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2020-12-02
arduino教學, ATTiny

如果我們今天的想到的專案題目是比較小的，僅需要兩三隻腳位時，是否有比 Uno成本更低又符合需求的選擇？答案當然是有的，這時候就可以考慮一下 ATtiny85 這顆 MCU，一樣可以採用 Arduino IDE 的內建語法進行開發，本文就來分享如何將寫好的程式碼燒錄到 ATtiny85 內。

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1. ATtiny85 介紹

ATtiny85 是一顆 Microchip 8bit 的 MCU，腳位有 8 支(扣掉電源與 GND，最多使用到 6 支 GPIO），相當符合腳位需求不多且有成本考量時的專案，JIMI哥會推薦它的原因，也就是當外掛第三方寫的硬體函示庫後，我們就可以繼續沿用Arduino 的習慣與環境進行開發，將所寫的程式無痛的移植到 ATtiny MCU。

目前市面上可以找到關於這顆 IC 的方案大概就是兩種：一種就是純 IC 晶片(通常就是 DIP8 的封裝)，另一種將 ATtiny85 搭配 USB 等周邊電路的小型發展板，兩者價差不大，主要差別在於搭配 USB 的發展板，可以額外提供 USB 介面傳輸程式碼機制，本文就先來學習基本的燒錄功能(適用只有單一 IC 時的開發情境)，下篇在分享有 USB 介面時如何進行開發。

2. 燒錄前置設定

要透過 Arduino IDE 將編寫的程式碼直接燒錄到 ATtiny MCU 內，有 3 個準備工作要完成：

準備程式燒錄工具( ISP Tools )
安裝第三方的硬體板擴充庫
連接 ATtiny85 IC 所需周邊電路

接下來 JMI哥就依序教大家各個步驟該怎麼完成。

I. 準備實體燒錄工具

要燒錄程式到 ATtiny85 MCU，有很多現有的燒錄器可以實現，像是官方的 Atmel ICE Debugger 等，不過以我們所開發的專案通常不是那麼複雜，就可以將手邊的『Arduino Uno』這塊開發板『改裝』成實體燒錄器，其實就是將『燒錄器功能』的韌體上傳到 Uno 開發板，Uno 就會變成所謂的 Debugger 燒錄器，上傳的步驟如下：

Step1: 開啟 Arduino IDE，連接 Uno 板到電腦，選擇對應的硬體與連接 COM。

Step2：開啟『檔案』=>『範例』=>『Arduino ISP』=>『Arduino ISP』

Step3：按下上傳，完成燒錄軟體上傳。

Step4：為了可以透過 Arduino IDE 控制燒錄器動作，將一個10uF電容，正極插入 Uno RESET 腳位，負極一端插入GND。（如沒有這個動作，將無法進行燒錄）

II. 安裝 ATtiny85 開發板擴充套件

Arduino IDE 一個很大的優勢就是可以安裝許多不同硬體核心的擴充套件，如果我們只是想要透過燒錄器直接燒錄軟體的話，可以安裝由 Spence Konde (aka Dr. Azzy ) 作者所維護的ATtiny Core 這個套件( https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore )，這個套件支援相當多的ATtiny系列MCU，這篇所使用的tiny85也是其中一種，而安裝此套件的步驟也很簡單，方法如下：

Step1: 打開 Arduino IDE，選擇『檔案』=>『偏好設定』

Step2: 記得將顯示輸出的『上傳』勾上，並在額外的開發板管理員網址中，增加 http://drazzy.com/package_drazzy.com_index.json 清單，之後按下確認。

Step3：選擇『工具』『開發板』『開發板管理員』; 搜尋 attiny 關鍵字，找到ATtinyCore 套件，點選安裝。

Step4：安裝完成後，確認『工具』=>『開發板』將多出『ATTinyCore』的選項。

III. ATtiny85 周邊線路連接

第3個步驟就是連接 MCU 周邊的必須線路，並新增一個 LED 供後續測試用，uno與 tiny85 的連接對應關係如下：

Uno	ATtiny85
D13	Pin 7
D12	Pin 6
D11	Pin 5
D10	Pin 1
5V	Pin 8
GND	Pin 4

Uno D13~ D10 與 Tiny85 之間的線路，可以看成燒錄器與目標板的連接，其餘則是電源與測試用接線，完整的連接方式如下：( 記得不要忘記 Uno RESET 與 GND 的 10uF 電容)

3. 程式上傳

> 程式碼與IO腳位定義

在開始進行燒錄動作前，我們先簡單來寫個 LED 閃爍的動作，完整程式碼如下：

void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(4, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(4, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                       // wait for a second
  digitalWrite(4, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                       // wait for a second
}

上面這段程式碼會將 Tiny85 電路圖所連接 LED，進行 1 秒的間隔閃爍，相信應該會有朋友好奇為什麼 JIMI哥會知道是『D4』的腳位控制 LED？其實像這種非官方所發展的硬體擴充庫，通常都得查詢作者的開發網頁才有辦法正確知道對應的腳位（換句話說，也可以知道他實現多少的功能在這套擴充庫內），ATtinyCore 針對 Tiny85 的腳位定義網址如下： https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore/blob/master/avr/extras/ATtiny_x5.md， JIMI哥擷取 PinOut 的圖片如下：

想要知道在 Arduino IDE 內 IO 號碼的定義就查詢對應的顏色即可，同時也可以知道該腳位作者同時有實現什麼功能在上面（如A0-A3 類比輸入等）。

> 開始進行燒錄

現在開始就可以透過 Arduino IDE 執行程式上傳動作，方法與之前 Uno類似，但增加一些選項需設定，下面為完整流程：

Step1：在『工具』=>『開發板』=>『ATtinyCore』，選擇『ATtiny25/45/85(no bootloader)』，點擊完後對應的選單將會列出。

Step2: 在新增的細部選單中，選擇適合參數進行調整，如無其他需求，將Chip選擇 ATtiny85 即可。

Step3：在『工具』=>『燒錄器』中，選擇『Arduino as ISP (ATtinyCore)』。（重要步驟，因為要透過uno燒錄程式）

Step4：確認 Uno 的序列埠正確連上後，按下上傳按鈕，待完成燒錄動作後，拔開 Uno 連接到Tiny85的燒錄線路 D13～D10，LED 將開始進行閃爍。（5V GND 可以不用拔，不然會沒電 😀 ）

4. 結語

ATtiny85 的市場定位就是腳位需求少，做簡單應用控制的場合，本篇主要就是讓各位朋友學習如何將 Arduino 的程式直接透過『燒錄器』的方式上傳到 Tiny85 目標板，使用方法簡單，當然缺點就是每次要上傳程式時，就得需要一個燒錄器裝置隨身帶著，所以 JIMI哥下次要來聊聊，當我們如果開發是選用帶 USB 介面的tiny85 板時，如何透過 VUSB bootloader 的架構，直接上傳程式碼!!~~ 今天的分享內容就到這邊，如果大家在測試實驗上遇到什麼問題，歡迎在下面留言給我～！！

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