让Atmega8A-PU 支持外部晶振的熔丝设置

本文介绍了如何通过修改Atmega8A-PU芯片的熔丝设置来支持8M外部晶振,详细阐述了连接电路、使用progisp软件读写熔丝的过程,并提供了相关注意事项与错误处理。

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这段时间搞了个arduino玩,感觉买的板子不过瘾,照着网上的教程折腾Arduino最小系统,过程非常曲折,现将部分内容总结记录下来,以备日后查阅。

参考文章:Arduino 1.0——让最小系统更简单

最小系统的电路连接方法可参照参考文章内容,这里只讲实际操作,确保你跟着做就能成功,理论知识请各位自己百度学习。我这里使用的芯片是Atmega8A-PU,用的是8M的外部晶振,没有使用教程里的方法下载程序,用的是直接修改芯片熔丝的方式让芯片支持外部晶振。

经本人测试,芯片内部本来就自带晶振,就算不接外部晶振,只要接通电源,芯片一样能够正常运行,我觉得这才是真正意义上的最小系统,但是貌似芯片默认的内部晶振频率是1M,程序运行起来,时间会变得很慢,程序中延迟1s,实际运行结果会延迟好几秒,可通过修改熔丝的方式将内部晶振最高设置成8M(这里设置只针对Atmega8A-PU芯片,其它型号芯片没试过)。

下面说一下整个过程:

首先连接电路,参考文章中使用的是USBtinyISP,我这里使用的是淘宝淘的免驱USBISP,接线方式是一样的,按照文章内的针脚连接线路,我这里使用了一块面包板,线路接好后如(图1-1)所示:

【USBISP烧写器】

### Arduino 最小系统使用内部晶振的可行性分析 Arduino 最小系统的核心在于简化硬件结构,仅保留必要的组件来运行微控制器。对于 Atmega 系列芯片(如 Atmega328P 或 Atmega8),它们内置了一个 RC 振荡器,默认情况下可以提供稳定的时钟信号以驱动芯片运行。这意味着即使不外接晶体振荡器,这些芯片仍然能够正常工作。 #### 内部晶振的工作原理 Atmega 芯片系列通常配备一个 8 MHz 的内部 RC 振荡器作为备用时钟源。此振荡器无需额外元件即可直接使用,但它的频率稳定性和精确度远低于外部晶体振荡器。由于制造工艺差异和环境因素的影响,RC 振荡器的实际频率可能会偏离标称值 ±10% 至 ±15%,这使得它不适合需要高精度定时的应用场合[^1]。 #### 配置内部晶振的具体操作 为了使 Atmega 芯片利用其内部 RC 振荡器而不是依赖于外部晶体,需调整相应的熔丝设置。例如,在 Atmega8A-PU 中,可以通过编程工具设定合适的熔丝组合来激活内部 8 MHz 振荡器并禁用分频功能。这样做的效果是提升程序执行速度至接近标准配置水平的同时保持极简化的物料清单(BOM)[^1]。 ##### 步骤说明: 1. **准备设备**:确保拥有适当接口用于写入新熔丝数据到目标 MCU ,比如 USBasp 或其他兼容 ISP 接口的适配器。 2. **编写命令行指令**:依据所选开发平台生成相应 AVRDude 命令字符串。下面给出的例子适用于 Linux/MacOS 终端环境下通过 AVRDUDE 对 Atmega8 进行重设: ```bash avrdude -c usbasp -p m8 -U lfuse:w:0xe1:m -U hfuse:w:0xdf:m -U efuse:w:0xff:m ``` 解析以上参数含义如下: - `-c` 参数指定通信协议类型; - `-p` 明确目标处理器型号; - 各项 `-U` 子句分别定义低字节(`lfuse`)、高字节(`hfuse`) 及扩展字节(`efuse`)的新数值;其中 `w:` 表明即将实施写入动作,“m”标志确认采用十进制形式表达各字段取值[^4]。 3. **验证改动成果**:完成上述过程之后,再次借助相同或者相似手段读回当前生效状态下的全部熔丝记录加以核验准确性。 #### 示例代码展示 当成功切换至内部晶振模式后,原有基于固定周期延时函数编写的逻辑可能不再满足预期表现需求。这是因为新的时基改变了每单位时间内 CPU 处理能力的缘故。为此,我们应当重新校准涉及时间量测部分算法系数。以下片段演示了一段简单循环控制 LED 发光节奏的任务实现方式: ```cpp int ledPin = 13; // 设定LED连接管脚编号为13号 void setup(){ pinMode(ledPin, OUTPUT); // 初始化选定针脚方向属性为输出型态 } void loop(){ digitalWrite(ledPin,HIGH); // 开启LED发光 delay(1000); // 暂停一秒钟 digitalWrite(ledPin,LOW); // 关闭LED熄灭 delay(1000); // 再次暂停一秒以便观察交替现象 } ``` 尽管如此,鉴于内部 RC 振荡器固有的局限性——即较差的时间分辨率特性,实际体验当中或许会出现一定程度上的视觉误差感。不过就大多数基础教学实验而言,这样的近似处理已然足够胜任任务要求[^5]。 --- ###
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