Лабораторная_работа_№_01_МТ4-81_Keil_uVision (Лабораторный практикум)

-0кМГТУим. Н.Э.Баумана.Кафедра "Компьютерные системы и сети".Старший преподаватель кафедры ИУ6Аристов Б.К.Методические указанияк лабораторной работе по дисциплине «Микроэлектроника и микропроцессорные системы"для студентов специальности«Метрология и взаимозаменяемость»Знакомство с программой «Keil µVision», языками«ассемблер» и С++ для микроконтроллеров с ядром ARMCortex M3.Арифметические и логические команды. Отладкамикроконтроллерных систем.Лабораторная работа №1МОСКВА 2012 г-1-ОГЛАВЛЕНИЕЛабораторная работа №1. ....................................................................................... - 2 Создание проектаЗапись программ на языке "ассемблер"Запись программ на языке С.

................................................................................... - 5 Текстовый редактор Keil µVision............................Ошибка! Закладка не определена.Настройка текстового редактора. ..........................Ошибка! Закладка не определена.Выбор конфигурации микроконтроллерной системы (МКС). .......................................Просмотр содержимого регистров микроконтроллера.

.......................................... - 9 Приложение №1 ...................................................................................................... - 20 Структурная схема микроконтроллера ARM Cortex M3 ........................................

- 20 Приложение №2 ...................................................................................................... - 21 Внутренние регистры микроконтроллеров ARM Cortex M3.Ошибка! Закладка не определена.Приложение №3. ....................................................Ошибка! Закладка не определена.Система команд Thumb-2 микроконтроллеров ARM Cortex M3.Ошибка! Закладка неопределена.Приложение №4Директивы ассемблера.........................................................................................................Приложение № 5Карта памяти МК ARM Cortex M3 ...................................................................................-2-Лабораторная работа №1.Знакомство с программой «Keil µVision», языками«ассемблер» и С++ для микроконтроллеров с ядром ARMCortex M3.Арифметические и логические команды.

Отладкамикроконтроллерных систем.Цель работы - освоить работу с симулятором микроконтроллеров µVision фирмы Keil.Составить программу для микроконтроллера с ядром ARM Cortex M3, отладить ее.Продолжительность работы – 4 академических часа.Цель работыИзучение инструментальных средств и интегрированной среды разработки программногообеспечения для микроконтроллеров, а также изучение этапов технологии разработки и отладкипрограмм для микроконтроллерных систем.1. Теоретическая часть.Микроконтроллер – это вычислительное устройство, в состав которого входитпроцессор, память программ, память данных, порты ввода – вывода, вспомогательныесхемы, расположенные в одном корпусе.

Структурная схема микроконтроллеров приведенана рис 1.1.1.1. Типы микроконтроллеров.Микроконтроллеры можно разделить на следующие основные типы: встраиваемые (embedded) восьмиразрядные микроконтроллеры,-3 16- и 32-разрядные микроконтроллеры, цифровые сигнальные процессоры(DSP).Встраиваемоеуправляющееустройстворазрабатываетсянаосновемикропроцессорной и микроконтроллерной систем, в состав которого входят периферийныеустройства, дополнительные элементы памяти.

Задачи, решаемые встроенными системамиможно разделить на два класса: управление событиями в реальном времени, управление потоками данных.1.2. Архитектура микроконтроллеров.Существуют две архитектуры микроконтроллеров – гарвардская и принстонская.Принстонская архитектура (машина Фон-Неймана) разработана в Принстонскомуниверситете. Микроконтроллеры с такой архитектурой имеют общую память программи данных.1.3. Система команд.Различают два набора команд – CISC и RISC.CISC - (Complex Instruction Set Computers), т.е.

микроконтроллеры (микропроцессоры)со сложной системой команд.RISC – (Reduced Instruct Set Computers) микроконтроллеры (микропроцессоры) ссокращенной системой команд.1.4.Структура памяти микроконтроллеров.1.5. Аккумуляторная и регистр-регистровая архитектуры.В микроконтроллерах используется аккумуляторная или регистр-регистроваяархитектура.В аккумуляторной архитектуре (см. рис. 1.5.1 ) при выполнении команды одним изоперандов находится в аккумуляторе второй в регистре. Результат выполнения операциивсегда помещается в аккумулятор.

Аккумуляторную архитектуру имеют микроконтроллерыМК51. Любая арифметическая или логическая операция выполняется за четыре команды: Поместить первый операнд в аккумулятор, Поместить второй операнд в регистр (один из регистров регистрового файла), Выполнить команду, Запомнить результат (если это необходимо).-4-Команда регистр - регистровой архитектуры (см. рис. 1.5.2.)может содержать два илитри операнда. Все операнды арифметических и логических команд берутся из файловогорегистра. Результат помещается в файловый регистр.

При такой архитектуре нетнеобходимости в командах пересылки данных, что сокращает объем программы и ускоряетее выполнение.2. Этапы разработки систем на микроконтроллерах.Разработка микропроцессорной системы (как и любой другой) начинается с разработкитехнического задания (Т.З.) на проектируемую систему. Особенностью микропроцессорныхсистем является то, что микропроцессоры это программируемые устройства, поэтому при-5выработке Т.З. в возможности проектируемой системы закладываются максимальныевозможности функции управления. На этом этапе становиться ясно какой микропроцессорнеобходим для проектируемой системы.На следующем этапе разрабатывается алгоритм управления.

Рассматриваютсянесколько вариантов алгоритма управления. Критерием выбора служит вариант алгоритмауправления, в котором доля программного обеспечения выше аппаратной.В 70-е годы фирмой Intel был предложен метод внутрисхемной эмуляции. Этот методтребует наличия аппаратных средств необходимых для реализации проекта и средствауправления отладкой.

Основным недостатком такого подход является дороговизнааппаратных средств.Интегрированная среда разработки, ИСР ( IDE, Integrated development environmentили integrated debugging environment) — система программных средств, используемаяразработчиками микроконтроллерных систем для разработки и отладки программногообеспечения (ПО), аппаратнойчасти и комплексной отладки МК системы. Обычно средаразработки включает в себя:текстовый редактор,компилятор и/или интерпретатор,средства автоматизации сборки,отладчик3. µVision.Программный комплекс Keil µVision создан фирмой Keil (http://www.keil.com). Дляработы с STM32L-DISCOVERY yнеобходима версия не ниже 4.53.3.2.

Запись программ на языке ассемблера.-6Запись программ на языке ассемблера осуществляется в определенном формате.Формат команды содержит поле метки, поле операции, поле операндов и полекомментария. Одно поле от другого отделяется пробелом. Если метка отсутствует, топервым символом в строке должен быть пробел. Метка и комментарий могут отсутствовать.Поля отделяются друг от друга хотя бы одним пробелом. Число символов в строке - неболее 80.Метка это идентификатор, представляющий собой сцепление букв и цифр,начинающейся с буквы.

При написании метки можно использовать только буквы латинскогоалфавита. Ассемблер допускает использовать в качестве буквы символ _ (подчеркивание).Число символов в метке не должно превышать 31. Метка всегда завершается символом «:»(двоеточие).Операция.

В поле операции записывается мнемоническое обозначение командымикроконтроллера. Список мнемокодов команд приведен в приложении 2.Операнды. В поле записываются операнды (или один операнд), участвующие воперации. Операнды разделяются запятой. При записи операндов пробелы недопускаются!Комментарий. Комментарий начинается символом «;» (точка с запятой). Далеезаписывается текст комментария (можно использовать русские буквы).Примеры:Поле ПолеПолеПолеметки команды операндовкомментариевMOVR3, #57; Записать в регистр R3 число 57.METKA01 ADDR5, R1, R3 ; Сложить содержимое регистров R1 и R3,; результат записать в регистр R5.CIKL_UMNOJENIAMULR0, R1.

R2 ; Перемножить содержимое регистров R1 и R2; результат поместит в регистр R0.Создание проекта для МК ARM Cortex M3 на ассемблере. Keil µVision.Вызвать программу Keil µVision можно несколькими способами:1. На рабочем столе найдите иконку.2. "Пуск" - ("Все программы") - Keil uVision4.3. Из командной строки: "Пуск" - "Все программы" - "Стандартные" - "Выполнить". Воткрывшемся окне набрать C:\Keil\UV4\Uv4.exe и нажать клавишу Enter.Если запуск прошел успешно, то на мониторе появится окно приведенное на рис. .-7--8Для создания проекта выполним "Project" - "New µVision Project". В открывшемся окневыбираем диск, папку (можно создать новую папку и в нее поместить создаваемый проект)а в строке "Имя файла" записываем имя проекта и нажимаем Enter.В открывшемся окне (рис.

) выбираем микроконтроллер (МК) с ядром ARM фирмыSTMicroelectronics(рис.), установленный на отладочной плате STM32L-DISCOVERY STM32L152RBT6 (рис. ).Справа в окне появляются технические данные для выбранного МК.-9Нажимаем ОК. Keil µVicion сообщает, что он может вставить в текст программызаголовочные файлы для "С++".Т.к. программа создается на ассемблере отвечаем: НЕТ!Созданы необходимы файлы для начала работы над проектом (см. рис. ).Добавим к этим файлам файл с программой на ассемблере.

Это можно сделать впрограмме "проводник". У создаваемого файла должно быть расширение *. asm. В папкеIvanov создадим файл Ivan.asm и добавим его в проект. Для этого щелкнем по папке SourceGroup 1, в открывшемся окне найдем файл Ivan.asm и нажмем кнопку Add. Файл добавлен(см. рис. ).Сделаем все необходимые установки, чтобы проект работал правильно. Это можносделать несколькими способами:1. Найдите в панели инструментов кнопкуи щелкните по ней,2.