🛠️ Lekcja 7: Toolchain AVR – HEX, avrdude, Extreme Burner, FuseBity

1) Co to jest toolchain i po co go dzielimy?

Toolchain to zestaw narzędzi, które zamieniają kod w C na program działający w mikrokontrolerze. W tym kursie stosujemy podejście praktyczne: pisanie kodu oddzielamy od wgrywania. Dzięki temu masz stabilną pracę i łatwą diagnostykę błędów.

• Code::Blocks – edycja i budowanie projektu
• avr-gcc – kompilator C dla AVR
• avr-objcopy – zamiana ELF → HEX
• Extreme Burner AVR – wgrywanie HEX (GUI)
• avrdude – wiersz poleceń (programowanie + FuseBity)

2) Programator – USBasp (co trzeba kupić)

Do programowania ATmega328P w układzie „gołym” potrzebujesz zewnętrznego programatora. Najprostszy i najpopularniejszy wybór: USBasp.

• współpracuje z Extreme Burner i avrdude,
• obsługuje ISP (In-System Programming),
• tani i łatwo dostępny.

Złącza ISP: KANDA 10-pin i ISP 6-pin

USBasp może mieć złącze KANDA 10-pin i/lub przejściówkę na ISP 6-pin. Niezależnie od złącza, liczą się te same linie sygnałowe:

• MOSI – dane do mikrokontrolera
• MISO – dane z mikrokontrolera
• SCK – zegar programowania
• RESET – wejście w tryb programowania
• VCC – zasilanie (czasem tylko referencja)
• GND – masa

3) Extreme Burner AVR – wgrywanie programu (GUI)

Extreme Burner AVR to wygodny program do wgrywania plików HEX. W kursie to nasze narzędzie „codzienne”.

🔗 Link: Extreme Burner AVR – strona producenta

Typowy workflow w Extreme Burner

1. Podłącz USBasp
2. Wybierz mikrokontroler: ATmega328P
3. Wczytaj plik .hex
4. Kliknij Program (opcjonalnie Verify)

4) avrdude – narzędzie z wiersza poleceń (CLI)

avrdude daje pełną kontrolę i jest standardem w świecie AVR. Nawet jeśli wgrywasz przez GUI, warto umieć avrdude do diagnostyki i FuseBitów.

🔗 Link: avrdude – oficjalna strona projektu

Przykład: wgranie programu HEX

avrdude -c usbasp -p m328p -U flash:w:avr_test.hex

5) HEX – co to jest i skąd się bierze?

Plik .hex to tekstowy zapis danych, które mają trafić do pamięci FLASH mikrokontrolera. Kompilator tworzy najpierw plik .elf (format binarny z symbolami), a potem narzędzie avr-objcopy zamienia go na .hex.

avr-objcopy -O ihex -R .eeprom avr_test.elf avr_test.hex

6) Skrypt w Code::Blocks: automatyczne generowanie HEX (post-build)

Żeby nie robić tego ręcznie, dodajemy krok po kompilacji. Dzięki temu po kliknięciu Build zawsze dostajesz gotowy plik HEX.

Krok po kroku (Code::Blocks)

1. Project → Build options
2. Zaznacz swój projekt (np. avr_test)
3. Zakładka: Post-build steps
4. Wklej komendę (poniżej)

Komenda (wariant standardowy)

avr-objcopy -O ihex -R .eeprom avr_test.elf avr_test.hex

Jeśli Code::Blocks nie widzi avr-objcopy (pełna ścieżka)

""C:\avr-gcc-14.3_2025-12-05_mingw32\bin\avr-objcopy.exe" -O ihex -R .eeprom "$(TARGET_OUTPUT_FILE)" "$(TARGET_OUTPUT_DIR)\$(TARGET_OUTPUT_BASENAME).hex"

7) FuseBity – co to jest i dlaczego trzeba uważać?

FuseBity to bity konfiguracyjne mikrokontrolera. Określają m.in.:

• źródło zegara (wewnętrzny/zewnętrzny),
• dzielnik częstotliwości,
• zachowanie pinu RESET,
• zabezpieczenia (lock bits).

Bezpieczny start: wewnętrzny oscylator 8 MHz

Na start najwygodniej pracować na wewnętrznym zegarze. Przykładowe ustawienie fusebitów przez avrdude:

avrdude -c usbasp -p m328p ^
-U lfuse:w:0xE2:m ^
-U hfuse:w:0xD9:m ^
-U efuse:w:0xFF:m

Odczyt fusebitów (zawsze warto najpierw odczytać)

avrdude -c usbasp -p m328p -U lfuse:r:-:h
avrdude -c usbasp -p m328p -U hfuse:r:-:h
avrdude -c usbasp -p m328p -U efuse:r:-:h

8) Program testowy w C (main.c) – sprawdzenie całego toolchainu

Ten program jest minimalnym testem: kompilujesz, generujesz HEX, wgrywasz i sprawdzasz, czy LED miga. Jeśli miga – masz gotowe środowisko do całej części praktycznej kursu.

Wymaganie sprzętowe testu

• LED + rezystor podłączone do PB0 (zmień tylko definicję, jeśli używasz innego pinu)

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define LED_DDR   DDRB
#define LED_PORT  PORTB
#define LED_PIN   PB0

int main(void)
{
    // PB0 jako wyjście
    LED_DDR |= (1 << LED_PIN);

    while (1)
    {
        // LED ON
        LED_PORT |= (1 << LED_PIN);
        _delay_ms(500);

        // LED OFF
        LED_PORT &= ~(1 << LED_PIN);
        _delay_ms(500);
    }
}

9) 🔄 Pełny test krok po kroku (checklista)

Wykonaj kolejno – bez skrótów. To jest Twoja procedura „startowa” na przyszłość.

• ✅ Otwórz projekt w Code::Blocks
• ✅ Wklej kod do main.c
• ✅ Build projektu
• ✅ Sprawdź, czy powstał avr_test.hex
• ✅ Podłącz USBasp
• ✅ Otwórz Extreme Burner
• ✅ Wybierz ATmega328P
• ✅ Wczytaj plik HEX
• ✅ Program
• ✅ LED miga

10) Jak pracujemy w kursie (podsumowanie)

• kod piszemy w Code::Blocks,
• HEX tworzy się automatycznie (post-build),
• wgrywamy program przez Extreme Burner,
• FuseBity ustawiamy świadomie (najpierw odczyt),
• avrdude służy też do diagnostyki, gdy GUI nie wystarczy.