首先講講題目的由來吧。我做的東西原本是利用ARDUINO MEGA2560及各種模塊搭建起來的，程序自然也是用ARDUINO IDE寫的。但這種東拼西湊的產(chǎn)品自然不夠好，更主要的是，之前ARDUINO板的電源燒掉了，我看了下原理圖，當(dāng)電腦USB電源和12V電源都接上時(shí)，USB5V和12V轉(zhuǎn)的5V并聯(lián)了，以此來提供大電流，但是我上網(wǎng)查了下，兩個(gè)相同電壓的電源并聯(lián)其實(shí)是很容易出問題的，電流的分配關(guān)系并沒有想象的那么聽話是均分的，而是和電源的內(nèi)阻有關(guān)，很容易燒電源，于是想著自己參考著開源原理圖設(shè)計(jì)了一塊電路板，修改了電源方案并把所有元件都放在一塊板上，并修改固件（即之前說的程序）后燒進(jìn)單片機(jī)中。說到這里，有必要闡述一下AVR與ARDUINO的關(guān)系。

ARDUINO是以ATMEL公司的AVR單片機(jī)為主控芯片的開源硬件，同時(shí)它還有自己的開發(fā)環(huán)境ARDUINO IDE。那么ARDUINO板是怎么利用AVR單片機(jī)搭建起來的呢？比如ARDUINO MEGA2560就是以AT MEGA2560 為主控芯片搭建起來的。ARDUINO把AVR單片機(jī)的部分通用I/O口挑出來，給他重新賦予名字：如maga2560 中PD0對應(yīng)ARDUINO板上的digital 21（PWM和COMMUNICATION 的I/O口也是DIGITAL口），PF0對應(yīng)ADC0即板子上ANALOG IN的A0.每個(gè)版本都是事先把AVR單片機(jī)的各設(shè)置都設(shè)置好了之后才出售的。每個(gè)版本的相關(guān)信息可通過ARDUINO所在文件夾下hardwarearduino下的boards.txt查看，里面記載了各版本的熔絲位設(shè)置，串口波特率設(shè)置，bootloader文件所在位置等等。在ARDUINO IDE中選擇版本時(shí)，就會(huì)把相關(guān)參數(shù)切換為這個(gè)文件里說明的參數(shù)。

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說完I/O口，再說說ARDUINO的下載方式。AVR單片機(jī)的下載方式有ISP,JTAG仿真，高壓并行下載等。早期的ARUIDNO的下載用的還是CH340G，后來從某個(gè)版本開始就使用AT MEGA8以及16來實(shí)現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口了。ARDUINO MEGA2560的手冊的下載模塊原理圖如下：

BOOTLOADER就是正式程序之前的一段小程序，他在FLASH中有自己專門的存儲(chǔ)區(qū)（忘記叫什么了），可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)各種功能，一般被用作系統(tǒng)啟動(dòng)前的初始化工作。而ARDUINO就利用他實(shí)現(xiàn)了串行口下載。具體步驟見后面敘述。

下面說下我的開發(fā)過程。

一.利用PROGISP實(shí)現(xiàn)ARDUINO IDE編寫的程序的下載

由于我的micro usb焊接不上去，又不想浪費(fèi)其余部分已經(jīng)焊好的板子，于是用PROGISP來下載ARDUINO IDE上寫好的程序。
ARDUINO板子正常的下載是通過USB口，在編譯器上一鍵下載的。而我們用PROGISP下載則需要編譯好的16進(jìn)制文件。導(dǎo)出ARDUINO IDE編譯好的hex文件設(shè)置如下：

打開ARDUINO IDE，F(xiàn)ile->preferences，點(diǎn)那個(gè)C盤的路徑，用記事本打開preferences.txt

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關(guān)閉ARDUINO IDE（非常重要！）

用記事本打開preferences.txt后,選擇hex文件存放的路徑，在最后行加入 build.path=D:arduinoMyHexDir。這個(gè)路徑自己選擇。關(guān)閉文件。

驗(yàn)證是否成功，如果沒有成功，很可能是修改文件時(shí)ARDUINO沒有關(guān)閉，此時(shí)重新打開文件，會(huì)發(fā)現(xiàn)那段語句并沒有加入到文中。

成功后，目錄里能找到編譯好的HEX文件。

接下來就是AVR單片機(jī)的一些需要設(shè)置的地方了，談下我的經(jīng)歷以及需要注意的東西：熔絲位。這是我第一次接觸AVR單片機(jī)，很多地方都不懂，之前一直以為直接用CH340G就可以實(shí)現(xiàn)下載了，后來發(fā)現(xiàn)并不是這樣。首先AVR的熔絲位就是一個(gè)很獨(dú)特的東西，它決定了時(shí)鐘選擇，系統(tǒng)時(shí)鐘分頻，啟動(dòng)時(shí)從哪個(gè)地址開始執(zhí)行程序，各種使能等等。AVR出廠時(shí)默認(rèn)的是使用內(nèi)部的RC振蕩電路，我的板子上用的是外部的16M晶振，所以需要修改熔絲位來選擇外部晶振作為時(shí)鐘電路。而熔絲位是需要用ISP來下載的，所以第二版PCB我增加了ISP的下載口，并在網(wǎng)上買了兩個(gè)usb isp下載器，無奈的是，把下載器插到電腦上后，電腦竟然沒發(fā)現(xiàn)新硬件，在設(shè)備管理器里也沒有找到。好在賣家負(fù)責(zé)，給我發(fā)了個(gè)免驅(qū)動(dòng)的燒錄軟件，見下圖。

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這個(gè)軟件對熔絲位的燒寫有向?qū)Ｊ剑浅７奖悖挥萌ゲ槿劢z位各個(gè)位的意義，大大便利了熔絲位的設(shè)置。利用這個(gè)軟件，我成功的實(shí)現(xiàn)了熔絲位的修改和程序的燒錄（別忘了第一步永遠(yuǎn)是先選擇芯片型號(hào)）。當(dāng)然中間也有一些小插曲。比如說熔絲位中我選擇了“系統(tǒng)時(shí)鐘8分頻”，導(dǎo)致實(shí)際時(shí)鐘只有晶振值的八分之一，又如我明明沒用BOOTLOADER，卻選擇了“將復(fù)位向量移至BOOT區(qū)起始地址”，導(dǎo)致單片機(jī)沒有執(zhí)行我的程序。其中主要的問題是單片機(jī)時(shí)鐘選擇的問題，這里需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下：“RC振蕩器”指的是利用電路和電容電路組成的時(shí)鐘電路，“外部時(shí)鐘”指的是一種有源晶振而不是我們平時(shí)所見的細(xì)長的無源晶振，“外部低頻晶振”就是頻率很低的無源晶振，“外部滿幅晶振”我不懂，看有些地方寫的它對應(yīng)的幾個(gè)熔絲位的值是外部RC振蕩電路，總之不用他就對了，而“外部低功率晶振”則是我們常用的外接的無源晶振加起振電容組成的時(shí)鐘電路，它對應(yīng)的CKSEL3:0=1000~1111。現(xiàn)在，熔絲位的設(shè)置就完成了。

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接下來看燒入程序，點(diǎn)“調(diào)入FLASH”,設(shè)置好其他的選項(xiàng)后，點(diǎn)“自動(dòng)”就可完成所有操作。這里順便說下FLASH和EEPROM的區(qū)別，F(xiàn)LASH容量很大，一般程序就裝在里面。而EEPROM的容量較小，對MEGA2560，它只有4K的大小，多用于非易失性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。至此，你已經(jīng)成功的完成了用PROGISP下載ARDUINO IDE編好的程序到AVR里。

現(xiàn)在說下我在開發(fā)的過程中遇到的一個(gè)很有趣的現(xiàn)象。當(dāng)我全部設(shè)置好熔絲位后，我立即用示波器觀察了下晶振的起振情況，得到的卻是下面的結(jié)果：

電壓大概是1V，有輕微的紋波。于是我判斷晶振依然沒有起振。后來又是重焊時(shí)鐘電路，始終沒有解決問題。最后我抱著試一試的態(tài)度寫了個(gè)LED閃爍的程序，并把時(shí)鐘改成內(nèi)部RC振蕩電路，測試了下輸出，發(fā)現(xiàn)有輸出，只不過頻率不對，并且實(shí)際頻率是理論頻率的八分之一，我突然想到之前的“系統(tǒng)時(shí)鐘8分頻”，于是我把這個(gè)選項(xiàng)去掉了，果然，輸出正常了。緊接著，我把時(shí)鐘切換為外部晶振，又測了一下輸出，輸出正常！接著重新測了下晶振，波形依然是一條橫線！得出結(jié)論：AVR與C51不同，晶振起振后并沒有明顯的正弦波波形。當(dāng)設(shè)置為內(nèi)部RC振蕩電路時(shí)，晶振的引腳電平為0V；當(dāng)設(shè)置為外部晶振時(shí)，晶振的一只引腳電壓為1V，另一只電壓為0.7V，沒有正弦波形。

二.利用ARDUINO IDE實(shí)現(xiàn)AVR單片機(jī)的下載

上一種下載方法是AVR的下載方式，而這里提到的下載方法就是ARDUINO的下載方式。前面說過，要想用ARDUINO的正常下載方式，就要先用ISP下載器燒錄相應(yīng)的BOOTLOADER，然后禁止ISP下載，之后都用串口方式下載程序。
在你的串口芯片好使以及焊接等都沒問題的情況下，把電腦和板子用AVR ISP連好，在ARDUINO里的TOOLS->Board上選擇好板子型號(hào)后，再在programmer里選擇AVR ISP，最后點(diǎn)Burn Bootloader。成功后，你就可以用ARDUINO正常的下載方式實(shí)現(xiàn)下載啦。如果你怕以后BOOTLOADER損壞，那么干脆用PROGISP禁止ISP下載。