Кочегаров И.И. Микроконтроллеры AVR. Лабораторный практикум (2012) (1264221), страница 13
Текст из файла (страница 13)
В среде AVR Studio функция трассировки может использоваться толькопри отладке программы с применением внутрисхемного эмулятора;при работе в режиме симулятора функция трассировки недоступна.Точки наблюдения задаются командой Add to Watch контекстногоменю редактора исходного текста программы.
Точки наблюденияпредставляют собой символические имена регистров или ячеекпамяти, содержимое которых необходимо отслеживать. При выполнении команды Add Watch на экране появляется окно Watches, разделенное на четыре столбца: Name (символическое имя точки наблюдения), Value (значение), Type (тип), Location (местонахождение).Новая точка наблюдения может быть также задана в выделеннойячейке столбца Name окна Watches или командой Quickwatch в окнередактора исходного текста программы (при этом курсор должен находиться на имени регистра или ячейки памяти).
Значения, отображаемые в столбце Value, обновляются при изменении содержимогосоответствующего регистра или ячейки памяти. Удалить заданныеточки наблюдения можно из окна Watches.Отладчик среды AVR Studio также обеспечивает следующиефункции: выполнение до курсора (команда Run to Cursor меню Debug)и последовательное выполнение команд с паузами между ними (команда Auto Step меню Debug).Для удобства использования в процессе отладки ряд команд отладчика доступен с клавиатуры (табл. 3).Команда отладчикаRunBreakResetRun to CursorКлавишаF5Ctrl+F5Shift+F5Ctrl+F10Команда отладчикаStep IntoStep OutStep OverToggle BreakpointТаблица 3КлавишаF11Shift+F11F10F9 Для просмотра и изменения содержимого регистров и ячеекпамяти служат команды Registers, Memory, Memory 1, Memory 2, Memory 3 меню View.По команде Registers на экране отображается окно Registers,в котором приводятся шестнадцатеричные представления содержи75мого РОН.
Изменение (модификация) содержимого регистров производится путем двойного щелчка мышью. Наблюдение за содержимым РОН может быть также произведено с помощью дерева устройств микроконтроллера, находящегося на закладке I/O окна Workspace. Для этого необходимо раскрыть объекты Register 0-15 и Register 16-31 щелчком мыши по знаку «+».Команды Memory, Memory 1, Memory 2, Memory 3 обеспечиваютвызов окон Memory, служащих для отображения содержимого ячеекоперативной и энергонезависимой памяти данных, памяти программ,регистров ввода-вывода и РОН. Выбор типа памяти, отображаемойв окне Memory, производится с помощью списка, расположенногов панели управления окна (Data – оперативная память данных,Eeprom – энергонезависимая память данных, I/O – регистры вводавывода, Program – память программ, Register – РОН).Для наблюдения за состоянием процессора необходимо раскрыть объект Processor закладки I/O окна Workspace. При этом будет отображена следующая информация: содержимое программногосчетчика (Program Counter); содержимое указателя стека (StackPointer), количество тактов, прошедших с начала выполнения (CycleCounter); содержимое 16-разрядных регистров-указателей X, Y и Z;тактовая частота (Frequency); затраченное на выполнение время(Stop Watch).Для контроля содержимого регистров ввода-вывода необходимораскрыть объект I/O * закладки I/O окна Workspace, где * – типмикроконтроллера.
Регистры ввода-вывода, входящие в объект I/O,сгруппированы по типам периферийных устройств.Модифицированные значения содержимого регистров и ячеекпамяти действуют только во время текущего сеанса отладки, в исходный текст программы изменения не заносятся.Практическая часть Запустим AVR Studio, выберем режим создания нового проекта(New Project).Создание первого проектаДля более полного знакомства напишем простую программу.Для этого создаем новый проект (в верхнем меню Project\new project или в стартовом окне New Project) (рис.
15). В открывшемся окне в графе Project type выберем тип проекта Atmel AVR Assembler, вграфе Project name указываем имя нового проекта, в строке Location76необходимо указать путь к будущему проекту (путь не должен бытьслишком длинным, содержать пробелов и иметь русских символов)также необходимо отметить галочкой Create folder (тогда проект будет создан в отдельной папке) (рис. 16).
Нажимаем «Finish». Еслинажать «Next», то перед нами откроется окно выбора устройства, подкоторое мы будем писать программу.Рис. 15. Стартовое окноПервую программу напишем для микроконтроллера Atmega16.Рис. 16. Окно AVR Studio77AVR Studio в режиме отладки программыОсновными функциями AVR Studio являются функция разработки и функция отладки программ для микроконтроллеров фирмыAtmel. С функцией разработки мы уже познакомились, теперь запустим режим отладки.
Для этого:1. Запускаем AVR Studio (если еще не запустили).2. Создаем новый проект.3. Напишем простейшую программу для ATmega16 и откомпилируем ее, для этого в AVR Studio в верхнем меню необходимо открыть вкладку Build и нажать опять же на build или можно воспользоваться горячей клавишей F7.После компиляции, если программа написана верно, в логе событий мы увидим сообщение: «Assembly complete, 0 errors. 0 warnings».;пример для эмуляции программы в AVR Studio.include "m16def.inc";подключение библиотеки.list;включение листинга.def temp0=r16;определение рабочих регистров.def temp1=r17.def temp2=r18.def temp3=r19;-------------------------------------------metka:ldi temp0,0x00;записываем ноль в регистр temp0ldi temp0,0xFF;записываем 0xff в регистр temp0ldi temp1,0x00;записываем ноль в регистр temp1ldi temp1,0xAA;записываем 0xAA в регистр temp1ldi temp2,0x00;записываем ноль в регистр temp2ldi temp2,0xCC;записываем 0xCC в регистр temp2ldi temp3,0x00;записываем ноль в регистр temp3mov temp3,temp2;пересылка данных из temp2 d temp3rjmp metka;переход к метке4.
Настроим эмулятор.Для этого в верхнем меню откроем вкладку Debug и выберемselect platform and device…, в появившемся окне выберем платформу AVR simulator и устройство ATmega16 после чего нажмем Finish(рис. 17).78Рис. 17. Окно выбора целевого устройства5. Запустим эмуляцию, нажав Start debugging в той же вкладкеDebug.*Эмуляция в AVR Studio – пошаговое выполнение команд свозможностью контроля их выполнения непосредственно в структурепроцессора.В окне I/O view вы можете контролировать состояние портов,памяти и т.д., а в окне Processors видеть как изменяются значениярегистров и следить за процессом эмуляции (рис.
18).Желтая стрелка, находящаяся слева от команды, показывает, чтоименно эта команда будет выполнена при следующем шаге эмуляции.6. Начнем выполнение программы, для этого нажимаем на stepInto(F11) во вкладке Debug.Рис. 18. Режим отладки79Так как в нашей программе мы изменяем только состояние регистров, то за ними мы и наблюдаем, таким образом мы можем контролировать выполнение программы, и если что-то пойдет не так,сможем быстро устранить ошибку.6.1.
Выполнить программу в пошаговом режиме, отслеживая изменение содержимого используемых в программе регистров. Обратить внимание на изменение содержимого программного счетчика.Сравнить содержимое программного счетчика при выполнении команд с их адресами в памяти программ, приведенными в листингетрансляции и окне памяти программ.6.2. Выполнить прогон программы. Проверить правильность результата работы программы.6.3.
Задать точку останова на команде загрузки в РОН числа0хСС. Включить режим отображения сообщений о достижении точкиостанова. Выполнить прогон программы с контрольными точками. Задать точку останова на команде умножения. Выполнить прогон программы с контрольными точками. Удалить заданные точки останова.6.4. Задать точки наблюдения в используемых РОН. Выполнитьпрограмму в пошаговом режиме, отслеживая изменение их содержимого.Содержание отчета Отчет должен содержать титульный лист с указанием номера иназвания лабораторной работы, номера группы и фамилий выполнивших работу; цель работы; схему программной модели AVR-микроконтроллера; перечень этапов разработки прикладного ПО длявстраиваемых МП (МК); распечатку листинга трансляции созданнойпрограммы с расшифровкой одной из строк.Контрольные вопросы 1.
Каково назначение однокристальных микроконтроллеров?2. Какие особенности архитектуры однокристальных микроконтроллеров вы знаете?3. Опишите архитектуру и программную модель AVR-микроконроллеров.4. Какие этапы разработки ПО для встраиваемых микропроцессоров?5. Каков формат строки программы на ассемблере для AVRмикроконтроллеров?6. Какой состав листинга трансляции?80Лабораторная работа № 2 Способы адресации операндов Цель работы: изучение способов адресации операндов в AVRмикроконтроллерах; сравнение различных способов адресации побыстродействию и размеру программного кода.Теоретическая часть В зависимости от количества используемых операндов возможны три типа команд AVR-микроконтроллера: безадресные, одноадресные и двухадресные.
В первом типе команд присутствует толькокод операции (КОП), определяющий выполняемую командой функцию. В командах второго и третьего типов помимо кода операции содержится адресная часть, устанавливающая способ доступа соответственно к одному или двум участвующим в команде операндам (аргументам команды). Способ формирования адреса операнда, указание на который содержится в команде, называется адресацией (addressing). С помощью того или иного способа адресации вычисляетсяфизический адрес, подающийся на шину адреса процессора для выбора ячейки памяти или регистра, используемых в команде.В соответствии с типом адресуемой памяти способы адресациив AVR-микроконтроллерах можно разделить на способы адресацииРОН и регистров ввода-вывода, способы адресации оперативной памяти данных (ОЗУ) и способы адресации памяти программ.
Возможность использования различных способов адресации позволяет сократить размер и время выполнения программ.Для адресации РОН и регистров ввода-вывода предусмотренвсего один режим – прямая регистровая адресация.При прямой регистровой адресации РОН операндом являетсясодержимое регистра общего назначения, указанного в команде. Команды с прямой регистровой адресацией могут адресовать один (Rd)или два (Rr и Rd) РОН (рис. 19; взаимное расположение КОП и адресной части в разрядах команды здесь и далее показано условно).Во втором случае результат выполнения команды сохраняется в регистре Rd.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
