Золотовский Д.В. Учебный курс для новичков по микроконтроллерам AVR. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

кнопки в отладчике AVR Studio по дефолту оказываются нажатыми!

Нужно вручную выставить значение PIN, нажимая и выставляя

соответствующие галочки. Неудобно, но так.

А ещё можно заказать вывод лога из порта или заливку туда данных извне!

Вот это вообще вещь. Во время отладки, в меню Debug->Simulation Options

в разделе Stimuli&Loggin можно выбрать на какой порт, повесить либо

логгер, либо же загнать дамп нужных циферок. Входные данные задаются в

файле *.sti в формате такого вида [номер такта]:[значение] примерно так:

000000006:01

000000010:02

000000014:03

000000018:04

000000022:05

000000026:06

000000030:07

Можно задавать его вручную, можно написать программу в той же студии,

которая тебе его сгенерирует. А можно применить одну программку

stimuligenerator_net20, которую написал широко известный в узких кругах

товарищ ARV обитающий на сайте arv.radioliga.com

Кстати, рекомендую к

посещению, достойный ресурс.

Программка проста как мычание коровы − выставляешь нужные биты по

времени, не забыв указать частоту принимающего МК (чтобы такты

выставило правильно). И никаких забот! Но для работы программа требует

.NET окружение, поэтому, вначале придется скачать 30МБ .Net Frame Work,

если ты его себе еще не поставил.

Выходящий лог можно наблюдать в Студии в окне Message (вкладка рядом с

сообщениями об ошибках компиляции) и потом поглядеть в файле. Формат

там такой же (номер такта: значение порта). Такты идут по порядку при

старте процессора, с нуля. Его же можно также открыть stimuligeneratorом.

Короче, программа Must Have.

Работа с прерываниями.

Тут все просто, хочешь прерывание - ткни вручную бит ее флага, мол вот

оно, и прерывание начнется. Особенно это актуально для всяких внешних

источников. Вроде UART или INT. После ручного вызова, например, RX

прерывания не грех будет взять и вбить ручками в нужный регистр якобы

принятое значение. И словно так и было.

Ладно, на сегодня хватит. Потом еще парочку статей по отладке в AVR

Studio напишу. Мне, например, уже давно никакие эмуляторы вроде Proteus

не нужны. На все хватает родимой студии, да UART вывода. Ну, еще парочка

нюансов, но о них в следующий раз.

AVR Studio в Linux.

Печально, но факт, что Atmel штампует свое замечательное IDE только для

семейства OS Windows. Поэтому пользователям Linux приходится по-

всякому изворачиваться, чтобы заполучить себе на машину этот удобнейший

инструмент разработчика. Существует два очевидных решения этой задачи.

Первый − запускать студию в Windows, которая крутится на виртуальной

машине (отдельную машину с Win не рассматриваем). Второй − запускать

программу посредством Wine.

Первый способ хорош 100%-й совместимостью и полным отсутствием

софтверных граблей. Железные же практически полностью висят на

разработчиках виртуальных машин и обычно стремятся к нулю. Однако,

виртуальная машина отжирает у хост-машины ценные системные ресурсы.

Кроме того, стоит учесть, что налог на Windows не зависит от того насколько

виртуальна машина, на которой бегает эта операционная система. Ну и окно-

в-окне, особенно при неудачно реализованном механизме переключения

между системами, удовольствия не доставляет. Если вас эти ограничения не

смущают, это вполне себе вариант. В Википедии есть прекрасная сводная

таблица виртуальных машин, которая может вам пригодиться.

Способ запуска программ (любых) посредством Wine - вполне себе

самодостаточен. Стоит помнить, что проект постоянно развивается.

Сегодняшний Wine не чета тому, который мне довелось пощупать при

первом знакомстве. Сайт проекта: http://www.winehq.org/. Этот вариант

распишу подробно.

Итак. Для начала обновляем Wine. Это обязательно нужно сделать, т.к. в

состав дистрибутивов обычно входит стабильный, а значит достаточно

старый релиз. Последний стабильный релиз - 1.0.1 (октябрь 2008 года). У

меня сейчас стоит версия 1.1.33, на момент написания статьи отрелизилась

1.1.36 (8 января 2010 года). Идем в раздел Downloads на сайте, ищем СВОЙ

дистрибутив и внимательно читаем инструкции по установке. В моем случае

это Debian, о нем и пойдет речь дальше. Если у вас не Debian - ставите по-

своему.

Подключаем репозиторий Вайна. Нужно добавить строчку в файл

/etc/apt/sources.list (с правами root’а):

#echo "deb http://www.lamaresh.net/apt lenny main" >> /etc/apt/sources.list

Скачаем ключик для доступа к репозиторию:

$wget http://www.lamaresh.net/apt/key.gpg

#apt-key add key.gpg

Обновим список пакетов и установим программу:

#apt-get update

#apt-get install wine

После установки последуем инструкции с форума AVR Freaks.

Качаем и запускаем скрипт winetricks:

$wget http://www.kegel.com/wine/winetricks

$bash winetricks

В открывшемся окне ставим следующие флажки:

- corefonts

- dcom98

- gdiplus

- gecko

- mdac28

- msxml3

- vcrun2005

- allfonts

- fakeie6

После того как скрипт отработает (придется принять участие и

посоглашаться с лицензиями MS) качаем AVR Studio с оффсайта Atmel и

устанавливаем:

$wine AvrStudio4Setup.exe

Запускаем (это путь, куда студия становится по умолчанию):

$wine "~/.wine/drive_c/Program Files/Atmel/AVR

Tools/AvrStudio4/AVRStudio.exe"

По желанию можно написать простенький скрипт для запуска и повесить его

на рабочий стол (правильную картинку можно взять здесь).

Осталась небольшая проблемка. AVR Studio отказалась видеть

подключенный аналог STK500 (модифицированный HVProg). Интерфейс с

ПК в моей версии реализован посредством FT232RL, которая видна в

системе как /dev/ttyUSB0. Студия же ищет программатор по привычным

COMx, где х - номер порта.

Тут все просто. Создаем ссылку (root’ом):

#ln -s /dev/ttyUSB0 <home_dir>/.wine/dosdevices/com1

/dev/ttyUSB0 - физическое устройство (например, реальный COM порт:

/dev/ttyS0);

<home_dir> - путь к домашнему каталогу пользователя;

com1 - имя порта для Win (например, lpt1 для параллельного интерфейса).

Программатор определился в автоматическом режиме и тут же бодро

прочитал/зашил пару МК. Пока проверял только ISP режим, но думаю с HV

проблем не будет. (также наверняка не будет и проблем с JTAG ICE первой

модификции, а также всеми программаторами работающими по честному

COM порту - прим.DI HALT)

Учтите, что пользователь, которому нужен доступ к портам через wine,

должен иметь права на чтение-запись в порт, т.е. находиться в

соответствующей группе.

AVR. Учебный курс. Макроассемблер

Перед изучением системы команд микроконтроллера надо бы разобраться в

инструментарии. Плох тот плотник, который не знает свой топор. Основным

инструментом у нас будет компилятор. У компилятора есть свой язык —

макроассемблер, с помощью которого жизнь программиста упрощается в

разы. Ведь гораздо проще писать и оперировать в голове командами типа

MOV Counter, Default_Count вместо MOV R17,R16 и помнить, что у нас

R17 значит Counter, а R16 это Default_Count. Все подстановки с

человеческого языка на машинный, а также многое другое делается

средствами препроцессора компилятора. Его мы сейчас и рассмотрим.

Комментарии в тексте программы начинаются либо знаком “;“, либо

двойными слешами “//“, а еще AVR Studio поддерживает нотацию

комментариев на языке СИ, где комментарии ограничены “колючей

проволокой” /* коммент */.

Оператор .include позволяет подключать в тело твоей программы кусок кода

из другого текстового файла. Что позволяет разбить большой исходник на

кучу мелких, чтобы не загромождать и не мотать туда сюда огромную

портянку кода. Считай куда ты воткнул .include, туда и вставился кусок кода

из другого файла. Если надо подключать не весь файл, а только его часть, то

тебе поможет директива .exit, дойдя до которой компилятор выйдет из файла.

Оператор .def позволяет привязать к любому слову любое значение из

ресурсов контроллера — порт или регистр. Например, сделал я счётчик, а

считаемое значение находится в регистре R0, а в качестве регистра-помойки

для промежуточных данных я использовал R16. Чтобы не запутаться и

помнить, что в каком регистре у меня задумано я присваиваю им через .def

символические имена.

.def schetchik = R0

.def pomoika = R16

И теперь в коде могу смело использовать вместо официального имени R0

неофициальную кличку schetchik.

Одному и тому же регистру можно давать кучу имен одновременно и на все

он будет честно откликаться.

Также есть оператор .undef, после которого компилятор напрочь забывает,

что данной переменной что-либо соответствовало. Иногда бывает удобно.

Когда одно и то же символическое имя хочется присвоить разным ресурсам.

.undef pomoika

Оператор .equ это присвоение выражения или константы какой-либо

символической метке.

Например, у меня есть константа, которая часто используется. Можно,

конечно, каждый раз писать ее в коде, но вдруг окажется, что константа

выбрана неверно, а значит, придется весь код шерстить и везде править, а

если где-нибудь забудешь, то получишь такую махровую багу, что

замучаешься потом её вылавливать. Так что не надо, все константы писать

надо через .equ! Кроме того, можно же присвоить не константу, а целое

выражение. Которое при компиляции посчитается препроцессором, а в код

пойдет уже исходное значение. Надо только учитывать, что деление тут

исключительно целочисленное. С отбрасыванием дробной части, без какого-

либо округления, а значит 1/2 = 0, а 5/2 = 2

.equ Time = 5

.equ Acсelerate = 4

.equ Half_Speed = (Accelerate*Time)/2

Директивы сегментации. Как я уже рассказывал в посте про архитектуру

контроллера AVR память контроллера разбита на независимые сегменты -

данные (ОЗУ), код (FLASH), EEPROM

Чтобы указать компилятору, что где находится, применяют директивы

сегментации и адресации.

.CSEG сегмент кода, он же флеш. После этой директивы идет тело

программы, команды процессора. Тут же можно засунуть какие-нибудь

данные, которые не меняются, например таблицу с заранее подсчитанными

значениями, статичный текст или таблицу символов для знакогенератора.

В сегменте кода уместны директивы:

Адресная метка. Любое слово, не содержащее пробелов и не начинающееся

с цифры, главное, чтобы после него стояло двоеточие.

CSEG

label: LDI R16,'A'

RJMP label

В итоге, после компиляции вместо label в код подставится адрес команды,

перед которой стоит эта самая метка, в данном случае адрес команды LDI

R16,’A’.

Адресными метками можно адресовать не только код, но и данные,

записанные в любом сегменте памяти. Об этом чуть ниже.

.ORG address означает примерно следующее: «копать отсюда и до обеда»,

т.е. до конца памяти. Данный оператор указывает, с какого адреса пойдет

собственно программа. Обычно используется для создания таблицы

прерываний.

CSEG

.ORG 0x0000

RJMP Start ;перепрыгиваем таблицу векторов.

.ORG INT0addr ; External Interrupt0 Vector Address

RJMP INT0_expection

.ORG INT1addr ; External Interrupt1 Vector Address

RETI

.ORG OC2addr ; Output Compare2 Interrupt Vector Address

RJMP PWM_1

.ORG OVF2addr ; Overflow2 Interrupt Vector Address

RETI

.ORG ICP1addr ;Input Capture1 Interrupt Vector Address

RETI

.ORG 0х0032 ; Начало основной программы

Start: LDI R16,0x54 ; и понеслась

Статичные данные пихаются в флеш посредством операторов

.db массив байтов.

.dw массив слов - два байта.

.dd массив двойных слов - четыре байта

.dq массив четверных слов - восемь байт.

Constant: .

; или 0хAh в шестнадцатеричном коде

Message: .db "Привет лунатикам"

Words: .dw 10, 11, 12

В итоге, во флеше вначале будет лежать число 0А, затем побайтно будут

хекскоды символов фразы “привет лунатикам”, а дальше 000A, 000B, 000С.

Последнии числа, хоть сами и невелики, но занимают по два байта каждое,

так как обьявлены как .dw.

.DSEG сегмент данных, оперативка. Те самые жалкие считанные байты.

Сюда не зазорно пихать переменные, делать тут буфера, тут же находится

стек.

Тут действует оператор .BYTE позволяющий указать на расположение

данных в памяти.

var1: .

BYTE

table: .BYTE 10

В первом случае мы указали переменную var1 состоящую из одного байта.

Во втором случае у нас есть цепочка из 10 байт и переменная table,

указывающая на первый байт из цепочки. Адрес остальных вычисляется

смещением.

Указывать размеры переменных нужно для того, чтобы компилятор их

правильно адресовал и они не налезали друг на друга.

.EESEG сегмент EEPROM, энергонезависимая память. Можно писать,

можно считывать, а при пропаже питания данные не повреждаются.

Тут действуют те же директивы что и в flash — db, dw, dd, dq.

MACRO - оператор макроподстановки. Вот уж реально крутая вещь.

Позволяет присваивать имена целым кускам кода, мало того, еще

параметры задавать можно.