Занимательно о микроконтроллерах

Пример использования комментариев приведен в листинге 7.5.

В листинге 7.5 показан отрывок программы на языке ассемблера ASM-51, для которого комментарии имеют наибольшее значение, но точно так же можно (и нужно) использовать комментарии и в исходных текстах программы на языке высокого уровня. При этом нужно помнить, что те фрагменты текста программы, которые абсолютно ясны в момент написания, через месяц вызовут затруднения даже у программиста, написавшего этот текст, не говоря уже о человеке, который видит его впервые.

Программа читается, прежде всего, по комментариям и только потом, если она по каким-либо причинам не работает, проверяется на соответствие комментариям конкретных операторов языка программирования. Такой стиль написания программ позволяет значительно экономить время, т. к. не приходится повторно разбираться с уже написанными участками кода при поиске ошибки программы.

Структурное программирование

Программирование для универсальных компьютеров начиналось с использования машинных кодов, затем появились языки высокого уровня. Позже были развиты сначала принципы структурного программирования, а потом — объектно-ориентированное программирование. В настоящее время активно развивается визуальное программирование.

Программирование для микроконтроллеров во многом повторяет тот же путь. Переход от этапа к этапу зависит от доступных внутренних ресурсов микроконтроллеров. Еще несколько лет назад использование языков высокого уровня при написании программ для микроконтроллеров было невозможно из-за малого объема внутренней памяти программ. (В дешевых моделях микроконтроллеров эта ситуация сохраняется до сих пор.)

В настоящее время с появлением микроконтроллеров и сигнальных процессоров с объемом внутренней памяти в несколько десятков килобайт появляется возможность использования методов структурного, а в некоторых случаях и объектно-ориентированного проектирования.

Применение структурного программирования позволяет увеличить скорость написания программ и облегчить их отладку за счет сокращения количества доступных программных конструкций. Поэтому в начале семидесятых годов был разработан ряд языков высокого уровня, ориентированных на структурное программирование. Это такие языки, как С, PASCAL, ADA. Однако не надо думать, что структурное программирование возможно только на этих языках, для этого пригодны и такие языки, как ассемблер или FORTRAN, где не предусмотрено структурных операторов.

В настоящее время существуют два способа написания программ: снизу вверх и сверху вниз. При написании программы снизу вверх приступить к ее отладке невозможно, не завершив полностью разработку текста всей программы. При этом ошибка в написании (или понимании работы) крупных блоков программы приводит к тому, что даже правильно написанные части программы приходится переделывать или выбрасывать полностью! Но наиболее неприятный момент заключается в том, что при таком методе программирования в программе содержится огромное количество ошибок, каждая из которых может привести к неработоспособности разрабатываемого устройства (мы помним, что в микроконтроллерах именно программа во многом определяет работу устройства).

И еще одна особенность написания и отладки программы для микроконтроллеров и сигнальных процессоров. В отличие от универсальных компьютеров никто не гарантирует, что правильно работает аппаратура!

Возможна ситуация, что устройство не работает не из-за ошибки в программе, а из-за ошибки в схеме или ошибки монтажа! В процессе написания и отладки программы для микроконтроллерного устройства производится поиск ошибок не только в программном обеспечении, но и в схеме.

При разработке программы сверху вниз на любом этапе она может быть оттранслирована и выполнена, при этом можно отследить выполнение всех фрагментов алгоритма, написанных к этому времени. Более того, разработку алгоритма можно объединить с его реализацией на языке программирования! Для этого можно воспользоваться подпрограммами.

Выполняемое алгоритмическое действие обычно отображается в названии подпрограммы. Это значительно повышает наглядность программы и тем самым скорость ее написания и отладки. Пример такого подхода показан в листинге 7.6.

В листинге 7.6 текст программы практически не отличается от описания алгоритма. В начале процесса разработки программного обеспечения подпрограммы обычно еще не написаны. Для того чтобы можно было оттранслировать программу, можно воспользоваться механизмом заглушек. Подпрограмма-заглушка ничего не делает, но уже объявлена и имеет имя, совпадающее с тем действием, которое она должна будет в дальнейшем реализовать.

Подпрограммы будут написаны позднее, когда уже будет отлажен верхний уровень программы. При написании подпрограмм уже не нужно будет заботиться о верхнем уровне, т. к. он уже к этому времени будет отлажен. Не потребуется также учитывать остальные подпрограммы, т. к. подпрограммы одного уровня не зависят друг от друга.