Arduino Nano program flash the hex, bin file

 這篇說明

1. 如何用 avrdude 燒錄 Arduino

2. 如何從 Arduino IDE 取得 hex , bin file

AVRDUDE is a utility to program AVR microcontrollers
https://github.com/avrdudes/avrdude/releases

✅ 前提條件（請確認）

• 目標板子：Arduino Nano（ATmega328P）

• 使用哪種方式上傳：

  1. 使用 USB 直接接 Nano（內建 CH340 或 FTDI）

  2. 使用 外部 ISP 燒錄器（如 USBasp、Arduino as ISP）

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🔌 方式一：直接用 USB 線連接 Arduino Nano

Nano 自帶 bootloader，可以直接用 USB 上傳。

📌 指令範例（CH340 或 FTDI 晶片）：

bash
avrdude -c arduino -p m328p -P COM3 -b 57600 -U flash:w:your_program.hex:i

📌 參數說明：

參數	說明
-c arduino	使用 Arduino bootloader protocol
-p m328p	Nano 的晶片 ATmega328P
-P COM3	替換成你實際的 COM port
-b 57600	舊版 bootloader（通常 Nano 這個 baudrate 就對）
-U flash:w:xxx.hex:i	燒錄 hex 檔進 flash

💡 若你的 Nano 是新版（或 DIY 自燒 bootloader），也可能要改為 -b 115200

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🧰 方式二：使用外部 ISP（如 USBasp 或 Arduino as ISP）

這會跳過 bootloader，直接燒錄程式進 flash。

【1】USBasp 方式：

bash
avrdude -c usbasp -p m328p -U flash:w:your_program.hex:i

【2】Arduino as ISP（使用 Arduino UNO 當 ISP）：

bash
avrdude -c arduino -p m328p -P COM3 -b 19200 -U flash:w:your_program.hex:i

✅ 請確保 Arduino UNO 上有燒錄「ArduinoISP」範例程式

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💡 從 Arduino IDE 取得 HEX 重點回顧

• 點選：檔案 > 導出已編譯的二進位檔

• 在專案資料夾會出現 .ino.hex 和 .ino.with_bootloader.hex

  • 一般使用 .ino.hex（純程式）

  • .with_bootloader.hex 是要燒錄整個 bootloader 的

74HC595移位暫存器，同時控制 16 個輸出

74HC595 是一顆八位元的移位暫存器，同時可以控制八個輸出，我們可以把多顆移位暫存器串接 (Daisy chain) 在一起以擴充腳位，例如: 如果串接兩顆 74HC595 移位暫存器，便可以同時控制 16 個輸出。

74HC595 總共有 16 支接腳，底下這 16 支接腳的圖表說明:

腳位編號	名稱	說明
1-7, 15	Q0 ~ Q7	輸出腳位
8	GND	接地
7	Q7’	序列輸出 (Serial Out)
10	MR	Master Reset, 清除所有資料, 低電位有效 (Active low)
11	SH_CP	SHift register clock pin (Clock Pin)
12	ST_CP	STorage register clock pin (Latch Pin)
13	OE	Output Enable, 允許輸出，低電位有效 (Active low)
14	DS	序列資料輸入 (Serial data input)
16	Vcc	供應電壓

步驟一：接上第一顆 74HC595 以及 8 顆 LED

• 接上 8 顆 LED，將每顆 LED 短腳 (陰極) 直接接到 GND，然後將每顆 LED 的長腳 (陽極) 個別接至 74HC595 的輸出腳位 D0 ~ D7 並串接一顆 220 ohm 電阻
• 74HC595 接線其一：
  • Vcc (pin 16) 與 MR (pin 10) 接 5V
  • GND (pin 8) 與 OE (pin 13) 接地
• 74HC595 接線其二：
  • DS (pin 14) 接 Arduino pin 11 (下圖藍線)
  • ST_CP (pin 12, latch pin) 接 Arduino pin 8 (下圖綠線)
  • SH_CP (pin 11, clock pin) 接 Arduino pin 12 (下圖黃線)
• 假如發現 LED 有震動閃爍的現象，可以在 ST_CP (pin 12, latch pin) 上接一顆 0.1uF 電容以去除閃爍現象

步驟二：加上第二顆 74HC595，第二顆移位暫存器一樣要接線連到電源與接地

• Vcc (pin 16) 與 MR (pin 10) 接 5V
• GND (pin 8) 與 OE (pin 13) 接地

步驟三：把兩顆 74HC595 連接起來

只要把第一顆 74HC595 的 SH_CP (Clock Pin) 和 ST_CP (Latch Pin) 兩支腳位接到第二顆 74HC595 上 (下圖中的綠線以及黃線)，接著把第一顆 74HC595 的 Q7’ (序列輸出腳) 接到第二顆 74HC595 的 DS (序列資料輸入) 就可以了 (下圖中的藍線)。

步驟四：加上第二組 LED

電路圖

(圖片來源: arduino.cc)

程式碼

底下這支程式 (Shiftout_With_Two_74HC595.pde) 會讓 16 顆 LED 由左往右一顆一顆點亮，實際效果請見範例影片，：

01	// Lab12 使用兩顆 74HC595 和三支腳位控制 16 顆 LED

02

03	// 接 74HC595 的 ST_CP (pin 12,latch pin)

04	int latchPin = 8;

05	// 接 74HC595 的 SH_CP (pin 11, clock pin)

06	int clockPin = 12;

07	// 接 74HC595 的 DS (pin 14)

08	int dataPin = 11;

09

10	void setup() {

11	// 將 latchPin, clockPin, dataPin 設置為輸出

12	pinMode(latchPin, OUTPUT);

13	pinMode(clockPin, OUTPUT);

14	pinMode(dataPin, OUTPUT);

15

}

16

17	void loop() {

18	for (int led = 0; led < 16; led++) {

19	int numberToDisplay  = 1 << led;

20	byte high_Byte = highByte(numberToDisplay);

21	byte low_Byte = lowByte(numberToDisplay);

22

23	// 送資料前要先把 latchPin 拉成低電位

24	digitalWrite(latchPin, LOW);

25

26	// 先送高位元組 (Hight Byte), 給離 Arduino 較遠的那顆 74HC595

27	shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, high_Byte);

28	// 再送低位元組 (Low Byte), 給離 Arduino 較近的那顆 74HC595

29	shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, low_Byte);

30

31	// 送完資料後要把 latchPin 拉回成高電位

32	digitalWrite(latchPin, HIGH);

33

34	delay(40);

35

}

36

}

因為 shiftOut() 函式一次只能送一個位元組，所以必須將 numberDisplay 拆成兩個位元組分兩次傳送：

1	// 先送高位元組 (Hight Byte), 給離 Arduino 較遠的那顆 74HC595

2	shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, high_Byte);

3	// 再送低位元組 (Low Byte), 給離 Arduino 較近的那顆 74HC595

4	shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, low_Byte);

再次提醒：在送資料前，記得要先把 latchPin 拉成低電位，緊接著使用 shiftOut() 函式送出資料，送完資料後還要把 latchPin 拉回高電位。

shiftOut()

shiftOut()

Description

Shifts out a byte of data one bit at a time. Starts from either the most (i.e. the leftmost) or least (rightmost) significant bit. Each bit is written in turn to a data pin, after which a clock pin is pulsed (taken high, then low) to indicate that the bit is available.

Note: if you're interfacing with a device that's clocked by rising edges, you'll need to make sure that the clock pin is low before the call to shiftOut(), e.g. with a call to digitalWrite(clockPin, LOW).

This is a software implementation; see also the SPI library, which provides a hardware implementation that is faster but works only on specific pins.

Syntax

shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)