31. Средства программно-аппаратной поддержки для разработки программ для Atmel avr
Разработка современных микропроцессорных систем невозможна без средств поддержки. Одно из достоинств микроконтроллеров ATMEL AVR состоит в том, что и фирма ATMEL, и другие фирмы предлагают широкий выбор программных и аппаратных средств поддержки разработки систем на их основе. Программные средства – это интегрированные среды разработки (IDE) программ на языке Ассемблера ATMEL и языках высокого уровня Си, Паскаль. Примером такой среды является AVR Studio.
AVR Studio 4 - профессиональная интегрированная среда разработки (IDE), предназначенная для написания и отладки прикладных программ для AVR микропроцессоров в среде Windows. AVR Studio 4 содержит ассемблер и симулятор
Ключевое окно в AVR Studio это окно исходного текста программы. Когда объектный файл открыт, автоматически создается окно исходного текста программ. В окне отображается код, который выполняется в отладочном окружении (эмуляторе или программном симуляторе) а текстовый маркер всегда находится на строке, которая будет выполнена в следующем цикле.Пользователь может выполнять программу полностью в пошаговом режиме, трассируя блоки функций, или выполняя программу до места, где стоит курсор. В дополнение можно определять неограниченное число точек останова, каждая из которых может быть включена или выключена. Точки останова сохраняются между сессиями работы.
В окне исходного текста программы выводится информация о процессе выполнения программы. В дополнение, AVR Studio имеет много других окон, которые позволяют управлять и отображать информацию о любом элементе микроконтроллера.
•Watch window: Окно показывает значения определенных символов. В этом окне пользователь может просматривать значения и адреса переменных.
•Trace window: Окно показывает хронологию программы, выполняемой в настоящее время.
•Register window: Окно показывает содержимое регистров. Регистры можно изменять во время остановки программы.
•Memory windows: Окна показывают содержимое памяти программ, данных, портов ввода/вывода и энергонезависимого ПЗУ. Память можно просматривать в HEX, двоичном или десятичном форматах. Содержимое памяти можно изменять во время остановки программы.
•I/O window: Показывает содержимое различных регистров ввода/вывода:
•EEPROM
•I/O порты
•Таймеры и т.д.
•Message window: Окно показывает сообщения от AVR Studio.
•Processor window: В окне отображается важная информация о ресурсах микроконтроллера, включая программный счетчик, указатель стека, регистр статуса и счетчик цикла. Эти параметры могут модифицироваться во время остановки программы.
32. Структура программы мк Atmel avr
Программа начинается с блока объявлений:
.device - указание на конкретный тип МК, транслятор контролирует наличие используемых средств (объем памяти и др.). При отсутствии директивы контроль отсутствует.
.include - Практически любая программа содержит одну или несколько директив .include , по которой к основной программе во время трансляции подключается дополнительный файл. Например, директива .include “m16def.inc” подключает расположенный в той же директории, что и программа, файл, в котором как константы определены имена регистров ввода/вывода и их отдельных бит, а также имена адресов векторов прерывания микроконтроллера ATMega16. Эти имена фактически стандартны для рассматриваемых микроконтроллеров и используются как в технических описаниях, так и в примерах программ.
Чтобы назначить свои имена (вместо стандартных) используют следующие директивы.
.def, .equ, .set Директивы .def , присваивает имена регистрам и .equ, .set присваивает имена и значение константам. При трансляции команд вместо имён подставляются адреса или значения.
Далее начинается сегмент программного кода, что объявляется директивой:
.cseg. Если этот сегмент первый, директива может отсутствовать. Программа начинается с блока обработчиков прерываний по начальной установке RESET и от периферийных устройств. Адреса точек входа по прерываниям фиксированные и не могут быть изменены. Фактически при входе по прерыванию мы имеем команду JMP label, которая отсылает нас на соответствующую метку label:, где происходит обработка прерывания. Обязательной является только первая строка и метка RESET: , с которой начинается тело основной программы. Если прерывание гарантированно не будет существовать, то можно его не писать, но случайное его возникновение может в этом случае серьезно нарушить логику работы программы. Поэтому рекомендуется блок описания прерываний прописывать, но во всех неиспользуемых прерываниях отменить переход, заменив команду JMP на пустую операцию NOP. Размер этого блока (количество прерываний) зависит от типа МК. Для ATmega16 имеем 21 прерывание.
Далее начинается тело основной программы
Main: <instr> xxx
операторы…………
rjmp Main - Возврат на метку Main
Основная программа постоянно зациклена, при возникновении прерываний, адрес оператора запоминается в стеке и осуществляется переход на подпрограмму обработки прерывания, в конце которой должен быть оператор возврата RETI, например обработка прерывания по переполнению таймера
TIM0_OVF: тело
подпрограммы
Reti - Возврат из подпрограммы
5.Структура МПС. Типы структур
Мп является интегральным элементом, но чтобы он работал необходимо его окружить другими микросхемами, которые будут обеспечивать его работу( микросхемы ОЗУ и ПЗУ, мк интерфейсов связи с другими устройствами, мк пртов ввода/вывода)
Существуют след. способы включения этих устройств в систему:
1) Радиальное соединение (звезда)
Каждое устройство подключается к процессору своей линией связи и может иметь свой интерфейс.
Она характерна для первых ЭВМ, когда периферийные устройства только появились. Также для специализированных ЭВМ, имеющих ограниченный и жестко замкнутый объем периферии.
+ при отказе из строя выходит только одно устройство
-невозможность расширения устройств, трудность модернизации
2) Кольцевое соединение (Ring)
Все периферийные устройства вместе с процессором соединяются в кольцо. Информация перемещается по кольцу в одну сторону, пока не достигнет адресации. Управление передачей осуществляется непосредственно, или с помощью маркера.
- нарушение кабеля выводит из строя всю систему
3) Шинное соединение ( общая шина)
Все устройства вместе с МП подключаются параллельно проводникам, образующих общую шину передачи информации.
Среди этих проводников выделяют:
А) Шину адреса для выбора конкретного устройства
Б) Шину данных
В) Шину управления, по которой передаются сигналы, управляющие обменом
Для сокращения количества проводников используется мультиплексирование шин ( ША и ШД)
+ Легко расширяется в пределах адресного пространства
- Есть сложности в управлении
Все устройства подключаются к шинам через мк сопряжения-драйверы или контроллеры.
Контроллер клавиатуры: в любой момент времени только одно устройство может быть источником информации, другие или принимают информацию или находятся в Z-состоянии.
Структура общей шины легла в основу магистрально-модульного принципа построения МП-систем. Открытая архитектура IBM PC привела к тому, что произошло разделение производства отдельных элементов PC между различными компаниями. Такое разделение позволяет сконцентрировать производство и снизить стоимость, но требует разработки международных интерфейсов для объединения этих элементов в систему. Для обеспечения большой скорости обмена информацией на материнских платах чаще всего применяется параллельный интерфейс (16 и 32 разрядный). Для внешних устройств преимущество получили последовательные интерфейсы.