MPLAB 3.30

6.7.1. Постановка задачи и алгоритм ее решения

 

Возьмем для примера следующую, достаточно часто встречающуюся на практике, задачу, в которой необходимо измерить временной интервал между двумя импульсами в сигнале, поступающем от датчика и выдать полученный результат в виде параллельных двоичных кодов в порт ввода/вывода. Причем, входные импульсные сигналы имеют следующие параметры:

 

где - длительность цикла выполнения команды микроконтроллера.

Для решения поставленной задачи выберем микроконтроллер PIC 16C84(16F84) с многократно электрически перепрограммируемыми пользователем ППЗУ программ и данных-констант а также имеющим возможность работы с прерываниями. Причем, в данном микроконтроллере прерывание возникает по целому ряду причин и, в том числе, при переполнении счетчика-таймера TMRO (RTCC).

Основываясь на знании особенностей архитектуры и функционирования микроконтроллера PIC 16C84(16F84) можно предложить один из возможных вариантов алгоритма решения поставленной задачи. Последовательность действий при этом должна быть следующей:

1. Организовать процедуру ожидания поступления первого импульса, например, на вывод микроконтроллера RA1 (стандартная процедура «Ожидания события»).

2. После обнаружения переднего фронта первого импульса запустить внутренний таймер/счетчик TMRO.

3. Организовать процедуру ожидания поступления второго импульса на тот же вывод RA1.

4. После обнаружения переднего фронта второго импульса остановить таймер/счетчик.

5. Полученный в регистре таймера/счетчика параллельный двоичный код выдать в порт В в сопровождении стробирующего сигнала, свидетельствующего о готовности данных на выходе микроконтроллера. Стробирующий сигнал выдается, например, на вывод RA0.

 

6.7.2. Написание исходного текста программы

 

Написание исходного текста программы осуществляется с помощью редактора Editor Only, имеющегося в составе интегрированной среды MPLAB 3.30. Для того, чтобы войти в оболочку редактора, необходимо выполнить следующие действия:

1. Осуществить запуск основного пакета программ (выбрав в главном меню интегрированной среды иконку с надписью MPLAB);

2. Выбрать в меню пользователя пакетом MPLAB 3.30 пункт Option;

3. Выбрать в меню Option опцию Development Mode ... и в ней задать режим «Editor Only» а также тип процессора PIC 16C84(16F84);

4. Нажать кнопку с надписью RESET (что позволит запомнить наше изменение);

5. Выбрать в меню пользователя пакетом MPLAB пункт File;

6. Выбрать в меню File опцию New Source.

После этого можно приступить к написанию исходного текста программы. Причем, в исходном тексте программы сознательно сделаем некоторые ошибки, которые необходимо будет выявить и устранить на этапах трансляции и отладки программы с помощью Ассемблера MPASM и симулятора MPLAB-SIM.

Исходный текст программы в этом случае имеет следующий вид:

LIST P=PIC16C84

; Секция заголовка

TMR0 EQU 01H

STATUS EQU 03H

PORTA EQU 05H

PORTB EQU 06H

INTCON EQU 0BH

TRISA EQU 05H

TRISB EQU 06H

; Описание битов регистра STATUS

C EQU 00H

DC EQU 01H

Z EQU 02H

PD EQU 03H

TO EQU 04H

RP0 EQU 05H

RP1 EQU 06H

IRP EQU 07H

; Описание битов регистра INTCON

RBIF EQU 00H

INTF EQU 01H

TOIF EQU 02H

RBIE EQU 03H

INTE EQU 04H

TOIE EQU 05H

EEIE EQU 06H

GIE EQU 07H

; Описание битов порта В

RB0 EQU 00H

RB1 EQU 01H

RB2 EQU 02H

RB3 EQU 03H

RB4 EQU 04H

RB5 EQU 05H

RB6 EQU 06H

RB7 EQU 07H

; Описание битов порта А

RA0 EQU 00H

RA1 EQU 01H

RA2 EQU 02H

RA3 EQU 03H

RA4 EQU 04H

; Рабочая секция

; Начало исполняемой части рабочей программы

ORG 00H ; Следующая команда будет рас-

; положена по адресу 00H

GOTO BEGIN

ORG 004H ; Указываем адрес ячейки памяти

; программ 004Н, куда осуществляется переход при возникновении преры-

; вания. В нашем случае это прерывание при переполнении счетчика

; таймера tmr0

INCF TMR1,1 ; Инкрементируем счетчик TMR1

; при возникновении каждого очередного прерывания от TMR0. В резуль-

; тате таких действий получим двухбайтное число, хранящееся в регистрах

; tmr0 и tmr1. Причём старшая часть числа находится в регистре

; tmr1,а младшая - в регистре tmr0. Данное число соответствует коли-

; честву тактов нашего микроконтроллера прошедших между импульсами.

CLRF TMR0 ; Сбрасываем значение регистра

; tmr0

BCF INTCON,TOIF ; Сбрасываем флаг TOIF, указы-

; вающий на то, что было преры-

; вание по переполнению счетчи-

; ка таймера tmr0

RETFIE ; Выходим из процедуры обра-

; ботки прерывания от таймера с разрешением прерываний. То есть, уста-

; навливаем бит gie в регистре intcon. Это выполняется автоматически

; по команде retfie.

; Далее располагается текст основной программы

BEGIB ; Метка BEGIN

CALL INIT ; Вызываем процедуру для ини-

; циализации портов и прерыва

; ний

POVTOR BTFSC PORTA,PA1 ; Ждем начало импульса, то есть

; передний фронт импульса

GOTO POVTOR

BCF INTCON,TOIF ; Сбрасываем флаг прерыва-

; ния от таймера

BSF INTCON,TOIE ; Разрешаем прерывание по

; факту переполнения счётчика

; таймера

POVTOR_1 BTFSS PORTA,PA1 ; Ждем задний фронт первого

; импульса, то есть конец перво

; го импульса

GOTO POVTOR

POVTOR_2 BTFSC PORTA,PA1 ; Ждем передний фронт второго

; импульса (т.е. его начало)

GOTO POVTOR_2

BCF INTCON,TOIE ; Запрещаем прерывание по

; факту переполнения счетчи-

; ка таймера

CALL PERED ; Вызываем процедуру передачи

; информации

GOTO POVTOR ; Повторяем измерение

PERED MOVF TMR0,0 ; Передаём в порт В значение ре-

; гистра TMR0

MOVWF PORTB

BSF PORTA,PA0 ; Устанавливаем флаг передачи

NOP ; Организуем задержку

NOP

NOP

BCF PORTA,PA0 ; Сбрасываем флаг передачи

MOVF TMR1,0 ; Передаём в порт В значение

; регистра tmr1

MOVWF PORTB

BSF PORTA,PA0 ; Устанавливаем флаг передачи

NOP ; Организуем задержку

NOP

NOP

BCF PORTA,PA0 ; Сбрасываем флаг передачи

; Выход из процедуры передачи

INIT BSF STATUS,RP0 ; Устанавливаем активной

вторую страницу памяти

MOVLW B'00000010' ; Устанавливаем направления

; работы выводов порта А. В

; данном случае вывод ra1 бу-

; дет работать на ввод , а осталь-

; ные на вывод

MOVWF TRISA

MOVLW B'00000000' ; Устанавливаем направления

; работы выводов порта В.Все

; выводы порта работают в дан-

; ном случае на вывод информа-

; ции

MOVWF TRISB

BSF 1,5 ; Устанавливаем выходы генера-

; тора и предделителя на таймер

BCF STATUS,RP0 ; Cнова делаем активной пер-

; вую страницу

BCF PORTA,PA0 ; Устанавливаем на выводе ra1

; нулевой уровень

RETURN ; Конец процедуры инициализа-

; ции

END

; Конец всей нашей программы

После написания программы сохраняем её под любым именем. Для этого необходимо выбрать меню FILE и выбрать подменю SAVE AS..., после чего Вас попросят ввести имя файла с расширением. По умолчанию (если нет расширения) система автоматически добавит расширение ASM. Сохраним наш файл, например, с именем OUR.ASM

 

6.7.3. Преобразование исходного текста программы

в объектный код

 

Теперь начнём создавать объектный код (модуль) нашей программы. Для этого войдём в меню PROJECT и выберем подменю NEW PROJECT.После єтого у Вас попросят ввести следующую информацию:

· PROJECT PATH AND NAME - указать путь к поиску объекта

и его имя.

Пишем: C:MPLABOUR.PJT

· DEFAULT TOOLBAR - выбрать внешний вид оболочки.

Оставляем без изменений.

· DEFAULT KEY MAPPING - указать файл переназначения

функций клавиш.

Оставляем без изменений.

· DEVELOPMENT MODE - выбрать среду (режим) для

отладки программы.

Выбираем MPLAB-SIM SIMULATOR и нажимаем кнопку OK.

После этих действий перед Вами появится окно EDIT PROJECT где от Вас требуется выбрать файл программы вошедшей в данный проект. В нашем примере берём из списка NON-PROJECT FILES файл с именем OUR.ASM, выбираем кнопку <=ADD и нажимаем кнопку ОК.

Теперь выбираем в меню PROJECT подменю BUILD ALL. После чего начинается компиляция нашей программы.

После этих действий мы увидим окно с именем MPASM v02.00, в котором содержится следующая информация:

* Вверху первая строка указывает есть ли ошибки. В нашем случае

они есть, поэтому появляется следующее сообщение:

- ERRORS FOUND и красная линия 100%;

· Количество ошибок - ERRORS: 12;

· Количество описок - WARNINGS:

- REPORTED: 1;

- SUPPRESSED: 0;

· Количество сообщений:

- REPORTED: 0;

- SUPPRESSED: 0;

· Всего строк - (LINE ASSEMBLED): 132.

Затемпоявится окно с именемCOMPILE STATUS, содержащее следующую информацию:

STATUS: THERE ARE ERRORS

COMMAND LINE:

MPASMWIN /e /l /ainhx8m /q c:mplabour.asm

Это окноинформирует были ли ошибки при компиляции. В нашем случаи они были.

Выбираем кнопку OK.

Так как были ошибки, то система автоматически открывает окно с файлом ошибок, который генерирует MPASM. Теперь, последовательно анализируя сообщения в файле ошибок, будем исправлять ошибки в исходном тексте программы:

1. Warning[207] C:MPLABOUR.ASM 36: Found label after column 1. (RB7).

В этом сообщении об ошибке сказано следующее (см.п.2.5.2.):ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, [код ошибки-207], путь к файлу (место расположения и имя программы)- C:MPLABOUR.ASM, номер строки (в которой обнаружена)- 36: комментарий к ошибке (то есть, в чем заключается ошибка ) - НАЙДЕНА МЕТКА ПОСЛЕ СТРОКИ 1.(RB7).

Обращаемся к строке №36:

RB7 EQU 07H

Данная ошибка связанна с пробелами в начале строки, так как ассемблер не знает команды RB7.

Наши действия: Убираем пробелы в начале строки.

2. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 47: Symbol not previously defined (BEGIN)

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (BEGIN)

Смотрим в нашей программе строку №47:

GOTO BEGIN ; Переход на метку

Итак, мы определили метку BEGIN, но почему же ошибка? Просматривая программу, мы увидим, что в строке №69 написано:

BEGIB ; МЕТКА BEGIN

То есть, мы написали вместо BEGIN -> BEGIB.

Значит необходимо исправить єту описку.

3. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 52: Symbol not previously defined (TMR1).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (TMR1).

Проверяем описание регистров в секции заголовка. При этом выясняется, что там вообще нет описания регистров памяти данных (ОЗУ).

Поєтому в секцию заголовка добавим описание регистра TMR1 расположив его, например, по адресу 0CH в памяти данных:

TMR1 EQU 0CH

4. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 73: Symbol not previously defined (PA1).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA1).

Проверяем описание регистров в секции заголовка и увидим, что биты порта А определены под именами RA0,RA1,RA2,RA3,RA4, а в программе используем имена РА0,РА1,PA2,PA3,PA4.

Делаем соответствующие изменения в программе.

5. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 81: Symbol not previously defined (PA1).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA1), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

6. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 85: Symbol not previously defined (PA1).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA1), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

7. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 97: Symbol not previously defined (PA0).

В этой ошибке говорится СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA0), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

8. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 101: Symbol not previously defined (PA0).

В этой ошибке говорится СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA0), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

9. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 102: Symbol not previously defined (TMR1).

В этой ошибке говорится СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (TMR1). Эта ошибка уже исправлена в п.3.

10. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 105: Symbol not previously defined (PA0).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA0), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

11. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 109: Symbol not previously defined (PA0).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA0), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

12. Error[122] C:MPLABOUR.ASM 112: Illegal opcode (ВТОРУЮ).

В этой ошибке говорится: НЕИЗВЕСТНАЯ КОМАНДА (ВТОРУЮ).

Смотрим на строку №114:

INIT BSF STATUS,RP0 ; Устанавливаем активной

вторую страницу памяти

Оказывается, что мы забыли поставить знак комментария (;) в начале 115 строки.

Делаем соответствующие изменения в исходном тексте программы.

13. Error[113] C:MPLABOUR.ASM 127: Symbol not previously defined (PA0).

В этой ошибке говорится: СИМВОЛ НЕОПРЕДЕЛЁН (PA0), поэтому выполняем такие же действия, как и в п.4.

Теперь, когда вроде бы исправили все ошибки, запускаем откорректированную программу на компиляцию снова.

Теперь всё откомпилировалось без ошибок. После этого, в принципе, можно было бы записать откомпилированную программу в ППЗУ микроконтроллера. Однако, более целесообразно вначале промоделировать и отладить работу программы с помощью, например, программного симулятора MPLAB-SIM, имеющегося в составе интегрированной среды MPLAB 3.30.

6.7.4. Отладка программы

Для использования симулятора необходимо проделать следующие операции:

- Выбрать в главном меню пункт OPTION;

- Выбрать опцию DEVELOPMENT MODE;

- Выбрать MPLAB-SIM Simulator и тип микроконтроллера PIC16C84;

- Выбрать кнопку RESET , после чего Вас попросят сохранить наш проект и загрузится симулятор.

После этого осуществляем следующие действия:

- Выбираем в меню PROJECT и загружаем наш проект;

- Выбираем в меню DEBUG-RUN-RESET;

- Выбираем в меню DEBUG-RUN-STEP для пошагового выполнения нашей программы.

Теперь наша программа как-то выполняется, но для окончательной отладки нужно задать уровни сигналов на выводах микроконтроллера. Для этого воспользуемся текстовым редактором (любым) и создадим следующий файл стимула (файл для эмуляции уровней сигналов на выводах микроконтроллера):

OUR.STI

STEP RA0

25 0

30 1

100 0

105 1

115 0

В этом файле STEP- значение счетчика циклов в симуляторе, а RA0- вывод порта нашего микроконтроллера.

Запускаем на выполнение программу следующим образом:

- Выбираем в меню DEBUG-RUN-RESET;

- Выбираем в меню DEBUG-SIMULATOR STIMULUS-PIN STIMULUS-ENABLE;

- Вводим имя нашего файла OUR.STI;

- Выбираем в меню DEBUG-RUN-STEP для пошагового выполнения нашей программы.

Для наблюдения значений регистров воспользуемся функцией WATCH. Для этого выбираем WINDOW NEW WATCH и вводим имена интересующих нас регистров:

TMR0,TMR1,PORTA,PORTB,TRISA,TRISB.

Теперь, пошагово выполняя нашу программу, проверяем логику её работы и обнаружим следующие ошибки:

- в строке 83 имя метки, куда необходимо переходить, должно быть POVTOR_1;

- в строке 112 пропущена инструкция RETURN.

 

6.7.5. Листинг отлаженной программы

 

Итак, наша программа работает и окончательный вид её следующий:

LIST P=PIC16C84

; Секция заголовка

TMR0 EQU 01H

STATUS EQU 03H

PORTA EQU 05H

PORTB EQU 06H

INTCON EQU 0BH

TRISA EQU 05H

TRISB EQU 06H

; Описание битов регистра STATUS

C EQU 00H

DC EQU 01H

Z EQU 02H

PD EQU 03H

TO EQU 04H

RP0 EQU 05H

RP1 EQU 06H

IRP EQU 07H

; Описание битов регистра INTCON

RBIF EQU 00H

INTF EQU 01H

TOIF EQU 02H

RBIE EQU 03H

INTE EQU 04H

TOIE EQU 05H

EEIE EQU 06H

GIE EQU 07H

; Описание битов порта В

RB0 EQU 00H

RB1 EQU 01H

RB2 EQU 02H

RB3 EQU 03H

RB4 EQU 04H

RB5 EQU 05H

RB6 EQU 06H

RB7 EQU 07H

; Описание битов порта А

RA0 EQU 00H

RA1 EQU 01H

RA2 EQU 02H

RA3 EQU 03H

RA4 EQU 04H

; Описание регистров памяти данных (ОЗУ)

TMR1 EQU 0CH

;

; Рабочая секция

; Начало исполняемой части рабочей программы

ORG 00H ; Следующая команда будет рас-

; положена по адресу 00H

GOTO BEGIN

ORG 004H ; Указываем адрес ячейки памяти

; программ 004Н, куда осуществляется переход при возникновении прерывания. В нашем случае это прерывание при переполнении счетчика

; таймера tmr0

INCF TMR1,1 ; Инкрементируем счетчик TMR1

; при возникновении каждого очередного прерывания от TMR0.В резуль-

; тате таких действий получим двухбайтное число, хранящееся в регистрах

; tmr0 и tmr1. Причём старшая часть числа находится в регистре

; tmr1, а младшая - в регистре tmr0. Данное число соответствует коли-

; честву тактов нашего микроконтроллера прошедших между импульсами.

CLRF TMR0 ; Сбрасываем значение регистра

; tmr0

BCF INTCON,TOIF ; Сбрасываем флаг TOIF, указы-

; вающий на то, что было преры-

; вание по переполнению счетчи-

; ка таймера tmr0

RETFIE ; Выходим из процедуры обра-

; ботки прерывания таймера с разрешением прерываний. То есть, устанав-

; ливаем бит gie в регистре intcon. Это выполняется автоматически по

; команде retfie.

; Далее располагается текст основной программы

BEGIN ; Метка BEGIN

CALL INIT ; Вызываем процедуру для ини-

; циализации портов и прерыва

; ний

POVTOR BTFSC PORTA,RA1 ; Ждем начало импульса, то есть

; передний фронт импульса

GOTO POVTOR

BCF INTCON,TOIF ; Сбрасываем флаг прерыва

; ния от таймера

BSF INTCON,TOIE ; Разрешаем прерывание по

; факту переполнения счётчика

; таймера

POVTOR_1 BTFSS PORTA,RA1 ; Ждем задний фронт первого

; импульса, то есть конец перво-

; го импульса

GOTO POVTOR

POVTOR_2 BTFSC PORTA,RA1 ; Ждем передний фронт второго

; импульса (т.е. его начало)

GOTO POVTOR_2

BCF INTCON,TOIE ; Запрещаем прерывание по

; факту переполнения счетчи-

; ка таймера

CALL PERED ; Вызываем процедуру передачи

; информации

GOTO POVTOR ; Повторяем измерение

PERED MOVF TMR0,0 ; Передаём в порт В значение ре-

; гистра TMR0

MOVWF PORTB

BSF PORTA,RA0 ; Устанавливаем флаг передачи

NOP ; Организуем задержку

NOP

NOP

BCF PORTA,RA0 ; Сбрасываем флаг передачи

MOVF TMR1,0 ; Передаём в порт В значение

; регистра tmr1

MOVWF PORTB

BSF PORTA,RA0 ; Устанавливаем флаг передачи

NOP ; Организуем задержку

NOP

NOP

BCF PORTA,RA0 ; Сбрасываем флаг передачи

; Выход из процедуры передачи

INIT BSF STATUS,RP0 ; Устанавливаем активной вто

; рую страницу памяти

MOVLW B'00000010' ; Устанавливаем направления

; работы выводов порта А. В

; данном случае вывод ra1 бу-

; дет работать на ввод , а осталь-

; ные на вывод

MOVWF TRISA

MOVLW B'00000000 ; Устанавливаем направления

; работы выводов порта В. В

; данном случае все выводы пор-

; та работают на вывод информа;

; ции

MOVWF TRISB

BSF 1,5 ; Устанавливаем выходы генера-

; тора и предделителя на таймер

BCF STATUS,RP0 ; Снова делаем активной пер-

; вую страницу

BCF PORTA,RA0 ; Устанавливаем на выводе ra1

; нулевой уровень

RETURN ; Конец процедуры инициализа-

; ции

END

; Конец всей нашей программы

 

6.7.6. Запись программы в ППЗУ микроконтроллера PIC 16F84(16С84)

 

Для записи отлаженной программы в ППЗУ микроконтроллера PIC 16F84 необходимо снова осуществить ее компиляцию, выбрать файл с именем OUR.HEX и передать его в программатор.

При наличии подключенного к IBM PC программатора PICSTART запись отлаженной программы в микроконтроллер можно осуществить не выходя из оболочки пакета MPLAB 3.30. Для этого необходимо воспользоваться опцией Picstart Plus в меню основного пакета программ.

При отсутствии PICSTARTa можно воспользоваться любым из следующих типов программаторов: COMPIC, PROPIC, PICLAB-16, LEAPER-6 или PROMATE. Для этого необходимо выйти из оболочки интегрированного пакета и запустить соответствующую программу (драйвер), поддерживающую имеющийся в наличии у разработчика программатор.

Все указанные выше программаторы имеют различные по сложности схемы и функциональные возможности. Но, все они рассчитаны на использование ПЭВМ типа IBM PC и подключаются с помощью последовательных интерфейсов типа I2C и RS-232C, либо через параллельный принтерный порт с помощью интерфейса Centronics.