Язык Ассемблера.

Прежде чем начать разработку какого либо устройства на база МК очень важно познакомиться с основами программирования на языке Ассемблера. При создании приложений для МК следует не только освоить этот метод программирования, но и научиться хорошо понимать, как шаг за шагом выполняется ваша программа, и что при этом происходит в устройстве.

Чтобы процесс изучения языка, написание и отладка программ на Ассемблере был более простым и понятным, существует несколько приемов. Во-первых – использование визуализации процедур выполнения команд процессором. Во-вторых – применение методов структурного программирования, чтобы сделать программы более простыми для чтения и понимания.

Визуализацию выполнения команд лучше всего осуществлять, используя структурную схему процессора или МК, на которой отмечается прохождение данных при выполнении каждой команды. В результате обеспечивается хорошее визуальное представление процесса выполнения команд.

Языки программирования высокого уровня.

Для программирования МК можно использовать различные языки высокого уровня. Термин «язык высокого уровня» служит для обозначения языков, используемых для написания легко читаемых программ, которые конвертируются (компилируются) в язык ассемблера, а затем преобразуются в объектный код (биты и байты) для их выполнения микроконтроллером.

Перечислим основные характеристики языков высокого уровня:

• наличие встроенных функций (например, консольный ввод/вывод) с подключаемыми библиотеками;

• разнообразные типы данных (8-, 16-, 32-битные и с плавающей точкой);

• выполнение арифметических операций с использованием стека;

• использование локальных и глобальных переменных, указателей и структур данных;

• распределение памяти;

• доступ к аппаратным регистрам;

• символическая информация для симулятора/эмулятора.

Реализация этих характеристик может быть проблематичной для встраиваемых МК, которые обладают следующими особенностями:

• ограниченный объем памяти программ ROM и памяти данных RAM;

• отсутствие BIOS или операционной системы;

• переопределяемый ввод/вывод (когда вывод может использоваться как цифровой/аналоговый/последовательный вход/выход).

Таким образом, использование ассемблера необходимо, если к размеру и быстродействию генерируемого кода предъявляются очень жесткие требования. В настоящее время таких случаев становится все меньше и меньше, т.к. практически всегда можно взять более «быстрый» МК с большим объемом памяти. Кроме того, современные пакеты кросс средств позволяют легко писать смешанные программы, где часть модулей написана на Си, а наиболее критичные к быстродействию части – на ассемблере. Компиляторы Си позволяют также вставлять в исходные тексты ассемблерные инструкции.

При разработке программного обеспечения для МК существует несколько правил, которые следует выполнять, чтобы объем используемых ресурсов не превысил доступный предел.

1. Использовать только один вид интерфейса с аппаратными средствами (внешними устройствами). Применения различных интерфейсов создает проблемы, если потребуется подключать другие типы внешних устройств.

2. Идентифицировать глобальные переменные, специфичные для подпрограмм, и не использовать их где-нибудь еще в коде.

3. Использовать везде, где возможно, локальные переменные (это можно реализовать только в языках высокого уровня).

4. Если предполагается наличие временно используемых переменных, то программа должна обеспечить их уникальное использование.

Следование этим правилам при разработке прикладных программ избавит вас в дальнейшем от проблем, связанных с устранением трудно выявляемых неустойчивых ошибок в программе.