如何使用AVR-GCC API
加入技術交流群
嵌入式編程的代碼可以簡單地分為兩部分，一是與硬件無關的算法部分，對其編程與普通C編程沒有區別；二是與硬件相關的寄存器/端口操作部 分。不同的MCU實現方法各有不同。在AVR-GCC里則通過一系列的API來解決。當然，用戶也可以定義自己的API。在此簡單地介紹目前AVR- GCC里定義的API，以及AVR-GCC的工作過程。
一．存儲器API
AVR具有三種存儲器：FLASH，SRAM和EEPROM。 AVR-GCC將程序代碼放在FLASH，數據放在SRAM。
I．程序存儲器
如果要將數據（如常量，字符串，等等）放在FLASH里，用 戶需要指明數據類型__attribute__((progmem))。為了方便使用，AVR-GCC定義了一些更直觀的符號，如下表所示。
類 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*
提供的庫函數有：
1．__elpm_inline
用法：uint8_t __elpm_inline(uint32_t addr);
說明：執行ELPM指令從FLASH里取數。參數為32位地址，返回一個8位數據。
2．__lpm_inline
用 法：uint8_t __elpm_inline(uint16_t addr);
說明：執行LPM指令從FLASH里取數。參數為16位地址， 返回一個8位數據。
3．memcpy_P
用法：void* memcpy_P(void* dst, PGM_VOID_P src, size_t n);
說明：memcpy的特殊版本。完成從FLASH取n個字節的任務。
4．PRG_RDB
用 法：uint8_t PGR_RDB(uint16_t addr);
說明：此函數簡單地調用__lpm_inline
5．PSTR
用 法：PSTR（s）;
說明：參數為字符串。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);
說明：功能與strcmp()類似。第二個參數指向程序存儲器內的字符串。
7．strcpy_P
用 法：char* strcpy_P(char*, PGM_P);
說明：功能與strcpy()類似。第二個參數指向程序存儲器內的字符串。
8．strlen_P
用 法：size_t strlen_P(PGM_P);
說明：功能與strlen()類似。第二個參數指向程序存儲器內的字符串。
9．strncmp_P
用 法：size_t strncmp_P(char const*, PGM_P, size_t);
說明：功能與strncmp()類似。第二個 參數指向程序存儲器內的字符串。
10．strncpy_P
用法：size_t strncpy_P(char*, PGM_P, size_t);
說明：功能與strncpy()類似。第二個參數指向程序存儲器內的字符串。
II．EEPROM
AVR內部有 EEPROM，但地址空間與SRAM的不相同。在訪問時必須通過I/O寄存器來進行。EEPROM API封裝了這些功能，為用戶提供了高級接口。使用時要包含eeprom.h。在程序里定義EEPROM數據的例子如下：
static uint8_t variable_x __attribute__((section(".eeprom"))) = 0;
不同的AVR器件具 有不同數目的EEPROM。鏈接器將針對不同的器件分配存儲器空間。
1．eeprom_is_ready
用法：int eeprom_is_ready(void);
說明：此函數用于指示是否可以訪問EEPROM。如果EEPROM正在執行寫操作，則在4ms內無 法訪問。此函數查詢相應的狀態位來指示現在是否可以訪問EEPROM。
2．eeprom_rb
用法：uint8_t eeprom_rb(uint16_t addr);
說明：從EEPROM里讀出一個字節的內容。參數addr用于指示要讀出的地址。 _EEGET(addr)調用此函數。
3．eeprom_read_block
用法：void eeprom_read_block(void* buf, uint16_t addr, size_t n);
說明：讀出一塊EEROM的內 容。參數addr為起始地址，n表明要讀取的字節數。數據被讀到SRAM的buf里。
4．eeprom_rw
用 法：unint16_t eeprom_rw(uint16_t addr);
說明：從EEPROM里讀出一個16位的數據。低字節為低8位，高 字節為高8位。參數addr為地址。
5．eeprom_wb
用法：void eeprom_wb(uint16_t addr, uint8_t val);
說明：將8位數據val寫入地址為addr的EEPROM存儲器里。_EEPUT（addr，val）調 用此函數。
二．中斷API
由于C語言設計目標為硬件無關，因此各種編譯器在處理中斷時使用的方法都是編譯器設計者自己的方法。
在 AVR-GCC環境里，向量表已經預先定義，并指向具有預定義名稱的中斷例程。通過使用合適的名稱，用戶例程就可以由相應的中斷所調用。如果用戶沒有定義 自己的中斷例程，則器件庫的缺省例程被加入。
除了中斷向量表的問題，編譯器還必須處理相關寄存器保護的問題。中斷API解決了細節問題。用戶只要 將中斷例程定義為INTERRUPT（）或SIGAL（）即可。而對于用戶沒有定義的中斷，缺省例程的處理是reti指令。
函數定義可參見 interrupt.h，中斷信號符號表參見sig-avr.h。
1．cli
用法：void cli(void);
說 明：通過置位全局中斷屏蔽位來禁止中斷。其編譯結果僅為一條匯編指令。
2．enable_external_int
用 法：void enable_external_int(uint8_t ints);
說明：此函數訪問GIMSK寄存器（對于MEGA器件則是 EIMSK寄存器）。功能與宏outp()一樣。
3．INTERRUPT
用法：INTERRUPT（signame）
說 明：定義中斷源signame對應的中斷例程。在執行時，全局屏蔽位將清零，其他中斷被使能。ADC結束中斷例程的例子如下所示：
INTERRUPT（SIG_ADC）
{
}
4．sei
用 法：void sei(void)；
說明：通過清零全局中斷屏蔽位來使能中斷。其編譯結果僅為一條匯編指令。
5．SIGNAL
用 法：SIGNAL（signame）
說明：定義中斷源signame對應的中斷例程。在執行時，全局屏蔽位保持置位，其他中斷被禁止。ADC結束 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);
說明：此函數操作TIMSK寄存器。也可以通過outp()來設 置。
四．I/O API
I．I/O端口API
1．BV
用法：BV(pos);
說明：將位定義轉換成屏 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。此函數調用sbic指令，故port應為有效地址。
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。此函數調用sbis 指令，故port應為有效地址。
評論