Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время более тридцати зарубежных фирм выпускают микроконтроллеры массового применения, недорогие и пригородные для использования в самых разнообразных приложениях. Наиболее широкое распространение имеют 8-разрядные микроконтроллерыОднако именно микроконтроллеры семейства PICMICRO (PIC) фирмы Microchip Technology Incorporated. переживают последние годы поистине взрывной рост популярности.

Наиболее широкое распространение имеют 8-разрядные микроконтроллеры, общее производство которых в 2006 году превысило 4 миллиарда, в 2007году 4.2 миллиарда и продолжает расти прежними темпами. На их долю приходится примерно 50% от суммы продаж всех видов микросхем .Фирма Microchip прочно заняла первое место по объёму продаж 8-разрядных микроконтроллеров.

Микроконтроллеры PIC фирмы Microchip объединили в себе все передовые технологии, применяемые в производстве микросхем: развитую RISC-архитектуру, минимальное энергопо­требление при высоком быстродействии, ППЗУ, программируе­мое пользователем непосредственно на плате, широкий набор функциональных узлов.

Заметную роль в росте популярности микроконтроллеров семейства PIC сыграла открытая политика фирмы Microchip, которая бесплатно через Интернет предоставляет разработчикам микропроцессорных систем интегрированную отладочную среду с широкими возможностями MPLAB IDE.

Повышенный спрос на микроконтроллеры семейства PICMICRO заставляет уделять повышенное внимание подготовке специалистов в данном направлении. Этой цели служит предлагаемое учебное пособие.

Первая глава посвящена обзору программных и аппаратных средств отладочных средств, используемых на различных этапах проектирования микропроцессорных систем.

Во второй главе рассматривается архитектура 8-разрядных микроконтроллеров среднего уровня семейства PICMICRO.

Последующие 4 главы посвящены изучению и освоению интегрированной отладочной среды MPLAB IDE.

В остальных главах рассматриваются аппаратные и программные средства, необходимых для сопряжения микроконтроллеров среднего уровня семейства PICMICRO с различными внешними периферийными устройствами, такими как жидкокристаллический индикатор, клавиатура, энергонезависимая память, монитор персонального компьютера.

Практическое освоение микропроцессорной техники возможно только при непосредственной работе с микроконтроллерами, компьютером и периферийными устройствами, руководствуясь учебным пособием, освещающим достаточно подробно и полно методику практического использования программных и аппаратных средств. С этой целью в процессе обучения предлагается использовать недорогую демонстрационно-отладочную плату PICDEM 2 и программатор.

Учебное пособие предназначено для студентов дневного, вечернего и заочного отделений специальности 230101 и смежных с ней. Оно содержит достаточно материала для выполнения лабораторного практикума и курсового проектирования в рамках изложенного материала без привлечения дополнительных источников информации.

В дальнейшем предполагается создание второй части учебного пособия, расширяющей номенклатуру микроконтроллеров, ассортимент используемых периферийных устройств и аппаратных средств для программирования и отладки микропроцессорных систем.

Глава 1. Обзор отладочных средств

Давно прошли те времена, когда разработчику микроконтроллерных систем, перед тем как приступить, собственно, к проектированию системы, приходилось потратить не одну неделю на разработку и изготовление собственных средств отладки.

В настоящее время ведущие фирмы-изготовители микроконтроллеров уделяют большое внимание разработке и распространению специализированных отладочные средства для выпускаемых микроконтроллеров.

Усилия и затраты разработчиков на освоение специализированных отладочных средств с лихвой окупается качеством и быстротой проектирования микропроцессорных систем, сокращением штата необходимых специалистов, а главное -скоростью выхода устройства на рынок.

Для удобства рассмотрения отладочные средства различных фирм целесообразно разделить на два основных класса: программные и аппаратные.

1. Программные средства отладки. Интегрированные отладочные среды

Программные средства отладки представляют собой совокупность программных модулей, поддерживающих различные этапы разработки прикладного программного обеспечения, начиная от написания исходного текста программы до ее отладки с помощью программно–функциональной модели (симулятора). Программные средства распространяются через Интернет в виде интегрированной отладочной среды и обычно находятся на сайте предприятия-изготовителя семейства микроконтроллеров.

Для каждого семейства микроконтроллеров имеется специализированная интегрированная отладочная среда. Например, для микроконтроллеров, производимых фирмой, Microchip Technology Incorporated, создана интегрированная отладочная среда MPLAB IDE, которая находится на сайте http://www.microchip. com. Она может быть использована для всей номенклатуры выпускаемых фирмой микроконтроллеров.

Аналогичная ситуация с микроконтроллерами семейства AVR фирмы Atmel. Для разработки программного обеспечения микропроцессорных систем на их основе имеется интегрированная отладочная среда AVR Studio, расположенная по адресу http://www. atmel.ru/Software/Software.htm.

Интегрированная среда разработки прикладного программного обеспечения на языке ассемблера для микроконтроллеров семейство 6800HC05/08/011 фирмы Freescale Semiconductor (ранее бывшей отделением полупроводниковых приборов фирмы Motorola) Win IDE ICS08 создана фирмой Pemicro Inc., деловым партнёром фирмы Freescale Semiconductor и находится по адресу http://www.pemicro.com.

Интегрированная среда для разработки и отладки программного обеспечения на языке С для микроконтроллеров семейство 6800HC05/08/011 фирмы Freescale Semiconductor Code Warrior Development Studio сделана фирмой Metrowerks и размещена по адресу http://www.metrowerks.com.

Микроконтроллеры семейства 8051, архитектура которых разработана в начале 80-ых годов фирмой Intel, в настоящее время выпускаются рядом ведущих фирм (Philips, Atmel, Analog Devices, ST Microelectronics и т.д.), каждая из которых поддерживает свою специфичную интегрированную отладочную среду.

На кафедре вычислительной техники МИРЭА для микроконтроллеров семейства 8051 разработана отладочная среда МК51WIN, работающая в операционных системах WINDOWS 98/2000/XP.

1.2. Состав интегрированной отладочной среды

Состав программных модулей, входящих в интегрированную отладочную среду примерно одинаков для микроконтроллеров разных семейств. Интегрированная отладочная среда обычно имеет пять основных функциональных модулей:

• Редактор текста

• Компилятор

• Библиотека

• Компоновщик (редактор связей)

• Симулятор

• ряд вспомогательных модулей.

Редактор текста предназначен для написания и редактирования исходного текста программы, ввода различной информации во входные файлы проекта. Редактор текста может быть внутренним или внешним. Манипуляции с текстом (Сохранить, Удалить, Открыть, Копировать и т.д.) при работе с внутренним редактором интуитивно понятны и во многом совпадают с аналогичными действиями в известных офисных программах. Внутренний редактор обычно обеспечивает цветовое выделение различных компонентов программы: мнемокодов, имён, констант, переменных и т.д.

Некоторые отладочные среды не имеют внутреннего редактора текста. Примером может служить отладочная среда для микроконтроллеров ADµC 812 фирмы Analog Devices. В этом случае исходный текст программы может быть записан в любом внешнем текстовом редакторе, например, Блокноте и вводится в отладочную среду путём выбора из списка.

Выбор языка обусловлен рядом объективных и субъективных обстоятельств. Для микроконтроллеров, имеющих память программ до 8Кб, используется только язык ассемблера. Для микроконтроллеров, имеющих память программ свыше 8Кб, могут использоваться как ассемблер, так и язык С.

Компилятор преобразует исходный текст программы, которая может быть записана либо на языке ассемблера (с расширением .asm), либо на языке С (с расширением .С) в объектный код. В интегрированной отладочной среде обычно имеются два вида компиляторов, один из которых может компилировать с языка ассемблера, другой с языка С. Каждый вид имеет несколько вариантов, предназначенных для микроконтроллеров разных серий одного и того же семейства. Объём памяти программ обычно является одним из основных параметров при выборе языка программирования.

Объектный код, полученный после компиляции программы, записанной на языке ассемблера, как правило, значительно короче, чем программы аналогичного назначения, записанной на языке С, что объясняется более полным учётом особенностей архитектуры конкретного микроконтроллера. Основным достоинством языка С является универсальность. Дополнительным преимуществом является возможность использования шаблонов различных подпрограмм на языке С, которые обычно прилагаются к компилятору с языка С. Использование шаблонов ускоряет разработку программного обеспечения, что в ряде случаев является решающим фактором при выборе языка программирования.

При любой форме записи в начале прикладной программы специальными директивами обычно указывается тип выбранного микроконтроллера, что позволяет на этапе компиляции подключать библиотечные файлы, что значительно сокращает текст исходной программы.

В результате компиляции генерируется несколько промежуточных объектных перемещаемых модулей (с относительными адресами), которые впоследствии становятся основой для формирования выходных файлов и модуля управления симулятором.

Компоновщик позволяет объединить несколько модулей –источников, формирует основной выходной hex- файл (с абсолютными адресами), который затем с помощью программатора может быть записан в микроконтроллер, распределяет адреса и при необходимости позволяет подключить к проекту библиотечные модули. Можно создать программу из готовых и библиотечных модулей (программирование по шаблонам) или из комбинации вновь написанной программы, объединённой с ранее созданными и проверенными программными модулями. В процессе компиляции и компоновки совместно создаётся ряд вспомогательных и служебных файлов: Например, файл листинга(c расширением .LST), содержащий исходный текст программы совместно с 16-ричным машинным кодом и некоторой служебной информацией.

Для работы симулятора в процессе компиляции и компоновки совместно создаётся специальный вспомогательный служебный файл.

Библиотека включает в себя модули заголовки (с расширением .inc или .h), определяющие регистры специальных функций микроконтроллера. Они обычно загружаются при установке интегрированной отладочной среды и подключаются к программе при помощи директивы INCLUDE.

Симулятор представляет собой программно- функциональную модель микроконтроллера, использованного в проекте. Симулятор - программное средство, способное имитировать работу микроконтроллера и его памяти

Симулятор должен загружать специальные файлы, созданные при компиляции программ, максимально полно отображать информацию о состоянии ресурсов симулируемого микроконтроллера, а также предоставлять возможности выполнения загруженной программы в различных режимах. В процессе отладки модель “выполняет” программу, и на экране компьютера отображается текущее состояние используемых ресурсов микроконтроллера.

Симулятор даёт возможность запускать программу в пошаговом, анимационном или пакетном режимах, задавать условные и безусловные точки останова, контролировать и свободно модифицировать содержимое ячеек памяти и регистров в точках останова. С помощью симулятора можно быстро проверить логику выполнения программы, правильность преобразований кодов и других внутрипроцессорных операций.

Имитатор внешних воздействий. В реальной системе микроконтроллер обычно занимается считыванием информации с подключенных внешних устройств (датчиков), обработкой этой информации и выдачей управляющих воздействий на исполнительные устройства. Чтобы в симуляторе смоделировать работу датчика, нужно иметь возможность имитировать различные сигналы на внешних выводах микроконтроллера. Эти имитированные сигналы обычно называются стимулами. Наличие же имитатора внешней воздействий позволяет пользователю создавать и гибко использовать модель внешней среды микроконтроллера, функционирующую и взаимодействующую с отлаживаемой программой по заданному алгоритму.

Имитатор внешних периферийных устройств. Более продвинутые симуляторы содержат модели некоторых внешних периферийных устройств, например, клавиатуры.

Менеджер проекта. Среди вспомогательных и служебных файлов, созданных при компиляции и компоновке следует отметить файл управления, называемый обычно менеджером проекта. Он используется для работы с файлами, относящимися к проекту, обеспечивает простое и быстрое взаимодействие между ними.

Наличие в программной оболочке отладочной среды встроенного редактора и встроенного менеджера проектов позволяют существенно облегчить работу разработчика, избавив его от множества рутинных действий. Их присутствие позволяет разработчику одним щелчком «мыши» выполнить компиляцию исходного текста и включить симулятор.

Для разработчика стирается грань между написанием программы, ее редактированием и отладкой. Переход от редактирования исходного текста к отладке и обратно происходит «прозрачно» и синхронно с активизацией соответствующих окон, менеджер проекта автоматически запускает компиляцию по мере необходимости и активизирует соответствующие окна программного интерфейса.

Кроме того менеджер проекта упрощает взаимодействие с внешними аппаратными средствами ( программатором, дебаггером- отладчиком, эмулятором и т. д.).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций