Методическое пособие 539

Первая команда - JMP START передает управление на метку start, которая является точкой входа в основную программу. Основная часть программы размещена в перемещаемом сегменте программ MAIN, о чем свидетельствуют директивы

MAIN SEGMENT CODE

RSEG MAIN

Это означает, что при сборке программы компоновщик bl51.exe выполнит привязку этого сегмента к конкретному адресу. В выполняющейся автономно ассемблерной программе обязательно должен присутствовать как минимум абсолютный сегмент программного кода, откуда начинается выполнение программы, и один или несколько перемещаемых или абсолютных модулей кода и данных. Какие бы комбинации сегментов кода и данных ни использовались, всегда следует помнить, что программа начинает выполняться с абсолютного адреса 0, и строить соответственно с этим структуру программы.

В данной программе присутствует константная (литеральная) строка text, размещенная в сегменте myData, которая выводится в последовательный порт. Для вывода данных в порт нужно предварительно его инициализировать, установив необходимые параметры обмена, что выполняют команды

MOV SCON, #50h

MOV TH1, #0FDh

ORL TMOD, #20h

SETB TR1

Данный фрагмент кода настраивает порт на скорость обмена 9600 бод при тактовой частоте микроконтроллера 11,059 МГц. Вывод строки text в последовательный порт

41

выполняется построчно, а адрес первого элемента помещается в регистр DPTR командой

MOV DPTR, #text

Для вывода символа, на который указывает регистр DPTR, он помещается в регистр A, а затем отправляется в последовательный порт командой

MOV SBUF, A

Вывод символов строки text продолжается до тех пор, пока не будет обнаружен символ ESCAPE, после чего программа входит в бесконечный цикл по команде

SJMP $

Сохраним наш исходный текст в файле hello.asm. Теперь можно выполнить компиляцию нашей программы с помощью ассемблера a51.exe. При успешной компиляции в текущем каталоге программы появятся два файла: hello.obj и hello.lst.

Созданный файл объектного модуля hello.obj, как уже упоминалось, не является исполняемым файлом. Компилятор A51 транслирует исходный текст программы в двоичный код, который не привязан к каким-либо фиксированным адресам в памяти, как это требуется при запуске программы. Все сегменты (кода и данных) указаны со смещением 0, т.е. не привязаны к физическим адресам памяти системы, как это видно из содержимого файла hello.lst:

MACRO ASSEMBLER A51 V8.00d OBJECT MODULE PLACED IN hello.OBJ

ASSEMBLER INVOKED BY: C:\KEIL\C51\BIN\A51.EXE hello.asm

LOC OBJ LINE SOURCE

1 NAME PROCS

42

3 MAIN SEGMENT CODE

4 myData SEGMENT CODE

—— 5 CSEG AT 0 6 USING 0

0000 020000 F 7 JMP start

——8 RSEG MAIN

——29 RSEG myData

0000 48656C6C 30 text: DB ‘Hello, World’, ESC

0004 6F2C2057

0008 6F726C64

000C 1B

31 END

43

SYMBOL TABLE LISTING

——— —— ———

REGISTER BANK(S) USED: 0

ASSEMBLY COMPLETE. 0 WARNING(S), 0 ERROR(S)

Окончательную привязку (фиксацию адресов) выполняет компоновщик bl51.exe, который нужно запустить для создания абсолютного модуля с именем hello, набрав следующую команду:

bl51.exe hello.OBJ

При успешной компиляции будет создан файл абсолютного модуля без расширения. Компоновщик bl51.exe, кроме абсолютного объектного модуля, который можно использовать для отладки, создает файл распределения памяти hello.M51 (так называемый MAP-файл), содержащий информацию об абсолютных адресах памяти, по которым размещаются данные и код программы. Анализ содержимого

44

этого файла позволяет четко представить структуру программы в памяти при ее загрузке для выполнения.

Последний шаг, который нужно выполнить для получения загружаемого HEX-файла, – преобразовать абсолютный объектный модуль в формат HEX, что можно выполнить с помощью программы конвертера oh51.exe.

Мы так подробно рассмотрели процесс ассемблирования файла hello.asm для того, чтобы понять внутренние механизмы этого процесса. Кроме того, такой анализ помогает и при поиске и обнаружении ошибок в программном коде. Рассмотрим еще один пример программы на ассемблере, в которой используется прерывание INT0. При возникновении прерывания программа обработчик прерывания выводит в последовательный порт строку сообщения и инкрементирует однобайтовую переменную во внутренней области памяти типа idata. Как и предыдущая, эта программа является демонстрационной.

Для разработки программы этого примера будем использовать среду программирования Keil uVision3. Вначале создадим пустой проект с именем int0_asm, не содержащий файла с исходным текстом, а затем включим в проект файл procs.asm, содержащий следующий исходный текст:

NAME PROCS

ESC EQU 1Bh

MAIN SEGMENT CODE myConst SEGMENT CODE myVar SEGMENT IDATA ;———————————

CSEG AT 0

USING 0 JMP start

;———————————

int0Isr: ORG 3h CLR EX0

45

CALL sendStr MOV A, @R1

CJNE A, #11, inc_cnt CLR A

quit:

MOV @R1, A SETB EX0 RETI inc_cnt: INC A

SJMP quit ;———————————

RSEG MAIN start:

MOV R1, #cnt MOV @R1, #0 MOV SCON, #50h MOV TH1, #0FDh ORL TMOD, #20h SETB TR1

SETB IT0

SETB EX0

SETB EA

SJMP $ ;—————————————————

sendStr:

MOV DPTR, #text next_byte:

CLR TI

CLR A

MOVC A, @A+DPTR CJNE A, #ESC, write_char RET

write_char: MOV SBUF, A

46

JNB TI, $

INC DPTR SJMP next_byte

;—————————————————

RSEG myConst

text: DB ‘Interrupt 0 occured’, 0dh, 0ah, ESC

RSEG myVar cnt: DS 1 END

Программный код обработчика прерывания расположен в абсолютном сегменте программ начиная с адреса 0x03. Первая команда обработчика временно запрещает вызов прерываний по входу INT0. Затем в последовательный порт выводится сообщение, представляющее собой текстовую константу text. Далее из внутренней области памяти микроконтроллера 8051 (тип idata) считывается значение однобайтовой переменной cnt, и если оно равно 11, то переменная обнуляется. Если значение cnt меньше 11, то она инкрементируется.

Откомпилируем проект int0_asm в среде Keil uVision и посмотрим, каким образом компонуются сегменты программного кода и данных в этом примере. Вот интересующее нас содержимое файла int0_asm.MAP:

BL51 BANKED LINKER/LOCATER V6.05, INVOKED BY: C:\KEIL\C51\BIN\BL51.EXE procs.obj TO int0_Asm

RAMSIZE (256)

INPUT MODULES INCLUDED: procs.obj (PROCS)

LINK MAP OF MODULE: int0_Asm (PROCS)

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

—————————————————————————

—

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

47

REG 0000H 0008H ABSOLUTE “REG BANK 0”

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Program Size: data=9.0 xdata=0 code=84

LINK/LOCATE RUN COMPLETE. 0 WARNING(S), 0 ERROR(S)

Код программы располагается в двух сегментах: абсолютном сегменте программы, начиная с адреса 0x0 и заканчивая адресом 0x13, и в перемещаемом MAIN, который начинается с адреса 0x14 и заканчивается адресом 0x3. В сегменте кода по адресу 0x03E располагается текстовый литерал MYCONST. Сегмент данных MYVAR располагается сразу же за регистровым банком 0, начиная с адреса 0x8, и занимает один байт памяти.

Как видим из приведенных примеров, программирование на языке ассемблера вовсе не кажется таким трудным, как иногда приходится слышать, но для этого нужно достаточно четко представлять себе архитектуру микроконтроллера и взаимодействие его функциональных узлов, а также знать синтаксис команд этого языка.

Далее мы рассмотрим еще одну возможность, предоставляемую разработчику программного обеспечения средой разработки Keil uVision3, а именно встроенные средства отладки программного обеспечения. В начале главы мы уже немного ознакомились с тем, как можно проверить работоспособность программ, выполняющих ввод/вывод в последовательный порт. Сейчас рассмотрим более детально, как можно проверить работу не только вывода, но и ввода данных через последовательный порт, а также работу обработчиков прерываний, таймеров и портов ввода/вывода. Естественно, что полностью сымитировать работу аппаратных

48

узлов микроконтроллера нельзя, даже если использовать специальную среду моделирования наподобие Proteus VSM, особенно если дело касается работы в реальном времени. Тем не менее, даже такой уровень отладки может принести несомненную пользу на начальных этапах разработки программного обеспечения в плане работоспособности логических алгоритмов программы и выявления ошибок в программировании.

2.10. Отладка программ в среде Keil

Среда программирования Keil кроме инструментов создания, компиляции и сборки программ включает и средства отладки, позволяющие проверить работоспособность программы и исправить при необходимости ошибки в исходном тексте. Отладку в среде Keil uVision можно выполнить как с помо щью внутреннего симулятора работы программ, так и подключив целевую систему с 8051.

Для того чтобы выполнить отладку программы в симуляторе, необходимо установить переключатель Use Simulator на вкладке Debug окна свойств проекта (рис. 2.1).

При начальном запуске среды программирования Keil uVision3 эта опция установлена по умолчанию.

49