如何使用和設(shè)置AVR的熔絲

對AVR熔絲位的配置是比較細(xì)致的工作，用戶往往忽視其重要性，或感到不易掌握。下面給出對AVR熔絲位的配置操作時的一些要點(diǎn)和需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。有關(guān)ATmega128熔絲位的具體定義和功能請查看本書相關(guān)章節(jié)，在附錄中將給出一個完整的匯總表。

(1)在AVR的器件手冊中，對熔絲位使用已編程(Programmed)和未編程(Unprogrammed)定義熔絲位的狀態(tài)，“Unprogrammed”表示熔絲狀態(tài)為“1”(禁止);“Programmed”表示熔絲狀態(tài)為“0”(允許)。因此，配置熔絲位的過程實(shí)際上是“配置熔絲位成為未編程狀態(tài)“1”或成為已編程狀態(tài)“0””。

(2)在使用通過選擇打鉤“√”方式確定熔絲位狀態(tài)值的編程工具軟件時，請首先仔細(xì)閱讀軟件的使用說明，弄清楚“√”表示設(shè)置熔絲位狀態(tài)為“0”還是為“1”。

(3)使用CVAVR中的編程下載程序時應(yīng)特別注意，由于CVAVR編程下載界面初始打開時，大部分熔絲位的初始狀態(tài)定義為“1”，因此不要使用其編程菜單選項(xiàng)中的“all”選項(xiàng)。此時的“all”選項(xiàng)會以熔絲位的初始狀態(tài)定義來配置芯片的熔絲位，而實(shí)際上其往往并不是用戶所需要的配置結(jié)果。如果要使用 “all”選項(xiàng)，應(yīng)先使用“read->fuse bits”讀取芯片中熔絲位實(shí)際狀態(tài)后，再使用“all” 選項(xiàng)。

(4)新的AVR芯片在使用前，應(yīng)首先查看它熔絲位的配置情況，再根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行熔絲位的配置，并將各個熔絲位的狀態(tài)記錄備案。

(5)AVR 芯片加密以后僅僅是不能讀取芯片內(nèi)部Flash和E2PROM中的數(shù)據(jù)，熔絲位的狀態(tài)仍然可以讀取但不能修改配置。芯片擦除命令是將Flash和 E2PROM中的數(shù)據(jù)清除，并同時將兩位鎖定位狀態(tài)配置成“11”，處于無鎖定狀態(tài)。但芯片擦除命令并不改變其它熔絲位的狀態(tài)。

(6)正確的操作程序是：在芯片無鎖定狀態(tài)下，下載運(yùn)行代碼和數(shù)據(jù)，配置相關(guān)的熔絲位，最后配置芯片的鎖定位。芯片被鎖定后，如果發(fā)現(xiàn)熔絲位配置不對，必須使用芯片擦除命令，清除芯片中的數(shù)據(jù)，并解除鎖定。然后重新下載運(yùn)行代碼和數(shù)據(jù)，修改配置相關(guān)的熔絲位，最后再次配置芯片的鎖定位。

(7)使用ISP串行方式下載編程時，應(yīng)配置SPIEN熔絲位為“0”。芯片出廠時SPIEN位的狀態(tài)默認(rèn)為“0”，表示允許ISP串行方式下載數(shù)據(jù)。只有該位處于編程狀態(tài)“0”，才可以通過AVR的SPI口進(jìn)行ISP下載，如果該位被配置為未編程“1”后，ISP串行方式下載數(shù)據(jù)立即被禁止，此時只能通過并行方式或JTAG編程方式才能將SPIEN的狀態(tài)重新設(shè)置為“0”，開放ISP。通常情況下，應(yīng)保持SPIEN的狀態(tài)為“0”，允許ISP編程不會影響其引腳的I/O功能，只要在硬件電路設(shè)計時，注意ISP接口與其并接的器件進(jìn)行必要的隔離，如使用串接電阻或斷路跳線等。

(8)當(dāng)你的系統(tǒng)中，不使用JTAG接口下載編程或?qū)崟r在線仿真調(diào)試，且JTAG接口的引腳需要作為I/O口使用時，必須設(shè)置熔絲位JTAGEN的狀態(tài)為“1”。芯片出廠時JTAGEN的狀態(tài)默認(rèn)為“0”，表示允許JTAG接口，JTAG的外部引腳不能作為I/O口使用。當(dāng)JTAGEN的狀態(tài)設(shè)置為“1”后，JTAG接口立即被禁止，此時只能通過并行方式或ISP編程方式才能將JTAG重新設(shè)置為“0”，開放JTAG。

(9)一般情況下不要設(shè)置熔絲位把RESET引腳定義成I/O使用(如設(shè)置ATmega8熔絲位RSTDISBL的狀態(tài)為“0”)，這樣會造成ISP的下載編程無法進(jìn)行，因?yàn)樵谶M(jìn)入ISP方式編程時前，需要將RESET引腳拉低，使芯片先進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。

(10)使用內(nèi)部有RC振蕩器的AVR芯片時，要特別注意熔絲位CKSEL的配置。一般情況下，芯片出廠時CKSEL位的狀態(tài)默認(rèn)為使用內(nèi)部1MHz的RC振蕩器作為系統(tǒng)的時鐘源。如果你使用了外部振蕩器作為系統(tǒng)的時鐘源時，不要忘記首先正確配置CKSEL熔絲位，否則你整個系統(tǒng)的定時都會出現(xiàn)問題。而當(dāng)在你的設(shè)計中沒有使用外部振蕩器(或某鐘特定的振蕩源)作為系統(tǒng)的時鐘源時，千萬不要誤操作或錯誤的把CKSEL熔絲位配置成使用外部振蕩器(或其它不同類型的振蕩源)。一旦這種情況產(chǎn)生，使用ISP編程方式則無法對芯片操作了(因?yàn)镮SP方式需要芯片的系統(tǒng)時鐘工作并產(chǎn)生定時控制信號)，芯片看上去“壞了”。此時只有使用取下芯片使用并行編程方式，或使用JTAG方式(如果JTAG為允許時且目標(biāo)板上留有JTAG接口)來解救了。另一種解救的方式是：嘗試在芯片的晶體引腳上臨時人為的疊加上不同類型的振蕩時鐘信號，一旦ISP可以對芯片操作，立即將CKSEL配置成使用內(nèi)部1MHz的RC振蕩器作為系統(tǒng)的時鐘源，然后再根據(jù)實(shí)際情況重新正確配置CKSEL。

(11)使用支持IAP的AVR芯片時，如果你不使用BOOTLOADER功能，注意不要把熔絲位BOOTRST設(shè)置為“0”狀態(tài)，它會使芯片在上電時不是從Flash的0x0000處開始執(zhí)行程序。芯片出廠時BOOTRST位的狀態(tài)默認(rèn)為“1”。關(guān)于BOOTRST的配置以及BOOTLOADER程序的設(shè)計與IAP的應(yīng)用請參考本章相關(guān)內(nèi)容。

5.1.2 ATmega128中重要熔絲位的配置

本小節(jié)把在一般情況下使用ATmega128時，幾個重要的熔絲位配置情況進(jìn)行說明。

(1)熔絲位M103C。M103C的配置將設(shè)定ATmega128是以ATmega103兼容方式工作運(yùn)行還是以ATmega128本身的方式工作運(yùn)行。 ATmega128在出廠時M103C默認(rèn)狀態(tài)為“0”，即默認(rèn)以ATmega103兼容方式工作。當(dāng)用戶系統(tǒng)設(shè)計使芯片以ATmega128方式工作時，應(yīng)首先將M103C的狀態(tài)配置為“1”。

(2)CLKSEL0..3。CLKSEL0、CLKSEL1、 CLKSEL2、CLKSEL3用于選擇系統(tǒng)的時鐘源。有五種不同類型的時鐘源可供選擇(每種類型還有細(xì)的劃分)。芯片出廠時的默認(rèn)情況為 CLKSEL3..0和SUT1..0分別是“0001”和“10”。即使用內(nèi)部1MHz RC振蕩器，使用最長的啟動延時。這保證了無論外部振蕩電路是否工作，都可以進(jìn)行最初的ISP下載。對于CLKSEL3..0熔絲位的改寫需要十分慎重，因?yàn)橐坏└膶戝e誤，會造成芯片無法啟動，見上一小節(jié)第10點(diǎn)說明。