Jednočip ATtiny2313 pod Linuxem

17. 6. 2005 | Petr Tomášek | Hardware | 20820×

Firma ATMEL vydala novou verzi oblíbeného jednočipu. Co je potřeba vědět, abyste pro něj mohli v Linuxu programovat.

Proč?

Asi před rokem vyšel na serveru AbcLinuxu článek Jana Martínka o programování jednočipů ATMEL pod linuxem: Jednočipy pod Linuxem.

Tento článek byl jistě pro mnohé začátečníky výborným seznámením s jednočipy. Od doby jeho vzniku se však změnila jedna věc. Jednočip AT90S2313, který je v článku použitý, přestala firma ATMEL vyrábět, a dnes je možné koupit jen jeho náhradu ATtiny2313. Ta má za stejné peníze několik příjemných vylepšení, bohužel však není s AT90S2313 kompatibilní a doposud chybí její podpora v některých vývojářských balíčcích (bohužel právě těch, které užívá zmíněný článek).

V tomto mini-howto bych proto rád popsal, jak nefunkční programy nahradit a jak obejít zmíněnou nekompatibilitu.

Upload programu

V citovaném článku se k nahrávání programu do mikročipu používá program uisp. Ten si bohužel prozatím s tiny2313 neumí poradit (nová verze jednočipu by měla používat zápis do flashe po blocích na rozdíl od zápisu po bytech u AT90S2313). Řešením je použít program avrdude.

S tímto programem je ovšem spojeno několik malých zádrhelů. Prvním z nich je, že ve standardní distribuci chybí podpora právě pro to zapojení programátoru, které používá uisp. Jelikož má ale avrdude tu sympatickou vlastnost, že se zapojení programátoru dá nastavit v konfiguračním souboru a není nutné jej znovu kompilovat, pomoc je snadná: Stačí přidat do souboru /etc/avrdude tyto řádky:

programmer
  id    = "dapa";
  desc  = "Direct Parallel... as found in uisp...";
  type  = par;
  reset = 16;
  sck   = 1;
  miso  = 11;
  mosi  = 2;
;

Program je potom do jednočipu možné nahrát následujícím příkazem:

avrdude -c dapa -p t2313 -U flash:w:helloworld.hex

Pokud používáme k nahrávání Makefile z článku, stačí nahradit řádku s příkazem uisp za něco takovéhoto (připomínám, že kvůli struktuře souboru Makefile musí být prvním znakem na řádce tabulátor):

load: $(PROJECT).hex
  avrdude -c dapa -p t2313 -U flash:w:$(PROJECT).hex

Nastavení oscilátoru

Jednou z novinek, která se v ATtiny2313 objevila, je, že jednočip nepotřebuje už nutně externí krystal, neboť má v sobě integrován interní oscilátor. Špatnou zprávou ovšem je, že nám to rozhodí časování sériového portu. Při nastavení od výrobce totiž jednočip tepe pouze rychlostí 4/8Mhz, tj. 500kHz.

Abychom zapnuli externí krystal jako zdroj hodinového taktu, je potřeba nastavit takzvané pojistky ("fuses"). Pro krystal s taktem větším, než 8MHz a pro zařízení s pomalým náběhem proudu by nastavení (s pomocí programu avrdude) vypadalo takto:

avrdude -c dapa -p t2313 -U lfuse:w:0xff:m

Jinými slovy "nižší byte pojistky" (Fuse Low Byte) je nastaven na hodnotu 0xff, což vykoná přesně to, co potřebujeme (standardní hodnota od výrobce je 0x62). POZOR, při každém experimentování s pojistkami se doporučuje důkladně prostudovat příslušný datasheet k jednočipu. Jinak bychom si také mohli vypnout programování přes sériové rozhraní, nebo udělat z pinu RESET další vstupně-výstupní linku. Pak bychom už do jednočipu bez speciálního programátoru žádný program nenahráli. Chtěl bych také upozornit na to, že tyto pojistky jsou u každého typu jednočipu jiné a je vždy třeba nahlédnout do příslušné dokumentace.

Kompilace

Avr-gcc zatím bohužel (pokud vím) nemá pro ATtiny2313 podporu. Nová verze avr-gcc by měla být nekompatibilní se starší (například by měla přestat fungovat makra sbi() a cbi()), takže pokud máte již nějaké projekty pro AVR-ka rozdělané, nemusel by přechod na novější verzi být tím pravým.

Naštěstí jsou si AT90S2313 a ATtiny2313 do velké míry podobné, takže některé jednodušší programy budou fungovat tak, jak jsou, u složitějších stačí provést drobné změny.

Nejpodstatnější změnou pro čtenáře zmíněného článku je fakt, že ATMEL v novém ATtiny2313 používá modernizované sériové rozhraní (které nazývá jako USART, oproti předchozímu UART). Zde je několik problémů s kompatibilitou.

Zaprvé má USART jinak pojmenované registry, dva má dokonce navíc. To je možné obejít tím, že si registry sami nadefinujeme, například takto:

#define UCSRA USR
#define UCSRB UCR
#define UBRRL UBRR

#define UCSRC _SFR_IO8(0x03)
#define UBRRH _SFR_IO8(0x02)

// UCSRA
#define UPE 2
#define U2X 1
// UCSRB
#define MPCM  0
#define UCSZ2 2
// UCSRC
#define UMSEL 6
#define UPM1  5
#define UPM0  4
#define USBS  3
#define UCSZ1 2
#define UCSZ0 1
#define UCPOL 0

Co se týče vlastního kódu, zůstává vše při starém, až na způsob, jakým USART inicializujeme. Nový způsob může vypadat asi nějak takto:

  sbi(UCSRB, TXEN); // UCR -> UCSRB
  sbi(UCSRB, RXEN);
  sbi(UCSRC, UCSZ0);  // 8bit přenos...
  sbi(UCSRC, UCSZ1);
  UBRRH = 0;	// 9600 baudu, POZOR, nejdříve je třeba
  UBRRL = 59;	// nastavit UBRRH, potom teprve UBRRL!

Jiné náhrady

Jinou možností, jak zmíněnou nekompatibilitu obejít, je použít jiný jednočip: Konrétně ATmega8 je jen o málo dražší a přitom má daleko lepší parametry, než ATtiny2313. Je však třeba upozornit na to, že některé problémy nalezneme i u toho jednočipu: konkrétně je také nutno vypnout interní oscilátor a stejně tak používá ATmega8 již zmodernizovanou verzi sériového rozhraní.

       

Komentáře

[--.----...--.-.]

Dakujem za clanok.

Chystam sa na leto spachat nieco pre mikrokontrolery, pretoze aktualny stav nie je bohvie co a je to aj jedna z veci preco musim mat este win na hdd. Este nemam presnu predstavu, ale mal by tam byt hlavne programator a simulator pre 51 a AVR. Dostupne compilery su vcelku dobre, tak tie nebudem robit. No a samozrejme, ak by sa mi to podarilo, spravim clanok o postupe vyvoja a implementacie programov pre mikrokontrolery. Snad mi to vyjde...

Inac pre PIC uz je spravene IDE.

[Karel Kozumplík]

Chtěl bych upozornit jen na malou nepřesnost. Už před čtyřmi měsíci jsem našel na internetu jak uisp, tak avr-gcc s podporou ATtiny2313.

[Petr Tomášek]

Dobrý den!

Děkuji za upozornění, v době, kdy jsem hledal já (pár měsíců to bude, kolik přesně vám neřeknu), ještě v oficiálních vydáních podpora nebyla. Přesto doufám, že článek může být inspirací třeba v nějaké podobné situaci

[CalebCZ]

Dobrý den,

tak mohu potvrdit, že program uisp už čip ATtiny2313 podporuje. Sehnal jsem verzi 20050207 (boužel už nevím kde, LOL) a řekl bych, že vše funguje jak má. Na officiálních stránkách je k dispozici poslední release 20040311, ale už by měl podporovat také ATtiny2313.

Další moje zkušenost je, že avrdude má vetší problémy s komunikací než uisp (mám asi tak 1,75 m dlouhel kabel ). Ale uisp je naprosto v pohodě...tak nevím.

Našel jsem jeden odkaz k věci: zde .-)

Přeji pěkný den, PIC.

[J.M.]

verze 20050207 je na: http://savannah.nongnu.org/download/uisp/

[nebuzerujte s nickem]

co se tyce uart vs usart tak uart = universal asynchronous receiver/transmitter usart = universal synchronous/asynchronous receiver/transmitter

[CalebCZ]

Chtěl bych poděkovat za článek. Ušetřil mě dalších spoustu hodin browzdání na netu.

Pokud by kdokoliv z Vás chtěl napsat nějaké užitečné návody na programovaní jednočipů (samozřejmě v souvislosti s linuxem) určitě to spoustě lidem pomůže Například na HW.cz linuxové věci moc neřeší.

Když už jsme u toho, docela by se hodily i clanky jak v linuxu ovladat napr. USB či LPT port. Článek na ovládání RS232 jsem tady už našel.

Přeji hodně úspěchů nejen s dalšími články .-)

[kovacj@netkosice.sk]

pozor na makra sbi a cbi, boli odstranene z kniznic a ak mate aktualnu verziu, prekladac sa moze tvarit kyslo :] staci si ich nadefinovat odznova, ved su to len makra...

[Billy]

pozor na makra sbi a cbi, boli odstranene z kniznic a ak mate aktualnu verziu, prekladac sa moze tvarit kyslo :] staci si ich nadefinovat odznova, ved su to len makra...

Prosim te a jak mam nadefinovat ty makra?

[neasi]

#ifndef cbi
    #define cbi(sfr, bit) (sfr &= ~_BV(bit))
#endif
#ifndef sbi
    #define sbi(sfr, bit) (sfr |= _BV(bit))
#endif

[Petr Slansky]

GPL programator SP12 ma take podporu pro Linux i ATtiny2313: http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-spider_prog.html#linux_version

[CalebCZ]

Dobrý den,

tak jsem se odhodlal, že si nainstaluju vše potřebné pro kompilaci zdrojáků na ATtiny2313. Měly by to být tyto 3 programy: binutils, gcc a avr-lib.

Když jsem zjistil, že v rpm (mám MDK 10.1) žádná vyhovující verze není, byl jsem donucen ke stažení zdrojáků:

binutils-2.16.1.tar.bz2

gcc-3.4.4.tar.bz2

avr-libc-1.2.3.tar.bz2

Postupoval jsem podle návodu na instalaci avr-libc (online manuál).

Nejprve instalace binutils, poté gcc a nakonec avr-libc. Přesně podle návodu, takže při konfiguraci mimojiné i parametr --target=avr.

Instaloval jsem do adresare $HOME/local/avr. Vse krome avr-libc se nainstalovalo (takže počítám, že dobře). Avr-libc mě při make (i ./domake) vyhodil asi tři errory ohledně assembleru (že už nějaké makro bylo definováno nebo co)...Navíc jsem si při konfiguraci všimnul hlášky, že avr-gcc nepodporuje ATtiny2313 (přitom dám-li avr-gcc --target-help, je tam i MCU attiny2313).

Netuším co s tím. Děsně mě to se.... Takovej mamut jako gcc se zkompiluje a malej šmejd avr-libc dělá problémy. Progoogloval jsem snad celou sobotu a stejně jsem s tim nepohnul.

Mohl by mě někdo pls poradit?

Děkuji a PIC.

[CalebCZ]

Dobrý den,

Tak už jsem to vyřešil...doufám. Řešení je asi dost neprofesionální a nelinuxovské (ale co chtít od lamky)

Včera jsem "zabil" celý den řešením tohoto problému. Měl jsem jediný problém a to při kompilaci avr-libc-1.2.3. Jak bylo uvedeno v návodu, je potřeba nejprve nainstalovat binutils, pak gcc a nakonec avr-libc.

Bohužel avr-libc šlo zkompilovat jen tehdy, pokud jsem měl nainstalovány binutils-2.15 a gcc-3.4.4. (jinak to při překladu hlásilo chybu). Při ./configure jsem si ale všimnul hlášky, že avr-gcc nepodporuje ATtiny2313 a ještě mnoho dalších (novějších). Zkusil jsem i něco přeložit s parametrem attiny2313, ale linker nenašel soubor myslím, že attn2313.o. Opravdu nikde nebyl.

Nastalo otravné hledání kombinace binutils, gcc a následné kompilace avr-libc (vždy instalace binutils ve verzích 2.15, 2.16 a 2.16.1, poté kompilace gcc ve verzích 3.4.4 a 4.0.0 a nakonec zkouška, zda se avr-libc přeloží). Naštěstí, jsem si pomocí checkinstall vytvořil rpm balíčky, takže testování bylo snadnější, ale gcc jsem musel vždy kompilovat pro momentální verzi nainstalovaných binutils. Snad jsem to popsal, tak, že se v tom nezamotáte .-)

Výsledek byl, jak už jsem zmínil, že avr-libc se podařilo přeložit jen při avr-binutils-2.15 a avr-gcc-3.4.4. Podpora ATtiny2313 nebyla k dispozici. To mě opravdu nepotěšilo

Nakonec jsem se rozhodl, že si nainstaluji nejnovější verzi avr-binutils-2.16.1 (už jsem je měl v rpm z předešlého testování) a avr-gcc-4.0.0. Avr-libc by zkompilovat sice nešlo, ale díky tomu, že jsem si už před tím udělal rpm balíček avr-libc-1.2.3 ("postaveného" na avr-binutils-2.15 a avr-gcc-3.4.4) nebyl žádný problém. Soubory se nahrály kam měli O podpoře ATtiny2313 se mě mohlo jen zdát, neboť nebyl k dispozici soubor attn2313.o

Tak jsem začal pátrat na internetu po tomhle souboru a našel jsem ho v rpm balíčku pro 64-bit SuSE Linux (alespoň myslím, že to byl 64-bit). Poté další hlednání, jak balíček rozbalit, ale neinstalovat. Nakonec jsem se ke kýženému souboru (vlastně souborům) dostal. Vše co nebylo v mém nainstalovaném avr-libc jsem přidal z tohoto balíčku. Mno a teď to vypadá, že vše funguje jak má. Zdroják si přeložím i pro ATtiny2313, slinkuji (nebo jak to nazvat) a vytvořím intel hex. Ten úspěšně nahraji do čipu a ten pracuje jak ma. Uffff to bylo vyčerpávající....jestli jste došli až sem, tak gratuluji .-)

PIC

[skywaker]

zdravim.

v skole som sme sa ucili programovat 8051 a ja by som chcel prejst na AVRka. konkretne som chcel 2313 ale ked tato sa nevyraab uz tak skusim Attiny2313 ovsem neamm nan programator .... nevie niekto o nejakom programatore na seriovy port? a taktiez aby to nepotrebovalo dodatocny procesor ma to byt jednoduche. nasiel som schemu SDK2313 v aradio 2003/2 ale ten je na obycajnu 90s2313 da sa to pouzivat aj na novy attiny? a ako je podpora serioveho portu v linuxe? inac dalsim problemom je ze nemam assembler a program na zapis do procaka. dakujem za pomoc.lukas. (pracujem v opensuse 10.0, ale keby strebalo dam si slackware 10.2 :) lukas.

[skywaker]

a moja adresa je (vesi.lukas@post.sk)

[Martin]

Já jsem použil programátor SP12 pod windows 98 mi to funguje normálně ale pod win XP to nejde.