Mac OSXにおける近代的なAVRマイコン開発環境

久しぶりにAtmel AVRマイコンを直に使うプロジェクトをやるので、環境を整えてみた。@rain_yukizoraと @qt_fbが色々教えてくれた。

これが最強の組み合わせだ！！

Mac OSX Snow Leopard
Cross Pack for AVRに入っているavr-gcc
macportsでインストールしたavrdude
aitendoで売ってるusbasp
秋月やマルツで売っているATMega168か168pか328p

この記事では、MacでのAVRマイコン開発環境の構築と、ATMega168pでLEDを1秒間隔で点滅させるプログラムを作成して、マイコンに書き込んで動作させる所までを解説します。

Macbook Air + usbasp + ATMega168pで開発しているところ

■Cross Pack for AVRをインストールする
CrossPack – A Development Environment for Atmel’s AVR Microcontrollers
ここからダウンロードしてインストールする。
普通は /usr/local/CrossPack-AVR にインストールされるはず。

■usbaspを買う
aitendoで売ってるusbaspを買う。
これはMacからAVRマイコンに書き込みをする機械(writer)で、USBで動作するライターの中で最も安いし対応デバイスも多いのでオススメ。
朝買ってすぐ銀行に振りこんだら昼には発送されてた。

■XCodeをインストールする
次の項目のmacportsのインストールのために、XCodeが必要なのでインストールする。
Developer Downloads & ADC Program Assets

有料のXCode4が最新だけど、無料の3系でも良い。

■Macportsをインストールする
macports.orgからダウンロードしてインストールする。

■macportsとCross Pack for AVRのPATHを通す
$HOME/.profile を開く（無ければ作る）

これを下の方に書く

export PATH=$PATH:/opt/local/bin

export PATH=$PATH:/usr/local/CrossPack-AVR/bin

新しいterminalを開いて、PATHがセットされているか確かめる。

echo $PATH

■macportsでavrdudeをインストールする
Cross Pack for AVRに入っているavrdudeはUSBで使えないので、USBで使えるavrdudeを作る。

sudo port install git-core libusb avrdude

which avrdude

/opt/local/bin/avrdude が出てくればok。Cross Packの方が出てきたら、前のPATHの設定の順序が間違っている。

（homebrewでもavrdudeがインストールできるが、libusbを先にインストールしていても使えない。よくわからない。）

■avrdude.confにATMega168pのデバイス設定を追加する
ATMega168pを使う人だけ。168や328pを使うなら必要ない。
https://github.com/shokai/atmel-avrgcc-studyからavrdude.confをダウンロードしてきて、 /opt/local/share/avrdude.confと入れ替える。

git clone git://github.com/shokai/atmel-avrgcc-study.git

sudo cp /opt/local/etc/avrdude.conf /opt/local/etc/avrdude.conf.bak

sudo cp atmel-avrgcc-study/avrdude.conf /opt/local/etc/avrdude.conf

このavrdude.confはmacportsでインストールしたavrdude.confに、Kimio Kosakaさんが作ったavrdude.confにあったatmega168pの設定を追加した物です。

これで環境は整ったので、プログラムを書く。
俺が作ったプログラムは https://github.com/shokai/atmel-avrgcc-study/tree/master/28pin/led_blinkにある。これをそのまま書きこんで動かしても良いと思う

■avr-gccプロジェクトを作る
LEDを点滅させるプロジェクトを作る

avr-project led_blink

cd led_blink/firmware

make

xcode用のファイルも生成されるが、xcodeを使っても全く意味が無いので無視する。

プロジェクトをそのままいきなりコンパイルして、バイナリ(.hexファイル)が作れるか確かめる。

■ATMega168pで回路を組む

写真を見て回路を組む。
左の2つのLED（PB0, PD7）が交互に1秒ごとに点滅する。右のLED(PB1)はスイッチ(PB2)を押している間だけ点灯する。

ATMega168pのピン配置はこれ。VCC(AVCC)とGNDを接続する。

usbaspのケーブルの穴側から見たピン配置はこうなっている。
RESET,MISO,MOSI,SCKをAVRライターと接続する。VCCとGNDは回路のそれぞれと接続する。

■Makefileを修正する
修正する箇所はDEVICE,CLOCK,PROGRAMMER,FUSESの4つ。

DEVICE     = atmega168p

CLOCK      = 8000000

PROGRAMMER = -c usbasp

FUSES      = -U hfuse:w:0b11011111:m -U lfuse:w:0b11100010:m

ATMega168の時はDEVICE = atmega168にする。

ここに完成品がある https://github.com/shokai/atmel-avrgcc-study/blob/master/28pin/led_blink/Makefile

fusebitの設定については橋本商会 » ATmega168のクロックを内蔵8Mhzに切り替えるに書いた。

■プログラムを書く
main.c を書く

#include <avr/io.h>

#include <util/delay.h>



#define TRUE 1

#define FALSE 0

#define NULL '\0'

#define sbi(BYTE,BIT) BYTE|=_BV(BIT)

#define cbi(BYTE,BIT) BYTE&=~_BV(BIT)



#define LED0_ON() sbi(PORTB, PB0)

#define LED0_OFF() cbi(PORTB, PB0)

#define LED1_ON() sbi(PORTD, PD7)

#define LED1_OFF() cbi(PORTD, PD7)

#define LED2_ON() sbi(PORTB, PB1)

#define LED2_OFF() cbi(PORTB, PB1)



void check_sw(void){

  if(PINB&_BV(PB2)) LED2_ON();

  else LED2_OFF();

}





int main(void)

{

  DDRB = 0b00000011;

  DDRD = 0b10000000;

  LED2_ON();

  for(;;){

    LED0_ON();

    LED1_OFF();

    check_sw();

    _delay_ms(1000);

    LED0_OFF();

    LED1_ON();

    check_sw();

    _delay_ms(1000);

  }

  return 0;

}

出力方向レジスタを指定する時は0bで2進数で書くと楽。
LED点滅の1秒（1000ミリ秒）のdelayはutil/delay.hを使った。

■コンパイルする

make

エラーがあるか確かめられる。

■ヒューズビットを書きこむ
Makefileで指定した、内蔵クロック8MHz駆動のfusebitを書きこむ。

make fuse

この操作は1回で良い。

■プログラムを書き込む

make flash

usbaspが書きこんでくれる。
avrdudeがSCKを使えていないというメッセージが出るが、書き込める。

usbaspが電源も供給してくれるので、回路にACアダプタや電池などの他の電源は接続してはならない。
usbaspの電源供給は基板上のjumper pinを抜けばOFFにできる。

これでAVRマイコンをMacで開発できる環境が整った。

橋本商会