2. Спеціальна частина

2.1. Інтегрована система розробки (ide)

IDE дозволяє здійснювати розробку та написання програм як на мові Асемблера, так і на мові С. Вона також дозволяє виконувати тестування та імітацію виконання програм з використанням інструментальних засобів налагодження, включених в IDE. Мікроконтролер може програмуватися, якщо програматор підключений до IDE або схемноемулюватися, якщо до IDE підключений емулятор.

Рис.16. Вікно програми MPLAB IDE

Для використання IDE для створення проекту перший крок полягає у виборі мікроконтролера, використовуваного в проекті. Це виконуємо клацанням на позиції Configure (Конфігурувати) в меню, наявному у верхній частині екрана IDE. Далі натискаємо на позиції SelectDevice (Вибір пристрою) в розгорнутому меню. Тепер на екрані розгорнеться діалогове вікно, показане на Рис.17. Вибираємо мікроконтролер, який буде використовуватися в поточному проекті зі списку пристроїв. Ці дії сконфігурують IDE на той тип мікроконтролера, який буде використовуватися в проекті.

Рис.17. Вікно вибору пристрою

Для повної ініціалізаціх IDE, вибираємо Project (Проект) і Project Wizard (Майстер проектів) в розгорнутому меню. З'явиться діалогове вікно. За допомогою діалогових вікон вибираємо мікроконтролер, створюю проект та включаю необхідні допоміжні файли.

Для того, щоб подивитися на шаблонний програмний код (файл шаблона), вставлений майстром проекту, вибираємо пункт меню View, потім позицію Project (Рис.18). У цьому невеликому вікні будуть відображені файли, які включені в проект. На даному етапі найбільш цікавим буде файл вихідного тексту, який є шаблоном, використаним в системі. Для перегляду цього файлу потрібно двічі клацнути на імені файлу.

Рис.18. Вікно файлів проекту

Для перенесення програми в мікроконтролер необхідно використовувати програматор. Деякі РІС18-базовані демонстраційні панелі мікроконтролерів містять програму, призначену для вивантаження програмного забезпечення та програмування мікроконтролерів. Фірма Microchip пропонує цілий ряд програматорів, які можуть програмувати багато пристроїв сімейства PIC18. IDE підтримує наступні програматори: PICSTART plus, ICD 2, РМ 3 і PROMATE II. Додатково, багато інших програматорів, які також програмують СППЗУ, ЕСППЗУ та інші мікроконтролери, зазвичай доступні. Якщо є один з IDE-підтримуваних програматорів, то IDE може керувати ним і програмувати мікроконтролер безпосередньо з IDE.

Рис.19. Вибір програматора

Як тільки програма скомпонована і налагоджена в IDE, вибирається програматор для того, щоб передати шістнадцятковий файл в мікроконтролер. Більшість програматорів слідкує за правильністю перенесення програми в мікроконтролер.

2.2. Мова Асемблера, компонувальник, оператори мови

Як і будь-який ЦП, мікроконтролер розуміє тільки чисельний машинний код. Більшість програм асемблера виконують перетворення вихідного файлу в об'єктний файл за два проходи через вихідний файл. Перший прохід генерує таблицю символів, яка містить кожну мітку і її адресу в програмі. Перший прохід також шукає помилки введення, звані синтаксичними помилками, і повідомляє про них за допомогою повідомлень про помилки. Другий прохід виконується, якщо не виявлено ніяких помилок протягом першого проходу. Протягом цього другого проходу витягуються адреси з таблиці символів і коди кожної команди формують об'єктну програму на чисельному машинному мовою.

Вихідний файл для асемблера - це звичайно файл, який використовує розширення файлу .asm; об'єктний файл, згенерований асемблером, зазвичай має розширення .О. Імена файлів повинні відповідати угодам, прийнятим в операційній системі. В більшості випадків використовується операційна система Windows, в силу чого в іменах файлів можна використовувати майже будь-які символи, за винятком декількох спеціальних. Об'єктний файл зазвичай не має форми виконавчого файлу. Виконавчий програмний файл - це звичайно файл, перед-призначений для завантаження в мікроконтролер і має шістнадцятковий формат Intel. Цей файл зазвичай генерується іншою програмою, званої компонувальником.

Програма компонувальника об'єднує кілька об'єктних файлів для мов Асемблера і С в один виконуваний файл. У випадку з мікроконтролером PIC, цей виконуваний файл зазвичай має шістнадцятковий формат Intel, який використовується в PIC-програматорі, і часто має розширення .hex. Компонувальник також допускає використання в процесі компоновки бібліотечних файлів ( .Lib) і файлів сценарію компонувальника (.Ikr). Компонувальник також генерує файл. Coff (загальний формат об'єктного файлу) і файл. Cod (символьний і налагоджувальний файл) для системи розробки та процесу налагодження. На додаток до файлів .Coff і .Cod, генерується файл .lst (повний файл лістингу програми), який поруч відображає як символьний, так і чисельний код програми; IDE має доступ до цього файлу лістингу, відображаючи його при дизасемблюванні через меню View (Вид ). Доступ до цих файлів зазвичай виконується зсередини IDE і вони, як правило, не використовуються індивідуально. Навіть програматор, який використовує Hex-файл, зазвичай управляється з IDE.

Рядки асемблерного коду називаються операторами. Оператор містить чотири

різних інформаційних поля: мітка, код операції, операнд і коментар. Мітка містить символьний адресу пам'яті, за яким оператор може бути адресований з будь-якого місця програми. Так, оператор GOTO Main, розташований за адресою вектора скидання, посилається на позначку, розміщену в іншому місці програми. Код операції містить команду асемблера або директиву, яка управляє роботою мікроконтролера, асемблера або програми компонувальника. Слово GOTO в GOTO Main є прикладом коду операції. Операнд - це констатнта адреса реєстрового файлу або деяка інша інформація, яка використовується кодом операції для виконання завдання. В Оператор GOTO Main, слово Main - це операнд, використовуваний кодом операції GOTO. Поле коментарю необов'язково, зазвичай воно вказує деяку інформацію про програму або ж використовується для того, щоб ідентифікувати секцію коду. Коментарі повинні починатися символом крапки з комою. Рис.20 ілюструє рядок коду з інформацією в кожному полі оператора мови Асемблера.

Рис.20. Оператор мови Асемблер

Мітка. Мітка зазвичай проставляється тільки в рядках коду, на які є посилання в яких-небудь інших місцях програми. Мітка може складатися з будь-яких символів, за винятком зарезервованих лексем типу кодів операцій або імен регістрів. Мітка повинна початися з букви (AZ) або з символу підкреслення, як, наприклад _Start. Мітка може містити будь символ, цифру, символ підкреслення або символ знаку питання. Мітки зазвичай закінчуються двокрапкою, але це не обов'язково. Таблиця 2 показує кілька форм допустимих позначок мови Асемблера.

Таблиця 2