PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Многие компании, занимающиеся разработкой инструментальных средств, предлагают графические среды, делающие процесс разработки программ простым и интуитивно понятным. Что касается микроконтроллеров PIC, то компания Microchip Technology предоставляет интегрированную среду разработки (ИСР) MPLAB®, которая объединяет полностью совместимые средства разработки программ под одной «крышей». Как и все программные продукты компании (за исключением компилятора языка Си), ИСР MPLAB распространяется свободно.

Рис. 8.5. Инструментальные средства создания и отладки программного обеспечения

Среда MPLAB осуществляет интеграцию Microchip-совместимых программных средств с целью создания законченной среды для разработки ПО. В частности, в состав MPLAB входят следующие программы:

• Менеджер проектов, который группирует заданные файлы, относящиеся к данному проекту; например, файлы с исходным кодом, объектные файлы, файлы симуляции, файлы листингов и hex-файлы.

• Редактор для написания исходных файлов и командных файлов компоновщика.

• Ассемблер, компоновщик и библиотекарь для трансляции исходного кода и создания библиотечных модулей, которые могут использоваться компоновщиком.

• Симулятор для моделирования процесса исполнения команд и ввода/вывода на персональном компьютере (см. Рис. 8.7).

• Загрузчик, который используется совместно с программатором, подключаемым к компьютеру через последовательный порт или USB (см. Рис. 17.4 на стр. 616).

• Программное обеспечение для эмуляции микроконтроллеров PIC в режиме реального времени на целевой аппаратуре. При этом вместо целевого процессора к плате устройства подключается внутрисхемный эмулятор (ICE) или отладчик, управляемый через последовательный порт или USB.

В фирменном руководстве пользователя MPLAB IDE User’s Guide содержится учебник и подробная информация по ИСР MPLAB, рассмотрение которой выходит за рамки данной книги. Тем не менее, исключительно для иллюстрации, приведу два скриншота, полученных во время разработки предыдущего примера, в котором используются файлы main.asm, sqr.asm и root.asm, как изображено на Рис. 8.6 и Рис. 8.7.

На Рис. 8.6 показано окно, отображающее содержимое проекта (файл rms.mcp), сформированного после работы начального «мастера». Проект включает три исходных файла, созданных ранее при помощи редактора. Кроме того, в проекте присутствует командный файл компоновщика rms.lkr, который также был создан и сохранен ранее. Итоговый файл с машинным кодом будет называться rms.hex.

Рис. 8.6. Окно проекта ИСР MPLAB версий 6.x, отображающее имена файлов, используемых для ассемблирования, компоновки и симуляции Программы 8.2

После того как проект создан, можно приступать к выполнению следующих операций:

1. Ассемблирование файла main.asm для получения объектного файла main.o.

2. Ассемблирование файла sqr.asm для получения объектного файла sqr.o.

3. Ассемблирование файла root.asm для получения объектного файла root.о.

4. Компоновка объектных файлов, полученных на этапах 1…3, в соответствии с командным файлом rms.lkr.

5. При отсутствии синтаксических ошибок создание абсолютного исполняемого файла, содержимое которого приведено в Листинге 8.7.

Для этого необходимо выбрать в меню Project (четвертый пункт слева на Рис. 8.7) команду Make Project. При обнаружении синтаксических ошибок на экране появится окно ошибок со списком. Двойной щелчок на любой ошибке вызовет переход к соответствующему окну с исходным кодом и установке курсора на строку, в которой эта ошибка была обнаружена.

Рис. 8.7.Снимок экрана при работе ИСР MPLAB версий 6.x во время симуляции проекта, приведенного на Рис. 8.6

После успешного создания программы можно выполнить ее симуляцию. При этом ПК моделирует поведение микроконтроллера PIC, т. е. выполнение его команд и функционирование периферийных модулей. Пользователь может в любой момент сбросить симулируемый микроконтроллер, установить точки останова, выполнять программу в пошаговом или нормальном режиме. Во время симуляции можно наблюдать за содержимым заданных регистров или даже всей памяти данных. Разумеется, скорость выполнения программы при симуляции будет на несколько порядков ниже, чем при использовании реального микроконтроллера.

Симуляцию можно запустить из меню Debugger. Пункты этого меню вынесены на отдельную панель инструментов Debugger (справа вверху на Рис. 8.7). В режиме симуляции оператор может:

• Сбросить виртуальный процессор, нажав на кнопку .

• Запустить  симуляцию на максимальной скорости и приостановить  ее.

• Автоматически выполнять программу  со скоростью несколько шагов в секунду.

• Выполнять программу пошагово в трех различных режимах (по одной строке при каждом щелчке по соответствующей кнопке):