avr-gcc と make だけで C/C++ AVR 環境構築 (ATmega328P)

はじめに

AVR マイコン開発環境を Windows で統合開発環境で用意するには、いくつか方法があります。

• Arduino IDE (C/C++ など)
• Microchip Studio (C/C++, 旧 Atmel Studio)

ただ、どの開発環境も裏側では avr-gcc コンパイラが使われています。そこで、なるべく avr-gcc だけを使った環境を、次の記事を参考に構築してみました。

• 玉虫色に染まれ!! over80 - LinuxでAVR開発 （ビルド編）

初心者でも分かりやすいコマンド解説が行われているので、詳細は参考記事をご確認ください。

手順

パッケージインストール

ビルドには avr-gcc コマンドなどが必要になります。

Windows (winget)

winget install -e --id=ZakKemble.avr-gcc
winget install -e --id=GnuWin32.Make

Debian, Ubuntu (apt)

sudo apt install gcc-avr binutils-avr avr-libc make

ファイル準備

次のような内容の main.c を作成します。PB5 (Arduino UNO なら基板上のLED) が点滅するサンプルプログラムです。
クロック周波数は 1MHz を想定しているため、環境に合わせて F_CPU を変更してください。

main.c

#define F_CPU 1000000UL

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define BBLED 5

int main(void)
{
    DDRB  = _BV(BBLED);

    for(;;){
        PORTB ^= _BV(BBLED);
        _delay_ms(500);
    }
}

ビルドの自動化に必要な Makefile ファイルを作成します。

Makefile

PROG=main
OBJS=${PROG}.o
MCU=atmega328p

ELF=$(PROG).elf
IHEX=$(PROG).hex

CC=avr-gcc
CFLAGS=-g -O2 -mmcu=$(MCU)
LDFLAGS=-g -O2 -mmcu=$(MCU)
OBJCOPY=avr-objcopy

# OSごとにRMを定義
ifeq ($(OS),Windows_NT)
    RM = del /F
else
    RM = rm -f
endif

all: $(IHEX)

$(IHEX): $(ELF)
	$(OBJCOPY) -j .text -j .data -O ihex $< $@

$(ELF): $(OBJS)
	$(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $(OBJS)

# .o を生成するルール
%.o: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

clean:
	-$(RM) $(ELF) $(IHEX) $(OBJS)

.PHONY: all clean

ビルド

以下の手順で .hex ファイルまたは .elf ファイルが生成されるので、マイコンに書き込んで動作を確認できます。

手動

avr-gcc -g -O2 -mmcu=atmega328p -c -o main.o   main.c
avr-gcc -g -O2 -mmcu=atmega328p    -o main.elf main.o 
avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex

make による自動化

# ビルド
make

# クリーン（ファイル削除）
make clean