В.Т. Рябов - Разработка и отладка программного обеспечения микропроцессорной системы управления, страница 6

Начинается она с ячейки- 18 -004Fh, а заканчивается ячейкой 00ВFh. В ней микроконтроллер постоянно будет крутиться,пока работает, покидая ее лишь на обработку прерываний таймера или на выполнение квантов пользователя и, всякий раз, возвращаясь назад в точку, из которой он пультовую петлюпокинул.В пультовой петле последовательно проверяются условия запуска каждого из синхроквантов, начиная с нулевого. Текст программы на ассемблере с комментариями приведен далее:PR0:JNB 21h.0h,PR1JNB 20h.0h,PR1CLR 21h.0hLCALL 149hJNB 26h.0h,PR0;если не установлен флаг PR0 – в PR1:;если не установлен статус PR0 – в PR1:;иначе, очистить флаг PR0;идти к вектору PR0 (запустить квант);если приоритет не круговой – в начало петли (PR0:)Здесь с метки PR1: начинается проверка следующего кванта, а с метки PR0: – петля диспетчера.

В последней ячейке пультовой петли содержится безусловный переход в ее начало.Пультовая или фоновая петля диспетчера ведет очередь квантов с жестким или круговымприоритетом. При жестком приоритете, при одновременном выполнении условий запуска((FPR)*(SPR)=1), предпочтение отдается кванту с минимальным номером. При круговомприоритете предпочтение отдается кванту, следующему за только что выполненным и далеепо кругу пультовой петли. Обычно круговой приоритет выбирают в случаях, когда естьопасность постоянного захвата процессорного времени каким либо частым квантом.Обсудим, как запускать квант.

Где он будет находится в памяти, диспетчер знать неможет, ведь кванты пользователя «накладываются» на готовый отлаженный универсальныйдиспетчер, который хранится в неизменяемой части памяти программ. В то же время, команда вызова подпрограммы кванта пользователя LCALL требует указания конкретного адресаее начала.Для вызова подпрограмм с изменяемым адресом начала используют таблицу векторовподпрограмм, схожую по организации с таблицей векторов прерываний.

Эту таблицу размещают в изменяемой части памяти программ и состоит она из 8-и триад байтов. В триаду длякаждого кванта после его создания вписывается переход на известный уже адрес его начала,как это показано для первого кванта.0149 00NOP;вектор кванта PR0014C 02002B LJMP 0F00;вызов кванта PR1, размещенного по адресу F00:...014F 00NOP0152 00NOP ;вектор кванта PR3...;вектор кванта PR2...0155 00…и так далее.NOP ;вектор кванта PR4- 19 -6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «НАСТРОЙКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕДИСПЕТЧЕРА ПРОЦЕССО» начале раздела приведено краткое справочное руководство по использованию диспетчера процессов для создания управляющих программ, способных работать в жестком реальном времени.6.1. Диспетчер процессов. Краткое описание архитектурыДиспетчер предназначен для управления восемью синхроквантами, выполнение которыхможно жестко привязать к реальному времени с дискретой (тиком) в 1мс и может быть дополнен для управления рядом интерквантов, выполнение которых инициируется внешнимисобытиями, фиксируемыми по изменению состояния выводов свободного порта микроконтроллера.

Очередность выполнения квантов определяется описанными в них задержкамивремени. При совпадении моментов запуска нескольких квантов, предпочтение отдаетсякванту с минимальным номером. Имеется возможность менять стратегию диспетчирования,переходя от приоритетной очереди к круговой (см. ячейку 26h).В таблице 3 приведены адреса резидентной памяти данных, в которой затонированы байты, определяющие работу диспетчера.

Эти адреса пользователь может использовать в своихквантах для настройки диспетчирования.Таблица 3.Распределение резидентной памяти микроконтроллера под диспетчер задачАдрес00h01h02h03h04h05h06h07h08h09h0Ah0Bh0Ch0Dh0Eh0Fh10…1FhСодержимое ячейки памятиR0 пользователяR1 пользователяR2 пользователяR3 пользователяR4 пользователяR5 пользователяR6 пользователяR7 пользователяR0 таймера – задержка 0-го кванта в тикахR1 таймера - задержка 1-го кванта в тикахR2 таймера - задержка 2-го кванта в тикахR3 таймера - задержка 3-го кванта в тикахR4 таймера - задержка 4-го кванта в тикахR5 таймера - задержка 5-го кванта в тикахR6 таймера - задержка 6-го кванта в тикахR7 таймера - задержка 7-го кванта в тиках15 свободных байт пользователя (второй и третий банки регистров)20h Статус квантов21h Флаги квантов22h РазрядностьзадержекСтатус7-гоквантаСтатус6-гоквантаСтатус5-гоквантаСтатус 4-гоквантаСтатус 3-гоквантаСтатус 2-гоквантаСтатус 1-гоквантаСтатус 0-гоквантаSPR7SPR6SPR5SPR4SPR3SPR2SPR1SPR0Флаг 7-гоквантаФлаг 6-гоквантаФлаг 5-гоквантаФлаг 4-гоквантаФлаг 3-гоквантаФлаг 2-гоквантаФлаг 1-гоквантаФлаг 0-гоквантаFPR7FPR6FPR5FPR4FPR3FPR2FPR1FPR0Квант 7Квант 6Квант 5Квант 4Квант 3Квант 2Квант 1Квант 0R_PR7R_PR6R_PR5R_PR4R_PR3R_PR2R_PR1R_PR023h24h25h26h24h..63h64h....7FhСчетный регистр числа малых тиковРегистр значения старшего байта TH0 счетчика ТС0Регистр значения младшего байта TL0 счетчика ТС0Регистр типа очереди квантовБайты пользователяСтек системы и пользователяСтек системы и пользователя- 20 -1-ый банк регистров – таймерный.

Банк задержек квантов. Каждая задержка устанавливается пользователем и затем уменьшается с каждым тиком таймером.08h (R0) – задержка времени кванта PR0.09h (R1) – задержка времени кванта PR1.0Ah (R2) – задержка времени кванта PR2.0Bh (R3) – задержка времени кванта PR3.0Ch (R4) – задержка времени кванта PR4.0Dh (R5) – задержка времени кванта PR5.0Eh (R6) – задержка времени кванта PR6.0Fh (R7) – задержка времени кванта PR7.20h – регистр статусов квантов (исходно обнулен, устанавливается побитно пользователем).

Если в соответствующем бите 1 – квант активизирован, если 0 – отключен.№ бита76543210Адрес бита76543210SPR6SPR5SPR4SPR3SPR2SPR1SPR0Назначение SPR721h – регистр флагов квантов (устанавливается побитно таймером по истечении задержки). Сбрасывается в пультовой петле диспетчера при запуске кванта.№ бита76543210Адрес битаFhEhDhChBhAh98FPR6FPR5FPR4FPR3FPR2FPR1FPR0НазначениеFPR722h – регистр разрядности задержек квантов (устанавливается пользователем). Еслив соответствующий кванту бит записана единица, задержка отсчитывается в больших тиках,если ноль, в малых.№ бита76543210Адрес бита17h16h15h14h13h12h11h10hRPR6RPR5RPR4RPR3RPR2RPR1RPR0Назначение RPR723h – счетный регистр малых тиков.

Система отсчета времени ведется в малых тиках, период которых может быть настроен пользователем (исходно длительность малого тика 1 мс) и в больших тиках, содержащих 256 малых. Тик, совпадающий с обнулением ячейки23h считается большим.24h – регистр настройки малого тика. Содержит начальное значение старшего байтаTH0 таймера счетчика Т/С0.25h – регистр настройки малого тика. Содержит начальное значение младшего байтаTL0 таймера счетчика Т/С0.26h – регистр управления очередью квантов. Квант запускается из пультовой петлидиспетчера, если установлены его статус и флаг. Анализ состояний квантов (очередность запуска) ведется по двум стратегиям:- Приоритетный запуск.

Начинается анализ с нулевого кванта (самого приоритетного)и заканчивается седьмым.- Круговой запуск. Если выполнялся, например, пятый квант, после выполнения кванта и возврата в диспетчер первым анализироваться будут условия запуска шестого,седьмого, нулевого, первого и т.д.Бит 26.0 (нулевой бит ячейки 26h) – бит круговой очереди в диспетчере.

Если он сброшен в 0 – приоритетный запуск, если установлен в 1 – круговой.Распределение памяти программ приведено в таблице 4. Там затонированы строки памяти программ, занимаемой диспетчером процессов. Диспетчер является основной ведущейпрограммой. Зоны памяти, которые могут занимать стартовая программа и кванты пользователя, оставлены светлыми.- 21 -Таблица 4.Распределение памяти программ МКАдрес0000h0003h – 0025h002Bh – 0048h004Ah004Fh – 00BFh00D0h – 0141h0149h – 0164h0149h014Ch014Fh0152h0155h0158h015Bh015Eh0162hАдреса свободныНаименование программы или зоны памятиНачальный пуск системыЗона векторов прерываний MKНачальная системная настройка МКЗапуск начальной настройки МК пользователем по адресу 0162hПультовая петля диспетчера задачПодпрограмма прерываний таймераЗона векторов системных прерываний для пользователяПереход к кванту пользователя с нулевым приоритетом LJMP<адрес PR0>Переход к кванту пользователя с первым приоритетом LJMP<адрес PR1>Переход к кванту пользователя со вторым приоритетом LJMP<адрес PR2>Переход к кванту пользователя с третьим приоритетом LJMP<адрес PR3>Переход к кванту пользователя с четвертым приоритетом LJMP<адрес PR4>Переход к кванту пользователя с пятым приоритетом LJMP<адрес PR5>Переход к кванту пользователя с шестым приоритетом LJMP<адрес PR6>Переход к кванту пользователя с седьмым приоритетом LJMP<адрес PR7>Переход к подпрограмме начальной настройки МК пользователем STARTКванты пользователя START, PR0, PR1, PR2, PR3, PR4, PR5, PR6, PR7На рис.3.

поясняется взаимодествие диспетчера с квантами пользователя.Рис.3. Схема организации работы диспетчераПосле сброса микроконтроллера проводится начальная настройка микроконтроллера и запуск стартовой программы пользователя. Она, в отличие от квантов, штатно запускается одинраз и дополнительно может настроить ресурсы МК, установить начальные значения переменных, инициировать хотя бы один синхроквант и т.п. Затем запускается пультовая петля диспетчера, управляющая запуском квантов. После выполнения кванта управление передается диспетчеру. При этом периодически возникающие прерывания таймера обрабатываются и устанавливают флаги квантов, указывающие, что временные условия их запуска выполнены.- 22 -6.2.

Примеры написания программ. Настройка диспетчераДля программирования и трансляции программы следует создать рабочую директорию. Таккак запускать трансляцию придется из командной строки, не прячьте ее далеко. Создайте, например, средствами Windows XP на диске С папку с именем WORK. Поместите в нее файлы:A8051.EXE, ASM.DOC – кросскомпилятор и подробное описание к нему;XLINK.EXE, XLINK.DOC – кросслинковщик с описанием;Disp09.asm – текст диспетчера квантов на ассемблере А8051.Папку со всеми необходимыми файлами Вы найдете на сервере кафедры\\195.19.44.1\student\5курс\5_Курс_САУ\Лаб_САУ.Компилятор А8051 нужен для трансляции текста на ассемблере в объектный код. Онпереводит команды и директивы ассемблера в машинные коды, но привязка идет к некоторым относительным адресам и может быть впоследствии скорректирована линковщикомXLINK.

В нашем случае текст программы короток, она будет состоять из одного модуля. Впрограмме используются ассемблерные команды и только одна директива привязки к конкретным адресам памяти программ, например ORG 0Вh. Поэтому Вам нет нужды использовать все возможности компилятора и детально изучать документацию ASM.DOC.За основу программы пользователя удобно взять программу диспетчера, приведеннуюв файле Disp09.asm. Для программирования лучше всего пользоваться редактором DOS.Можно программировать и в Блокноте под ХР.