Samouchitel

Если такие расчеты пугают, то могу Вас успокоить: в MPLAB, с которой мы будем работать далее, имеется счетчик машинных циклов ("секундомер"), и при отладке циклических подпрограмм, с его помощью, подобного рода трудозатраты существенно снижаются.

Разбираемся с директивами ассемблера.

Директивы, в отличие от команд, не включаются в выходной код.

Выходной код - результат ассемблирования текста программы, а проще говоря, содержимое HEX-файла ("прошивки"), то есть, файла, предназначенного для открытия в программе, обслуживающей программатор.

Тогда зачем вообще нужны директивы?

Дело в том, что директивы, за "пределы" MPLAB (интегрированной среды разработки для ПИКов), не выходят и исполняются только внутри MPLAB.

Те директивы, которые предназначены для применения в рабочей части программы (с учетом рабочей части директивы), имеют свои так называемые "разложения на команды".

То есть, одна такая директива как бы заменяет конкретную группу команд, которая автоматически (в MPLAB) ставится ей в соответствие.

Если в тексте рабочей части программы имеется такая директива ("элемент удобства" при составлении текста программы), то исполняется не она, а ее разложение на команды. Точно так же программа исполнится, если в тексте рабочей части программы заменить директиву на ее разложение на команды.

Если директива находится вне "границ" рабочей части программы (в "шапке" или директива END), то естественно, что никакого ее разложения на команды не будет.

Вне рабочей части программы, до команды перехода на начало исполнения рабочей части программы (goto Start), MPLAB "понимает" директивы и "не понимает" команд. Посмотрите в "шапку" программы Multi.asm: до команды перехода на начало исполнения рабочей части программы, Вы не найдете ни одной команды.

Это "внутреннее дело" MPLAB (тайна сия велика есть).

Смысл же состоит в том, что директивы, отрабатываемые вне рабочей части программы, либо обеспечивают подготовку ее исполнения, либо "обозначают ее границы". Результаты всей этой "свистопляски закладываются в прошивку", при ее создании.

Что касается директив рабочей части программы, то они, по существу, - элемент "оформительского" удобства, так как в случаях их применения, в тексте программы не нужно "расписывать" соответствующие им группы команд (разложения).

MPLAB, без вмешательства программиста, "воткнет" это разложение в то место памяти программ, в которое его и нужно "воткнуть" и создаст соответствующий HEX файл ("прошивку").

Директивы можно уподобить администратору - распорядителю какого-то мероприятия. Задача этого администратора: перед началом "мероприятия" (рабочей части программы), для того чтобы оно прошло успешно, "расставить всё по своим местам", а также и в "меру своих возможностей, поучаствовать в этом мероприятии".

Не смотря на большое количество всевозможных директив, на практике применяется ограниченное их количество.

Некоторые директивы:

Директивы макроассемблера MPASM

41

Обратите внимание на директивы EQU, __CONFIG, ORG, END. Они используются практически во всех программах (примечание: перед директивой CONFIG не одно, а 2 подчеркивания, идущих подряд.)

Есть они и в программе Multi.asm.

Найдите их в тексте этой программы, и Вы поймете что они "администрируют" (распределяют, назначают и ограничивают).

Также обратите внимание на то, что с помощью директивы EQU, регистры TrisB и PortB "прописаны" по одинаковым адресам (06h).

С нулевым банком все понятно: регистр PortB имеет в области оперативной памяти адрес 06h, а вот регистр TrisB (первый банк) "прописан" не по адресу 86h, а все по тому же адресу

06h.

Вчем дело?

Вадресах регистров специального назначения, ноль (устанавливается по умолчанию) меняется на восьмерку только тогда, когда программно осуществлен переход в 1-й банк. Без учета этого, нумерация адресов регистров специального назначения обеих банков одинакова.

А раз это так, то регистр TrisB можно прописать не по адресу 86h, а по адресу 06h.

После исполнения команды выбора 1-го банка, 06h автоматически "превращается" в 86h, что и нужно.

Такой способ "прописки" удобен тем, что в окне результата ассемблирования, будут отсутствовать сообщения информативного характера типа "сие лежит не в нулевом банке", что на мой взгляд, удобно.

Если прописать регистр TrisB по адресу 86h, то такие сообщения будут выдаваться. Они не являются ошибками, но нервируют и отвлекают внимание.

Особенно на первых порах.

Рекомендую Вам, при "прописке" адресов регистров специального назначения 1-го банка, обозначенных, в области оперативной памяти, черным цветом, назначать им адреса по принципу типа "минус 80", то есть, так, как сделано в программе Multi.asm (в части касающейся "прописки" регистра TrisB).

Вэтом случае, сообщение об успешном ассемблировании будет самым коротким (4 строки). Но можно "прописать" и по "штатным" адресам (будут выдаваться сообщения информативного характера). "Это на любителя".

Влюбом из этих случаев, ошибок не будет.

Синтаксические правила написания программы.

42

MPLAB "замучает" Вас сообщениями об ошибках, если не выполнены определенные правила написания текста программы.

Давайте в них первично разберёмся, на примере программы Multi.asm. Все, что находится правее точки с запятой (;), MPLAB "не видит".

То есть, после точки с запятой, программист может "настукать" всё, что ему "в голову взбредёт" (по своему усмотрению и на любом языке).

В части касающейся этого, все просто, как мычание коровы. А вот дальше - сложнее. Активная часть и "шапки" программы, и рабочей части программы, разделена на 3 столбца. Левые буквы содержимого 1-го (левого) столбца должны занимать крайние левые позиции строк, на которых они находятся. Это, как бы, "начальная точка отсчета".

2-й и 3-й столбцы находятся правее, и первые символы их содержимого должны (в идеале) располагаться на одной вертикальной линии.

Последние символы содержимого столбца не должны "наезжать" на первые символы соседнего справа столбца. Между ними должен быть хотя бы один пробел.

Чтобы "не забивать Вам голову" рассуждениями о возможных компоновках расстояний между столбцами, рекомендую пользоваться следующим "правилом 12-ти пробелов":

1.От крайней левой позиции строки (начало 1-го столбца) отсчитываете 12 пробелов. Это будет начало 2-го столбца.

2.Затем отсчитываете 12 пробелов от начала 2-го столбца. Это будет начало 3-го столбца.

3.Затем отсчитываете 12 пробелов от начала 3-го столбца.

Это будет начало комментариев.

Такой вариант "проверен жизнью". Я пользуюсь им всегда и Вам советую.

Содержимое столбцов.

"Шапка" программы.

В1-м столбце (левом) располагаются названия регистров и названия битов (в

программе Multi.asm их нет, но в других, более сложных программах, они есть).

Во 2-м столбце находятся директивы и команда перехода на начало исполнения программы.

В3-м столбце находятся рабочие части директив и название подпрограммы, с которой начинается исполнение программы (в данном случае, Start).

Для регистров, определяется их адрес.

Для битов, определяется их номер (в пределах байта).

После этого, в рабочей части программы, при обращении команд к этим битам, можно, вместо номера бита, указать присвоенное ему название (обычно, стандартное, но можно назначить и свое).

Вконце "шапки" программы, располагается "связка" org 0 и goto Start (начать исполнение программы с ПП Start, первая команда которой имеет нулевой адрес), а при наличии в программе подпрограммы прерываний - директива org 4 (об этом - позже).

Рабочая часть программы.

В1-м столбце располагаются названия подпрограмм и меток .

Во 2-м столбце располагаются команды и директивы.

В3-м столбце располагаются рабочие части команд и директив.

Вконце программы, обязательно должна присутствовать директива END {что-то типа "сюда (вниз) не ходи. Ходи туда (вверх)"}.

Если убрать все то, что находится правее точек с запятой (оформление, комментарии), то это и будет текст программы в "чистом виде", то есть, то, с чем работает MPLAB при

ассемблировании (создании HEX - файла).

Теперь - о форме представления чисел.

Чтобы MPLAB "поняла", в какой системе исчисления представлено число, необходимо его соответствующим образом оформить:

СИНТАКСИС ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ ИСЧИСЛЕНИЯ

43

На мой взгляд, в каких-то особых комментариях эта таблица не нуждается.

Для того чтобы, на первых порах, не создавать путаницы, связанной с переводом чисел из одной системы исчисления в другую, в дальнейшем, я буду, преимущественно, пользоваться привычной, то есть - десятичной системой исчисления.

Впрограмме Multi.asm, константы представлены именно в десятичной системе исчисления (с точкой слева).

До девятки включительно, 16-ричная и 10-тичная системы исчисления одинаковы.

Вэтом случае (число не более 9-ти), все равно, в какой системе исчисления, в 16-ричной или в 10-тичной, происходит отображение числа.

То есть, в этом случае, число можно "прописать" в привычном (удобном), десятичном виде, без указания атрибутов системы исчисления.

Если в тексте программы "прописано" число, не "укомплектованное" атрибутом системы исчисления, то по умолчанию, это число будет "воспринято" MPLABом как 16-ричное.

Если это число не более 9-ти, то какая разница, ведь в 10-чном виде оно точно такое же, как и в 16-ричном.

После девятки, "этот номер уже не пройдет", так как появляются расхождения.

Бинарная система исчисления стоИт, как бы, "особняком" и этим правилам не подчиняется. 8-ричная система исчисления используется очень редко.

Символьная система исчисления "привязана" к стандартному, международному коду ASCII

В"шапке" программы, адреса регистров лучше указывать в 16-ричном виде, а всё остальное

– на выбор. Как кому удобнее. В зависимости от конкретных обстоятельств.

При указании номера бита, по причине того, что номера битов не являются числами, большими чем 9, просто пишется номер бита (без атрибутов системы исчисления).

Итак, правила оформления текста программы, на самом деле, не являются чем-то страшно трудным. Наоборот, они достаточно просты и освоить их не составляет великого труда. Промежуточный итог: мы сейчас уже вплотную подошли к практической работе с текстами программ, что предполагает "ввод в действие тяжелой артиллерии" в виде "набора" программ интегрированной среды разработки для ПИКов с названием MPLAB.

Приложение Принципиальная схема автоколебательного мультивибратора (генератора импульсов)

Синим цветом показан случай подключения высокоомного, динамического излучателя (например, от телефонного аппарата или наушников).

Во избежание перегрузки выходного каскада защелки, подключать низкоомный, динамический излучатель (громкоговоритель) не стоит. Лучший вариант - подключение пьезоэлектрического излучателя.

"Самоучитель по программированию PIC контроллеров для начинающих" http://ikarab.narod.ru E-mail: karabea@lipetsk.ru

44

5. Интегрированная среда проектирования MPLAB IDE и работа в ней.

MPLAB это интегрированная среда проектирования для ПИКов, то есть, набор программ, которые позволяют программисту, с максимальным комфортом, составлять, отлаживать и оптимизировать текст программы, а также создавать (после этого) HEX - файл программы ("прошивку").

Она также имеет и другие "навороты" (в самом уважительном смысле этого слова), которыми начинающим, для их же пользы, не стоит, пока, "забивать себе голову".

Давайте сначала разберемся с "прожиточным минимумом".

Предполагается, что MPLAB уже установлен на Вашем компьютера и готов к работе.

Общие положения. MPLAB создана конкретно для ПИКов.

Для микроконтроллеров других видов имеются свои среды проектирования.

MPLAB поддерживает все типы ПИКов, за исключением самых новейших разработок (их можно догрузить) и существенно облегчает работу программиста за счет совмещения нескольких, необходимых для работы программиста, функций.

MPLAB можно представить себе как надежного друга, который берет на себя значительную часть рутинной и трудоемкой работы.

Этот друг укажет на ошибку, если она совершена, и поможет Вам в решении проблемных задач, которых, при создании и отладке программ, Вы встретите множество.

Редко когда бывает так, что составление программы идет "как по маслу".

Скорее всего такое - исключение из правил (особенно, для достаточно сложных программ), и поэтому "прожиточный минимум" MPLAB нужно знать как "Отче наше".

Сразу же нужно уяснить следующее: работа по созданию текста своей программы или работа по изменению текста чужой программы всегда начинается с создания так называемого

проекта.

Что-то изменять в тексте программы, производить ее оптимизацию и отладку лучше всего в проекте.

Вэтом случае, с максимальным комфортом, можно пользоваться полным набором возможностей MPLAB.

Многое можно сделать и вне проекта, но в этом случае, возникают определенные неудобства, которые нам ни к чему.

Вцелях определения ясных и понятных "правил игры", давайте договоримся о следующем: составлять, оптимизировать, отлаживать тексты программ, подпрограмм, и вообще, вносить в их тексты какие-либо изменения, мы будем только в проекте.

Вне проекта, мы будем только просматривать тексты программ и HEX – файлы, а также открывать файлы, предназначенные для копирования в проект.

Впределах проекта, осуществляется работа только со "своими" текстами программ.

Для того чтобы изменить их содержимое, необходимо либо сделать это "вручную", либо скопировать в них (полностью или частично), через буфер обмена, содержимое какой-то другой программы.

Вне проекта, никаких изменений в тексты программ мы вносить не будем (хотя и можно). Советую Вам и в дальнейшем, работать по этим правилам.

На мой взгляд, это самый оптимальный и безпроблемный вариант.

В проекте, программист может создавать "свой" текст программы или/и вносить в него

45

изменения, а также вносить изменения в текст "чужой" программы (ASM-файл). Практической необходимости в "ручном" изменении содержимого HEX-файла ("прошивки"), в подавляющем большинстве случаев, нет, так как проще и эффективнее работать не с "прошивкой", а с текстом программы.

Если нет ошибок, то в процессе любого ассемблирования текста программы, MPLAB автоматически создает HEX-файл программы (мозги отдыхают).

В ходе работы над текстом программы, это можно делать многократно (хоть миллион раз), не боясь того, что при этом "наплодится" большое количество HEX-файлов, в которых можно запутаться.

Объяснение этому простое: по "правилам игры" MPLABа, "право на жизнь" имеет только один HEX-файл. Тот, который создан при последнем ассемблировании.

Он просто записывается "по верху предшественника" ("предшественник усоп"). Программисту не нужно знать все детали процесса ассемблирования. MPLAB "все сделает в лучшем виде".

Самое главное - было бы что ассемблировать, и чтобы это "что" было без ошибок, а иначе MPLAB "выдаст на гора" сообщение об ошибках, с указанием вида ошибок, мест ошибок в тексте программы и "откажется" создавать HEX-файл.

Если текст программы (любой) открыт в MPLAB и нужно создать HEX-файл, то программисту нужно только "запустить" процесс ассемблирования и дождаться его окончания.

Если происходит работа в проекте, то HEX-файл, "в автомате, уходит" в папку проекта (см. ниже).

Кроме HEX-файла, MPLAB создает еще несколько файлов с различными расширениями (ASM-файл не в счет), на которые можно "закрыть глаза".

Лично я, после того как заканчиваю работу над программой, либо вообще удаляю их из папки проекта, либо просто не обращаю на них внимания.

Например, содержимое папки проекта с названием Multi, после окончания работы над проектом, выглядит так:

Основные файлы папки проекта, без которых обойтись нельзя:

1.Файл проекта с расширением .PJT: чисто "технологический" файл, который "рулит" всеми остальными файлами папки.

Он создается при создании проекта. К нему можно применить принцип: "создал и забыл". Он "живет по законам" MPLAB и нам там делать нечего.

2.Файл текста программы с расширением .ASM.

3.Результат ассемблирования текста программы - файл с расширением .HEX.

Сразу после создания проекта, в папке проекта, имеется PJT-файл и "пустой" ASM-файл. Так как ассемблирования не производилось (да и что ассемблировать, ведь ASM-файл "пустой"), то HEX-файл будет отсутствовать, но он появится, в этой папке, после первого же успешного ассемблирования.

В "пустом" ASM-файле можно либо "настучать" программу с "нуля", либо скопировать в него (через буфер обмена) предварительно заготовленные части будущей программы и далее ее доработать, либо скопировать в него текст "чужой" программы, с целью его изменения, либо в комплексе.

Все манипуляции с содержимым ASM-файла происходят в специальном текстовом редакторе MPLAB.

46

какие изменения происходят с их содержимым по ходу исполнения программы, посчитает количество машинных циклов исполнения того или иного, выбранного участка программы, поможет сымитировать ту или иную ситуацию и т.д.

И все это без "прошивки" реального ПИКа, что экономит кучу времени и нервов.

По большому счету, программисту вовсе не обязательно знать, с помощью какой именно программы, из набора программ MPLAB, производятся те или иные действия.

Достаточно только знать, какое именно действие нужно произвести, как его "запустить" и как проверить результат этого действия, но все-таки будет лучше, если программист, хотя бы в общих чертах, имеет представление о структуре "инструмента", с которым он работает.

Хуже от этого не будет. Итак, ближе к практике.

Работа с MPLAB

Сейчас, разумнее всего, не создавать программу с "нуля", а создать проект какой-нибудь готовой программы.

Вкачестве этой программы, я буду использовать, приведенную выше, в качестве примера, программу Multi.asm

Вдальнейшем, на ее примере, будет показано, как производится ассемблирование, как редактируется текст программы и как происходит отладка программы.

Настройка MPLAB.

Мудрить с настройкой не нужно.

По умолчанию, разработчики MPLAB установили оптимальный вариант настройки, за что им большое спасибо.

Что нужно сделать?

Нужно проконтролировать (на всякий случай) включение симулятора и выставить в Опциях тот тип ПИКа, который задействован в программе (в нашем случае это PIC16F84A), определить стандартный режим работы генератора (XT), значение частоты кварца (4мГц) и единицу измерения частоты (мГц).

Запустите MPLAB.

После этого, Вы увидите "фасад" программы с пустым окном программы.

Управление - привычное: сверху - главное меню, под ним - кнопки, дублирующие основные действия.

Самая левая кнопка - выбор различных раскладок этих кнопок.

Таких раскладок - 4 (на все случаи жизни), но лично я, пользуюсь только одной.

Если в этой раскладке не хватает какого-то нужного мне действия, то я использую команды главного меню.

Пощелкайте по самой левой кнопке: найдите и оставьте ту раскладку, в которой кнопки с двумя светофорами занимают 9-ю и 10-ю позиции слева.

Вглавном меню щелкните по слову Options, а затем - по строке Development Mode. Откроется окно Development Mode с активной вкладкой Tools.

Если вкладка Tools не активна, то щелкните по ней.

На вкладке Tools должна быть поставлена точка перед MPLAB SIM Simulator (симулятор включен).

Если это не так, то поставьте ее и не снимайте, так как симулятор нужен всегда. Щелкните по кнопке списка Processor.

Вы увидите список ПИКов, c которыми работает MPLAB. Нужно выбрать из этого списка PIC16F84A.

Перейдите на вкладку Clock и поставьте там точку перед MHz. Укажите значение частоты применяемого кварца (4.000000).

Ввыпадающем списке Oscillator Type, нужно выбрать XT (стандартный генератор).

Вконечном итоге, Вы должны наблюдать следующее (это две отдельные картинки вкладок. Я их просто совместил):

48