AVR单片机GCC编程实战：从源码到闪烁LED

AVR单片机是Atmel公司推出的一种高性能、低功耗的微控制器，常用于嵌入式系统设计。GCC（GNU Compiler Collection）是开源的编译器套件，支持多种编程语言，包括C和C++。在AVR单片机上使用GCC进行编程，可以实现高效且灵活的代码开发。 在AVR单片机与GCC编程中，首先要了解基本的开发流程。一个简单的示例程序，如`demo1.c`，通常会包括初始化设置、主循环以及特定功能的实现。在这个例子中，程序通过改变PORTB的值使得连接在PB0口的LED灯闪烁。源代码中，`DDRB=0xff;`用于设置PORTB的所有引脚为输出模式，`while(1)`创建一个无限循环，`if...else`结构控制LED的状态，而嵌套的`for`循环则是实现延时的简单方法。 编译AVR程序时，需要通过命令行工具与AVR-GCC交互。在Windows环境下，可以打开命令提示符并输入`avr-gcc`命令。在编译阶段，使用`-mmcu=at90s2313`指定目标MCU型号，这里是AT90S2313。加上`-c`选项表示只编译不链接，生成`.o`目标文件。完成编译后，使用`avr-gcc`进行链接，`-O`选项指定输出文件格式，`demo1.elf`是链接后的可执行文件，包含ELF格式的代码和数据。 ELF文件虽然包含了执行所需的全部信息，但通常需要将其转换为单片机可以直接烧录的格式，例如Intel Hex格式（`.hex`）。这需要使用`avr-objcopy`工具，通过`-j.text -j.data -O ihex`指定要提取的段（.text为程序代码，.data为全局变量），然后输出为`.hex`文件，即`demo1.hex`。 烧录`.hex`文件到AVR单片机通常需要用到编程器，如AVRISP或USBasp，它们能将`.hex`文件的内容写入单片机的闪存。在开发过程中，还可以使用GDB（GNU Debugger）配合AVR-GDB服务器进行远程调试，这对于复杂程序的调试非常有帮助。 除此之外，了解AVR单片机的寄存器配置、中断处理、定时器和串行通信等基本概念也非常重要。例如，`DDRB`是端口B的方向寄存器，`PORTB`则是端口B的输出数据寄存器。对于延时，还可以使用AVR的内部定时器来实现更精确的控制。 AVR单片机与GCC编程涉及到的知识点包括： 1. AVR单片机架构和指令集。 2. C语言编程基础，特别是在嵌入式环境中的应用。 3. GCC编译器的使用，包括编译、链接和选项理解。 4. 目标文件格式（如ELF和Intel Hex）及其作用。 5. 命令行工具的使用，如avr-gcc和avr-objcopy。 6. 单片机编程的基本概念，如端口操作、中断、定时器等。 7. 烧录和调试工具的使用，如编程器和GDB。 8. 物理电路的设计和连接，如LED驱动电路。 掌握这些知识点，就能有效进行AVR单片机的开发工作，实现各种嵌入式应用。