Книга по работе с WinAVR и AVR Studio / AVR_06-2010

Роман Абраш

Книга по работе

г. Новочеркасск

с WinAVR и AVR Studio

E-mail: arv@radioliga.com

· Regular expression – введенный текст

Кнопка Find Next, как и ранее, позво-

Продолжение.

представляет собой регулярное выражение

ляет найти и выделить очередное вхож-

Начало в №1-5/2010

для поиска

дение текста, кнопка Replace – заменить

Дополнительно указывается направле-

найденный текст другим, а кнопка Replace

Редактирование

ние поиска (Direction) – вверх (Up) или вниз

All – найдет и заменит все вхождения в ука-

исходных текстов

(Down).

занной области.

AVR Studio для исходных текстов

Нажатие кнопки Find Next приведет к

Как и ранее, для поиска можно исполь-

программ реализует достаточно широ-

тому, что будет найдено и выделено следу-

зовать регулярные выражения.

кий набор функций редактирования.

ющее (по отношению к положению курсо-

Как было уже упомянуто, имеется воз-

Часть функций стандартна для всех

ра) заданное вхождение искомого текста.

можность поиска текста в нескольких фай-

Windows-программ, например, работа с

Если в процессе поиска будет достигнут

лах, для чего служит команда меню «Edit»

буфером обмена (копирование, вставка

конец файла – поиск продолжится с нача-

Find in Files.

и т.п.), есть ряд возможностей, специфич-

ла, т.е. будет происходить по кругу в ука-

ных для работы с исходными текстами

занном направлении.

программ.

Если заданного текста не найдено –

По умолчанию некоторые команды ре-

выводится сообщение.

дактора доступны только через кнопки па-

Кнопка Mark All приведет к тому, что

нели редактирования, некоторые – через

будут найдены все вхождения указанного

Таблица 1

команды меню и(или) горячие клавиши.

текста в файле и каждая строка с этим тек-

Действие

Сочетание

Если некоторые команды вам удобнее вы-

стом будет помечена закладкой.

клавиш

полнять при помощи горячих клавиш или,

Поиск по регулярному выражению – это

Перемещение по тексту

наоборот, при помощи мыши (через кноп-

интересная опция, которая позволяет осу-

На символ влево

ки), следует перенастроить AVR Studio, как

ществлять поиск по весьма сложным алго-

На символ вправо

было рассказано в главе «Настройка интер-

ритмам. О формате регулярных выраже-

фейса IDE».

ний22 можно почитать, например, в [4]. Что-

На строку вверх

Список всех команд редактора и соот-

бы немного пролить свет на эту возмож-

На строку вниз

ветствующих горячих клавиш по умолчанию

ность, приведем ряд примеров регулярных

Прокрутка текста на строку вверх

Ctrl –

приведен в таблице 1.

выражений, которые можно использовать

Прокрутка текста на строку вниз

Ctrl –

Редактор тесно интегрирован с отлад-

в своей работе:

В конец строки

End

чиком, поэтому содержит ряд команд, не-

обходимых при отладке. Хотя этими коман-

Нужно найти

Регулярное

В начало строки

Home

выражение для этого

дами можно пользоваться и во время вво-

На страницу вниз

PgDn

Любой элемент массива,

да и редактирования текста программы,

На страницу вверх

PgUp

адресуемый целочисленной

\[\s*\d*\s*\]

рассматриваются они в главе «Компиляция

константой

В конец документа

Ctrl – End

и отладка».

Функцию, имя которой

\b\s*_+\w*\s*\(

В начало документа

Ctrl – Home

В редакторе можно пользоваться

начинается с подчеркивания

K началу следующего слова

Ctrl –

всплывающим по нажатию правой кнопки

мыши меню. Оно содержит достаточно мно-

Приведенные примеры регулярных вы-

Kначалу предыдущего слова

Ctrl –

го команд, часть из которых доступна толь-

ражений достаточно «интеллектуальны».

Вставка табуляции

Tab

ко в режиме отладки (и рассматривается в

Например, первое выражение позволит най-

Переход к предыдущей позиции

Shift –Tab

соответствующей главе), другая часть ко-

ти текст «[1]», «[128]» и «[ 0 ]», но проигно-

табуляции

манд доступна всегда, но имеет смысл толь-

рирует «[a]» или «[i++]». Второе выражение

Операции с закладками

ко для режима отладки.

обнаружит функцию «_demo(void)», но про-

Включить/отключить закладку в

игнорирует «func_demo()».

Ctrl – F2

текущей строке

Поиск и замена текста

Поиск с заменой осуществляется при

Переход к следующей закладке

F2

При нажатии Ctrl-F или выполнения ко-

помощи команды меню «Edit» Replace.

Переход к предыдущей закладке

Shift – F2

манды меню «Edit» Find открывается окно

Окно для этой команды похоже на рассмот-

Удалить все закладки

Ctrl – Shift – F2

поиска текста в текущем файле:

ренное ранее:

Поиск и замена

Поиск

Ctrl – F или Alt – F9

Поиск следующего вхождения

F3

текста

Поиск предыдущего вхождения

Shift – F3

текста

В поле-списке Find what можно ввести

Небольшое отличие заключается в том,

Выделение и удаление

Выделить все

Ctrl – A

(или выбрать из выпадающего списка один

что имеется два поля-списка: первое Find

Удалить слово правее курсора

Ctrl – Del

из вариантов предыдущего поиска) текст,

what для поиска текста, второе Replace

Удалить слово левее курсора

Ctrl – BkSp

который следует найти. Если в момент вы-

with – для указания текста, который будет

зова команды поиска курсор находился в

заменять найденный. Кроме того, вместо

Удалить строку

Ctrl – L

каком-либо слове, оно автоматически вво-

направления поиска указывается диапазон

Shift + команды

дится в это поле.

поиска (Replace In): только внутри выделен-

Выделить

перемещения по

Далее следует задать режимы поиска:

ного текста (Selection) или во всем файле

тексту

· Match whole words only – искать со-

(Whole file).

Отменить выделение

Esc

впадение только целых слов

Дополнительно

· Match case – искать с учетом регист-

22 Регулярные выражения вполне заслуживают

Отменить правку

Alt – BkSp

ра символов

отдельной книги.

Отменить отмену правки

Ctrl – Shift – BkSp

5 4

Радиолюбитель – 06/2010

Окно поиска в файлах более простое,

процесс. Иногда требуется процесс очис-

использование какой-либо разной внешней

содержит всего три поля для ввода:

тки (Clean), т.е. удаления всех ранее со-

периферии, или предполагается, что про-

· Find what – текст, который надо найти

зданных объектных файлов, чтобы заново

ект будет портирован на другое семейство

· In files/filetype – шаблон просматри-

перекомпилировать их все.

микроконтроллеров и т.п. В каждом конк-

ваемых файлов (например, «*.c» - исходные

Традиционно процесс компиляции и

ретном случае наверняка будут иметься

тексты программ на Си)

сборки проекта автоматизируется при по-

небольшие вариации исходных текстов всех

· In folder – папка, в которой осуществ-

мощи так называемого make-файла, в ко-

модулей, параметров конфигурации и т.п.

ляется просмотр указанных файлов.

тором на особом скриптовом языке описа-

Программист стоит перед выбором: или

Опция Search only in files in project ог-

ны все действия, которые нужно последо-

создавать набор почти одинаковых фай-

раничивает поиск файлами, составляющи-

вательно выполнить, в результате процесс

лов для каждого случая, или каким-то об-

ми текущий проект, отключая указанную

напоминает исполнение команд в bat-фай-

разом учесть разные варианты в одних и

папку.

ле. Однако, среда AVR Studio позволяет от-

тех же файлах (способы для этого уже рас-

При поиске в файлах нельзя использо-

казаться от использования этого подхода,

смотрены – см. «Директивы условной ком-

вать регулярные выражения. Введенный

предоставляя альтернативу гораздо более

пиляции»). Но остается открытым вопрос,

текст ищется с учетом регистра символов.

привычную для Windows – графический

как упростить процесс выбора нужного ва-

Все найденные вхождения помещаются в

интерфейс. Фактически, генерация и испол-

рианта. Вот для этого как раз и существу-

окне вывода результатов поиска примерно

нение make-файла осуществляется, одна-

ет так называемая конфигурация проекта,

в таком виде:

ко она скрыта от пользователя.

которая подразумевает наличие несколь-

ких вариантов настроек для одного и того

Параметры

же проекта.

компиляции проекта

По умолчанию всегда существует одна

Ранее уже упомина-

конфигурация – default (по умолчанию).

лись команды в главном и

Если требуется создать вариант проекта,

контекстном меню проек-

предположим для разных типов микрокон-

та, выполняющие на-

троллеров – нужно создать нужное количе-

В каждой строке списка указывается

стройку параметров компиляции. Рассмот-

ство конфигураций (далее будет сказано,

полный путь к файлу, в котором найден ука-

рим диалоговое окно, которое при этом от-

как). Для каждой конфигурации задается

занный текст, затем указывается номер

крывается.

свой тип микроконтроллера, свои уникаль-

строки с вхождением текста и сама строка.

ные (если нужно) подключаемые файлы,

Двойной щелчок на строке в этом окне при-

определяются константы, макросы и т.п. Все

ведет к тому, что будет открыт нужный

это автоматически сохраняется при сохра-

файл, и курсор будет установлен в нужную

нении проекта. Когда потребуется – следу-

строку.

ет выбрать нужную конфигурацию, т.е. сде-

В окне результатов поиска можно вы-

лать ее текущей, и выполнить очистку и

полнить ряд других действий при помощи

пересборку проекта.

всплывающего по нажатию правой кнопки

Вернемся к диалогу настроек. При на-

мыши контекстного меню:

жатии кнопки Edit Configurations (редакти-

· Clear – очистить окно

рование конфигураций) открывается окно

· Copy – скопировать

следующего вида:

выделенную строку в бу-

фер обмена

· Font – изменить

Это окно настройки параметров компи-

шрифт для текста в окне

ляции и сборки проекта.

· Default Font – уста-

В левой части его имеется область для

новить шрифт по умолча-

выбора групп параметров в виде графичес-

нию

ких символов, а остальная часть служит для

· Help on Output –

настройки соответствующих опций.

просмотреть справку об

Всего 5 групп параметров:

окне

· General – основные

Опции Info (информация), Warning (пре-

· Include Directories – подключаемые

дупреждения), Error (ошибки) и Timestamp

директории

(дата и время) позволяют указать, какого

· Libraries – библиотеки

рода информация должна отображаться в

· Memory Settings – настройки парамет-

этом окне.

ров памяти

Компиляция и отладка

· Custom Options – параметры пользо-

В нем перечислены все существующие

вателя

конфигурации (в данном случае – един-

Так как проект может состоять из не-

ственная default). Выбрав нужную из спис-

скольких модулей, различают компиляцию

General – основные

ка, вы можете ее удалить кнопкой Delete

модуля и сборку (построение) проекта.

Рассмотрим опции в группе основных

или переименовать кнопкой Rename. Ниже

Сборка осуществляется компоновщиком

по порядку их размещения в окне – сверху

списка имеется поле ввода названия новой

из уже откомпилированных объектных мо-

вниз.

конфигурации – если вы введете там ее имя,

дулей, а сама компиляция исходных тек-

Первой следует выбор текущей конфи-

то активируется кнопка Add Configuration

стов в объектные файлы выполняется ком-

гурации проекта – Active Configuration. Вы

(добавить конфигурацию). Нажатие этой

пилятором.

можете выбрать из выпадающего списка

кнопки добавит вашу конфигурацию к спис-

Каждый модуль может быть откомпи-

наименование нужной конфигурации или,

ку. Не допускается задавать имя конфигу-

лирован отдельно. Сборка проекта вызы-

нажав на кнопку Edit Configurations, доба-

рации с пробелами или с символами кирил-

вает автоматическую перекомпиляцию тех

вить новую или изменить существующие.

лицы.

исходных файлов, которые изменились с

Несколько слов о том, что такое кон-

Все параметры проекта, рассматрива-

момента предыдущей сборки. Если исход-

фигурация, которая уже упоминалась не-

емые далее, относятся исключительно к

ные тексты модуля не изменялись – при

сколько раз ранее. Разрабатываемый про-

выбранной конфигурации. Если их не-

сборке используется ранее полученный

ект может быть рассчитан на использова-

сколько – придется настроить все парамет-

объектный файл, что существенно ускоряет

ние разных микроконтроллеров, или же на

ры отдельно для каждой.

5 5

Радиолюбитель – 06/2010

Следующей идет опция Use External

Short Enums – короткие списки. Опция

что компилятор использует первый найден-

Makefile (использовать внешний make-

указывает компилятору, что следует исполь-

ный подходящий файл.

файл). Если эта опция активирована, то

зовать для хранения перечисляемых кон-

будет использован указанный в соответ-

стант24 тип short int.

Libraries – библиотеки

ствующем поле make-файл. Использование

Как правило, все эти 4 опции можно

этой возможности подразумевает наличие

оставить по умолчанию (они активирова-

этого самого make-файла, правильно со-

ны), и только в случае возникновения оши-

здать который – целая наука. В подавляю-

бок компиляции, связанных с ними, отклю-

щем большинстве реальных практических

чать.

случаев вам это не потребуется.

Завершают этот раздел параметров

Далее предлагается указать имя выход-

проекта три опции генерации компилятором

ного файла проекта – Output File Name и

вспомогательных файлов25.

директории, куда он будет помещен – Output

Create Hex File – создать Hex-файл.

File Directory. По умолчанию имя выходно-

Если вы планируете использовать програм-

го файла совпадает с именем проекта (но с

матор для «прошивки» микроконтроллера

расширением elf), а имя директории – с

вашей программой – включите эту опцию,

именем выбранной конфигурации. Сама ди-

т.к. формат Hex – де-факто стандартный

ректория по умолчанию создается в папке

формат данных для всех типов программа-

Группа настроек библиотек служит для

проекта. Как правило, нужды изменять зна-

торов.

указания компоновщику использовать гото-

чение этих параметров не возникает.

Generate Map File – генерировать файл

вые библиотечные файлы (архивы) или

Далее следует группа важных парамет-

«карты памяти». Карта памяти позволит

объектные модули. Параметры по умолча-

ров компиляции проекта.

детально рассмотреть результат работы

нию подойдут в большинстве случаев. Од-

Device – выбор модели микроконтрол-

компилятора: выяснить, какие переменные

нако, если необходимо, вы можете добавить

лера. Из выпадающего списка вы можете

в каких областях памяти находятся, сколь-

пути поиска библиотек (аналогично рас-

выбрать любую поддерживаемую компиля-

ко места занимают и т.п. Бывает очень по-

смотренному способу в предыдущей главе),

тором модель. Учтите, что выбранная здесь

лезно при «глубинной» отладке или опти-

а так же указать конкретные варианты

модель контроллера не обязательно долж-

мизации. Отключение этой опции ускоряет

объектных модулей стандартных библиотек,

на совпадать с той, что была указана в мо-

компиляцию.

которые следует использовать при сборке

мент создания проекта (см. «Мастер про-

Generate List File – генерировать лис-

вашего проекта. Для этого в списке

ектов»), однако во избежание недоразуме-

тинг. Листинг – это файл, в котором одно-

Available Link Objects (доступные для ком-

ний не следует допускать такого разнобоя23.

временно виден исходный текст на языке

поновки объекты) нужно выбрать требуе-

Frequency – тактовая частота контрол-

Си и его ассемблерный эквивалент, а так

мый файл и, нажав кнопку Add Library (до-

лера. Вы должны указать в герцах значе-

же машинные коды соответствующих инст-

бавить библиотеку), добавить его в список

ние тактовой частоты, с которой предпола-

рукций и т.п. информация. Может быть по-

прикомпоновываемых объектов Link with

гается использовать микроконтроллер. Этот

лезен при отладке или при изучении рабо-

These Objects. Кнопка Remove Object по-

параметр важен для правильной генерации

ты компилятора. Отключение этой опции

зволяет удалить файл из числа прикомпо-

кода некоторых библиотечных функций. В

ускоряет компиляцию.

новываемых, кнопки Move Up (перемес-

программе это значение всегда доступно в

тить выше) и Move Down (переместить

виде константы F_CPU (т.е. эту символьную

Include Directories – подключаемые ди-

ниже) изменяют порядок файлов в списке.

константу можно использовать при написа-

ректории

Наконец, кнопка Add Object позволит до-

нии программы). Рекомендуется всегда за-

бавить файл, которого нет в левом списке,

давать этот параметр.

к списку справа.

Optimization – уровень оптимизации.

Можно выбрать из выпадающего списка

Memory Settings – настройки парамет-

любой доступный вариант. По умолчанию

ров памяти

устанавливается режим наиболее сильной

оптимизации по размеру кода – Os.

Unsigned Chars – опция, указывающая

компилятору, что тип char должен рассмат-

риваться как беззнаковый. В скобках при-

водится параметр командной строки ком-

пилятора для этой же цели. Следует с осто-

рожностью пользоваться этой опцией!

Unsigned Bitfields – беззнаковые бито-

Эта группа опций представлена един-

вые поля. Опция влияет на структуры типа

ственным (и по умолчанию пустым) спис-

битовое поле24.

ком директорий, в которых компилятор пос-

Pack Structure Members – упаковывать

ледовательно будет искать файлы, подклю-

поля структур. Опция указывает компиля-

ченные директивами #include. Список по

тору использовать так называемый «упако-

умолчанию пуст неспроста – указывать до-

Группа параметров памяти позволяет

ванный» формат хранения в памяти данных

полнительные пути имеет смысл лишь в том

управлять пользовательскими секциями

полей структуры. В некоторых случаях это

случае, когда вы имеете пакеты библиотек

(см. далее «Секции памяти»). В верхней ча-

может вызвать несовместимость с исход-

или исходных файлов модулей сторонних

сти окна приводятся сведения о памяти выб-

ными текстами, написанными для других

разработчиков (или свои собственные уни-

ранного микроконтроллера (Part

компиляторов, хотя в большинстве случаев

версальные «заготовки»).

Information):

дает экономию памяти данных.

Добавить директорию можно при помо-

Flash Size – объем памяти программ

щи кнопки

, удалить –

, а кнопками

Sram Size – объем ОЗУ

23 Мастер проекта задает модель для отладки, в

и

можно изменить порядок про-

Eeprom Size – объем EEPROM

то время как компилятор может генерировать код для

смотра директорий компилятором. Учтите,

Ниже располагается список заданных

любой другой модели. Разумеется, ожидать адекват-

пользователем секций в виде таблицы, со-

ного поведения отладчика при разных моделях контрол-

лера не приходится.

стоящий из трех столбцов: Memory Type

24 Эта возможность языка Си не рассматривалась

25 Фактически, эти файлы генерируются дополни-

(тип памяти), Name (имя секции) и Address

в кратком введении в язык. Принципиально, это никак

тельными утилитами, входящими в комплект WinAVR, од-

(стартовый адрес секции). Добавить свою

не скажется на эффективности ваших программ.

нако с точки зрания программиста это несущественно.

5 6

Радиолюбитель – 06/2010

секцию вы можете, на-

изменению поведения компилятора и соот-

генерации различных выходных файлов с

жав кнопку Add, при

ветственно отразится в других разделах на-

аналогичным «перенаправлением» выводи-

это откроется следую-

строек. Некоторые опции не имеют интерак-

мых ими сообщений.

щее окно:

тивных аналогов, но могут серьезно влиять

В итоге у пользователя создается впе-

Поля ввода в этом

на компиляцию. В главе «Опции командной

чатление, что AVR Studio сама выполняет

окне совпадают с наи-

строки» будет рассказано о параметрах ко-

компиляцию и т.п. действия.

менованиями столбцов в таблице: из выпа-

мандной строки, которые вы можете допол-

Запуск компилятора сопровождается

дающего списка можно выбрать тип памя-

нительно добавить к этому списку. Делает-

выводимой командной строкой в окне ин-

ти (память программ Flash, ОЗУ Sram или

ся это вводом соответствующей строки в

формации на закладке «Build», отмечаемой

EEPROM), затем следует ввести имя сек-

поле под правым списком и нажатию кноп-

зеленым кружочком.

ции и, в заключение, ее стартовый адрес.

ки Add (добавить). Если требуется изменить

Если компиляция модуля прошла без

Учтите, что компоновщик считает, что сек-

введенную ранее строку – надо выделить

ошибок, то в окне появляется сообщение

ция ОЗУ начинается с адреса 0x800000, а

ее в списке и нажать кнопку Edit, она ско-

«Build succeeded with 0 Warnings...» – ком-

секция EEPROM – с адреса 0x810000, т.е. к

пируется в поле редактирования (не забудь-

пиляция успешна, 0 предупреждений. Ра-

фактическому адресу в пространстве ОЗУ

те затем снова нажать Add для возврата

зумеется, количество предупреждений мо-

или EEPROM нужно прибавить соответству-

строки в список).

жет быть и ненулевым. В том случае, если

ющее смещение.

В нижней части имеется группа опций

выполнялась сборка проекта, дополнитель-

На добавленную секцию затем можно

External Tools, которая позволяет изменить

но будет выведены сведения о полученном

сослаться в программе, указав соответству-

инструментарий, необходимый для компи-

объектном модуле проекта, и окно будет

ющий атрибут.

ляции, указав другие программы компиля-

Удалить секцию из таблицы можно на-

тора avr-gcc и утилиты make. Категоричес-

жатием кнопки Remove.

ки не рекомендуется изменять значения по

В нижней части окна имеется опция уп-

умолчанию.

равления участком памяти, выделяемого

для организации стека – Specify Initial Stack

Сборка проекта

Address. Если активировать эту опцию, то

Рассмотрим меню «Build», ранее толь-

можно задать адрес начала области ОЗУ,

ко упоминавшееся.

выделяемой под стек (дополнительно см.

Меню состоит из следующих пунктов:

«Динамическое распределение памяти»).

· Build (собрать)

– выполняет сборку

Custom Options – параметры пользова-

проекта, компили-

иметь следующий вид:

теля

руя при необходи-

В приведенной на рисунке итоговой

мости обновленные

сводке указывается объем занятой памяти

исходные файлы

микроконтроллера attiny13: программа за-

модулей.

нимает 558 байт (что составляет 54,5% от

· Rebuild All (пересобрать все) – выпол-

всего имеющегося пространства), данные

няет принудительную перекомпиляцию всех

(секций «.data», «.bss» и «.noinit») занима-

файлов проекта с последующей сборкой.

ют 5 байтов (что составляет 7,8% всей дос-

· Build and Run (собрать и запустить) –

тупной памяти). Эти сведения помогут вам

выполняет сборку проекта и включает ре-

сделать выводы о ресурсоемкости вашего

жим отладки, т.е. запускает программу на

проекта.

исполнение.

· Compile (компилировать) – выполня-

Ошибки компиляции

ет компиляцию только одного текущего ре-

Если на этапе компиляции обнаружива-

дактируемого файла (модуля)

ются ошибки в тексте модуля, выводится со-

Последняя группа параметров позво-

· Clean (очистить) – удаляет все резуль-

ответственно иное сообщение «Build failed

ляет пользователю добавить опции к ко-

таты предыдущих компиляций всех моду-

with 3 errors and 0 warnings...» – компиля-

мандной строке компилятора и компонов-

лей

ция неудачна, 3 ошибки и 0 предупрежде-

щика (Custom Compilation Options). Это

· Export Makefile – сохраняет в make-

ний (и снова – число ошибок и предупреж-

дает максимальную гибкость в настройке

файле все настройки компиляции для пос-

дений может быть иным). Подобное сооб-

параметров компиляции, однако требует

ледующего использования компилятором в

щение обязательно предваряется указан-

достаточно высокой квалификации

консольном режиме.

ным количеством сообщений об ошибках

пользователя.

Выполнение любой команды меню, кро-

(помеченных красным кружочком) и предуп-

Слева находится окно со списком всех

ме последнего, заключается в автоматичес-

реждениях (помеченных желтым кружоч-

файлов проекта и парой «глобальных» эле-

ки (и незаметно для пользователя) выпол-

ком), например, так:

ментов – All files (все файлы) и Linker

няющихся следующих эта-

Options (параметры компоновщика). Спра-

пах:

ва окно со списком параметров командной

1. Компиляция при помо-

строки, используемых для обработки выб-

щи консольного компилятора

ранного в левом списке элемента. Т.е. если

avr-gcc.exe одного или всех

вы желаете, чтобы все файлы компилиро-

модулей с «перехватом»

вались с одним и тем же набором пара-

всей выводимой компилято-

метров – выберите слева вариант All files.

ром информации и выводом

По умолчанию в списке справа перечис-

ее в окно информации на зак-

лены все опции, которые были заданы на

ладке «Build» (окно Output – см. «Рабочее

На рисунке показано, что при компиля-

других страницах диалога настройки в «ин-

пространство»).

ции модуля «encoder.c» в функции этого

терактивном режиме» – присмотритесь: вы

2. При отсутствии ошибок на первом

модуля «enc_rotate» обнаружены следую-

увидите –funsigned-char, которая соот-

этапе (и при необходимости) – запуск ком-

щие три ошибки (как правило, одна ошиб-

ветствует опции Unsigned Chars из пер-

поновщика с аналогичным перехватом вы-

ка может порождать несколько следующих

вой группы, указание константы F_CPU и

водимой информации.

за ней): в строке 36 найден ранее не опи-

т.п. Удаление (кнопкой Remove) элемен-

3. При отсутствии ошибок компонов-

санный символ EN_A_DN (остальные две

та списка приведет к соответствующему

ки – запуск вспомогательных утилит для

ошибки – это собственно не ошибки, а

5 7

Радиолюбитель – 06/2010

продолжение описания первой ошибки26 ).

объем является следствием неудачно выб-

компилятором, как char (см. «Констан-

После сообщений об ошибках следует стро-

ранного режима оптимизации, реже –

ты»). Таким образом, операция инверсии

ка-уведомление о том, что сборка проекта

следствием крайне неаккуратного програм-

~2 из char получит int, т.е. число со зна-

невозможна, т.к. есть ошибка.

мирования. Следует помнить, что очень

ком. Переменная var имеет тип char, т.е.

К сожалению, привести список всех со-

требовательными к памяти программ явля-

меньший, чем int – чтобы значение «влез-

общений об ошибках, распознаваемых ком-

ются любые алгоритмы с использованием

ло» в переменную, оно укорачивается пу-

пилятором, нет никакой возможности – он

чисел с плавающей точкой – только добав-

тем отбрасывания старшего байта – об

слишком обширен. Чтобы более-менее ори-

ление в программу единственной операции

этом компилятор и предупреждает. В

ентироваться в них, следует хоть немного

деления с дробным результатом может уве-

этом конкретном случае никакой опасно-

знать английский язык – фразы весьма при-

личить объем программы более чем на 1,5

сти нет, потому что поведение компиля-

митивны, перевод их не вызывает сложно-

килобайта! Наконец, ошибка может быть и

тора совпадает с намерением програм-

стей буквально спустя две-три попытки.

в выборе микроконтроллера с заведомо не-

миста получить просто инверсное пред-

Процесс работы над проектом, как пра-

достаточным объемом памяти.

ставление байта 2, однако поручиться,

вило, обязательно сопровождается нео-

что такое же предупреждение во всех

днократной компиляцией модуля с после-

Предупреждения компилятора

случаях определенно безопасно, нельзя.

дующим исправлением ошибок. Чтобы этот

Предупреждения компилятора – это

По возможности следует стремиться к

процесс был более удобен – AVR Studio ре-

сообщения о найденных в тексте програм-

тому, чтобы предупреждений при компиля-

ализует удобный механизм: двойной щел-

мы «подозрительных» или потенциально

ции не возникало.

чок мышкой на строке с сообщением об

опасных мест, неоднозначностей, допуска-

ошибке приводит к тому, что в редакторе

емых синтаксисом языка и т.п. В некоторых

Средства виртуальной отладки

откроется нужный файл (если он не был

случаях предупреждение – это завуалиро-

Допустим, компиляция проекта прошла

еще открыт), а курсор будет установлен в

ванная ошибка, но чаще это просто «очист-

без ошибок и предупреждений. Означает ли

строку с ошибкой, причем сама строка бу-

ка совести» компилятора за слишком ши-

это, что программа заработает в реальной

дет дополнительно помечена синей стре-

рокие вольности, допускаемые языком Си.

схеме? Вовсе нет! Записанная без ошибок

лочкой – вам останется лишь исправить

В окне информации предупреждения

неверная инструкция к действию не может

ошибку.

компилятора выводятся на закладке

привести к успешному результату. То есть

Отдельно следует оговорить случай,

«Build», и отмечаются желтыми значками:

отсутствие синтаксических ошибок, прове-

когда после компиляции программы выяс-

ряемых компилятором, вовсе не оз-

няется, что размер объектного модуля слиш-

начает отсутствия логических или

ком велик, чтобы уместиться в доступной

алгоритмических ошибок програм-

памяти микроконтроллера. Окно результа-

миста. Отладка – это как раз про-

тов компиляции при этом внешне выглядит,

цесс поиска логических и алгорит-

как при верной компиляции, что не должно

мических ошибок.

вводить в заблуждение:

AVR Studio предлагает програм-

мисту удобный способ проследить

Как и при ошибках, двойной щелчок на

за тем, как его программа исполняется мик-

строке с предупреждением перенесет кур-

роконтроллером, при этом программист

сор в строку, где кроется причина этого со-

может не только наблюдать за процессом,

общения.

но и вмешиваться в него!

Опасны ли предупреждения? Скорее

Реализуется это следующим образом:

следует признать, что они таят в себе не-

AVR Studio эмулирует27 работу микроконт-

которую опасность именно за счет своей

роллера, т.е. имитирует исполнение им про-

«сомнительности», т.е. компилятор «чув-

граммы. Благодаря тому, что мощность со-

ствует», что тут что-то не так, но назвать

временных компьютеров очень велика, осо-

это ошибкой – «язык» у него не повора-

бых проблем проимитировать работу куда

Прекрасно видно, что программа «тре-

чивается (извините за столь одушевлен-

более слабого AVR не возникает. При этом

бует» наличия 201% памяти, что, разумеет-

ную образность). Например, на рисунке

AVR Studio заполняет «виртуальные» реги-

ся, невозможно. В том, что это действитель-

самое первое предупреждение гласит «../

стры и ячейки памяти значениями из про-

но ошибка, вы убедитесь в момент, когда

bp_c.c:75: warning: return type of “main”

граммы, исполняя написанные программи-

попытаетесь приступить к отладке програм-

is not “int”» – тип функции main – не int.

стом строки. Содержимое любой перемен-

мы (см. «Средства виртуальной отладки»):

Опасно ли это? 100% нет – для микро-

ной в программе, и даже любого регистра

вместо начала отладки произойдет пере-

контроллеров совершенно без разницы,

или ячейки памяти, программист может в

ключение информационного окна на зак-

какое значение возвращает функция

любой момент изменить, проимитировав

ладку «Message»:

main. А несколько следующих предуп-

любые варианты поступления в программу

реждений уже иного рода: «../

внешних данных. Такое «виртуальное» ис-

display.c:41: warning: large integer

полнение программы позволяет найти по-

implicitly truncated to unsigned type»

чти все отклонения поведения программы

– большое число укорочено до разме-

от задуманного.

ра unsigned int. Это уже должно на-

Рассмотрим меню «Debug», команды

сторожить: согласитесь, что если чис-

которого управляют всем процессом от-

В отмеченной желтым кружком строке

ло 2L будет укорочено до int – это не

ладки.

сказано, что «Содержимое объектного фай-

страшно, но вот если 24765134 укоротить

На рисунках (см. на следующей стра-

ла превышает размер программной памя-

до int – это вряд ли может устроить. По-

нице) показаны варианты меню «Debug»

ти выбранного микроконтроллера», а сле-

этому надо внимательно проанализиро-

соответственно для выключенного режима

дующая строка, отмеченная красным, ука-

вать строки в программе, приведшие к

отладки и для включенного.

зывает на ошибку загрузки этого объект-

предупреждениям. В частности, в случае

ного файла.

на рисунке, предупреждения были выз-

27 Наряду с термином «эмуляция» применяется и тер-

Борьба с размером программы – слож-

ваны строками типа char var = ~2. Поче-

мин «симуляция». Разделение между ними скорее наду-

манное: первый чаще применяют в тех случаях, когда ис-

ный процесс. Иногда слишком большой

му так вышло? Все просто: по умолча-

пользуются аппаратные средства, имитирующие действия

нию результат любой операции в Си, если

микроконтроллера или его узлов, второе – при использо-

иное не оговорено, трактуется как int, а

вании чисто программных методов имитации. В настоя-

26 Особенность «перехвата» сообщений – каждая

щей книге разницы между терминами не делается, т.к. в

строка сообщения воспринимается как новая ошибка.

константа 2 по умолчанию трактуется

русском языке это слова-синонимы.

5 8

Радиолюбитель – 06/2010

микроконтроллер, т.е. вынуждает програм-

му начаться заново.

· Step Into – «шаг внутрь». Пошаго-

вое исполнение программы с заходом в

функции.

· Step Over – «шаг поверх». Пошаго-

вое исполнение программы, причем обра-

щения к функциям исполняются, как «одна

команда».

· Step Out – «шаг наружу». Команда

вызывает исполнение всех оставшихся

строк (операторов) в функции до выхода из

нее, т.е. остановка происходит в момент

В левой части окна имеется древовид-

возврата значения функции.

ный список групп настроек эмулятора. Ко-

· Run to Cursor – «дойти до строки с

личество этих групп зависит от того, какой

курсором». Команда запускает программу

именно способ отладки был избран при со-

на исполнение с текущего места и останав-

здании проекта: мы рассматриваем про-

ливает, как только исполнение дойдет до

граммный симулятор, а для аппаратных

строки, в которой находился курсор в мо-

средств отладки могут быть доступны и

мент подачи команды.

другие группы параметров.

· Auto Step – автопошаговое исполне-

В базовом варианте доступно две груп-

ние. Программа начинает исполняться в

пы: Device selection – выбор устройства и

режиме «автоматического исполнения» ко-

Stimuli and logging – стимуляция и прото-

манд Step, подаваемых через определен-

колирование.

ные интервалы времени (можно регулиро-

В группе Device Selection можно выб-

вать).

рать тип эмулируемого микроконтроллера

· Next Breakpoint – перейти к следую-

из раскрывающегося списка Device. Важ-

щей точке останова.

но понимать, что обязательно нужно все-

· New Breakpoint – подменю команд ус-

гда указывать одинаковые типы и в настрой-

тановки точек останова.

ках компилятора и здесь, иначе отладка

Возможно три

будет некорректной или вообще невозмож-

варианта точек ос-

ной. По умолчанию такое соответствие

тановки: Program

обеспечивается автоматически.

Breakpoint – оста-

Так же можно указать значение такто-

новка по месту в программе, Data

вой частоты контроллера при отладке: выб-

Breakpoint – остановка по изменению дан-

рать из списка Frequency или ввести зна-

ных (переменных) в программе и Program

чение вручную. Для корректной эмуляции

Tracepoint – точка трассировки программы

нужно так же обеспечить совпадение с час-

(не является точкой останова по своей сути).

тотой, указанной при компиляции.

· Toggle Breakpoint – включение/выклю-

Наконец, если программа содержит сек-

чение точки останова в строке программы

цию загрузчика (Boot loader), можно и нуж-

· Remove all Breakpoints – удалить все

но указать адрес начала этой секции и ука-

точки останова из программы

зать режим поведения при сбросе микро-

· Trace – подменю управления режима-

контроллера (отмеченная опция Enable

ми трассировки программы (рассматрива-

Boot reset заставит после сброса испол-

ется в последующих главах).

няться функцию загрузчика).

· Stack Monitor – команда зарезерви-

Если микроконтроллер имеет возмож-

рована

ность подключения внешнего ОЗУ, стано-

· Start Debugging – запуск отладки. Ко-

· Show Next Statement – показать стро-

вится доступной опция Enable external

манда переводит AVR Studio в режим эму-

ку, которая должна исполняться. Команда

Memory, включающая поддержку эмулято-

ляции микроконтроллера, при этом могут

позволяет быстро переместиться к очеред-

ром дополнительного внешнего ОЗУ.

автоматически появиться на дисплее новые

ной исполняющейся строке из любого мес-

В правой части окна присутствует об-

окна и панели.

та программы.

ласть, в которой кратко приведены основ-

· Stop Debugging – остановка отладки.

· Quickwatch – добавление переменной

ные характеристики выбранного микрокон-

Команда завершает режим отладки, воз-

в окно просмотра. Добавляется переменная,

троллера. Следует помнить, что максималь-

вращая вид интерфейса к исходному.

на которой установлен текстовый курсор в

ное значение тактовой частоты, указанное

· Run – исполнение. Команда запускает

тексте программы.

здесь (и даже в технической документации)

программу на исполнение. Обычно этой ко-

· Select Platform and Device – выбрать

не является ограничением для программ-

манде должны предшествовать команды

отладочную платформу и микроконтроллер.

ной эмуляции – вы можете задать значение

установки точек останова, иначе возмож-

Позволяет изменить на время отладки на-

тактовой частоты хоть 100 МГц – процесс

ности наблюдения за ходом работы про-

стройки, сделанные при создании проекта.

отладки от этого никак не изменится.

граммы практически не будет (во время

· Up/Download Memory – сохранить/заг-

Группа Stimuli and logging отвечает за

исполнения содержимое отладочных окон

рузить область памяти.

режим имитации и протоколирования вне-

не обновляется).

· AVR Simulator Options – настройки

шних сигналов на портах микроконтролле-

· Break – приостановка (пауза) испол-

эмулятора AVR.

ра и подробно рассматривается в главе

нения. Команда активируется только во вре-

В первую очередь рассмотрим после-

«Имитация входных сигналов и наблюдение

мя исполнения программы по команде Run

дний пункт меню – настройку параметров

выходных».

и позволяет остановить программу прину-

эмулятора (данный пункт доступен только

дительно. После остановки исполнения об-

в режиме отладки), а остальные команды

Ресурсы

новляется содержимое окон отладки.

будут рассмотрены более подробно далее,

4. http://www.rsdn.ru/article/alg/regular.xml

· Reset – сброс. Команда позволяет про-

в контексте различных способов и режимов

имитировать поступление сигнала Reset на

отладки (см. следующую колонку):

Продолжение в №7/2010

5 9

Радиолюбитель – 06/2010