- •1 Введение во встраиваемые вычислительные системы
- •1.1 Определения, особенности, классификация
- •1.1.6.1 Уровень предприятия (1)
- •1.1.6.2 Уровни объекта (2) и подсистемы (3)
- •1.1.6.3 Уровень функциональных узлов (4)
- •1.1.6.4 Уровень оборудования функциональных узлов (5)
- •1.1.6.4.1 Устройства ввода-вывода
- •1.1.6.4.2 Устройство сопряжения с объектом
- •1.2 Механизмы реального времени
- •1.2.4.1 Классификация прерываний
- •1.2.4.2 Функции системы прерываний и их реализация
- •1.2.5.1 Основные характеристики pcf8583
- •1.2.5.2 Описание
- •1.2.5.3 Режимы работы часов
- •1.2.5.4 Регистры-счетчики
- •1.2.5.5 Будильник
- •1.2.5.6 Регистры сигнализации
- •1.2.5.7 Таймер
- •1.2.5.8 Режим счетчика событий
- •1.2.5.9 Вывод прерывания int
- •2 Технические средства встраиваемых систем
- •2.1 Элементная база микропроцессорной техники для
- •2.2 Модульный принцип организации процессора ввс
- •2.2.4.1 Энергонезависимая память e2prom: историческая справка
- •2.2.4.2 Основные характеристики eeprom at24Cxx
- •2.2.4.3 Описание
- •2.2.4.4 Организация памяти
- •2.2.4.5 Адресация модулей eeprom
- •2.2.4.6 Операция записи
- •2.2.4.7 Операция чтения
- •2.2.5.1 Однонаправленные порты
- •2.2.5.2 Двунаправленные порты и порты с альтернативной функцией
- •2.2.6.1 Программируемые таймеры в микроконтроллере с ядром Intel
- •2.2.6.2 Модули таймеров-счетчиков со схемами входного захвата,
- •2.2.7.1 Классификация ацп
- •2.2.9.1 Контроллер последовательного интерфейса в
- •2.2.10 Подсистема синхронизации
- •2.2.11 Механизмы начальной инициализации встроенной памяти
- •2.2.11.1 Внешнее программирование встроенного пзу
- •2.3 Сетевые интерфейсы встраиваемых систем
- •2.3.1.1 Концепция шины I²c
- •2.3.1.2 Принцип работы шины I²c
- •2.3.1.3 Сигналы старт и стоп
- •2.3.1.4 Подтверждение
- •2.3.1.5 Синхронизация
- •2.3.1.6 Форматы обмена данными по шине I²c (7-битный адрес)
- •2.3.1.7 Арбитраж
- •2.3.1.8 Достоинства шины I²c
- •2.3.2.1 Согласование и конфигурация линии связи
- •2.3.2.2 Защитное смещение
- •2.3.2.3 Исключение приема при передаче в полудуплексном режиме
- •2.3.4.1 Протоколы реального времени
- •2.3.4.2 Резервирование каналов и кольцевая топология
- •2.3.4.3 Отличия от обычного Ethernet
- •2.3.6.1 Преимущества
- •2.3.6.2 Преимущества plc по сравнению с Wi-Fi
- •2.3.6.3 Недостатки
- •2.3.9.1 Физический уровень
- •2.3.9.2 Контроллер шины
- •2.3.9.3 Оконечные устройства
- •2.3.9.4 Монитор канала
- •3 Программное обеспечение и инструментальные
- •3.1 Особенности программного обеспечения ввс
- •3.1.4.1 Особенности плк
- •3.1.4.2 Варианты построения систем на базе плк
- •3.1.4.3 Особенности программирования плк
- •3.1.4.4 Варианты реализации плк
- •3.1.4.5 Цикл плк
- •3.1.4.6 Области применения плк
- •3.1.4.7 Сравнение с микроконтроллерами
- •3.2 Языки программирования
- •3.2.8.1 Удобочитаемость
- •3.2.8.2 Лёгкость создания программ
- •3.2.8.3 Надёжность
- •3.2.10 Краткий обзор языков, используемых при проектировании
- •3.2.10.1 Язык программирования Си
- •3.2.10.3 Платформа Java
- •3.2.10.4 Платформа .Net
- •3.2.10.5 Язык программирования ada
- •3.2.10.6 Язык программирования Esterel
- •3.2.10.7 Язык программирования Lustre
- •3.3 Инструментальные средства отладки и тестирования
- •Ieee 1149.1 jtag - механизм граничного сканирования
- •3.3.3.1 Реализация jtag-инструментария
- •3.3.4.1 Цели и задачи профилировки
- •3.3.4.2 Общее время исполнения
- •3.3.4.3 Удельное время выполнения
- •3.3.4.4 Определение количества вызовов
- •3.3.4.5 Определение степени покрытия
- •3.3.5.1 Обеспечение корректности программного кода: обзор
- •3.4 Разработка программного продукта
- •3.4.2.1 Сложность проектирования и разработчики- одиночки
- •3.4.2.2 Оценка времени проектирования
- •3.4.2.3 Использование новых технологий
- •3.4.4.1 Безопасность и перемены
- •3.4.4.6 Играй в защите
- •3.4.4.7 Сбор метрических данных
- •3.4.4.8 Что дает давление сверху
- •3.4.4.9 Сердитый начальник
- •3.4.4.10 Туманные спецификации
- •3.4.4.11 Конфликт
- •3.4.4.12 Кто такой катализатор проекта
- •3.4.4.13 Человеку свойственно ошибаться
- •3.4.4.14 О персонале
- •3.4.4.15 Проблемы социологии
- •3.4.4.16 О патологической политике (еще раз)
- •3.4.4.17 Злоба и скупость
- •3.4.4.18 Основы здравого смысла
- •4 Устройство современного контроллера на примере
- •4.1 Назначение стенда
- •4.2 Состав стенда
- •4.3 Разъемы стенда и назначение выводов
- •4.4 Обзор компонентов принципиальной электрической
- •4.4.3.1 Матричная клавиатура
- •4.4.3.2 Жидкокристаллический индикатор
- •4.4.3.3 Светодиодные индикаторы
- •4.4.3.4 Звукоизлучатель
- •4.4.3.5 Дискретные входы-выходы
- •4.4.10 Фильтрующие емкости
- •4.5 Микроконтроллер aDuC812
- •4.6 Расширитель портов ввода-вывода на базе плис
- •4.6.1 Регистр клавиатуры kb
- •4.6.2 Регистр шины данных жки data_ind
- •4.6.3 Регистр данных параллельного порта ext_lo
- •4.6.4 Регистр данных параллельного порта ext_hi
- •4.6.5 Регистр управления ena
- •4.6.6 Регистр управления жки c_ind
- •4.6.7 Регистр управления светодиодами sv
- •4.6.8 Логическая схема плис: доступ к периферийным устройствам
- •4.6.9 Жидкокристаллический индикатор
- •4.6.9.1 Историческая справка
- •4.6.9.2 Подключение жки
- •4.6.9.3 Контроллер жки
- •4.6.9.4 Память данных жки (ddram)
- •4.6.9.9 Таблица команд контроллера жки
- •4.6.9.10 Операции чтения и записи команд/данных
- •4.7 Внешняя память программ и данных
- •5 Инструментальные средства для работы со стендом
- •5.1 Программирование стенда sdk-1.1
- •5.2 Компилятор sdcc
- •5.2.10 Использование меток
- •5.2.11 Директива __naked
- •5.2.12 Формат Intel hex
- •5.3 Инструментальная система m3p
- •5.4 Утилита make
- •5.5 Система контроля версий
- •6 Примеры программирования стенда sdk-1.1
- •6.1 Приступаем к работе
- •6.2 Программирование светодиодных индикаторов
- •6.3 Программирование последовательного канала
- •6.4 Программирование таймера
- •6.5 Программирование жки
6.3 Программирование последовательного канала
Простейшим из способов организации последовательного обмена является
асинхронный обмен с программной проверкой готовности. Примером такого
обмена может служить работа с контроллером последовательного канала
(UART) МК ADuC812 в стенде SDK-1.1 «по опросу» (см. раздел 2.2.9.1). Если
требуется переслать байт, то: 1) сбрасывается TI; 2) в SBUF записывается
нужный байт данных; и 3) ожидается, пока TI не будет установлен
контроллером. С приемом здесь сложнее: нужно постоянно проверять флаг RI
и, если он установлен, то читать принятый байт из SBUF и сбрасывать RI.
Такой способ удобен, когда разработчику четко известно, когда произойдет
прием данных и когда его завершать. Неудобен он тем, что время выполнения
самой программы напрямую зависит от скорости обмена. В самом деле, чем
медленнее скорость, тем дольше по времени цикл ожидания готовности к
приему/посылке следующего байта.
Пример программы:
/*--------------------------------------------------------------------
init_sio
----------------------------------------------------------------------
Инициализирует последовательный канал на заданной скорости.
Вход: char speed - скорость. Задается константами, описанными в
заголовочном файле sio.h
bit sdouble - дублирование скорости: 0 - не дублировать скорость,
заданную аргументом speed; 1 - дублировать.
Выход: нет
Результат: нет
------------------------------------------------------------------- */
void init_sio( unsigned char speed )
{
TH1 = speed;
TMOD |= 0x20; //Таймер 1 будет работать в режиме autoreload
TCON |= 0x40; //Запуск таймера 1
SCON = 0x50; //Настройки последовательного канала
ES = 0; //Запрещение прерываний от приемопередатчика
}
/*--------------------------------------------------------------------
RSioStat
----------------------------------------------------------------------
Возвращает ненулевое значение, если буфер приема не пуст
Вход: нет
Выход: нет
Результат: 0 - буфер приема пуст,
1 - был принят символ
------------------------------------------------------------------- */
unsigned char rsiostat(void)
249
{
}
return RI;
/*--------------------------------------------------------------------
wsio
----------------------------------------------------------------------
Отправляет символ по последовательному каналу
Вход: unsigned char c - символ, который нужно отправить
Выход: нет
Результат: нет
------------------------------------------------------------------- */
void wsio( unsigned char c )
{
SBUF = c;
TI = 0;
while( !TI );
}
/*--------------------------------------------------------------------
rsio
----------------------------------------------------------------------
Дожидается приема символа из последовательного канала и возвращает его.
Вход: нет
Выход: нет
Результат: принятый символ
------------------------------------------------------------------- */
unsigned char rsio(void)
{
while( !RI );
RI = 0;
return SBUF;
}
/*--------------------------------------------------------------------
type
----------------------------------------------------------------------
Выводит ASCIIZ-строку в последовательный канал
Вход: char *str - указатель на строку
Выход: нет
Результат: нет
------------------------------------------------------------------- */
void type(char * str)
{
while( *str ) wsio( *str++ );
}
/*--------------------------------------------------------------------
main
--------------------------------------------------------------------*/
void main( void )
{
unsigned char c;
init_sio( S9600 );
type("Тест драйвера SIO для стенда SDK-1.1\r\n");
type("Нажимайте кноки для тестирования... \r\n");
while( 1 )
250
{
if( rsiostat() )
{
c = rsio();
switch( c
{
case '1':
case '2':
case '3':
)
type("\r\ntest 1\r\n"); break;
type("\r\ntest 2\r\n"); break;
type("\r\ntest 3\r\n"); break;
}
}
}
default: wsio( c );
}
break;
При организации асинхронного обмена по прерыванию при приеме байта с
линии происходит прерывание и передача управления соответствующей
программе-обработчику, который читает принятый байт из порта данных
контроллера UART и, к примеру, помещает его в специальный буфер-очередь
принятых байт, доступный прерванной программе (см. раздел А.2.4). По
завершении процедуры обработки прерывания управление передается в
прерванную программу, которая при желании (в любом удобном месте
алгоритма) может забрать принятый байт. С другой стороны, при завершении
отправки контроллером очередного байта также происходит прерывание,
сигнализирующее о том, что байт послан и в буфер UART можно поместить
новые данные. Обработчик прерывания, при наличии данных в исходящей
очереди, записывает очередной байт в порт данных контроллера и запускает
посылку. Основная же программа может, не заботясь о готовности или
неготовности контроллера принять очередной байт, может спокойно помещать
данные в исходящий буфер, а всю работу с устройством выполнит обработчик
прерываний, когда оно (устройство) будет готово.