МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
КАФЕДРА «ПЕРСОНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»
Методические указания и задания по лабораторному практикуму по курсу «Микропроцессоры» часть !.
Автор: к.т.н. доц. Малиновский А.К.
МОСКВА 2012
Лабораторная работа №1.
"Исследование возможностей интегрированной среды для создания программ для микроконтроллеров"
Цель работы: Ознакомление со структурой пакета интегрированной среды для разработки программ для ОМЭВМ семейства MCS51, распределением памяти, методикой работы. Получение навыков отладки простейших программ.
1. Краткое описание интегрированной среды
1.1. Окно интегрированной среды
Интегрированная среда mvision2 предназначена для разработки программ для ОЭВМ серии MCS51 (например, КР1816ВЕ51, КР1830ВЕ751, Intel87С51 и т.п.) на Ассемблере и языке высокого уровня C. Среда представлена своей демонстрационной версией, которая имеет следующие ограничения:
объем разрабатываемой программы не должен превышать 4 кБайта,
объем отлаживаемого модуля во встроенном отладчике не должен превышать 1 кБайта.
Она работает на любой ПЭВМ, совместимой с IBM и требует следующие аппаратных и программных ресурсов:
ПЭВМ выше IBM-486,
оперативная память - не менее 8 Мбайт,
место на жестком диске - не менее 10 Мбайт,
операционная система – Windows 95 и выше.
Интегрированная среда установлена на ПЭВМ в каталог \KEIL. Для ее запуска необходимо войти в этот каталог, затем открыть подкаталог \uv2 и запустить на выполнение файл Uv2.exe. Он является главным запускающим файлом среды.
В результате успешного запуска на экране появляется окно среды проектирования (mVision2), которое представляет собой обычное окно Windows с определенными органами управления. Примерный вид окна среды показан на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Вид окна среды проектирования
Вверху как обычно располагается основное меню среды.
Ниже располагается панель инструментов, которая содержит кнопки, которые дублируют основные пункты меню. Еще ниже располагается основная область окна среды, разделенную на две части: правую и левую. В левой части располагаются 3 вкладки:
"Files" – список всех файлов, включенных в проект.
"Regs" – перечень ресурсов проекта, которые используются в основном при отладке проекта.
"Books" – ссылки на встроенную в среду документацию по основам программирования, использования интегрированной среды и т.д.
В правой части может располагаться произвольное число дочерних окон, содержащих исходные тексты модулей, включаемых в проектируемую программу. Окна можно сворачивать, разворачивать и позиционировать, как обычные окна Windows.
Ниже располагается горизонтальная область с тремя вкладками:
"Build" – окно распечатки протокола компиляции и сборки.
"Command" – окно ввода команд управления интегрированной средой.
"Find in Files" – окно вывода результатов поиска определенных элементов в файлах проекта.
Последнюю строку окна занимает строка состояния, в которой как обычно указывается полезная информация.
Ниже приведен краткий перечень пунктов этого меню, причем курсивом отмечены пункты подменю:
File - работа с файлами и выход их среды.
Рис. 1.2. Вид меню “File” интегрированной среды
Edit - команды редактирования текстового исходного файла в окне редактора.
Рис.1.3. Вид меню “Edit” интегрированной среды
View – меню отображения и скрытия определенных элементов в окне интегрированной среды.
Рис. 1.4. Вид меню “View” интегрированной среды
Project - меню работы с проектом (все процессы создания программы для ОЭВМ в рамках среды выполняются внутри так называемых проектов - задач, которые содержат все необходимые сведения для проектирования:
Рис. 1.5. Вид меню “Project” Интегрированной среды
Debug – управление процессами запуска и отладки проекта.
Peripherals – меню управления периферийными устройствами контроллера (используется только в режиме эмулятора).
Tools – добавление в меню дополнительных инструментов (программаторов, программ связи с периферийными платами и т.д.
Windows - меню управления дочерними окнами в окне среды:
Cascade - расположение окон каскадом
Tile Horizontal - расположение окон горизонтально
Tile Vertical - расположение окон вертикально
Close All - закрытие всех окон
Help - меню вызова файла справки:
Contens - вывод содержимого справочного файла
Search for topic - поиск в оглавлении справочного файла
Uow ti use Help - как использовать файл справки
About - информация о разработчиках пакета
1.2. Использование отладчика (симулятора) для ассемблерных модулей
Отладчик (симулятор) предназначен для программной отладки созданной программы в рамках среды mVision2. Проще всего вызов отладчика осуществить нажатием кнопкой "Start/Stop Debug Session" ("Запуск/Останов сессии симуляции") на панели инструментов. Кроме того, отладчик можно запустить из меню Debug (пункт "Start/Stop Debug Session"). При запуске отладчика выводится дополнительная панель инструментов "Debug Toolbar", в левой части основной области открывается вкладка "Regs". Структура окна в этом режиме показана на рис. 1.6.
Рис. 1.6. Структура основного окна интегрированной среды в режиме симуляции программы.
1.3. Порядок создания программ на Ассемблере с помощью интегрированной среды
1. Запустить интегрированную среду на ПЭВМ (см. п.1.1.).
2. Выбрать из меню File пункт NEW для открытия нового окна в составе основного окна среды. Набрать в окне текст программы (правила составления программы на языке Ассемблера приведены в п. 1.4). Сохранить набранную программу в файле с расширением .a51 в отдельно созданной папке в каталоге среды \Examples. Если необходимо создать еще один модуль в проекте, то повторить действия, указанные данном пункте и сохранить файл под другим именем, но с тем же расширением.
3. Создать новый проект в рамках среды. Для этого:
В меню Project выбрать пункт New Project и в открывшемся окне ввести имя проекта в папке \Examples и нажать ОК.
После задания имени открывается окно Select Device for Target, в котором необходимо указать тип микроконтроллера, для которого создается проект. В частности для работы с отладочной платой в следующей лабораторной работе надо выбрать фирму Philips, и щелкнув мышью на "+" слева и открыв список контроллеров, выпускаемых данной фирмой, надо выбрать контроллер 80С552, на котором построена плата. Рекомендуется и для данной лабораторной работы выбирать этот процессор. В заключении нажать в этом окне кнопку ОК.
Далее надо задать параметры проекта. Надо выбрать из меню Project выбрать пункт Option for Target или нажать одноименную кнопку на панели инструментов слева от списка Target. Открывается окно со многими вкладками. Для начала надо проверить только несколько параметров на этих вкладках:
На вкладке Target надо установить в поле Xtal правильную частоту тактирования процессора, как правило, 12 МГц.
На вкладке Output надо установить флажок Create HEX file, который управляет созданием загрузочного файла при успешной трансляции отлаживаемой программы.
На вкладке BL51 Locate надо снять флажок Use Memory Layout from Target Dialog, который предполагает, что распределение памяти системы осуществляется в соответствии с типом контроллера, который был выбран. Но для следующей лабораторной работы распределение памяти необходимо сделать в соответствии с параметрами отладочной платы, которые отличаются от стандартных. Поэтому в поле Code Range надо ввести 0х0000 – что означает, что память команд начинается с адреса 0000Н. В поле Xdata Range надо ввести 0х0000. Это означает, что внешняя память данных начинается с 0000Н.
Нажать кнопку ОК и выйти из диалогового окна.
Щелкнуть мышью в области "Project Window" на "+" слева от строки "Target", раскрыв список объектов в новом проекте. Пока в нем будет виден только один элемент: папка "Group 1", причем она пока пустая.
Щелкнуть правой кнопкой мыши на папке "Group 1" и из контекстного меню выбрать пункт "Add files to Group 1" ("Добавить файлы к Группе 1").
В открывшемся диалоге выбора файлов для добавления надо сначала установить тип добавляемых файлов (по умолчанию этот тип соответствует исходному файлу на языке Си (расширение ".С")). Надо изменить тип на ассемблерный тип (расширение ".а51"). Затем из перечня файлов выбрать требуемый исходный модуль для проекта. Нажать кнопку ADD и файл будет добавлен в группу и появится в левой части окна отдельной строкой. Если надо добавить несколько файлов в проект, а это может понадобиться для сложных задач, то нужно повторить указанную выше последовательность добавления.
Для отображения содержимого этих добавленных файлов в правой части основной области интегрированной среды надо сделать двойной щелчок на требуемом файле в левой части
4. Запустить на компиляцию файл(ы) проекта. Рекомендуется сразу выбрать из меню Project пункт "Rebuild all target files" .
6. Начинается процесс компиляции и сборки модулей. В нижней части в области "Output Window" на вкладке "Build" появляется протокол, в котором приводятся данные о процессе компиляции, сборки и сообщения об ошибках или окончании процесса. Если в процессе компиляции какого-либо файла обнаружены ошибки, то в "Output Window" выводятся сообщения об ошибках итоговая фраза: “Target not created” («Целевой файл не создан»). В окне можно выбрать определенную ошибку и сделать на ней двойной щелчок. Тогда в файле программы место ошибки будет автоматически выведено и выделено синей стрелкой слева от листинга. Необходимо исправить ошибку, снова сохранить файл и повторить операцию сборки проекта. Успешное окончание компиляции и сборки можно зафиксировать в выходном окне при появлении сообщения: “creating Hex File from “<имя проекта>” («Сборка успешна - создан Hex файл»). Таким образом, результатом работы в среде является файл кодов, загружаемых в ОЭВМ в специальном Hex формате (т.е. в дальнейшем надо использовать файл с расширением ".HEX" и с именем, совпадающим с именем проекта.