ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗУЧЕНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА "МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА И СИСТЕМЫ"

Цель работы: 1. Изучение функциональных возможностей программно-аппаратного комплекса "Микропроцессорные системы и средства".

2. Изучение порядка программирования и принципов работы микроконтроллера 80196KC.

3. Приобретение навыков в подготовке программ с использованием интегрированной среды

1. Общие сведения

1.1. Краткая характеристика интегрированной среды

1.1.1. Назначение и структура

Интегрированная среда программно-аппаратного комплекса "Микропроцессорные системы и средства" предназначена для создания и отладки программного обеспечения различных микроконтроллеров. Она имеет развитую, динамически изменяющуюся систему меню, горячих клавиш и подсказок, блоков диалога и автоматическую настройку на тип и структуру подключенного контроллера. Предусматривается возможность подключения и настройки контроллера к любому последовательному порту ввода-вывода.

При работе всех модулей среды используется многооконный режим, позволяющий иметь до 10 рабочих окон, содержащих справочную информацию, тексты программ и отладчик. В последней строке экрана имеется строка статуса, позволяющая пользователю получать информацию о текущем состоянии системы и о действующих в данный момент горячих клавишах (информацию о комбинациях клавиш можно получить нажав клавишу Alt, Ctrl или Shift). В самой верхней строке экрана указывается тип микроконтроллера, на который настроена в данный момент система.

Интегрированная среда позволяет пользователю переключаться между окнами, изменять их размер и положение, копировать блоки информации из одного окна в другое.

Для удобства работы пользователя в среде применяется развитая, динамически изменяющаяся система меню, активизирующаяся при нажатии клавиши F10. Недоступные в данный момент пользователю пункты отображаются серым цветом, а недоступные "горячие" клавиши не указываются в строке статуса систем. Для вывода сообщений транслятора и линковщика, а также посылаемых в последовательный порт программой пользователя данных имеется экран пользователя, переключение в который осуществляется клавишами Alt+F5. Интегрированная среда включает в себя следующие модули:

- встроенный редактор;

- просмотрщик;

- средства для трансляции программ и создания испол-няемых файлов;

- отладчик;

- информационную подсистему.

Редактор представляет собой многооконный текстовый процессор для написания и редактирования программ. Он позволяет работать с файлами любой длины и выполнять операции с блоками текста. Ввод информации производится в позицию, отмеченную курсором как в режиме вставки, так

и замещения (переключение режимов осуществляется клавишей Ins). Удаление информации выполняется нажатием клавиши Del (удаляется символ над курсором) и BackSpace (удаляется символ до курсора). Перемещение курсора осуществляется с помощью клавиш управления курсором, PgUp (на один экран вперед), PgDown (на один экран назад), Ctrl+PgUp (на начало текста), Ctrl+PgDown (на конец текста), Home (на начало строки) и End (на конец строки). Выделение блока выполняется нажатием комбинации клавиш перемещения курсора и Shift. Отмена выделения фрагмента достигается повторным его выделением. В верхней части окна указано имя редактируемого файла, а в нижней - позиция курсора и индикатор изменения файла.

Просмотрщик предназначен для просмотра листинга транслируемой программы, методических материалов и справочной информации. Он позволяет копировать и распечатывать имеющуюся информацию, но в отличие от редактора не позволяет вносить в нее изменения. Перемещение курсора и выделение блока осуществляется также, как в редакторе.

Средства для трансляции программ и создания исполняемых файлов представляют собой необходимый в данный момент транслятор и линковщик для создания загружаемых в микроконтроллер HEX-файлов. Трансляция ассемблерных программ выполняется нажатием клавиш Alt+F9, а линковка - клавишей F9, результаты работы которых выводятся на экран пользователя, для возврата из которого необходимо нажать любую клавишу. Загрузка и запуск программы осуществляется с помощью комбинации клавиш Ctrl+F9, после чего система переключится в режим вывода на экран пользователя байтов, поступающих в последовательный канал.

Отладчик предназначен для выполнения программ в пошаговом режиме и с точками останова, находящихся в памяти микроконтроллера. Он позволяет просматривать и изменять содержимое регистрового файла, регистра специального назначения, ячеек памяти, регистров флагов и стека.

Окно отладчика состоит из следующих частей: дизассемблер, регистр флагов, дамп памяти, файловый регистр, регистры специального назначения и стек, для переключения между которыми требуется нажать клавишу Tab.

Так как окно регистров специального назначения не может содержать более 10 регистров, то для данного окна предусмотрена возможность выбора интересующих в данный момент пользователя регистров. Для этого необходимо с помощью клавиши Del удалить ненужные регистры, а, затем, нажав клавишу Ins, выбрать интересующие. Удаление ненужных регистров никак не изменяет их содеожимого. Перемещение курсора и выделение блока внутри окон осуществляется клавишами управления курсора также, как в редакторе.

Для изменения содержимого выделенного блока памяти или только текущей ячейки или регистра, пользователю требуется нажать комбинацию клавиш Ctrl+F4. Текущая команда и вершина стека, на которые указывает программный счетчик и указатель стека, отмечены символами |>...<|. При отсутствии загруженной в данный момент в микроконтроллер программы в окне дизассемблера текущая команда не указывается.

Для загрузки исполняемого файла в микроконтроллер пользователю необходимо нажать клавишу F8, после чего выбрать файл и ввести шестнадцатиричный адрес старта программы. Для выполнения одной команды необходимо нажать клавишу F7, для выполнения до конца - Ctrl+F9, а для выполнения программы с точкой останова - переместить курсор на нужную команду и нажать клавишу F4.

При выполнении программы до конца или с точками останова система переключается в экран пользователя, куда выводятся все байты, приходящие в последовательный порт из контроллера.

После выполнения программы пользователя на экран выдается сообщение, и система возвращается в экран отладчика. Для того, чтобы прервать выполняющуюся программу, требуется в окне пользователя нажать клавишу Esc, после чего будет выведено соответствующее сообщение, и система перейдет в окно отладчика. В этом случае текущей командой будет та, на которой произошло нажатие пользователем Esc.

Информационная подсистема представляет собой справочники по ассемблеру и микроконтроллеру, а также набор методических материалов для проведения лабораторного практикума. Для получения информации по используемому в данный момент микроконтроллеру, пользователю необходимо нажать комбинацию клавиш Alt+F1, информации по другим микроконтроллерам можно получить при помощи соответствующего пункта меню. Для получения справки по системе команд и директивам используемого в данный момент ассемблера и транслятора пользователю необходимо нажать клавиши Ctrl+F1.

Методические указания по проведению лабораторного практикума содержат краткую теоретическую часть, описание хода работы, примеры рабочих программ и контрольные вопросы по каждой лабораторной работе.

Выбор необходимой работы осуществляется с помощью соответствующего пункта меню.

1.1.2. Описание системы меню

Система меню интегрированной оболочки активизируется нажатием клавиши F10 или комбинации клавиш Alt+<выделенная красным цветом буква> пункта меню. Если система меню уже активна, то нажатие такой комбинации приведет к переходу на данный пункт. Недоступные пользователю в тот или иной момент времени пункты меню отображаются серым цветом и не могут быть активизированы. В системе меню используются следующие информационные символы:

- |> говорит о том, что данный пункт имеет свое подменю;

- ... означает, что при выборе данного пункта будет активизирован блок диалога.

- отсутствие каких-либо символов говорит о том, что данный пункт будет сразу же выполнен.

Система меню интегрированной оболочки состоит из следующих пунктов:

- "E"- содержит информацию о программе и разработчиках;

- "Разработка"- предназначен для создания, просмотра и отладки программ;

- "Обучение"- используется для получения различной информации;

- "Настройка" - предназначен для настройки интегрированной среды и коммуникационного порта;

- "Блок" - необходим для манипулирования блоками

текстовой информации;

- "Окно" - осуществляет все операции, связанные с манипулированием активными окнами;

- "Выход" - завершает работу программы.

Пункт "E" состоит из 2 подпунктов:

- "О программе" - выдает на экран информацию о версии, названии и правах на интегрированную среду;

- "О разработчиках" - выдает на экран информацию об авторизованном учебно-исследовательском центре “Микропроцессорные технологии", его видах деятельности и адресе.

Пункт "Разработка" включает в себя следующие подпункты:

- "Файл" - предназначен для организации работы с файлами;

- "Компиляция" - используется для получения исполняемого файла и просмотра листинга;

- "Отладка" - применяется для выполнения программы как в пошаговом режиме, так и с точками останова, а также получения информации о текущем состоянии регистров и памяти микроконтроллера;

- "Выполнить"- (Ctrl+F9) осуществляет загрузку программы из активного окна в микроконтроллер и ее запуск с указанного адреса.

Подменю "Файл" содержит 4 подпунктов:

- "Создать"- (Ctrl+F3) вызывает создание нового файла с именем noname и открытие для него окна, после чего система переходит в режим редактирования;

- "Открыть" - (F3) осуществляет открытие, выбранного пользователем в блоке диалога текстового файла и создание для него окна, после чего переводит систему в режим редактирования;

- "Сохранить" - (F2) производит сохранение текстового файла из активного окна и возвращает систему в предыдущее состояние;

- "Сохранить как ..." - выполняет сохранение текстового файла из активного окна с новым именем, которое пользователь указывает в блоке диалога, после чего система возвращается в предыдущее состояние;

Подменю "Компиляция" - включает в себя 3 подпункта:

- "Транслировать"- (Alt+F9) осуществляет трансляцию текста программы из активного окна, результаты которой выдаются на экран пользователя, для возврата из которого необходимо нажать любую клавишу;

- "Создать" - (F9) выполняет трансляцию текста программы из активного окна, а затем ее линковку, результаты работы которой выводятся на экран пользователя, для возврата из которого необходимо нажать любую клавишу;

- "Посмотреть листинг" - загружает или активизирует окно, содержащее листинг оттранслированной программы из активного окна, если он существует.

Подменю "Отладка"- содержит 5 подпунктов:

- "Загрузить"- (F8) вызывает создание или активизацию окна отладчика, запрос имени и адреса старта программы, а затем ее загрузку в микроконтроллер;

- "Выполнить до конца"- (Ctrl+F9) переключает систему в окно пользователя и выполняет загруженную в отладчик программу до конца;

- "Выполнить до курсора" - (F4) переключает систему в окно пользователя и выполняет загруженную в отладчик программу до указанного курсором места, после чего возвращает систему в окно отладчика;

- "Выполнить шаг" - (F7) осуществляет выполнение очередной команды загруженной в отладчик программы;

- "Изменить"- (Ctrl+F4) заменяет введенным пользователем значением все байты выделенного дампа памяти, а при его отсутствии, текущей ячейки или регистра.

Пункт "Обучение" включает в себя 7 подпунктов:

- "Среда" - создает или активизирует окно, содержащее справочную информацию по работе с интегрированной средой в зависимости от ее текущего состояния;

- "Справочник" - (Ctrl+F1) создает или активизирует окно, содержащее справочную информацию по системе команд и директивам используемого в данный момент транслятора;

- "Учебники" - (Alt+F1) создает или активизирует окно, содержащее справочную информацию по микроконтроллеру, выбранному пользователем с помощью блока диалога;

- "Лабораторный практикум"- выдает на экран список имеющихся лабораторных работ и предлагает пользователю выбрать интересующую, после чего активизируется окно, содержащее краткую теоретическую часть, описание хода работы и готовые примеры, которые могут быть включены в создаваемые студентами программы;

- "Курсовое проектирование" - активизирует или создает окно, содержащее методические материалы для организации и проведения курсового проектирования;

- "Практические занятия" - создает или активизирует окно, содержащее методические указания по проведению практических занятий;

- "Контроль" - предназначен для проведения контроля уровня знаний пользователей в области микроконтроллеров иассемблера.

Пункт "Настройка" состоит из 2 подпунктов:

- "Платформа" - вызывает появление на экране списка доступных микроконтроллеров, с указанием типа процессора и фирмы изготовителя, из которого пользователь может выбрать интересующий его в данный момент, после чего произойдет автоматическая перенастройка всей системы для работы с новым микроконтроллером;

- "Порт" - активизирует блок диалога, позволяющий пользователю осуществить перенастройку порта последовательного канала, включающую в себя скорость передачи данных, номер порта, количество стоп-битов, тип четности и длину данных;

- Пункт "Блок" включает в себя 4 подпункта:

- "Скопировать"- (Ctrl+Ins) осуществляет копирование выделенного блока текстовой информации из активного окна в Сlipboard;

- "Забрать"- (Shift+Del) выполняет копирование и удаление выделенного блока текстовой информации из активного окна в Clipboard;

- "Вставить"- (Shift+Ins) вставляет в активное окно информацию, находя-щуюся в Clipboard, начиная с позиции указанной курсором;

- "Удалить"- (Ctrl+Del) осуществляет удаление выделенного блока текстовой информации в активном окне.

Пункт "Окно" состоит из 6 подпунктов:

- "Масштаб"- (F5) максимизирует или возвращает в предыдущее значение размеры активного окна;

- "Размер/Перемещение"- (Ctrl+F5) позволяет изменить размеры и местоположение активного окна;

- "Упорядочить" - производит упорядочивание всех активных окон по номеру и размеру;

- "Закрыть" - (Alt+F3) вызывает закрытие текущего окна с предложением сохранить измененную информацию;

- "Закрыть все" - закрывает все ранее открытые окна, предлагая пользователю сохранить измененную информацию, после чего активизирует систему меню;

- "Список" - активизирует блок диалога, содержащий список всех открытых окон и позволяет переключится в выбранное пользователем окно.