如何使用AVR-GCC API
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時(shí)間：2016-11-25
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嵌入式編程的代碼可以簡(jiǎn)單地分為兩部分，一是與硬件無(wú)關(guān)的算法部分，對(duì)其編程與普通C編程沒(méi)有區(qū)別；二是與硬件相關(guān)的寄存器/端口操作部 分。不同的MCU實(shí)現(xiàn)方法各有不同。在AVR-GCC里則通過(guò)一系列的API來(lái)解決。當(dāng)然，用戶(hù)也可以定義自己的API。在此簡(jiǎn)單地介紹目前AVR- GCC里定義的API，以及AVR-GCC的工作過(guò)程。
一．存儲(chǔ)器API
AVR具有三種存儲(chǔ)器：FLASH，SRAM和EEPROM。 AVR-GCC將程序代碼放在FLASH，數(shù)據(jù)放在SRAM。
I．程序存儲(chǔ)器
如果要將數(shù)據(jù)（如常量，字符串，等等）放在FLASH里，用 戶(hù)需要指明數(shù)據(jù)類(lèi)型__attribute__((progmem))。為了方便使用，AVR-GCC定義了一些更直觀的符號(hào)，如下表所示。
類(lèi) 型定義
prog_voidvoid __attribute__((progmem))
prog_charchar __attribute__((progmem))
prog_intint __attribute__((progmem))
prog_longlong __attribute__((progmem))
prog_long_longlong long __attribute__((progmem))
PGM_Pprog_char const*
PGM_VOID_Pprog_void const*
提供的庫(kù)函數(shù)有：
1．__elpm_inline
用法：uint8_t __elpm_inline(uint32_t addr);
說(shuō)明：執(zhí)行ELPM指令從FLASH里取數(shù)。參數(shù)為32位地址，返回一個(gè)8位數(shù)據(jù)。
2．__lpm_inline
用 法：uint8_t __elpm_inline(uint16_t addr);
說(shuō)明：執(zhí)行LPM指令從FLASH里取數(shù)。參數(shù)為16位地址， 返回一個(gè)8位數(shù)據(jù)。
3．memcpy_P
用法：void* memcpy_P(void* dst, PGM_VOID_P src, size_t n);
說(shuō)明：memcpy的特殊版本。完成從FLASH取n個(gè)字節(jié)的任務(wù)。
4．PRG_RDB
用 法：uint8_t PGR_RDB(uint16_t addr);
說(shuō)明：此函數(shù)簡(jiǎn)單地調(diào)用__lpm_inline
5．PSTR
用 法：PSTR（s）;
說(shuō)明：參數(shù)為字符串。功能是將其放在FLASH里并返回地址。
6．strcmp_P
用法：int strcmp(char const*, PGM_P);
說(shuō)明：功能與strcmp()類(lèi)似。第二個(gè)參數(shù)指向程序存儲(chǔ)器內(nèi)的字符串。
7．strcpy_P
用 法：char* strcpy_P(char*, PGM_P);
說(shuō)明：功能與strcpy()類(lèi)似。第二個(gè)參數(shù)指向程序存儲(chǔ)器內(nèi)的字符串。
8．strlen_P
用 法：size_t strlen_P(PGM_P);
說(shuō)明：功能與strlen()類(lèi)似。第二個(gè)參數(shù)指向程序存儲(chǔ)器內(nèi)的字符串。
9．strncmp_P
用 法：size_t strncmp_P(char const*, PGM_P, size_t);
說(shuō)明：功能與strncmp()類(lèi)似。第二個(gè) 參數(shù)指向程序存儲(chǔ)器內(nèi)的字符串。
10．strncpy_P
用法：size_t strncpy_P(char*, PGM_P, size_t);
說(shuō)明：功能與strncpy()類(lèi)似。第二個(gè)參數(shù)指向程序存儲(chǔ)器內(nèi)的字符串。
II．EEPROM
AVR內(nèi)部有 EEPROM，但地址空間與SRAM的不相同。在訪問(wèn)時(shí)必須通過(guò)I/O寄存器來(lái)進(jìn)行。EEPROM API封裝了這些功能，為用戶(hù)提供了高級(jí)接口。使用時(shí)要包含eeprom.h。在程序里定義EEPROM數(shù)據(jù)的例子如下：
static uint8_t variable_x __attribute__((section(".eeprom"))) = 0;
不同的AVR器件具 有不同數(shù)目的EEPROM。鏈接器將針對(duì)不同的器件分配存儲(chǔ)器空間。
1．eeprom_is_ready
用法：int eeprom_is_ready(void);
說(shuō)明：此函數(shù)用于指示是否可以訪問(wèn)EEPROM。如果EEPROM正在執(zhí)行寫(xiě)操作，則在4ms內(nèi)無(wú) 法訪問(wèn)。此函數(shù)查詢(xún)相應(yīng)的狀態(tài)位來(lái)指示現(xiàn)在是否可以訪問(wèn)EEPROM。
2．eeprom_rb
用法：uint8_t eeprom_rb(uint16_t addr);
說(shuō)明：從EEPROM里讀出一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容。參數(shù)addr用于指示要讀出的地址。 _EEGET(addr)調(diào)用此函數(shù)。
3．eeprom_read_block
用法：void eeprom_read_block(void* buf, uint16_t addr, size_t n);
說(shuō)明：讀出一塊EEROM的內(nèi) 容。參數(shù)addr為起始地址，n表明要讀取的字節(jié)數(shù)。數(shù)據(jù)被讀到SRAM的buf里。
4．eeprom_rw
用 法：unint16_t eeprom_rw(uint16_t addr);
說(shuō)明：從EEPROM里讀出一個(gè)16位的數(shù)據(jù)。低字節(jié)為低8位，高 字節(jié)為高8位。參數(shù)addr為地址。
5．eeprom_wb
用法：void eeprom_wb(uint16_t addr, uint8_t val);
說(shuō)明：將8位數(shù)據(jù)val寫(xiě)入地址為addr的EEPROM存儲(chǔ)器里。_EEPUT（addr，val）調(diào) 用此函數(shù)。
二．中斷API
由于C語(yǔ)言設(shè)計(jì)目標(biāo)為硬件無(wú)關(guān)，因此各種編譯器在處理中斷時(shí)使用的方法都是編譯器設(shè)計(jì)者自己的方法。
在 AVR-GCC環(huán)境里，向量表已經(jīng)預(yù)先定義，并指向具有預(yù)定義名稱(chēng)的中斷例程。通過(guò)使用合適的名稱(chēng)，用戶(hù)例程就可以由相應(yīng)的中斷所調(diào)用。如果用戶(hù)沒(méi)有定義 自己的中斷例程，則器件庫(kù)的缺省例程被加入。
除了中斷向量表的問(wèn)題，編譯器還必須處理相關(guān)寄存器保護(hù)的問(wèn)題。中斷API解決了細(xì)節(jié)問(wèn)題。用戶(hù)只要 將中斷例程定義為INTERRUPT（）或SIGAL（）即可。而對(duì)于用戶(hù)沒(méi)有定義的中斷，缺省例程的處理是reti指令。
函數(shù)定義可參見(jiàn) interrupt.h，中斷信號(hào)符號(hào)表參見(jiàn)sig-avr.h。
1．cli
用法：void cli(void);
說(shuō) 明：通過(guò)置位全局中斷屏蔽位來(lái)禁止中斷。其編譯結(jié)果僅為一條匯編指令。
2．enable_external_int
用 法：void enable_external_int(uint8_t ints);
說(shuō)明：此函數(shù)訪問(wèn)GIMSK寄存器（對(duì)于MEGA器件則是 EIMSK寄存器）。功能與宏outp()一樣。
3．INTERRUPT
用法：INTERRUPT（signame）
說(shuō) 明：定義中斷源signame對(duì)應(yīng)的中斷例程。在執(zhí)行時(shí)，全局屏蔽位將清零，其他中斷被使能。ADC結(jié)束中斷例程的例子如下所示：
INTERRUPT（SIG_ADC）
{
}
4．sei
用 法：void sei(void)；
說(shuō)明：通過(guò)清零全局中斷屏蔽位來(lái)使能中斷。其編譯結(jié)果僅為一條匯編指令。
5．SIGNAL
用 法：SIGNAL（signame）
說(shuō)明：定義中斷源signame對(duì)應(yīng)的中斷例程。在執(zhí)行時(shí)，全局屏蔽位保持置位，其他中斷被禁止。ADC結(jié)束 中斷例程的例子如下所示：
SIGNAL（SIG_ADC）
{
}
6．timer_enable_int
用 法：void timer_enable_int(uint8_t ints);
說(shuō)明：此函數(shù)操作TIMSK寄存器。也可以通過(guò)outp()來(lái)設(shè) 置。
四．I/O API
I．I/O端口API
1．BV
用法：BV(pos);
說(shuō)明：將位定義轉(zhuǎn)換成屏 蔽碼(MASK)。與頭文件io.h里的位定義一起使用。例如，置位WDTOE和WDE可表示為"BV(WDTOE) | BV(WDE)"
2．bit_is_clear
用 法：uint8_t bit_is_clear(uint8_t port, uint8_t bit);
描述：如果port的bit位清零則返 回1。此函數(shù)調(diào)用sbic指令，故port應(yīng)為有效地址。
3．bit_is_set
用法：uint8_t bit_is_set(uint8_t port, uint8_t bit);
描述：如果port的bit位置位則返回1。此函數(shù)調(diào)用sbis 指令，故port應(yīng)為有效地址。
評(píng)論