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行配置編譯， 生成適 合用戶自身計(jì)算機(jī)平臺(tái)的可執(zhí)行版本的 GNU GCC AVR。對(duì)于 WINDOWS 用戶，也有已經(jīng)預(yù)先編 譯好的二進(jìn)制版本可供下載。 GCCAVR 的特點(diǎn)為： 所有源代碼都是向用戶開(kāi)放，完全免費(fèi)。 GCCAVR 本身支持 ANSI C/C++/EMBEDDED C++。 GCCAVR 本身的編譯效率和穩(wěn)定性，編譯后代碼執(zhí)行效率僅次于 IAR Systems 的 Embedded Workbench。 支持幾乎所有的 AVR 器件。 包括兼容 ANSI C 的部分標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)和針對(duì) AVR 的各個(gè)外設(shè)的函數(shù)庫(kù)。 缺乏專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持，缺乏圖形的集成編輯環(huán)境（IDE） ，所有程序都是命令行執(zhí)行 的。 用戶可以在 GCC AVR軟件包。 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 （5）幾種 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)的對(duì)比 表 給出上述 4 種 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)的性能價(jià)格對(duì)比。 表 AVR 四種 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)平臺(tái)的比較 IAR 代碼效率 價(jià)格 易用性 與 AVR Studio 集成度 技術(shù)支持 +++ $$ ++ ++ + Imagecraft ++ $ +++ +++ +++ CodeVision ++ $ +++ +++ +++ GNU GCC ++ Free + ++ (5) BASCOMAVR BASCOMAVR 是荷蘭 MCS Electronics 公司設(shè)計(jì)的一款針對(duì) AVR 系列單片機(jī)的 BASIC 編 譯器，其軟件包由 BACIS 編譯器和 IDE 集成編輯環(huán)境組成。IDE 集成編輯環(huán)境支持對(duì)源代碼 的高亮顯示，提供上下文提示，以提高編碼效率。IDE 集成編輯環(huán)境還包含了一系列工具， 圖形化的模擬仿真環(huán)境，無(wú)需連結(jié)硬件，你就可以通過(guò)它對(duì) LCD，LED，UART，和 PIO 端口 進(jìn)行仿真。此外，你還可以在 IDE 集成環(huán)境中對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行 ISP 編程。其主要特點(diǎn)有： 采 用 可 帶 語(yǔ) 句 標(biāo) 示 符 的 結(jié) 構(gòu) 型 BASIC 高 級(jí) 程 序 設(shè) 計(jì) 語(yǔ) 言 編 程 ， 程 序 語(yǔ) 句 和 Microsoft VB/QB 高度兼容。 結(jié)構(gòu)化的 IFTHENELSEENDIF、DOLOOP、WHILEWEND、SELECTCASE 程序設(shè)計(jì)。 變量名和語(yǔ)句標(biāo)示符長(zhǎng)達(dá) 32 個(gè)字符。 支持位(Bit)、 字節(jié)(Byte)、 整型(Integer)、 字(Word)、 長(zhǎng)型(Long)， 字符串(String) 多種類(lèi)型的變量。 編譯產(chǎn)生的運(yùn)行代碼可在所有帶內(nèi)部存儲(chǔ)器的 AVR 微控制器微中運(yùn)行。 2 為標(biāo)準(zhǔn)LCD顯示器，I C 芯片和單總線協(xié)議芯片等擴(kuò)充了大量的專(zhuān)用語(yǔ)句。 內(nèi)置模擬終端和程序下載功能。 自帶內(nèi)置的圖形軟件仿真平臺(tái)，并同時(shí)支持和采用 AVR STUDIO 作為其軟件模擬仿 真器。 完善的連機(jī)幫助功能和大量的例程。 BS