Assembler und AVR Studio

AVR-8-bit-Mikrocontroller 

Gruppe 200 - Einsetzen von AVR-Tools 

Teil 205 - Assembler und AVR Studio 

Teil 201 - Experimentierboards 

1 Experimentierboards zum Testen und Programmieren von AVR-Mikrocontroller 

1.1 Mit welchen Mitteln AVR-Mikrocontroller programmiert werden 

1.2 Starterkit STK500 

1.3 Entwicklungs-Tool AVR Dragon 

1.4 ATM18-Controllermodul und ATM18-Testboard 

1.5 AVR-ALE-Testboard 

Teil 202 - ISP-Programmieradapter 

2 ISP-Programmieradapter 

2.1 ISP Bezogen auf die verschiedenen Schnittstellen 

2.1.1 Serielle Schnittstelle 

2.1.2 Parallele Schnittstelle 

2.1.3 USB-Schnittstelle 

2.2 CC2-AVR-Programmer alias USBprog 

2.2.1 Aufbau 

2.2.2 Arbeitsweise 

2.2.3 Firmware-Änderung 

Teil 203 - AVR-ALE-Testboard 

3 Beschreibung des AVR-ALE-Testboard 

3.1 Schaltungsaufbau 

3.2 Stromversorgung 

3.3 Einsatz verschiedener AVR-Mikrocontroller 

3.4 Anzahl LEDs und Tasten 

3.5 LCD-Interface und 20x4-LCD 

3.5.1 Erzeugung des Enable-Signals für das LCD 

3.5.2 LCD-Backlight 

3.6 Ansteuerung von Relais 

3.7 RS-232-Schnittstelle 

3.8 USART-Testboard-Schnittstelle 

Teil 204 - AVR Studio 

4 Einsatz des AVR Studio 

4.1 AVR Studio installieren 

4.2 Testboard und Programmer zusammenschalten 

4.2.1 Treiber AVRISP mkII neu installieren 

4.3 Starten von AVR Studio 

4.3.1 AVR Studio und CC2-AVR-Programmer 

4.3.2 Mikrocontroller-Einstellungen im AVR Studio 


5 Assembler und AVR Studio 

5.1 Der Übersetzer (Assembler) 

5.2 Ein neues Projekt erzeugen 

5.2.1 Der Projekt-Bereich 

5.2.2 Bearbeiten der Assemblerdatei 

5.2.3 Assemblieren des Quell-Codes 

5.3 Simulation des Codes 

5.3.1 Programmausführung im Einzelschrittverfahren 

5.3.2 Debugger-Stopp-Punkte 

5.4 Verändern des Programmtextes 

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5.4.1 Überwachen von Variablen 

5.4.2 Anzeigen der Prozessordetails 

5.4.3 Speichern des Projekts 

5.5 Erzeugen eines weiteren ASM-Projektes im Schnelldurchgang 

5.6 Flashen eines ASM-Programms in ein Mikrocontroller ATmega88 

Teil 206 - C-Compiler und AVR Studio 

6 CodeVisionAVR C-Compiler und AVR Studio 

6.1 CodeVisionAVR C-Compiler installieren 

6.2 Erzeugen eines C-Projektes 

6.2.1 Ein neues Projekt beginnen 

6.2.2 Ein C-Projekt generieren 

6.3 Einbinden von AVR Studio in den CVAVR 

6.4 AVR Studio Debugger für CVAVR 

6.5 Flashen eines C-Programms in ein Mikrocontroller ATmega88 

Teil 207 - Editor - UltraEdit 

7 Editor - UltraEdit 

7.1 Kopf- und Fuss-Zeile 

7.1.1 Einstellungen für Assembler-Programme 

7.1.2 Einstellungen für C-Compiler-Programme 

7.2. Einträge in das WORDFILE.TXT 

7.2.1 Grundsätzliches Format 

7.2.2 Syntax Befehle 

7.3 Wortsammlung für AVR-Assembler 

7.4 Wortsammlung für CodeVisionAVR C-Compiler 

Hinweis 

Externe Anschaltungen und Hardware-Erweiterungen werden in der Gruppe 400 - ASM-Projekte und 

in der Gruppe 600 - C-Projekte detailliert beschrieben. 

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Vorbemerkung 




Nichts ist vollkommen - und nichts ist endgültig! So auch nicht dieses Tutorial! Deshalb bitte immer 

erst nach dem neuesten Datum schauen. Vielleicht gibt es wieder etwas Neues oder eine Fehlerbereinigung 

oder eine etwas bessere Erklärung. Wer Fehler findet oder Verbesserungen vorzuschlagen 

hat, bitte melden (info@alenck.de). 

Immer nach dem Motto: Das Bessere ist Feind des Guten und nichts ist so gut, dass es nicht noch 

verbessert werden könnte. 

Bild-, Beispiel-, Form- und Tabellen-Nummern sind nach folgendem Schema aufgebaut, damit bei 

Einfügungen/Löschungen nicht alle Nummern wieder geändert werden müssen (hier bunt dargestellt): 

Darstellungsart Abschnitt-LfdNummer: Beschreibung allgemeines Schema 

Bild 5.1.4-02: Daten-Adress-Raum Benummerung eines Bildes 

Beispiel 5.1.4-03: EEPROM-Speicherung Benummerung eines Beispiels 

Form 5.1.3-01: Diemain-Funktion Benummerung einer Formdarstellung 

Tabelle 5.1.4-01: Schlüsselwörter vom CVAVR Benummerung einer Tabelle 

Gravierende Änderungen gegenüber der Vorversion 

1. 

Völlig neue Strukturierung in Gruppen und Teile, um das Tutorial umfassend ordnen zu können. Die 

Abschnitte in den Teilen sind weitgehend erhalten geblieben. 

Gruppenbezeichnung Kurzbezeichnung 

Gruppe 100: Technologie der AVR-8-Bit-Mikrocontroller Technologie 

Gruppe 200: Einsetzen von AVR-Tools Tools 

Gruppe 300: Arbeiten mit AVR-Assembler ASM-Programmierung 

3xx_Programm_yyyyy ASM-Programm-Beispiel 

Gruppe 400: AVR-ASM-Projekte ASM-Projekte 

4xx_Projekt_yyyyy ASM-Projekt-Bezeichnung 

Gruppe 500: CodeVisionAVR C-Compiler C-Programmierung 

5xx_Programm_yyyyy C-Programm-Beispiel 

Gruppe 600: AVR-C-Projekte C-Projekte 

6xx_Projekt_yyyyy C-Projekt-Bezeichnung 

xx steht für die laufende Nummer innerhalb des Teils, in dem das Programm bzw. das Projekt erscheint 

und yyyyy steht für die Programm- bzw. Projekt-Kurz-Bezeichnung. 

2. 

Notwendige Änderungen auf Grund Neuinstallation von Windows 7. 

3. 

Windows 7 machte eine Installation von CodeVisionAVR V2.60 als Vollversion notwendig. Daraus 

leiten sich auch viele Änderungen im Detail für die C-Programmierung (Gruppe 500) ab. 

4. 

Neu-Installation von AVR Studio Vers. 4.19 unter Windows 7 

5. 

Zur Demonstration des Tools AVR Studio ist in Gruppe 200 eine Trennung in Teil 205 - Assembler 

und AVR Studio und Teil 206 - C-Compiler und AVR Studio vorgenommen worden. 

6. 

ASM- und C-Projekte werden jeweils in eigenen Gruppen gesammelt (Gruppe 400 für Assemblerund 

Gruppe 600 für C-Projekte). 

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5 Assembler und AVR Studio 

Anmerkungen: 




1. Dieser Teil 205 setzt eigentlich Programmierkenntnisse in Assembler zur Erzeugung lauffähiger 

Programme voraus. Da hier allerdings nur die Handhabung von AVR Studio und des integrierten Assemblers 

beschrieben werden soll, werden die Schritte anhand von fertigen kleinen Programmen erläutert. 

2. Wer nicht in Assembler programmieren möchte kann den Teil 205 auch ganz überspringen und 

gleich zum Teil 206 - C-Compiler und AVR Studio springen. 

3. Von der Seite http://lehrer.schule.at/Doblinger/files/AVR Studio 4 Tutorial.pdf sind in diesem Abschnitt 

einige Anregungen entnommen worden. 

5.1 Der Übersetzer (Assembler) 

AVR Studio beinhaltet neben vielen anderen Ressourcen auch ein Übersetzungs-Tool für Assembler- 

Programme - dem sog. ASSEMBLER, meist abgekürzt ASM. Der wird automatisch herangezogen, 

wenn ein neues Projekt mit AVR-Studio eingerichtet und dabei Atmel AVR Assembler ausgewählt 

wird. 

Wenn AVR Studio neu gestartet wird, erscheint das Fenster Welcome to AVR Studio 4 (Einrichten 

eines neuen Projektes). Sollte das Fenster nach dem Start nicht zur Verfügung stehen, so wird zur 

Wiederherstellung des Dialogfensters Project => Project Wizard angeklickt und das Häkchen Show 

dialog at startup sollte für das Arbeiten mit Assembler wieder gesetzt werden. 

Bild 5.1-01: Startfenster des AVR Studio 

Der Dialog zum Erstellen eines neuen Projektes kann entweder im Willkommensdialog mit dem Knopf 

New Project oder im Menü Project des AVR Studio Hauptfensters über die Option New Project aufgerufen 

werden. 

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5.2 Ein neues Projekt erzeugen 




Mit dem AVR Studio wird die Programmierung ausschließlich in Projekten abgewickelt. Das Aufrufen 

einer *.asm-Datei allein funktioniert nicht! Für jedes Assembler-Projekt wird eine Projekt-Datei (Projektname.aps) 

angelegt, die alle wichtigen Daten über das Projekt enthält: 

Welche Dateien dem Projekt zugeordnet wurden, 

die Assembler-Optionen, 

persönlich angepasste Formate usw. 

Die Projekt-Datei garantiert, dass das Projekt jederzeit in gleicher Form aufgerufen, geändert und 

assembliert bzw. kompiliert werden kann. Wenn man mit der praktischen Assembler-Programmiertätigkeit 

beginnt, sollte man für seine ASM-Projekte einen eigenen Ordner vorsehen, in dem jedes 

Projekt seinen eigenen Unterordner erhält - dem Projektverzeichnis (Folder name), in dem AVR Studio 

alle zum Projekt gehörenden Dateien abspeichert. Nach dem Motto "Ordnung hält nur der, der zu 

faul ist zum Suchen" wird für das erste Projekt gewählt: 

L:\ALEs_ASM_Progs\ALE_0001 

Es soll zunächst ein simples Demonstrations-Programm ALE_0001.asm mit AVR Studio erstellt und 

in dem gleichnamigen Projektverzeichnis abgelegt werden: das Programm soll den Wert eines PORT- 

Registers so erhöhen, dass ein Binärzähler entsteht. 

Bild 5.2-01: Projekt-Startfenster Bild 5.2-02: Neuen Ordner erstellen 

Die angezeigte Location: zeigt beim ersten Aufruf wahrscheinlich auf das Systemlaufwerk C:\... 

Das soll geändert werden! Ein Klick auf öffnet das Menü Ordner suchen (Select folder), in dem 

der Ordner L:\ALEs_ASM_Progs\ALE_0001 auf dem Laufwerk KINGSTON (L:) neu eingerichtet 

werden soll (=> Neuen Ordner einstellen). AVR Studio stellt fest, dass der Ordner noch nicht existiert 

und hinterfragt, ob der Pfad neu erzeugt werden soll. Die Antwort muss lauten: Ja. 

Bild 5.2-03: Neuen Unterordner erstellen Bild 5.2-04: Die Lokation ist eingestellt 

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Durch Anklicken von Atmel AVR Assembler wird das Feld Project name: freigegeben, so dass das 

Projekt einen Namen bekommen kann. Hier wird der Name ALE_0001 gewählt. Darüber hinaus wird 

der gleiche Name (automatisch) für das zu archivierende Assembler-Quell-Programm bestimmt: 

Initial file:ALE_0001.asm 

Bilder 5.2-05 und 5.2-06: Projekt- und Datei-Name festlegen 

Durch die Wahl Atmel AVR Assembler wird dem 

AVR Studio mitgeteilt, dass es sich bei der späteren 

Übersetzung des Quellprogramms nicht um 

eine C-Kompilierung (z.B. AVR GCC), sondern 

um eine AVR Assemblierung handelt. Wenn der 

Dialog mit dem Knopf Next>> bestätigt wird, erscheint 

nach einer Weile ein weiterer Dialog: 

Bild 5.2-07: Wahl des Mikrocontroller-Chips 

Damit AVR Studio später das Programm simulieren 

kann, muss hier AVR Simulator als Debug- 

Plattform ausgewählt und der verwendete Mikrocontroller-Typ angegeben werden. Im Beispiel wird 

der ATmega88 gewählt. 

Finish schließt die Projekt-Erzeugung ab und ermöglicht die manuelle Eingabe des Quell-Codes bzw. 

das Zuladen eines Assembler-Quell-Programms von der Festplatte im Editor-Fenster (integrierter 

Editor). 

Bild 5.2-08: Abschluss der Projekt-Erzeugung 

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Eine Anmerkung am Rande zum Neustart von AVR Studio: Beim Neustart einer unterbrochenen 

Sitzung "denkt" AVR Studio, dass man ein neues Projekt beginnen möchte, wenn das Häkchen bei 

Show dialog at startup gesetzt war und öffnet wieder das Dialogfenster. Da AVR Studio sich aber 

auch "gemerkt" hat, dass die Projekt-Datei L:\AVR_ASM_Progs\ALE_0001\ALE_0001.aps als 

letzte in Bearbeitung war, so wird dieses Projekt auch mit dem Willkommensfenster wieder angeboten: 

5.2.1 Der Projekt-Bereich 

Bilder 5.2-09 und 5.2-10: Wiedereröffnung des Projektes 

Die Datei ALE_0001.asm wird automatisch als Hauptdatei des Projekts markiert. Dies ist erkennbar 

an dem kleinen roten Pfeil auf dem Icon neben dem Dateinamen im linken Feld - dem Projekt- 

Bereich Project. AVR Studio beginnt die Programmübersetzung immer bei der Hauptdatei, von der es 

im Ordner Source File immer nur eine geben kann. 

Merke: Die im Projekt-Bereich von AVR Studio angegebenen Ordner sind nicht identisch mit den Ordnern 

des Windows-Explorers! Da sucht man die Ordner vergeblich. Sie sind "versteckt" in der Projekt- 

DateiALE_0001.aps vorhanden. 

Wenn in einem ASM-Projekt mehrere Dateien 

benötigt werden, so können neue 

oder bestehende Dateien dem Projekt hinzugefügt 

werden. Nach einem Rechtsklick 

mit der Maus auf den Ordner Source File 

im Projekt-Bereich wird mit der Option 

Create New File eine neue Datei erstellt, 

deren Name danach angegeben werden 

muss. Durch die Option Add Files to Project 

können weitere bestehende Dateien 

hinzugefügt werden, AVR Studio fragt automatisch 

nach dem Ort der Datei. 

Bild 5.2.1-01: Hauptdatei des Projektes 

festlegen 

Eine neue Hauptdatei des Projektes wird festgelegt, indem auf ihren Dateinamen im Projekt-Bereich 

mit der rechten Maustaste geklickt wird und dann die Option Set as Entry File gewählt wird. Die neue 

Hauptdatei erhält dann den kleinen roten Pfeil . 

Erklärung der linken Ordner-Struktur im Projekt-Bereich 

Das neue Projekt heißt ALE_0001.aps und beinhaltet (schon für die zukünftige Assemblierung) die 

Ordner: 

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Source Files 

Der Ordner enthält bereits die noch leere neu zu erstellende QuelldateiALE_0001.asm. 

In diesem Ordner werden alle Quelldateien aufgeführt. Ein Doppel-Klick auf ein beliebiges 

Programm in diesem Ordner öffnet es im Editor-Fenster zur weiteren Bearbeitung. 

Included Files 

Alle zum Projekt zugehörigen Include-Dateien, d.h. Dateien, die per Assembler-Direktive 

.INCLUDE in dem Hauptprogramm eingefügt werden, werden hier gelistet. Ein Doppel- 

Klick auf eine beliebige Datei in diesem Ordner öffnet sie im Editor-Fenster zur weiteren 

Bearbeitung. 

Labels 

Alle im Assembler-Quellprogramm verwendeten Labels werden hier gelistet. Ein Doppel- 

Klick auf ein beliebiges Label in diesem Ordner öffnet das betreffende Quellprogramm im 

Editor-Fenster an der Stelle des Labels zur weiteren Bearbeitung. 

Output 

Alle Ausgabe-Dateien werden hier aufgelistet. 

Object File 

Das erzeugte "Maschinen-Programm" wird hier abgelegt. 

5.2.2 Bearbeiten der Assemblerdatei 

Nachdem nun ein neues Projekt mit einer leeren Datei erstellt wurde, wird mit der Eingabe des Assembler-Programms 

begonnen. Sollte die Datei ALE_0001.asm nicht geöffnet sein, so kann diese im 

Editor-Fenster geöffnet werden, indem im Projekt-Bereich mit Doppelklick auf den Dateinamen geklickt 

wird. Die Datei ist zunächst leer, der Programmtext muss manuell ergänzt werden. Es soll der 

folgende Text eingetippt oder durch Kopieren eingegeben werden: 

Nach der Eingabe des Programms sollte es gespeichert werden. Dazu ist aus dem Menü File die 

Option Save zu verwenden. 

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Bild 5.2.2-01: Fertig editiertes und abgespeichertes Assembler-Quellprogramm 

Das AVR Studio Hauptfenster sollte nun nach der Eingabe des Quellprogramms wie in Bild 5.2.2-01 

dargestellt aussehen. Kleine Abweichungen sind möglich, da jedes Feld individuell eingestellt werden 

kann. Die farbliche Kennzeichnung der Syntaxhervorhebung weicht vom Beispieltext erheblich ab, da 

der integrierte Editor von AVR Studio für die Syntaxhervorhebung nur wenige Einstellmöglichkeiten 

bietet (siehe Teil 207 - Editor - UltraEdit). 

Die Include-Datei (partfile) m88def.inc für den einzusetzenden Mikrocontroller (hier: ATmega88) 

wird automatisch aus dem bei der Installation von AVR Studio vorgesehen Programm-Ordner zugeladen 

und braucht nicht mehr im selben Ordner wie das Assembler-Quellprogramme aufgeführt zu werden. 

Für den aktuellen Assembler (in den Programm-Ordnern steht AvrAssembler2 mit der Ordnungszahl 

2 ! im Gegensatz zum ebenfalls noch vorhandenen älteren Assembler ohne Ordnungszahl) 

stehen die Include-Dateien für alle AVR-Mikrocontroller, die von AVR Studio bedient werden 

können, im Ordner 

C:\Program Files (x86)\Atmel\AVR Tools\AvrAssembler2\Appnotes 

Die umständliche vollständige Pfadangabe wird 

weder in Additional Include path des Menüs für 

die Assembler-Optionen noch in der .INCUDE- 

Direktive im Quellprogramm angegeben. 

In den Assembler-Optionen wird noch der Haken 

gesetzt, um ein Listen-File zu erzeugen. Die Assembler-Optionen 

werden aufgerufen durch: 

Project => Assembler Options 

Create Map File ist Standard-Einstellung und 

Create List File erhält einen zusätzlichen Haken 

Bild 5.2.2-02: Assembler-Optionen aufrufen 

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Mit der Einstellung Version 2 (Default-Einstellung) wird der neueste Assembler eingestellt. Sollte ein 

älteres ASM-Programm assembliert werden, welches nicht mit dem AVR-Assembler2 kompatibel ist, 

so hilft ggf. die Markierung bei Version 1 

5.2.3 Assemblieren des Quell-Codes 

Die Assemblierung wird eingeleitet im Menü Build => 

Build (F7) oder => Build and Run (Strg+F7), je nach 

dem, ob man nur assemblieren oder auch gleichzeitig 

das Programm in den Mikrocontroller übertragen 

(flashen) und dort ablaufen lassen will. 

Bild 5.2.3-01: Assemblierung aufrufen 

AVR Studio übersetzt nun den Quelltext des Programms 

in die für den Mikrocontroller ausführbaren 

Befehle. Das Hauptfenster sollte danach wie folgt aussehen 

(im Projekt-Bereich sind die Ordner jetzt geöffnet): 

Bild 5.2.3-02: Nach der Assemblierung (Bildvergrößerung) 

Bei der Programmübersetzung kam es zu keinen Fehlern. Das fertige Objekt-Programm ist im Unterverzeichnis 

L:\ALEs_ASM_Progs\ALE_0001\ unter dem Dateinamen ALE_0001.hex 

abgelegt. Diese Datei könnte mit dem ICC2-AVR-Programmer in den Mikrocontroller übertragen 

(geflasht) werden. Zuvor soll jedoch das Programm in AVR Studio durch eine Simulation auf sein Verhalten 

untersucht werden. 

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5.3 Simulation des Codes 




Bis hierher sind alle Dateien erstellt worden, die zur Simulation des Programms benötigt werden. Fehler 

(Errors) und Warnungen sind nicht aufgetreten, d.h. das Assemblerprogramm ist ohne formale 

Fehler. Das heißt aber noch lange nicht, dass das Programm auch in seinem logischen Ablauf unseren 

Wünschen entspricht. Das Programm macht nur das - ggf. auch Unsinniges - was wir ihm per 

Coding mitgeteilt haben. Um das heraus zu bekommen, ob unser Wollen mit unseren Befehlen übereinstimmt, 

wird jetzt mit einer Simulation des Codes begonnen. 

Mit der Simulation kann man jeden einzelnen Programmschritt - aber auch eine einstellbare Sequenz 

aus mehreren Befehlen - mit seinen Wirkungen für Registerinhalte, Ports- und Timer-Funktionen usw. 

verfolgen. Veränderte Bits können so genau beobachtet werden. 

Um die Simulation anzustoßen, wird aus dem Menü Debug die Option Start Debugging aufgerufen: 

Bild 5.3-01: Debugger aufrufen 

Es wird nun im Editor ein gelber Pfeil auf der linken Seite des Programms angezeigt. Dieser Pfeil ist 

der Befehlszeiger (Instruction Pointer) und zeigt auf den nächsten auszuführenden Befehl. Im linken 

Bereich ist nun der Processor aktiv und zeigt die internen Strukturen des simulierten Prozessors an. 

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Bild 5.3-02: Beginn der Simulation 

Die Details werden im rechten Bereich I/O View angezeigt, z.B. was mit Port B während der Programmausführung 

geschieht. Es werden alle I/O-Einheiten des simulierten Prozessors angezeigt. Um 

nun die Details für Port B anzusehen, muss mit der linken Maustaste auf das kleine "+" nebenPORTB 

geklickt werden: 

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Bild 5.3-03: Detail-Anzeige vonPORTB 

Es werden alle Register, die mit Port B zusammenhängen, angezeigt. Dazu gehören das Port B Daten-Register 

PORTB, das Port B Eingangsregister PINB und das Datenrichtungsregister DDRB. 

Jedes Bit in den Registern wird durch eine Checkbox dargestellt. Eine logische Null (0) wird durch 

eine leere Checkbox und eine logische Eins wird durch eine ausgefüllte Checkbox angezeigt. Diese 

Checkboxen werden während der Programmausführung ständig aktualisiert und zeigen den jeweiligen 

Zustand der einzelnen Bits. Die einzelnen Bits können zwischenzeitlich auch durch Anklicken der 

Checkboxen mit der linken Maustaste gesetzt oder gelöscht werden, z.B. um Taster-Aktivitäten zu 

simulieren. Links neben den Checkboxen stehen die aktuellen Werte der Register in hexadezimaler 

Notation. 

5.3.1 Programmausführung im Einzelschrittverfahren 

Es gibt zwei Kommandos, um das Programm im Einzelschrittverfahren auszuführen. Dies sind Step 

Over (Funktionstaste F10) und Step Into (Funktionstaste F11) im Menü von Debug. Der Unterschied 

zwischen diesen Kommandos ist, dass Step Over nicht in Unterroutinen hineinläuft. Da das Beispielprogramm 

keine Unterroutinen besitzt, macht es im Beispiel keinen Unterschied, ob Step Over oder 

Step Into benutzt wird. 

Durch wiederholtes Betätigen von Step Into (F11) wird das Programm in Einzelschritten bis zur letzten 

Programmzeile rjmp LOOP ausgeführt, um dann lustig in der Programmschleife seine "Loopings" 

zu machen. Die Register wechseln ihre Farbe von schwarz auf rot, sobald ihr Wert verändert wird. 

Dadurch lässt sich einfacher beobachten, welche Register während der Programmausführung aktiv 

beteiligt sind. 

Durch weiteres Betätigen von Step Into oder der Funktionstaste F11 wird die Endlosschleife mehrfach 

durchlaufen. Dabei kann beobachtet werden, wie der Wert von Port B erhöht wird. Mit Reset (Umschalt+F5) 

wird wieder ganz von vorn beirjmp START angefangen. 

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5.3.2 Debugger-Stopp-Punkte 




Bild 5.3.1-01: Einzelschritte mit Funktionstaste F11 

Hinweis: Trotz Zwischenspeicherung fallen nach Abbruch des Ablaufs der Debugger-Demonstration 

alle Assemblierungs-Hinweise weg, so dass nach erneutem Start des 

L:\AVR_ASM_Progs\ALE_0001\ALE_0001.aps 

eine neue Assemblierung notwendig wird. Gemäß den Bilder 5.2-09 und 5.2-10 wird das Projekt wiedereröffnet 

und in Einzelschritten werden die Abschnitte 5.2.3, 5.3 und 5.3.1 wiederholt, so dass hier 

mit dem Abschnitt 5.3.2 fortgefahren werden kann: 

Bild 5.3.2-01: Wiederaufsetzen nach einer Unterbrechung 

Tools_205 03.06.2013 Seite 14 von 31




Durch setzen von Debugger-Stopp-Punkten (Breakpoints) kann der Ablauf eines Programms an beliebiger 

Stelle angehalten werden. Man bringt den Cursor z.B. auf die Zeile mit dem Befehl rjmp 

LOOP und betätigt Funktionstaste F9 oder wählt aus dem Menü Debug die Option Toggle Breakpoint. 

Der Stopp-Punkt kann durch erneutes Betätigen der Funktionstaste F9 wieder entfernt werden. 

Bild 5.3.2-02: Setzen eines Debugger-Stopp-Punktes 

Am linken Rand des Editor-Fensters erscheint ein roter Punkt und zeigt den soeben erstellten Stopp- 

Punkt an. Wenn aus dem Menü Debug die Option Run gewählt wird oder die Funktionstaste F5 gedrückt 

wird, läuft das Programm von der momentanen Position des Cursors los und hält erst an der 

Stelle mit dem Stopp-Punkt wieder an. 

In dem Beispiel läuft das Programm mit voller Geschwindigkeit immer wieder bis zum Ende der Endlosschleife, 

so dass die Funktionstaste F11 nicht 3-mal für jeden Loop gedrückt werden muss, um die 

Endlosschleife einmal komplett zu durchlaufen. Bei längeren Passagen kann so der Simulationsprozess 

erheblich beschleunigt werden. 

Merke: Die Funktionstasten F5, F11 (F10) und F9 können auch im beliebigen Wechsel verwendet 

werden. 

5.4 Verändern des Programmtextes 

Auch fertige Programme werden neueren Bedürfnissen angepasst oder dienen dazu, indem sie durch 

kleine Änderungen variiert werden, einen neuen Ablauf zu generieren. Zum Beispiel soll das Programm 

jetzt abwärts statt aufwärts zählen. Entsprechend soll der Programmtext editiert werden. Der 

Cursor wird im Editorfenster vor den Befehl inc (increment) gesetzt, dieser wird in dec (decrement) 

geändert. Wenn nun die Programmausführung wieder mit der Funktionstaste F5 (Run) gestartet wird, 

erscheint folgende Dialogbox: 

Bild 5.4-01: Aufforderung zur Neuübersetzung (Update) 

Tools_205 03.06.2013 Seite 15 von 31




AVR Studio bemerkt, das der Programmtext während der Simulation geändert wurde und fragt, ob die 

Neuübersetzung des Programms gewünscht wird. Das ist beabsichtigt, so dass die Frage mit Ja beantwortet 

wird. 

Das Projekt wird nun erneut übersetzt und der Befehlszeiger wird wieder auf die erste Zeile gesetzt. 

Eingestellte Stopp-Punkte bleiben unangetastet bestehen: 

Bild 5.4-02: Neuübersetzung (Update) des Quell-Programms 

5.4.1 Überwachen von Variablen 

Um während der Programmausführung den Inhalt von Variablen sehen zu können, kann im Menü 

View mit der Option Watch ein Fenster zur Überwachung der Variablen geöffnet werden. 

Bild 5.4.1-01: Einrichtung eines Überwachungsfensters 

Tools_205 03.06.2013 Seite 16 von 31




Alle Variablen, die mit der Angabe .DEF definiert wurden, können im Fenster zur Überwachung angezeigt 

werden. Im Beispiel isttemp die einzige definierte Variable. Nachdem mit der rechten Maustaste 

in das Fenster zur Überwachung der Variablen geklickt und dann Add Item ausgewählt wurde, kann 

dorttemp eingegeben werden: 

Bild 5.4.1-02: Eintragung in das Überwachungsfenster (Bildvergrößerung) 

Nach Betätigen der Eingabetaste erscheint die Variable temp im Fenster Watch zur Überwachung. 

Die Wahl Display all Values as Hex zeigt den Wert der Variablen, indem man nun das Programm 

Schritt für Schritt weiter ausführt, in hexadezimaler Form an. 

Bild 5.4.1-03: Variable temp zur Überwachung 

festlegen 

Bild 5.4.1-04: Festlegung des Ausgabeformats 

(BIldvergrößerung) als Hex 

Tools_205 03.06.2013 Seite 17 von 31

5.4.2 Anzeige der Prozessordetails 




Die internen Strukturen des simulierten Prozessors können im linken Fenster als Detailansicht beobachtet 

werden. Hier werden prozessorspezifische Informationen wie Programmzähler, hoch gezählte 

Taktzyklen und verstrichene Zeit angezeigt. Diese Daten sind nützlich, wenn man die genaue Länge 

einer Schleife oder die exakte Zeit einer Unterroutine bestimmen will. In dem Beispiel werden solche 

Informationen nicht weiter benötigt, sie stellen aber eine nützliche Informationsquelle während der 

Simulation von größeren Projekten dar. 

5.4.3 Speichern des Projekts 

Bevor AVR Studio verlassen wird, muss das Projekt gespeichert werden. AVR Studio merkt sich die 

Positionen der Fenster und stellt diese wieder her, wenn das Projekt erneut geöffnet wird. Um das 

Projekt zu speichern, wird aus dem Menü Project die Option Save Project gewählt. Dann kann es 

getrost mit File und Exit verlassen werden. 

5.5 Erzeugen eines weiteren ASM-Projektes im Schnelldurchgang 

Jetzt sollen die Schritte noch einmal mit einem weiteren Projekt durchlaufen werden, ohne die kommentierenden 

Sprüche. Das neue Assembler-Programm ALE_0002.asm demonstriert, wie mit Tastern 

kleine LEDs aus- und eingeschaltet werden können: 

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Das Programm ist auch auf dem Testboard lauffähig. Die Besonderheit ist, dass die LEDs mit einem 

invertierenden Treiberbaustein ULN2003 angesteuert werden. Sie sind mit ihrer Anode und einem 

Pull-up-Widerstand auf +5 V gelegt, so dass sie an ihrem "Eingang" bzw. an dem Ausgang des Treibers 

Null-Potential (GND = logisch 0) zum Leuchten benötigen. Oder anders ausgedrückt: Wenn am 

Treiber-Eingang logisch1anliegt, so leuchtet die entsprechende LED. 

Die Tasten sind ebenfalls mit Pull-up-Widerständen auf +5 V gelegt, so dass sie in Ruhestellung 

einen angeschlossenen Eingangs-Pin des Mikrocontrollers auf HIGH (logisch 1) ziehen. Die Logik 

wird also "umgekehrt": 

Taster in Ruhe => Chip-Eingang auf 1 => Chip-Ausgang/Treiber-Eingang auf 1 

=> Treiber-Ausgang auf 0 => LED ist EINgeschaltet 

Taster gedrückt => Chip-Eingang auf 0 => Chip-Ausgang/Treiber-Eingang auf 0 

=> Treiber-Ausgang auf 1 => LED ist AUSgeschaltet 

Das neue Projekt ALE_0002 soll ebenfalls im Ordner L:\ALEs_ASM_Progs angelegt werden, 

analog zur Beschreibung im Abschnitt 5.2: 

Bild 5.5-01: Neues Projekt anlegen Bild 5.5-02: Lokation festlegen 

Bild 5.5-03: Neuen Ordner erstellen Bild 5.5-04: Neuer Ordner heißtALE_0002 

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Bild 5.5-05: Projektname festlegen Bild 5.5-06: Mikrocontroller festlegen 

Bild 5.5-07: Neues Programm ALE_0002.asm editieren und . . . 

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Bild 5.5-08: . . . assemblieren 

Bei der Programmübersetzung kam es zu keinen Fehlern. Das fertige Objekt-Programm ist im Unterverzeichnis 

L:\ALEs_ASM_Progs\ALE_0002\ unter dem Dateinamen ALE_0002.hex 

abgelegt. Diese Datei könnte mit dem ICC2-AVR-Programmer in den Mikrocontroller übertragen 

(geflasht) werden. Zuvor soll jedoch das Programm in AVR Studio durch eine Simulation auf sein Verhalten 

untersucht werden. 

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Bild 5.5-09: Debugger-Start (Bildvergrößerung) 

Ausgangsposition des Debuggers 

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Bild 5.5-10: Debugger nach dem 6. Schritt (6 mal Funktionstaste F11drücken) 

Variabletemp (identisch mit Registerr16) ist mit00001111 "geladen" 

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Bild 5.5-11: Debugger nach dem 9. Schritt (Bildvergrößerung) 

00001111 nachDDRC und11110000 nachDDRD 

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Bild 5.5-12: Debugger nach dem 11. Schritt;Zero-Bit inSREG gesetzt, datemp = 0 

und weil inPIND keine Bits (simulierte Taster) durch Anklicken gesetzt wurden 

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Bild 5.5-13: Nach einer "Ehrenrunde" ohne Änderungen im Programm wurden 

inPIND BitPD0 und BitPD2 manuell gesetzt, die mit dem nächsten Schritt "gelesen" werden 

Die Bits PD0 und Bit PD2 sollen zwei der Taster simulieren: In dem man die Bits in PIND manuell 

setzt, wird dem Programm "vorgegaukelt", dass die Taste 1 und die Taste 3 gedrückt worden seien. 

Mit dem nächsten Schritt werden mit dem Befehl in temp,PIND die Bits abgefragt und im übernächsten 

Schritt werden die Setzungen (Schalterstellungen) mit dem Befehl out PORTC,temp im 

PORTC ausgegeben. 

Man beachte (kleine Wiederholung): Der gelbe Pfeil steht immer vor dem nächsten auszuführenden 

Befehl. 

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Bild 5.5-14: Drei Schritte weiter werden die 

Bits nachPORTC ausgegeben (Bildvergrößerung) und . . . 

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Bild 5.5-15: . . . im nächsten Schritt (Loop-Anfang) vonPINC 

übernommen (ohne weiteren Befehl) usw. usw. . . . 

Alle weiteren Schritte haben keine Veränderung im PORTC zur Folge, solange, wie keine Bits in PIND 

geändert werden (also im "Wirkbetrieb": So lange wie die Taste 1 und Taste 3 gedrückt bleibt). 

5.6 Flashen eines ASM-Programms in ein Mikrocontroller ATmega88 

Das Programm ALE_0002 ist jetzt assembliert und simuliert worden. Aber ein Test im "Wirkbetrieb" ist 

natürlich noch wichtiger. Dazu muss der Objektcode (das assemblierte Programm) in den Mikrocontroller 

(hier in den Mikrocontroller auf dem AVR-ALE-Testboard) geflasht werden, es müssen die notwendigen 

Verbindungen zwischen den Pins hergestellt werden. 

Als erstes werden auf dem AVR-ALE-Testboard die einzelnen Pins mit den Verbindungsschnüren 

verbunden. 

Dann wird das Board mit seinem Netzteil mit Spannung versorgt. 

Der ISP-Programmieradapter wird mit seinem USB-Stecker in einen freien USB-Steckplatz des PCs 

gesteckt, in dem das neue Programm abgespeichert wurde. 

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Bild 5.6-01: Beschaltung ALE_0002 (Bildvergrößerung) 

Überflüssige Schaltkreise und die Stromversorgung wurden in dem Beschaltungsbild weggelassen. 

AVR Studio wird nun erneut gestartet und das "Welcome"-Fenster" wird "gecancelt": 

Bild 5.6-02: Ausschalten des "Welcome"-Fensters 

Dann wird die Verbindung zum CC2-AVR Programmer (ISP-Programmieradapter) hergestellt (die 

Einstellungen wurden ja schon im Abschnitt 4.3.2 Mikrocontroller-Einstellungen im AVR Studio 

vom Teil 204 vorgenommen, so dass man sich damit nicht mehr aufhalten muss): 

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Bild 5.6-03: Mit dem CC2-AVR-Programmer eine Verbindung herstellen 

Bild 5.6-04: Objektdatei (*.hex-File) suchen 

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Bild 5.6-05: Objektdatei öffnen 

Bild 5.6-06: Programm flashen ==> und das Programm testen ==> alles O.K. 

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