Рябов В.Т. - Разработка и отладка программного обеспечения микропроцессорной системы управления на базе однокристальных микроЭВМ (1041591), страница 7
Текст из файла (страница 7)
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 битаFhEhDhChBhAh98FPR6FPR5FPR4FPR3FPR2FPR1FPR0Назначение FPR722h – 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.
Тогда в тексте не должно появиться сюрпризов для компилятора, который ориентирован на DOS.Вызовем файл Disp09.asm на редактирование и, прежде всего переименуем его, чтобысохранить оригинал. Дадим ему имя D1_<номер подгруппы>.asm. Далее это будет D1_1.asm.Изменения в текст D1_1.asm следует вносить в зону -USER PROGRAMM MEMORY-.Прежде всего, определитесь с именами своих квантов и внесите их в зону пользовательскихвекторов -user vectors-. Она нужна для связывания жестких адресов запуска квантов из диспетчера и имен квантов (символических адресов), которые Вы собираетесь создавать.
Жестко закрепит их в памяти только линковщик.Например, в первой работе Вам будет предложено настроить диспетчер квантов на заданный «тик», допустим, в 1.2 миллисекунды. Требуется так выбрать начальное значениечисла, от которого начинает считать таймер, чтобы к моменту его переполнения, а таймершестнадцати разрядный и переполняется при 65535 или FFFFh в шестнадцатеричной нотации. Младший байт начала счета записывается в регистр настройки малого тика 25h старшийбайт – в регистр 24h.
В начале подпрограммы обработки прерываний таймера его счетныерегистры TL0 и TH0 обновляются этими значениями.Таймер считает машинные циклы микроконтроллера, длительность которых определяется подключенным к нему кварцевым резонатором. Частота резонатора составляет11000кГц. Машинный цикл длится 12 периодов резонатора и составляет 12/11 мкс.
За 1.2 мсдолжно пройти 1200х12/11 = 1309 = 51Dh машинных цикла. FFFFh - 51Dh = FAE2h. Значит,таймер должен считать от числа FAE2h и в ячейку 24h должно быть записано FAh, а в ячейку25h - E2h. Но это приблизительные значения, их нужно уточнить наилучшим образом экспериментально и здесь нам поможет сам диспетчер процессов вместе с аппаратнопрограммным эмулятором.Создадим квант нулевого приоритета с именем, например, TIKTAK и будем перезапускать его через 10 тиков. Внутри этого кванта будем фиксировать число его вызовов.
Делатьэто удобно с использованием регистра указателя данных DPTR, поскольку этот регистршестнадцати разрядный и в ассемблере есть операция его инкрементирования (увеличениязначения на единицу): INC DPTR.Тогда квант запишется следующим образом:;--------------------------------- user quants-------------------------------------TIKTAK:INC DPTR; инкрементировать DPTRMOV 08h,#0Ah; запустить нулевого приоритета через десять тиковRET; возврат из кванта в диспетчер- 23 -Теперь следует связать этот квант с нулевым приоритетом и определить для диспетчераадрес входа в него.
Для этого следует записать в зону векторов -user vectors- следующее:;-----------------------USER PROGRAMM MEMORY---------------------;----------------------------------user vectors-----------------------------------ORG 149h;-------name thread0----------LJMP TIKTAKНе забудьте удалить точку с запятой перед переходом LJMP. Все остальное в зоне векторов оставляем пока без изменений.Теперь подготовим условия для нормальной работы этого кванта. Это будем делать вподпрограмме начальной настройки пользователя. Дадим ей имя START. Прежде всего, пропишем эту подпрограмму в зоне векторов пользователя после директивы ORG 162h:;-------name user-start programmORG 162hLJMPSTARTЗдесь достаточно просто удалить точку с запятой, чтобы команда перестала восприниматься компилятором как комментарий.В программе начальной настройки следует обнулить регистр DPTR, связать квантTIKTAK с малым «тиком» и запустить его.
Описывается эта подпрограмма в зоне пользователя, но порядок подпрограмм может быть любым, до или после TIKTAK.START:MOV DPTR, #0CLR 22.0MOV 08h,#0AhSETB 20.0RETПрограммное обеспечение готово. Обсудим, как мы будем использовать его. Средстваэмулятора позволяют нам точно следить за временем. Чтобы начальная инициализация диспетчера не влияла на точность расчетов, зададим точку останова по адресу 4Eh. Это адресперед входом в петлю диспетчера, после чего диспетчер начнет нормально работать. Запустив программу, в точке останова обнулим счетчик времени эмулятора и снова запустимпрограмму на исполнение. Подождем около минуты и остановим программу. Из окна службы времени считаем значение времени исполнения программы с точностью до микросекунды и определим «тик» диспетчера:Тик = Time x 10/DPTR.Здесь время умножается на 10, так как наш процесс перезапускался через 10 тиков.Осталось, многократно повторяя перезапуск, подобрать значение ячейки 25h так, чтобывремя тика наилучшим образом соответствовало заданному значению.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
