Microchip Studio для AVR и SAM

Статус и версии

На странице продукта Microchip крупно предупреждает: Microchip Studio не рекомендуется для новых разработок и не поддерживает новые продукты компании; для новых возможностей и поддержки предлагается MPLAB for VS Code. Скачать среду по-прежнему можно — офлайн- и веб-установщик версии 7.0.2594 и примечания к выпуску датированы 20 июня 2022 года. Официальной даты прекращения поддержки (end of life) на странице нет.

Ключевые выпуски линейки 7.0 по примечаниям DS50002917D:

В истории ревизий примечаний (разд. 7) ревизия C от ноября 2020 года описана как добавление сборки 7.0.2539, а в разделе 1.1 переименование отнесено к 7.0.2542 — это расхождение внутри документа Microchip.

Установка и требования

По примечаниям к выпуску Microchip Studio работает в Windows 7 SP1 и новее, Windows Server 2008 R2 SP1, Windows 8 и 8.1, Windows Server 2012 и 2012 R2, Windows 10 — в 32- и 64-битных версиях. Windows 11 в списке нет. Требования к компьютеру:

Перед установкой Microchip советует отключить от компьютера все USB- и последовательные устройства. Microchip Studio можно ставить рядом с Atmel Studio 6.2 и более старыми версиями и AVR Studio — удалять их не нужно. А вот с Atmel Studio 7 она рядом не работает: установщик обновляет Atmel Studio 7 до Microchip Studio.

Поддержку кристаллов дают паки устройств (Device Family Packs) в формате CMSIS-Pack; паки для Arm полностью совместимы со спецификацией Keil. Обновить их или поставить старую версию для давнего проекта можно в Tools → Device Pack Manager. Расширения (QTouch Composer, Percepio Tracealyzer и другие) ставятся из Microchip Gallery менеджером расширений в меню Tools.

Тулчейны в комплекте

Начиная с 7.0.2542 установщик кладёт три компилятора: AVR GCC Toolchain, Arm GCC Toolchain и MPLAB XC8 с поддержкой AVR. Шаблоны проектов определяют, каким из них собирается проект:

Конкретные версии GCC в двух последних выпусках примечания не называют. Последний раз они перечислены для 7.0.2389: AVR 8-bit GCC Toolchain 3.6.2 и Arm GCC Toolchain 6.3.1. Для сравнения: отдельный AVR 8-Bit Toolchain на сайте Microchip сейчас версии 4.0.0 (сентябрь 2025 года) с GCC 15.1.0, Binutils 2.44 и AVR-LibC 2.2.1 — он работает из командной строки, в Makefile и в MPLAB X IDE. Как им пользоваться напрямую, рассказано в статье «Тулчейн AVR GCC». Программы avrdude в составе Microchip Studio нет: прошивает сама среда через свои драйверы.

Проект: создание, кристалл, сборка

1. File → New → Project. В мастере выбрать язык (C/C++ или Assembler) и шаблон, например GCC C Executable Project, задать имя. Каждый проект в Microchip Studio лежит внутри решения (solution); по умолчанию у них одинаковые имена и для решения создаётся своя папка.
2. Device Selection. Выбрать кристалл из списка: фильтр Device Family или строка поиска — достаточно набрать часть имени, например 817 для ATtiny817. Поиск tiny покажет все ATtiny, mega — все ATmega.
3. Сборка. Build → Build Solution (F7). В выходной папке проекта появляются .elf (всё, что пишется в кристалл, включая EEPROM и фьюзы), .hex (флеш-память), .eep (EEPROM) и .lss (дизассемблированный листинг).
4. Инструмент. Кнопка Tool на панели или свойства проекта → Tool: выбрать программатор (в списке — с серийным номером) и интерфейс. Для платы с встроенным отладчиком, например ATtiny817 Xplained Pro, интерфейс UPDI подставляется автоматически.
5. Прошивка и отладка. Debug → Start Without Debugging собирает проект и записывает его в кристалл; Start Debugging (F5) записывает и запускает отладку. Сочетания клавиш для Start Without Debugging по умолчанию нет (разд. 4.5.2 руководства): разные разделы руководства называют Ctrl+F5 и Ctrl+Alt+F5, а Ctrl+F5 в таблице горячих клавиш занят командой Break All, поэтому удобнее назначить своё в Tools → Options → Environment → Keyboard. На своей плате кристалл должен быть запитан и подключён до начала сеанса.

Microchip Studio умеет создавать проект из скетча Arduino (раздел 2.9 руководства), но для обычной работы с платами Arduino удобнее Arduino IDE.

Окно Device Programming

Окно Tools → Device Programming даёт прямой доступ к памяти и битам конфигурации без проекта. Сверху выбирают Tool (в списке только подключённые программаторы, не занятые отладкой), Device и Interface — показываются только интерфейсы, которые есть и у программатора, и у кристалла. Кнопка Apply устанавливает связь. Затем Read в поле Device ID читает сигнатуру, а Target Voltage показывает измеренное напряжение питания цели; если оно вне допустимого для кристалла диапазона, поле подсвечивается красным.

На вкладке Fuses кнопка Read читает текущие значения, Program записывает. Флажок Auto read читает фьюзы при каждом открытии вкладки, Verify after programming проверяет запись. Значок рядом с фьюзом показывает, совпадает ли значение с кристаллом, изменено ли оно и не записано или ещё не прочитано. Стирание кристалла фьюзы не меняет. Перед записью полезно сверить байты с калькулятором фьюзов AVR: он предупреждает о настройках, после которых кристалл перестаёт отвечать программатору.

Production file — ELF-файл, в котором лежат флеш-память, EEPROM, пользовательская сигнатура XMEGA, фьюзы и lock bits. Формат поддерживается для tinyAVR, megaAVR и XMEGA. Microchip Studio собирает такой файл из проекта или сохраняет из окна программирования, а записывает одной операцией. У tinyAVR и megaAVR стирание перед записью — это всегда полное стирание кристалла, независимо от выбранных разделов.

Security bit закрывает внешний доступ по JTAG и aWire ко всему, кроме команды Chip Erase. Снять его можно только полным стиранием.

Для сценариев и серийной прошивки есть утилита командной строки atprogram.exe (ярлык Microchip Studio Command Prompt): она записывает .bin, .hex и .elf, проверяет, читает и стирает память, пишет фьюзы, lock bits и production-файлы, показывает подключённые программаторы и задаёт частоту интерфейса. Проверка связи с кристаллом из примечаний к выпуску: atprogram -t <tool> -i <interface> -d <device> info, где инструмент — например, atmelice, samice или edbg, а кристалл задаётся полным именем вроде atsam3s4c. Кросс-платформенная альтернатива для AVR — avrdude.

Программаторы и отладчики

По примечаниям к выпуску Microchip Studio поддерживает Power Debugger, Atmel-ICE, встроенный отладчик EDBG оценочных плат, AVR ONE!, JTAGICE mkII, JTAGICE3, STK500, STK600, AVRISP mkII, AVR Dragon и SAM-ICE, а с версии 7.0.2594 — ещё MPLAB PICkit 4 после обновления прошивки. Руководство (разд. 6.3.2) упоминает и MPLAB Snap с PICkit: пункт Communication Mode переключает их между режимами AVR и PIC, а Microchip Studio при работе сама переводит инструмент в режим AVR. О PICkit 5 и MPLAB ICD 5 в документации Microchip Studio ничего не сказано: их Microchip выпускает для MPLAB X IDE и MPLAB for VS Code. Обзор и сравнение устройств — в статье «Программаторы и отладчики».

Atmel-ICE — основной отладчик для Microchip Studio. По руководству Atmel-42330C он программирует и отлаживает все AVR и SAM с отладочным модулем, работает с целями от 1,62 до 5,5 В и потребляет от цели меньше 3 мА в режиме debugWIRE и меньше 1 мА в остальных. Скорости интерфейсов:

Какой интерфейс выбрать в окне программирования, зависит от семейства. Основа таблицы — табл. 4-9 руководства Atmel-ICE 2016 года; семейств, вышедших позже, в ней нет, и строка про UPDI-кристаллы дополнена по разделу 3.3.4.3 руководства PICkit 5 (DS50003525C, 2025). Точный набор интерфейсов конкретного кристалла указан в его даташите.

Как подключать AVR к программатору по ISP и UPDI, разобрано в статье «Программирование AVR», распиновка разъёма — на странице AVR ISP.

Особенности debugWIRE

debugWIRE — однопроводной отладочный интерфейс младших AVR через вывод RESET. Включает его фьюз DWEN, и пока он запрограммирован, вывод RESET занят отладочным модулем, а ISP не работает — даже при запрограммированном SPIEN. Руководство Atmel-ICE советует доверить установку и сброс DWEN самой среде:

• debugWIRE нужны только RESET, питание и земля, но руководство советует разводить на плате полный разъём ISP: DWEN включают и выключают по SPI;
• чтобы вернуть ISP, в сеансе отладки выбирают Debug → Disable debugWIRE and Close: модуль временно отпускает RESET, и DWEN сбрасывается по ISP. Это сработает, только если запрограммирован SPIEN; если питание снять раньше, debugWIRE снова захватит RESET;
• при установленных lock bits debugWIRE не работает. Lock bits нужно стирать до включения DWEN и не ставить, пока DWEN запрограммирован. Если оба установлены, остаётся высоковольтное программирование с полным стиранием.

Высоковольтное программирование старых AVR (HVSP и HVPP) требует 12 В на выводе RESET на всё время записи. По руководству PICkit 5 (DS50003525C) ни один из нынешних инструментов MPLAB этот режим не поддерживает. Из старых инструментов его умеет как минимум STK500: в списке известных ошибок Microchip Studio есть пункт AVRSV-2558 о том, что HVPP-программирование ATtiny2313A на STK500 не работает. Поэтому предупреждения Microchip Studio о DWEN, SPIEN и lock bits стоит читать внимательно.

Data Visualizer

Data Visualizer принимает данные от интерфейса DGI встроенного отладчика EDBG и от COM-портов и показывает их в терминале и на графиках. С Power Debugger или платой, которая измеряет ток, он сопоставляет потребление с выполняемым кодом. Есть отдельная программа и модуль для Microchip Studio. Сам Power Debugger — отладчик с двумя каналами измерения тока, виртуальным COM-портом и регулируемым выходом питания цели 1,6–5,5 В. Data Visualizer есть и в MPLAB X IDE, и в MPLAB for VS Code.

Переход на MPLAB X IDE и MPLAB for VS Code

Для новых проектов Microchip предлагает MPLAB X IDE (версия 6.35 от 24 июля 2026 года, Windows, Linux и macOS) и набор расширений MPLAB for VS Code. На странице MPLAB X IDE компания пишет, что рекомендует MPLAB for VS Code и для новых, и для существующих проектов. Расширения VS Code создают проекты и импортируют проекты MPLAB X IDE, собирают их через CMake компиляторами XC8, XC32 и XC-DSC, программируют и отлаживают кристаллы текущими отладчиками Microchip, включают MPLAB Code Configurator и Data Visualizer.

Проект Atmel Studio 7 переносится через MPLAB X IDE, по разделу 6.2.3 руководства DS-50002027F:

1. File → Import → Atmel Studio Project (или File → New Project → Microchip Embedded → Import Atmel Studio Project) и указать файл .cproj или .cppproj. По умолчанию проекты Microchip Studio лежат в Documents\Atmel Studio\7.0\.
2. Проверить кристалл и программатор. Если инструмента проекта в MPLAB X нет, временно оставить исходный и сменить его после импорта в свойствах проекта.
3. Выбрать компилятор. Microchip советует на время импорта оставить тот же компилятор, что и в Microchip Studio, и убедиться, что проект работает; сменить его можно потом в свойствах проекта.
4. Выбрать пак устройства: найденный в папке паков Microchip Studio (C:\Program Files (x86)\Atmel\Studio\7.0\packs) или последнюю версию из MPLAB X.
5. Задать имя и папку. Исходники при импорте не копируются — новый проект ссылается на файлы в папке проекта Microchip Studio. Независимый проект получится, если создать новый и скопировать исходники.

Ассемблерные проекты на AVRASM2 MPLAB X собирает ассемблером, который устанавливается вместе с Atmel Studio. Для серийной прошивки вместе с MPLAB X ставится MPLAB IPE; подробнее о прошивке PIC и AVR программаторами Microchip — в статье «Программирование PIC через ICSP».

Когда Microchip Studio ещё имеет смысл

• Старый проект на Atmel Studio, ASF3 или Atmel START, который нужно поддерживать без переделки сборки.
• Старые отладчики — JTAGICE mkII, AVR Dragon, AVRISP mkII, STK500 и STK600 есть в списке поддержки Microchip Studio.
• Кристаллы, которые Microchip считает устаревшими — ATtiny11/12/15/22, AT90S1200…AT90S8535, ATmega103/161/163/323 и другие из раздела 6.1 примечаний. Поддерживает ли их MPLAB X IDE, документы не говорят — перед переносом проекта проверьте кристалл в списке поддерживаемых устройств MPLAB X.

Для новых AVR и SAM, работы в Linux и macOS и отладчиков PICkit 5 и MPLAB ICD 5 выбирают MPLAB X IDE, MPLAB for VS Code или открытый тулчейн AVR GCC с avrdude. Обзор остальных сред — в разделе «Программы для электронщика», семейство AVR — на странице «Микроконтроллеры AVR».