Сучасні засоби розробки.

Сучасні програмно-інструментальні засоби розробки і наладки дозволяють провести весь етап розробки електронного пристрою - від постановки задачі та вибору схемотехнічного рішення до випуску повного набору конструкторської документації, моделювання фізичних процесів, які відбуваються в пристрої.

До переваг використання засобів розробки можна віднести:

• зменшення часу виходу готової продукції;

• зменшення матеріальних витрат і ризику при розробці;

Професійним засобом розробника є MPLAB ICD 2.

*********** Демонстрація MPLAB ICD 2 ! ******************

Аналіз етапів сучасного проектування пристроїв на базі мікропроцесорів.

Сучасне проектування пристроїв на базі мікропроцесорів включає наступні етапи:

1. Розробка технічного завдання.

2. Вибір схемотехнічного рішення.

3. Написання коду програми мікропроцесора.

4. Наладка програмного коду.

5. Програмування мікропроцесора.

6. Апробація пристрою на діючому макеті.

Технічне завдання.

Розробка технічного завдання є важливим пунктом довільної розробки. Саме технічним завданням визначаються основні параметри пристрою - умови функціонування пристрою (температурний режим, агресивні середовища, тощо), електричні параметри (напруга живлення, вхідні та вихідні струми, тощо), швидкодія, перелік функціональних дій, що визначають необхідні модулі мікропроцесора.

Аналіз технічного завдання дозволяє обґрунтувати вибір мікропроцесора та необхідних засобів розробки.

Для прикладу, сформулюємо задачу створення управляючого пристрою світлофорами.

Нехай управляючий пристрій повинен забезпечувати роботу двох світлофорів в автоматичному режимі. Стани світлофорів задані у таблиці. Часовий режим переключення виберемо мінімальним з умови можливості візуального спостереження.

	1 стан		2 стан		3 стан		4 стан
	CФ 1	СФ 2	CФ 1	СФ 2	CФ 1	СФ 2	CФ 1	СФ 2
Червоний	+		+			+		+
Жовтий			+	+			+	+
Зелений		+			+			

Таким чином, мікропроцесор повинен управляти режимом включення виключення шести світлових індикаторів. Мати можливість реалізувати часові параметри переключення світлових індикаторів. Тобто для вирішення поставленої задачі нам необхідно задіяти лише два модулі мікропроцесора – порт вводу/виводу і модуль таймера. Знявши обмеження на час свічення індикаторів, використання модуля таймера можна замінити на програмну реалізацію часової затримки.

Проаналізувавши архітектуру мікропроцесорів, бачимо, що для вирішення даної задачі підходить мікропроцесор фірми Microchip PIC16F84 чи його сучасний аналог PIC16F628.

Визначившись з мікропроцесором, можемо вибрати необхідні засоби розробки:

• Інтегроване середовище програмування MPLAB-IDE.

• Програмний Симулятор MPLAB SIM (Simulator).

• Програмний продукт IС-Prog.

• JDM Програматор (Programmer).

• Програмний продукт Layout 4.0

Інтегроване середовище програмування MPLAB-IDE.

Робоче вікно середовища MPLAB IDE 6.0 із прикладом наладки програми показане на рис. 1.

Середовище має зручний графічний інтерфейс, убудований менеджер проектів і текстовий редактор з підтримкою виділення операторів і директив кольором, убудований ассемблер і симулятор, підтримує новітні dsPIC. Середовище дозволяє підключати компілятори Си як виробництва Microchip, так і інших фірм. MPLAB IDE працює з всіма засобами наладки Microchip, у тому числі і ICD2 дебагером.

Підтримується установка точок зупинки, перегляд і зміна пам'яті даних і памяті EEPROM.

Рисунок 1. 32-бит середовище MPLAB IDE 6.0

Програмний Симулятор MPLAB SIM

Симулятор MPLAB SIM дозволяє прослідкувати виконання програми мікро контролером на рівні команд по крокам або в режимі анімації. На довільній команді виконання програми може бути призупинено для перевірки та зміни пам’яті. Спеціальні функції дозволяють моделювати сигнали з логічними рівнями на входах мікро контролера.

IС-Prog.

Оболонка програмування IC-Prog займає одне з перших місць по популярності серед радіоаматорів, оскільки здатна працювати з великим числом як мікросхем, що програмуються, так і адаптерів різних типів. Автор програми Bonny Gijzen найкраще пристосував IC-Prog до програмування саме мікро контролерів Microchip.

"Скачати" IC-Prog можна із сайта його автора за адресою http://www.ic-prog. com/icprog105C.zip . У цьому архіві знаходиться єдиний файл icprog.exe останньої версії 1.05с. З виходом нових версій адреса може змінитися. Якщо на комп'ютері встановлена операційна система Windows-98 чи Windows Millenium, файл досить запустити на виконання.

Для операційних систем Windows 2000, Windows XP буде потрібно ще один файл, icprog.sys, що знаходиться в архіві за адресою http://www.ic-prog.com/ icprog_driver.zip. Файл драйвера необхідно помістити в одну папку з icprog.exe, що виконується. Перед запуском IC-Prog у цих ОС необхідно, клацнувши по імені файлу правою кнопкою миші, вибрати пункт "Властивості" ("Properties") і установити сумісність (compatibility) з Windows 2000. Файл допомоги англійською мовою, знаходиться за адресою http://www.ic-prog.com/icprog.chm.

Після запуску програми на екрані з'явиться вікно з написами англійською мовою. Виберемо в меню "Settings" (настроювання) пункт "Options" (опції), а в ньому — закладку "Language" (мова), де у свою чергу виберемо Russian. Після виконання запропонованого програмою перезапуску вона стане російськомовно.

При першому запуску IC-Prog у середовищі Windows 2000/XP необхідно в тому ж меню "Settings-Options" відкрити закладку "Misc" (різне) і відзначити пункт "NT/2000 Driver".

Особливістю IC-Prog є роздільні вікна буферів програмної пам'яті і пам'яті даних мікроконтролера. До того ж буфер програми — 16-розрядний. Коди команд довжиною 12 (як у PIC12C508), 14 (як у Р1С16F84) чи 16 (як у мікроконтролерів серії PIC18) двійкових розрядів відображаються в ньому чотирьохрозрядними шістнадцятирічними числами.

Цікава особливість буфера пам'яті програм IC-Prog — можливість дизасемблювати коди, що знаходяться в ньому, і побачити їх у формі мнемоник команд мікроконтролера. Досить натиснути на екранну кнопку, чи вибрати в меню "Вид Вікна" пункт "Ассемблерный", щоб вікно перетворилося в показане на мал.

Повертають вікно в колишній стан за допомогою екранної кнопки, чи пункту меню "Вид Вікна — Шестнадцатиричный". На жаль, дизассемблер "знаком" тільки із системою команд мікроконтролерів серії PIC16. До них можна додати PIC12, якщо помістити в папку з файлом icprog.exe файл динамічної бібліотеки підпрограм dis-asm.dll, "скачаний" за адресою http:// www.ic-prog.com/disasm.dll.

Буфер пам'яті даних (EEPROM) у програми IC-Prog байтовий. "Зайвих" не використовуваних при програмуванні байтів між використовуваними в ньому немає. І адреси комірок буфера збігаються з дійсними адресами комірок EEPROM мікроконтролера.

Зверніть увагу на праву частину вікна IC-Prog. Тут знаходиться табло "Конфігурація". Вид його залежить від обраного для програмування мікроконтролера.

П ередбачено можливість вибрати тип генератора (осциллятора, ER CLK-OUT розшифровується як "установка частоти зовнішнім резистором з виходом тактових імпульсів"), включити захист коду (СР OFF — захист виключений) і задати значення інших розрядів слова конфігурації. У нижній частині вікна виведене шестнадцатиричное значення CRC — циклічного контрольного коду усього вмісту пам'яті мікроконтролера. Редагувати його значення не можна, програма автоматично обновляє його при будь-якій зміні вмісту будь-якого осередку буферів програмної пам'яті, EEPROM, слова конфігурації і так називаного ідентифікаційного (ID) коду. Для останнього в мікроконтролерах PICmicro відведена спеціальна область пам'яті, куди користувач має можливість записати довільне четырехразрядное шестнадцатиричное значення. ID код залишається доступним для читання навіть при включеному захисті, що дозволяє при необхідності "пізнати" його мікросхему, що зберігає. Для його відображення і редагування на табло "Конфігурація" передбачено спеціальне вікно.

У нижній частині табло можна побачити значення слова конфігурації в шестнадцатиричном форматі. А якщо двічі "клацнути" мишею в довільному місці поля табло, буде відкрите вікно, що дозволяє привласнити слову конфігурації шестнадцатиричное, десяткове чи символьне (ASCII) значення, не займаючись індивідуальною установкою окремих двійкових розрядів.