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最終更新日: 2015年3月14日

内蔵RC発振器でArduinoを動かす…optiboot編

ATMega328P搭載Arduinoを内蔵RC発振器(8MHz)で動作させる、optiboot編です。
ここではArduino IDE Ver1.0以上を対象にしています。
注:IDE Ver1.6で確認したところ、コンパイラの最適化が異なるようで512バイト以下に収まりませんでした。optibootをコンパイルする場合はVer1.0.5をダウンロードし、そこでこのページに従ってコンパイルすれば大丈夫のようです。

変更するところ

変更点としては以下のふたつです。

このoptiboot編では、一度準備しておけばあとはAVR Studio等を使わず、Arduino IDEから変更できるようにしてみました。

ブートローダーの準備

8MHz用のブートローダー(optiboot)を準備します。以下はMacを使った例です。Windowsの場合は適宜ディレクトリ構成等を読み替えて下さい。
Arduinoアプリの中身を開き(アプリケーションアイコンを右クリックして「パッケージの内容を表示」を選択)、Contents→Resources→Java→hardware→arduino→bootloaders→optibootと開きます。その中にあるMakefileをテキストエディタで開き、atmega328_int8という定義を追加します。ほとんどはatmega328用の定義と同じですが、クロック周波数とヒューズビットの設定が異なります。

Makefile
(前略)
atmega328: TARGET = atmega328
atmega328: MCU_TARGET = atmega328p
atmega328: CFLAGS += '-DLED_START_FLASHES=3' '-DBAUD_RATE=115200'
atmega328: AVR_FREQ = 16000000L
atmega328: LDSECTIONS  = -Wl,--section-start=.text=0x7e00 -Wl,--section-start=.version=0x7ffe
atmega328: $(PROGRAM)_atmega328.hex
atmega328: $(PROGRAM)_atmega328.lst

atmega328_isp: atmega328
atmega328_isp: TARGET = atmega328
atmega328_isp: MCU_TARGET = atmega328p
# 512 byte boot, SPIEN
atmega328_isp: HFUSE = DE
# Low power xtal (16MHz) 16KCK/14CK+65ms
atmega328_isp: LFUSE = FF
# 2.7V brownout
atmega328_isp: EFUSE = 05
atmega328_isp: isp

// このあたりに以下を追加
atmega328_int8: TARGET = atmega328_int8
atmega328_int8: MCU_TARGET = atmega328p
atmega328_int8: CFLAGS += '-DLED_START_FLASHES=3' '-DBAUD_RATE=115200'
atmega328_int8: AVR_FREQ = 8000000L
atmega328_int8: LDSECTIONS  = -Wl,--section-start=.text=0x7e00 -Wl,--section-start=.version=0x7ffe
atmega328_int8: $(PROGRAM)_atmega328_8m.hex
atmega328_int8: $(PROGRAM)_atmega328_8m.lst

atmega328_isp_int8: atmega328_int8
atmega328_isp_int8: TARGET = atmega328
atmega328_isp_int8: MCU_TARGET = atmega328p
# 512 byte boot, SPIEN
atmega328_isp_int8: HFUSE = DE
# Int RC OSC 8MHz 16KCK/14CK+65ms
atmega328_isp_int8: LFUSE = E2
# 2.7V brownout
atmega328_isp_int8: EFUSE = FD
atmega328_isp_int8: isp
(以下略)

あとはこれをMakeします。赤文字がコマンド入力部分。まずはコンパイラのパスを環境変数に登録しておいて、Makeするだけです。以下はArduionoアプリケーションをシステム標準であるApplicationsフォルダ(日本語環境なら「アプリケーション」)に入れてる場合です。

$PATH=$PATH:/Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr/bin/
$cd /Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/arduino/bootloaders/optiboot/
$make atmega328_int8
make atmega328_int8
avr-gcc -g -Wall -Os -fno-inline-small-functions -fno-split-wide-types -mshort-calls -mmcu=atmega328p -DF_CPU=8000000L  '-DLED_START_FLASHES=3' '-DBAUD_RATE=115200'   -c -o optiboot.o optiboot.c
avr-gcc -g -Wall -Os -fno-inline-small-functions -fno-split-wide-types -mshort-calls -mmcu=atmega328p -DF_CPU=8000000L  '-DLED_START_FLASHES=3' '-DBAUD_RATE=115200' -Wl,--section-start=.text=0x7e00 -Wl,--section-start=.version=0x7ffe -Wl,--relax -Wl,--gc-sections -nostartfiles -nostdlib -o optiboot_atmega328_8m.elf optiboot.o 
avr-size optiboot_atmega328_8m.elf
  text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
  500	      0	      0	    500	    1f4	optiboot_atmega328_8m.elf
avr-objcopy -j .text -j .data -j .version --set-section-flags .version=alloc,load -O ihex optiboot_atmega328_8m.elf optiboot_atmega328_8m.hex
avr-objdump -h -S optiboot_atmega328_8m.elf > optiboot_atmega328_8m.lst
rm optiboot.o optiboot_atmega328_8m.elf
    $

これで、「optiboot_atmega328_8m.hex」というファイルが作成されます。

ボードの定義を書き換え

次にボードの定義に8MHz版の基板を追加します。定義は「uno8」としました。Contents→Resources→Java→hardware→arduinoの中にある「board.txt」に、以下を追加します。ほとんどはUNOの定義と同じですが、ヒューズビットの定義、ブートローダーのファイル名、CPUのクロック数が異なります。

board.txt
uno8.name=Arduino Uno Int 8MHz
uno8.upload.protocol=arduino
uno8.upload.maximum_size=32256
uno8.upload.speed=115200
uno8.bootloader.low_fuses=0xe2
uno8.bootloader.high_fuses=0xde
uno8.bootloader.extended_fuses=0x05
uno8.bootloader.path=optiboot
uno8.bootloader.file=optiboot_atmega328_8m.hex
uno8.bootloader.unlock_bits=0x3F
uno8.bootloader.lock_bits=0x0F
uno8.build.mcu=atmega328p
uno8.build.f_cpu=8000000L
uno8.build.core=arduino
uno8.build.variant=standard

これを保存後にArduino IDEを立ち上げると、ToolsメニューのBoardに「Arduino Uno Int 8MHz」が追加されます。それを選択し、AVRISP mk2等のプログラマを接続し、IDEからブートローダーの書き込みを行えば、内蔵RCを使った8MHzのArduinoとして動作します。



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