用命令行给Arduino烧写软件程序

Arduino IDE编译代码下载程序很方便，但是有如下理由我们仍需要用比较方便快捷的方法烧写编译后的二进制文件。

1. 源代码不需要修改，可以用IDE烧写，但是用IDE打开源代码挺耗时
2. 需要给很多个成熟的产品烧录程序
3. 不想把源代码发给他人，但是希望他人可以自己烧录程序（编译后的二进制文件）
4. 需要频繁烧录不同的程序，比如Arduboy等掌机更换内置游戏

有挺多工具软件可以完成脱离Arduino IDE烧录Hex二进制文件的工作，他们大多是通过GUI前端在后台调用avrdude程序。大多数情况下，他们可以很好的工作，但是要么是不跨平台，只能用于Windows（这类工具Windows版本的比较多，也有些是python编写的，但是又打包为exe文件运行，也是只支持Windows），要么就是工具本身有些限制。

我实验了用命令行的方式来烧写Hex文件，这样的话，只要系统内安装有Arduino IDE，甚至是只要安装了avrdude程序，就可以方便的烧写Hex文件，而且可以跨平台，无论Windows，macOS，或者是Linux（树莓派？）都可以工作。

首先，我的系统里安装了Arduino IDE v1.8.9。 目前，这个版本是最新版。

确定Arduino IDE编译好的Hex文件的位置

• 在File菜单的Preferences里面，打开preferences.txt文件，在更改之前，关闭Arduino IDE。
• 新建一个文件夹C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex （zz是我的Windows登录用户名）
• 在preferences.txt文件里加入如下一行, 并保存
  build.path=C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex
  对于macOS的话
  build.path=/Users/zz/Documents/Arduino/hex
• 打开Arduino IDE，并打开Blink示例程序，Ctrl-R编译后，会在新建的文件夹中看到编译好的Blink.ino.hex文件

C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex>dir
 驱动器 C 中的卷没有标签。
 卷的序列号是 1234-5678

 C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex 的目录

2019/06/08  14:28              .
2019/06/08  14:28              ..
2019/06/08  14:28                13 Blink.ino.eep
2019/06/08  14:28            13,920 Blink.ino.elf
2019/06/08  14:28             2,640 Blink.ino.hex
2019/06/08  14:28             4,000 Blink.ino.with_bootloader.hex
2019/06/08  14:28               968 build.options.json
2019/06/08  14:28              core
2019/06/08  14:28               397 includes.cache
2019/06/08  14:28              libraries
2019/06/08  14:28              preproc
2019/06/08  14:28              sketch
               6 个文件         21,938 字节
               6 个目录 31,183,998,976 可用字节

尝试用Arduino IDE下载程序，并观察编译和烧写过程

• 在Arduino IDE中的preferences设置对话框中show verbose output during: 选中compilation和upload，保存设置
• 打开Blink示例程序，连接Arduino Uno并Ctrl-U（Upload）
• 然后在主界面的信息提示区域，会打印输出编译和烧写过程。输出内容很多，最关键的是avrdude的命令行

C:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr/bin/avrdude -CC:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf -v -patmega328p -carduino -PCOM3 -b115200 -D -Uflash:w:C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex/Blink.ino.hex:i

• 我也尝试了Arduino Micro （更换不同的板子后，需要注意Arduino IDE的board和Port的设定变更），命令行是这样的：

C:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr/bin/avrdude -CC:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf -v -patmega32u4 -cavr109 -PCOM4 -b57600 -D -Uflash:w:C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex/Blink.ino.hex:i

• 可以清楚的看到Arduino IDE调用avrdude烧写hex文件，以及相关命令行参数
• 在macOS系统下，我看到的是

/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/bin/avrdude -C/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -v -patmega328p -carduino -P/dev/cu.usbmodem141301 -b115200 -D -Uflash:w:/Users/zz/Documents/Arduino/hex/Blink.ino.hex:i 

avrdude的参数

• -C 制定配置文件的位置.
  对于Windows系统的例子
  -CC:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr/etc/avrdude.conf
  对于macOS系统的例子
  -C/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf
• -v 打印详细的提示信息.
• -p 必须项. 指定AVR零件号.
  对于Arduino Uno
  -patmega328p
  对于Arduino Micro
  -patmega32u4
• -c 指定编程器的类型.
  对于Arduino Uno
  -carduino
  对于Arduino Micro
  -cavr109
• -P 指定连接的串口.
  对于Windows系统的例子
  -PCOM3
  对于macOS系统的例子
  -P/dev/cu.usbmodem141301
• -b 指定RS-232串口波特率.
  对于Arduino Uno
  -b115200
  对于Arduino Micro
  -b57600
• -D 禁止自动擦除闪存空间
• -U :r|w|v:[:format]
  指定存储类型，操作方式，hex文件名以及文件类型.
  对于Windows系统的例子
  -Uflash:w:C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex/Blink.ino.hex:i
  对于macOS系统的例子
  -Uflash:w:/Users/zz/Documents/Arduino/hex/Blink.ino.hex:i

命令行烧写hex文件

这样我们就可以用命令行很便捷的烧写hex文件到Arduino里了

Windows

Uno

C:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr\bin\avrdude -CC:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf -v -patmega328p -carduino -PCOM3 -b115200 -D -Uflash:w:C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex\Blink.ino.hex:i

Micro

C:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr\bin\avrdude -CC:\arduino-1.8.9\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf -v -patmega32u4 -cavr109 -PCOM4 -b57600 -D -Uflash:w:C:\Users\zz\Documents\Arduino\hex\Blink.ino.hex:i

macOS

Uno

/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/bin/avrdude -C/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -v -patmega328p -carduino -P/dev/cu.usbmodem141301 -b115200 -D -Uflash:w:/Users/zz/Documents/Arduino/hex/Blink.ino.hex:i 

Micro

/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/bin/avrdude -C/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -v -patmega32u4 -cavr109 -P/dev/cu.usbmodem141401 -b57600 -D -Uflash:w:/Users/zz/Documents/Arduino/hex/Blink.ino.hex:i 

注意

• 对于32u4芯片的Arduino板子，必须在烧写前先按一下板子上的Reset按钮，等1-2秒再执行烧写命令
• 如果有新的芯片类型或者不同板子的Arduino及其兼容版，只要能先尝试用Arduino IDE编译后烧写，得到烧写相关的命令行信息，就可以手动的用命令行烧写

总结

• 命令行烧写hex文件比用IDE打开源文件烧写要快捷很多
• 用于烧写的命令行可以在其他程序（比如Python）中调用，非常方便用于二次开发