2. Результаты курсовой работы

Результатами проектирования являются:

• структурная схема МКС;

• блок-схемы алгоритмов и программы реализации заданных функций на языке Ассемблер;

• для каждой программы представить модель симулятора со всеми окнами;

• карта распределения адресных пространств памяти программ и данных контроллера

• оценка основных характеристик МКС:

а) максимального времени реализации одного цикла управления (от пуска системы до окончания однократной реализации заданного алгоритма ) Время реализации определяется симулятором микроконтроллера автоматически при выполнении программы.

б) емкости памяти данных и памяти программ (в байтах), необходимые для реализации разработанных программ, оценивается студентом самостоятельно.

Оформление курсовой работы

Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки и графической части.

Пояснительная записка должна содержать:

• титульный лист;

• оглавление с указанием страниц;

• задание на курсовую работу;

• структурную схему МКСи ее краткое описание, состав и назначение основных модулей контроллера и системы;

• блок-схемы заданных алгоритмов и программы их реализации;

• модель симулятора со всеми окнами

• карту распределения адресного пространства памяти программ и данных МКС;

• оценки характеристик разработанной МКС: время выполнения программ и размерность программ в байтах

Оформление пояснительной записки и графической части курсовой работы должно быть выполнено в соответствии с стандартами

3. Приложение. Описание симулятора adSim812

ADSim812 поставляется фирмой Analog Devices, чтобы помочь в оценке, разработке и отладке кода для микроконтроллера AduC812. В то время как не возможно полностью смоделировать AduC812 платформу ,этот симулятор подходит так близко как приемлемо возможно к моделированию платформы и сможет сделать работу по оценке и разработке программ для AduC812 намного проще. ADSim812 был разработан для Analog Devices фирмой Vault Information Services в Littleton, Colorado , США.

Рассмотрим состав , основы организации и функционирования основных модулей микроконтроллера , используемых в курсовой работе. Для разработки программного обеспечения контроллера пользователь симулятора должен выбрать набор модулей , необходимых для выполнения заданных функций и их отладки. Модули выбираются из меню симулятора View.

Основным модулем любого контроллера является центральное процессорное устройство (ЦПУ), обеспечивающее выполнение логических и арифметических операций и обозначенное в симуляторе как SFR Window (рис.10) .

ЦПУ представлен множеством регистров R0…R7, программно доступных пользователю посредством системы команд. В любой из регистров ЦПУ можно записать или изменить значение операнда на любой стадии отладки программы . Для этого необходимо подвести курсор мыши к регистру , кликнуть левой клавишей и затем записать требуемое значение.

Основной рабочий регистр ЦПУ – аккумулятор Acc ,используемый всегда для хранения результата операции и одного из операндов при выполнении операций , а также для обмена информацией с периферийными устройствами, подключаемыми к контроллеру через порты P0…P3 .

Регистр B используется в основном при выполнении операций умножения , деления и некоторых других действий.

PSW – регистр признаков результата операции , хранит флажки (Flags) – признаки результата операции, используемые для выполнения разветвлений в программе командами условных переходов. Наиболее активно используемым флажком в курсовой работе является флажок переноса(CY) из старшего разряда аккумулятора.

Рис10 Модули ЦПУ и портов симулятора

SP – указатель стековой памяти, в котором хранится адрес верхней ячейки стека. Отличием стековой памяти от памяти с произвольным доступом к ячейкам памяти является то, что в стеке используется следующий принцип доступа: данное , записанное в стек первым , можно прочитать только последним, а указатель стека SP ,выполняющий функцию регистра адреса стека , изменяется автоматически при обращении к стеку для формирования адреса следующей ячейки памяти. Подобный механизм доступа к стеку называют сокращенно LIFO (Last Input First Output – «последним записан первым прочитан»).

Регистр PC используется для хранения адреса выполняемой команды программы, после выполнения которой в PC будет сформирован адрес следующей команды.

Регистры IP иIE используются при обработке запросов прерывания и позволяют задать приоритеты каждому из прерываний и разрешить их обработку в ЦПУ соответственно.

Остальные регистры ЦПУ в данной работе не используются и поэтому здесь не обсуждаются.

Для подключения к контроллеру датчиков и устройств ввода и вывода данных в модели имеются порты ввода (Input Ports) и порты вывода (Output Ports). При отладке программы в порты ввода можно загрузить входные данные и стартовать выполнение программы. Выходные сигналы , поступающие в порты вывода, к которым подключены ИМ, формируются моделируемой программой. Основной набор периферийных устройств контроллера можно классифицировать следующим образом:

ПУ для связи с пользователем: клавиатура, индикаторы, принтеры, кнопки сброса контроллера и т.п.

Для хранения основного набора данных в контроллере имеется резидентная память данных (РПД) , модель которой приведена на Рис.11.

В меню View РПД обозначена как IRAM (Internal RAM). В любой из адресов РПД также ,как и в регистр, можно записать 8-битные исходные данные. Дело в том , что в симуляторе нельзя моделировать входные данные, поэтому они предварительно должны быть записаны или в ячейки памяти РПД , или в порт ввода , к которому в реальной системе подключены датчики цифровых и аналоговых сигналов, а также другие устройства ввода. Таким образом разработчик программ сам определяет набор исходных данных, имитируя ,тем самым , работу датчиков.

Адреса ячеек РПД начинаются с кода 00, в первой строке представлено 16 ячеек памяти (00H –0FH), в следующей строке – следующие 16 ячеек(10H-1FH) и т.д. Следует заметить, что в симуляторе все данные и адреса представлены в 16-ричной системе счисления (H –Hexidecimal).

Следует отметить, что команда может занимать в РПП от одного до трех байтов, что необходимо учитывать при оценке длины программы. Отлаживаемую в симуляторе программу можно выполнять в следующих режимах:

автоматический режим выполнения программы полностью;

выполнение программы отдельными фрагментами до точки останова (Breakpoint), количество точек останова неограниченно. Для определения точки останова необходимо выделить требуемый адрес команды и кликнуть мышью на кнопке (Toggle Breakpoint). При этом адрес команды останова будет помещен в квадратные скобки;

Рис.11 Модель резидентной памяти данных РПД.

Пошаговый режим выполнения команд программы.

Время выполнения моделируемой программы определяется симулятором автоматически. Для оценки времени необходимо вызвать из меню View программу анализа (Program Analysis) и снять показание.

Рис.12. Модуль резидентной памяти программ контроллера РПД.