Este post visa demonstrar uma forma de programar a Arduíno sem utilizar sua IDE. Eu me inspirei no post deste link:
Se você tiver alguma sugestão, por favor, adicione nos comentários.
Se você estiver usando Linux, veja este post:
Programar o Arduino em linguagem C++ via comando de linha (em Linux) e sem uso da IDE ou qualquer interface gráfica de usuário
A IDE da Arduíno funciona muito bem, para que, então ter todo este trabalho?
Organização, quando seu projeto começa a ficar grande é importante você organizar o seu código em arquivos diferente com classes, etc. Essa não é a forma que os arquivos .PDE ou .INO funcionam, logo o ideal é trabalhar com os arquivos .h .c .cpp padrões do código C ou C++.
Não carregar o Arduíno bootloader, a Arduíno inclui junto com o seu código o bootloader (mais informações aqui), isto pode ser um problema se você está com o processador embarcado (sem uma Arduíno), pois podem ser produzidos sinais nas diversas portas I/O que podem provocar comportamentos não esperados do seu circuíto.
Se você está procurando esta alternativa para ter acesso ao arquivo .HEX, não é necessário! Quando você compila seu código na IDE da Arduíno o arquivo .HEX é gerado no diretório:
C:\Users\nome do usuário\AppData\Local\Temp\build.tmp
Com o arquivo .HEX basta utilizar a USBtinyISP para transferir os binários para o processador usado na sua placa. IMPORTANTE - Sempre que você transfere o .HEX através do USBtiny, você perde o bootloader se este é o seu objetivo tudo bem. Se você perdeu o bootloader e quer restaurá-lo basta usar a própria USBtiny e a IDE da Arduíno (recomendo fazer isso com uma conta de administrador do Windows, se você estiver usando Windows):
Tools->Board
Tools->Programmer->USBtinyISP
Tools->Burn Bootloader
Se você quer trabalhar os seu código da Arduíno arquivos .INO no Atmel Studio, basta instalar a Extensão Arduino Ide for Atmel Studio no Extention Manager no AtmelStudio, e não precisa seguir este tutorial.
Passo a Passo
Estou trabalhando com Windows 7
Material necessário:
Arduíno UNO
USBtinyISP
Você pode fazer uma com as instruções contida neste link. Caso você faça uma USBtinyISP lembre-se de garantir que o cabo (que você fizer) conecte o pino 1 dela com o pino 1 da outra placa.
Baixe instale e execute o update. (você precisa fazer isso com uma conta com direitos de administrador no Windows)
Eu usei o Atmel Studio 6.1 update 2.0 (build 2730)
E o update recomendado foi o Atmel Kits
Baixe e instale a versão compatível com o processador que você vai usar, eu recomendo que você use a última versão estável.
Eu usei a versão 1.05
Copiando a biblioteca Arduíno Core
Abra a IDE da Arduíno.
Selecione a placa Arduíno que possui o mesmo processador que você usa, no meu caso escolhi a Arduíno Uno, pois eu uso o processador ATmega328P.
IMPORTANTE: A IDE da Arduíno vai gerar uma biblioteca Arduíno Core considerando o processador da Arduíno que você escolheu.
Abra um exemplo (eu usei o Blink), clique em Verify (para compilar).
Vá ao diretório:
C:\Users\nome do usuário\AppData\Local\Temp\build.tmp
Se existirem vários parecidos, escolha aquele que foi criado na data e hora que você compilou o código.
Copie o arquivo core.a que está neste diretório e renomeie para libcore.a e guarde para passos futuros.
Criando o Projeto
Abra o Atmel Studio.
Crie um novo projeto:
Escolha GCC c++ Executable Project.
Coloque o nome que desejar.
Escolha o seu processador, eu trabalho com o ATmega328P (lembre-se que tem que ser o mesmo que foi escolhido para gerar a core.a na IDE da Arduíno).
Configurando o Projeto
Entre nas propriedades do projeto
Neste ponto, o ideal seria fazer as modificações em All Configurations, mas (na minha instalação) ocorreu o erro abaixo, então eu fiz as configurações em Debug e Release.
Telas das Configurações (as duas Release e Debug):
Para 16MHz use:
F_CPU=16000000L
Para 8MHz use:
F_CPU=8000000L
Versão da IDE da Arduino, no meu caso 1.05, logo:
ARDUINO=105
AVR/GNU C++ Compiler - Symbols
AVR/GNU C++ Compiler - Directories
Estes dois são obrigatórios, pois apontam para a Arduino.h e pins_arduino.h
Direcione para os diretórios da instalação da sua IDE da Arduíno, no meu caso são estes.
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\cores\arduino
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\variants\standard
Vou incluir mais um apontando para uma biblioteca, a EEPROM se você não for usá-la não precisa incluir, mas neste post eu vou fornecer um código que utiliza esta biblioteca
C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\EEPROM
Preste bem a atenção se você está configurando em C++ e não em C por engano, caso você erre irá receber este erro quando for gerar o .HEX, o erro:
Error 1 Arduino.h: No such file or directory
Especificamente se refere ao diretório:
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\cores\arduino
AVR/GNU C++ Compiler - Optimization
-fdata-sections
Selecione “prepare functions for garbage collection”
no meu caso já estava selecionado
AVR/GNU C++ Compiler - Miscellaneous
-fno-exceptions
AVR/GNU Linker - Optimization
Selecione “Garbage Collect unused sections (-Wl, –gc-sections)”no meu caso já estava selecionado
Resumo das configurações para você copiar-e-colar:
Atenção é no AVR/GNU C++
AVR/GNU C++ Compiler - Symbols
F_CPU=16000000L
ARDUINO=105
AVR/GNU C++ Compiler - Directories
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\cores\arduino
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\variants\standard
C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\EEPROM
AVR/GNU C++ Compiler - Optimization
-fdata-sections
Selecione “prepare functions for garbage collection”
no meu caso já estava selecionado
AVR/GNU C++ Compiler - Miscellaneous
-fno-exceptions
AVR/GNU Linker - Optimization
Selecione “Garbage Collect unused sections (-Wl, –gc-sections)” no meu caso já estava selecionado
Clique em Save All
Adicionando a biblioteca libcore.a
Copie a libcore.a (que você separou no começo do tutorial) e cole no diretório do seu projeto, junto como o arquivo .cpp.
C:\Users\nome do usuário\Documents\Atmel Studio\6.1\nome do projeto\nome do projeto\
Abra o Solution Explorer
Clique com o botão direito do mouse em Libraries e Selecione Add Library
Clique em Browse Libraries e procure a libcore.a no diretório:
C:\Users\nome do usuário\Documents\Atmel Studio\6.1\nome do projeto\nome do projeto\
IMPORTANTE: Esta libcore.a deve ser gerada para o mesmo processador
que você escolheu na criação do projeto no AtmelStudio, caso o processador seja diferente (quando for compilar) você receberá o erro:
Error 12 skipping incompatible
Caso isto ocorra, basta gerar a core.a novamente (selecionando a Arduíno que possui o mesmo processador), renomeie ela para libcore.a, remova a errada e adicione a nova.
Vamos compilar algum código....não, hahahaha, ainda não.
Vamos configurar as ferramentas para transferir o .HEX para o processador
Adicionando a biblioteca EEPROM
Se você não for usá-la não precisa incluir, mas neste post eu vou fornecer um código que utiliza esta biblioteca
Clicando como botão direito do mouse no projeto, crie uma pasta para organizar as bibliotecas:
Coloque o nome EEPROM
Clicando como botão direito do mouse na pasta, adicione um item existente.
Direcione para o arquivo cpp da biblioteca, no meu caso a biblioteca EEPROM fica no diretório:
C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries\EEPROM\EEPROM.cpp
AVRDUDE
Clique em Tool -> External Tools ...
Baixe e instale a última versão do AVRdude
Tem no diretório da Arduíno IDE (no meu caso 1.05)
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe
mas ele não aceitava a opção -c (interpretava como -C), por este motivo estou instruindo a usar a versão no link acima. Se a versão que veio junto com a sua IDE da Arduíno funcionar, pode usá-la.
Vamos adicionar quatro ferramentas usando o Avrdude.exe:
Duas ferramentas usam o Serial-USB para você transferir o .HEX para uma Arduino, você precisa saber em que COM está sua Arduíno, no meu caso é COM17. Nestas duas eu uso o AVRdude que vem junto com a IDE da Arduíno.
Duas ferramentas usam a placa USBtiny para você transferir o .HEX através da conexão ICSP, para isso você precisa ter (comprar ou montar) uma USBtiny e instalar os drivers. Nestas duas eu uso o AVRdude que foi baixado à parte.
Para todas você vai precisar colocar o código correspondente ao processador que você usa (o mesmo que você selecionou no projeto (no meu caso é o Atmega328P) o código é m328p você pode encontrar os códigos aqui, ou procure na internet as palavras "avrdude options").
External Tools
Troque o processador em todos argumentos e a Com no dois primeiros.
Release:
Title: Release - USB-Serial Programmer: COM17
Command: C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe
Arguments: -C"C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf" -v -v -v -v -pm328p -carduino -P\\.\COM17 -b115200 -D -Uflash:w:"$(ProjectDir)Release\$(ItemFileName).hex":i
Selecione “Use Output window”
Debug
Title: Debug - USB-Serial Programmer: COM17
Command: C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe
Arguments: -C"C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf" -v -v -v -v -pm328p -carduino -P\\.\COM17 -b115200 -D -Uflash:w:"$(ProjectDir)Release\$(ItemFileName).hex":i
Selecione “Use Output window”
Title: Release - USBtiny Programmer
Command: C:\WinAVR-20100110\bin\avrdude.exe
Arguments: -c usbtiny -p m328p -U flash:w:"$(ProjectDir)Release\$(ItemFileName).hex":i
Selecione “Use Output window”
Title: Debug - USBtiny Programmer
Command: C:\WinAVR-20100110\bin\avrdude.exe
Arguments:-c usbtiny -p m328p -U flash:w:"$(ProjectDir)Debug\$(ItemFileName).hex":i
Selecione “Use Output window”
Compilando Código
Quando você criou o projeto foi criado automaticamente um código:
#include <avr/io.h>
int main(void)
{
while(1)
{
//TODO:: Please write your application code
}
}
Como a ideia é mostrar o funcionamento do AtmelStudio com pelo menos um biblioteca eu escolhi, a EEPROM.
O código abaixo é muito simples ele grava 0 na EEPROM, depois lê e apresenta na serial (o led pin13 fica apagado), grava 1 (led aceso), lê e apresenta na serial (led apagado), grava 1 (led aceso) e assim por diante.
Desta forma você pode abrir o serial monitor (9600) e ver a leitura.
Sobrescreva o código acima com este código abaixo:
#include <Arduino.h> /* IMPORTANTE */
#include <EEPROM.h>
void setup();
void loop();
#line 10
int led = 13;
int address = 0;
int count = 0;
byte value;
int main(void)
{
init();
#if defined(USBCON)
USBDevice.attach();
#endif
setup();
for (;;) {
loop();
if (serialEventRun) serialEventRun();
}
return 0;
}
void setup()
{
Serial.begin(9600);
while (!Serial) {
; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only
}
// write a 0 to all 512 bytes of the EEPROM
for (int i = 0; i < 512; i++)
EEPROM.write(i, count);
pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop()
{
// read a byte from the current address of the EEPROM
value = EEPROM.read(address);
Serial.print(address);
Serial.print("\t");
Serial.print(value, DEC);
Serial.println();
// advance to the next address of the EEPROM
address = address + 1;
// there are only 512 bytes of EEPROM, from 0 to 511, so if we're
// on address 512, wrap around to address 0
if (address == 512)
{
digitalWrite(led, HIGH);
address = 0;
count++;
if(count == 256) count=0;
for (int i = 0; i < 512; i++)
EEPROM.write(i,count);
}
delay(3);
digitalWrite(led, LOW);
}
Você pode compilar pressionando o F7 e transferir o código usando a External Tool, se você estiver trabalhando na versão Release e com uma Arduíno conectada na USB:
Tools-> Release - USB-Serial Programmer: COM17
Para a versão Debug use:
Tools-> Debug - USB-Serial Programmer: COM17
Mas o objetivo é transferir o código através da USBtinyISP, então conecte ela no micro e conecte no seu circuito (ou uma Arduíno pela pora ICSP nela), se for porta ICSP da Arduíno, lembre-se que você irá perder o bootloader.
Tools-> Release - USBtiny Programmer
Para a versão Debug use:
Tools-> Debug - USBtiny Programmer
Pronto !!!
Se você perdeu o bootloader e quer restaurá-lo basta usar a própria USBtiny e a IDE da Arduíno (recomendo fazer isso com uma conta de administrador do Windows, se você estiver usando Windows):
Tools->Board
Tools->Programmer->USBtinyISP
Tools->Burn Bootloader
