任务2
AVR Studio集成开发软件的使用

1.将CVAVR中的源程序导入到AVR Studio

在CVAVR中将源程序编译好后，若想将源程序导入到AVR Studio中，需要按下述步骤进行相关操作。

【步骤1】 在CVAVR IDE中，执行菜单命令“Tools”→“Debugger”，或者单击工具栏上的图标 ，将出现图2-9所示的对话框。在图2-9所示的对话框中，若单击“New Project”按钮，将创建Atmel AVR Assembler（汇编语言）或AVR GCC（C/C++语言）项目。单击“Open”按钮，可打开已存在的项目。

【步骤2】 在图2-9所示对话框中单击“Open”按钮，弹出“Open Project or Object File”对话框，在“查找范围”栏中找到在CVAVR中已创建并需要打开的项目，如图2-10所示。

AVR Studio是Atmel AVR系列的软件仿真器，它由Atmel公司开发并免费提供给用户，用户可以在Atmel公司的官方网络（http://www.atmel.com）上自由下载。以本节CVAVR中已经创建的“新建项目”为例，讲述源程序在AVR Studio中的调试与仿真等内容。

【步骤3】 找到项目后，单击“打开”按钮，弹出“Save AVR Studio Project File”对话框，询问用户在AVR Studio中保存项目的名称。用户可以更改项目名，也可直接单击“保存”按钮以使用默认的项目名。

【步骤4】 在“Save AVR Studio Project File”对话框中单击“保存”按钮，弹出图2-11所示的“Welcome to AVR Studio 4”对话框。在此对话框中选择“AVR Simulator”和“ATmega16”。这一步主要是为调试程序用的，也可以暂时不选，等到调度程序时，通过“Debug”菜单下的“AVR Simulator Options”命令来选择。选择完毕后，单击“Finish”按钮，将进入AVR Studio集成工作环境界面，如图2-12所示。

2.AVR Studio仿真参数设置

在进行仿真前，还需要进行相关参数的设置，如更改AVR单片机型号、更改单片机的晶振频率等。在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“AVR Simulator Options”，弹出“Simulator Options”对话框，如图2-13所示。“Simulator Options”对话框中有两个选项卡，即“Device selection”和“Stimuli and logging”。

【“Device selection”选项卡】 如图2-13所示，在“Device”栏中选择所需的单片机型号（在此选择“ATmega16”）；在“Frequency”栏中选择AVR单片机使用的晶振频率（在此选择8MHz）；在“Boot loader”区域中可引导加载程序的设置，选中“Enable Boot reset”复选框时表示允许启动复位，在其下拉列表中可选择启动复位地址。

【Stimuli and logging选项卡】 如图2-14所示，在此可设置外部激励或记录端口的相关信息。在“Port”中选择外部激励端口或记录端口；在“Function”栏中选择外部激励端口（Stimuli）或选择记录端口（Logging）。

设置为外部激励（Stimuli）时，该端口必须为输入状态时有效，且还需指出激励文件位置，即在“File”栏中打开激励文件。激励文件中的值将在指定的周期被放在指定端口的PIN寄存器中，激励文件的格式与端口记录格式相同。

设置为记录端口（Logging）时，该端口必须为输出状态时有效，且还需在“File”栏中选择一个文件用于放置记录数据。文件上的内容是端口寄存器的内容。如果一个周期中端口寄存器的内容没有改变，就没有输出产生。记录文件在每次程序复位时被删除，在每次程序装入AVR Studio时，记录都将人工激活。

3.使用AVR Studio进行程序调试及软件仿真

在AVR Studio中进行模拟仿真时，其调试算法、程序流程等方面与硬件仿真机没有多大区别。对于I/O端口、定时器、UART、中断响应等方面，在AVR Studio中也可进行模拟仿真。但是，由于硬件仿真机没有提供程序运行时间等方面的参数调试，所以AVR Studio在调试程序、计算一段程序运行所花的时间等方面比硬件仿真更加方便。

程序调试

在AVR Studio的“Debug”（调试）菜单栏中可选择开始调试、停止调试、运行、暂停、设置断点、单步、自动单步等操作。

【开始调试（Start Debugging）】 若源程序在CodeVisionAVR IDE中，通过执行菜单命令“Tools”→“Debugger”导入到AVR Studio，则在AVR Studio中的程序处于开始调试状态。

如果源程序是在AVR Studio中直接编写的，则在AVR Studio中先执行菜单命令“Build”将其编译，若编译程序没有错误，再执行菜单命令“Debug”→“Start Debugging”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“Ctrl”+“Shift”+“Alt”+“F5”键，源程序进入开始调试状态。

在开始调试状态下，将链接调试平台，装载目标文件并执行复位操作，而所有的调试控制命令处于有效。通常，在调试模式下不能编辑程序。

【停止调试（Stop Debugging）】 如果源程序进入了调试状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Stop Debugging”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“Ctrl”+“Shift”+“F5”键，将停止调试过程，并断开与调试平台的链接，进入源程序的编辑模式。

【运行（RUN）】 如果源程序进入了调试状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“RUN”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“F5”键，将启动（或重新启动）程序，使源程序一直运行到被用户停止或遇到一个断点。

【暂停（Break）】 如果源程序进入调试运行状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Break”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“Ctrl”+“F5”键，将停止程序运行。当源程序停止时，所有窗口中的信息都将更新。

【复位（Reset）】 如果源程序进入了调试状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Reset”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“Shift”+“F5”键，将使源程序复位。当程序正在运行时，执行此命令则程序停止运行。

【设置断点（Toggle Breakpoint）】 如果源程序进入了调试状态，在代码前可以设置断点。首先在需要设置断点的代码前单击鼠标左键，然后执行菜单命令“Debug”→“Toggle Breakpoint”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“F9”键，即可将该行源代码设置为断点。

【单步执行（Step Into）】 单步执行仅执行一条指令。如果源程序进入了调试状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Step Into”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“F11”键，源程序的一条指令会被执行。

【单步运行到断点（Step Over）】 单步运行到断点仅执行一条指令，但是如果这条指令包含或调用了一个函数/子程序时，则该函数/子程序也会同时执行。如果在运行过程中遇到用户设置的断点，则程序运行将被挂起。如果源程序进入了调试状态时，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Step Over”，或者在工具栏中单击图标 ，还可以按“F10”键，源程序的一条指令会被执行。

【跳出（Step Out）】 跳出命令会使程序一直运行，直到当前函数结束。如果遇到用户设置的断点，程序运行将被挂起。当程序处在最外层（如主函数），执行菜单命令“Debug”→“Step Out”，或者在工具栏中单击图标 ，或按“Shift”+“F11”键时，则程序将继续运行，直到遇到一个断点或被用户停止。

【运行到光标处（Run To Cursor）】 如果源程序进入了调试状态，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Run To Cursor”，或者在工具栏中单击图标 ，或者按“Ctrl”+“F10”键时，将使程序运行到源代码编辑窗口中光标处停止。此时如果遇到用户的断点，程序的运行将不会被挂起。如果程序运行永远达不到光标指示处的语句，程序将一直继续运行，直到被用户停止。当此命令结束后，所有窗口中的信息将更新。由于这种方式依赖光标放置的位置，所以只能在C语言窗口方式时才能使用。

【自动运行（Auto Step）】 自动运行能够重复执行指令。如果源程序进入了调试状态时，在AVR Studio中执行菜单命令“Debug”→“Auto Step”，或者在工具栏中单击图标，或者按“Ctrl”+“F10”键时，程序的运行将一直持续单步运行，直到遇到一个用户设置的断点或被用户停止。

软件仿真

源程序在调试运行过程中，通过相应的窗口可以观察各个寄存器的值，从而分析程序是否达到设计要求。

若需观察已导入到AVR Studio的“新建项目”源程序的运行状况时，首先在I/O观察窗口中单击“PORTC”（因为源程序使用了PORTC端口），然后执行自动运行命令时，可以看到“Processor”窗口中的Cycle Counter和Stop Watch中的数据不断更新，而I/O观察窗口中PORTC端口的状态值（Value）每隔1s将发生一次变化，其运行仿真如图2-15所示。若想终止运行，执行菜单命令“Debug”→“Reset”即可。