Arduino - 最小系统(基于ATtiny13A)

本文介绍ATtiny13A单片机的基础资料、熔丝烧录及程序下载方法。涵盖材料准备、数据容量、通道接口、Arduino IDE支持指令及库等内容。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


#【基础资料篇】


##材料准备

  • ATtiny13A 单片机。
  • 直接通过ISP编程器进行程序下载,所以不需要烧录Bootloader。
  • (可选)USB ISP 编程器(如果没有编程器,则用Nano制作下载器,并用芯片出厂默认熔丝参数进行编译下载即可)。
  • (可选)0.1uF 去耦电容一个(实际应用中,要在VCC与GND之间加个去耦电容:VCC←→电容←→GND)。

##ATtiny13资料

ATtiny13系列目前都是以新型号ATtiny13A系列来替代。
https://www.waveshare.net/shop/ATtiny13A-Price.htm

##数据容量

  • 1K Bytes(1024 Bytes)可编程的Flash内存,这就是我们程序的容量
  • 64 Bytes EEPROM,可以保存些数据,掉电会保存的
  • 64 Bytes 片内SRAM,程序运行内存

##通道接口

  • 8引脚PDIP/SOIC封装
  • 6个可编程I/O引脚,Arduino可以使用其中5个,无法使用RST引脚作为普通IO。
  • 1个8位定时器/计数器
  • 2条PWM通道
  • 4路10位ADC(其中一个是RST,Arduino无法使用)
  • 每个I/O引脚的DC电流20mA(最大40mA)
  • 工作电压 1.8 - 5.5V(最大6V)

##Arduino IDE中支持ATTiny13A的控制指令

  • map()
  • random()
  • randomSeed()
  • millis()
  • micros()
  • delay()
  • delayMicroseconds() *不精确
  • analogRead()
  • analogWrite()
  • pinMode()
  • digitalRead()
  • digitalWrite()

##Arduino IDE中支持ATTiny13A引用的库

  • eeprom.h
  • io.h
  • iotn13.h
  • iotn13a.h
  • power.h
  • sleep.h

##注意事项

1、因为ATTiny13A引脚数量较少,而外接晶振还会占用2路IO,因此大部分应用都会采用内部时钟。但这样的话delay()等延时函数是不精确的,因为其内部振荡器受外界的因素(电压,温度等)干扰,会导致其有一定的误差(可能在2%到10%之间)。例如冬天写的程序,到了夏天可能就不好用了。对时间要求不严格的程序就不必在意了。
2、因为ATTiny13A Flash容量较小,仅1024字节,所以只能写点简单的东东,稍微复杂点的,就比较吃力了。

##针脚图示

这里写图片描述

##参考资料:

  • http://www.geek-workshop.com/thread-15984-1-1.html
  • http://www.geek-workshop.com/thread-15446-1-1.html
  • http://www.geek-workshop.com/thread-7574-2-1.html
  • http://plclive.com/a/product/2016/0427/435.html
  • http://www.geek-workshop.com/thread-9681-1-1.html
  • http://www.360doc.com/content/14/0114/19/2340477_345286827.shtml

##转:看门狗代码

#define Pin 4
bool test = 0;

void setup()
{
        pinMode(Pin,OUTPUT);
        digitalWrite(Pin,test);

        //设置、启动看门狗,
        MCUSR &= ~(1<<WDRF);  //清除WDRF
        WDTCR |= (1<<WDCE) | (1<<WDE);  //设置信号
        WDTCR |= (1<<WDE) | (1<<WDP2) | (1<<WDP1) | (1<<WDP0);  //设置WDP和启动看门狗WDE,必须在4个周期内完成,此处为2s的周期

        for (byte i = 0; i <3; i++)
        {
                digitalWrite(Pin,test = !test);
                delay(50);
        }
}

void loop()
{
        //喂狗
        __asm__ __volatile__ ("wdr");

        digitalWrite(Pin,test = !test); delay(300);
        
        //关闭看门狗
        // WDTCR |= (1<<WDCE) | (1<<WDE);  //设置信号
        // WDTCR = 0x00;  //清除WDE位
}

#【熔丝烧录篇】


##说明

1、如果使用出厂默认设置,则跳过此篇。
2、如果不熔丝,则在程序下载时,要按照出厂默认值设置开发板。
3、关于正确配置AVR熔丝位,参考文章:http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_24377.html

##ATtiny13 熔丝出厂默认值

ATtiny13熔丝出厂默认值为:低位值6A,高位值FF,扩展位0。

选项如下:

  • 使用内部RC振荡器9.6MHz ,起动时间14CK+64ms
  • 使用系统时钟8分频(也就是说频率降为了1.2MHz)
  • 禁用掉电检测
  • 使能ISP编程
  • 无加密(没有使能存储器保护特性)

##准备工具

1、硬件:USB ISP烧写器

这里写图片描述

2、软件:PROGISP烧写软件

这里写图片描述

3、单片机:ATtiny13A

这里写图片描述

##ISP接线

根据下图所示,将ATtiny13A的六根ISP线,接到USBISP对应的接口上。

这里写图片描述
这里写图片描述

##熔丝烧录

1、将USBISP插到电脑USB口,系统会自动安装驱动程序。

2、打开PROGISP烧写软件,确认PRGISP按钮变亮,选择chip为ATtiny13A,然后点击“…”按钮,调出熔丝烧录窗口界面。

这里写图片描述

3、在熔丝烧录窗口界面,进入向导模式(为了方便直观的进行各项设置),进行如下设置:低位7A,高位FB,扩展位0,然后点击“写入”,完成烧录。

这里写图片描述

##熔丝烧录注意事项

1、绝对不能禁用外部复位,否则会造成芯片无法烧录。
2、必须选择“使能ISP编程”。
3、不管是外部时钟或内部RC振荡器,频率越高功耗越大。如果要降低内部RC时钟频率,除了选用频率较低的内部RC振荡器外,还可以进行时钟8分频,分频后频率变为原来的1/8。

##熔丝烧录总结

熔丝烧录选项,只选择4项即可(低位7A,高位FB,扩展位0):
1、掉电检测电平为2.7V ( 或禁用掉电检测 )
2、使能ISP编程
3、内部RC振荡器(9.6M);启动时间:14CK+64ms
4、无加密


#【程序下载篇】


准备工具

1、开发板管理器中加入对ATtiny13(兼容ATtiny13A)单片机的支持
2、下载方法一:Arduino+USB ISP烧写器+PROGISP烧写软件
3、下载方法二:Arduino+使用Nano制作的下载器

开发板管理器中加入ATtiny13

1、打开Arduino IDE

2、菜单中选择“文件”→“首选项”,选择“附加开发板管理地址”按钮。

这里写图片描述

3、添加网址:

https://mcudude.github.io/MicroCore/package_MCUdude_MicroCore_index.json

这里写图片描述

4、打开“开发板管理器”,搜索“ATtiny13”,选择版本,安装:

这里写图片描述

5、另一种方法:从网上下载Arduino ATtiny13的支持文件(如“core13_022_arduino_1_6”),并按提示安装。

下载方法一:Arduino+USB ISP烧写器+PROGISP烧写软件

###一、Arduino:

1、菜单“工具 ”→ “开发板”:选择 “ATTiny13”。
2、菜单“工具 ”→ “B.O.D” :选择 “2.7v”。 (如果没进行熔丝设置,此处选“Disabled”)
3、菜单“工具 ”→ “Clock” :选择 “9.6 MHz internal osc”。 (如果没进行熔丝设置,此处选“1.2MHz”)
4、菜单“工具 ”→ “GCC Flags”:选择 “default”。
5、菜单“项目 ”→ “导出已编译的二进制文件”。

###二、USB ISP烧写器:

正确连接ATtiny单片机(参考熔丝烧录接法),并接入电脑。

###三、PROGISP:

1、选择单片机为ATtiny13A(根据单片机实际型号选择)
2、菜单“文件 ”→ “调入flash”,选择Arduino中导出的二进制文件。
3、菜单“命令”→ “擦除”。
4、菜单“命令”→ “写入flash”。
5、菜单“命令”→ “校验flash”,校验成功后,即可接上设备运行。

##下载方法二:Arduino+使用Nano制作的下载器

###一、使用Nano制作下载器:

1、将Nano接入电脑,打开Arduino,选择开发板为Nano,选择端口号(Nano的端口号,之后作为ISP下载ATTiny13程序时也用这个端口号)。

2、打开示例文件:ArduinoISP

这里写图片描述

3、将示例文件编译上传,下载器制作完毕。

###二、将ATtiny13A单片机连接到Nano下载器:

  • ATtiny13A Pin 7 接 NanoPin 13(作为SCK接口)
  • ATtiny13A Pin 6 接 NanoPin 12(作为MISO接口)
  • ATtiny13A Pin 5 接 NanoPin 11(作为MOSI接口)
  • ATtiny13A Pin 1 接 NanoPin 10(作为RESET接口,注意这里接的不是Nano的RST)
  • ATtiny13A Pin 8 接 Nano 5V
  • ATtiny13A Pin 4 接 Nano GND

###三、在Arduino中下载(上传)程序:

这里写图片描述

1、菜单“工具 ”→ “开发板”:选择 “ATTiny13”。
2、菜单“工具 ”→ “B.O.D” :选择 “2.7v”。(如果没进行熔丝设置,此处选“Disabled”)
3、菜单“工具 ”→ “Clock” :选择 “9.6 MHz internal osc”。 (如果没进行熔丝设置,此处选“1.2MHz”)
4、菜单“工具 ”→ “GCC Flags”:选择 “default”。
5、菜单“工具 ”→ “端口” :选择 Nano 所在端口。
6、菜单“工具 ”→ “编程器”:选择 “Arduino as ISP”。

这里写图片描述

7、菜单“项目 ”→ “使用编程器上传”。
8、下载(上传)完毕,OK,可以在ATtiny13A上接入设备试试效果了,HoHo~~。

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### Arduino 最小系统原理图设计 Arduino最小系统通常指的是能够使微控制器正常工作的最简化电路配置。对于Arduino DUE而言,其核心在于SAM3X8E ARM Cortex-M3芯片及其必要的支持电路[^1]。 #### 关键组件与连接 为了构建一个功能完整的Arduino DUE最小系统,需要考虑以下几个方面: - **电源管理**:确保有稳定的电压供应给SAM3X8E处理器以及其它外设。 - **振荡器与时钟源**:为CPU提供稳定的工作频率。 - **复位电路**:实现可靠的上电自动复位或手动复位机制。 - **调试接口**:如SWD/SWDIO端口以便于程序下载和在线调试。 - **USB通信模块**:用于数据交换和服务编程目的。 这些基本要素构成了Arduino DUE的核心框架,在此基础上可以进一步添加其他功能性模块来满足特定应用需求。 ```plaintext +-------------------+ | | | SAM3X8E |-----> I/O Pins (GPIO, UART, SPI, etc.) | (ARM Cortex-M3) | | | +--------+----------+ | +----v-----+ | |---> Power Supply Regulation Circuitry | VCC | | |---> Crystal Oscillator / Clock Source +-----------+ | +----v-----+ | |---> Reset Button & Pull-up Resistor Network | RESET | | |---> USB Interface Chip (for programming and communication) +-----------+ ``` 此简易框图仅表示了构成Arduino DUE最小系统的几个主要部分之间的逻辑关联,并未详尽展示具体的电气参数和物理连线细节。实际的设计还需要参照官方发布的高分辨率原理图文档来进行精确实施。
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