02_Avrasm -Aavrstudio.pdf

http://www.easy-soft.tsnet.pl/

AVR Asembler: Podstawy

posługiwania się AVR Studio 4.

Pierwszym krokiem nauki programowania będzie instalacja programu AVR Studio. Osobiście używam wersji

3.55 ... i 4.05. Niestety – nowa wersja AVR Studio nie nadaje się do pracy z kompilatorem GCC jest natomiast

dużo lepsza od swojej poprzedniczki. Być może jest to celowa polityka firmy Atmel a być może następna wersja

AVR Studio będzie również akceptować składnię języka C? Trudno powiedzieć – w tym momencie radzę sobie

tak, jak mogę. Poszczególne wersje AVR Studio różnią się nieco między sobą. Metody opisane dla AVR Studio 4

niestety nie dadzą wprost przenieść się do 3.55.

Tworzenie nowego zbioru projektu.

Uruchom AVR Studio wskazując skrót START  Programy  Atmel AVR

Tools  AVR Studio 4. Tworzony będzie nowy zbiór projektu, tak więc na

okienku, które się pokaże wybierz przycisk Create New Project .

Następnie wpisz nazwę zbioru projektu (dla potrzeb

tego przykładu programowania użyłem flashing-

leds ), zaznacz Atmel AVR Assembler , wpisz lub

wybierz lokalizację zbiorów na dysku i naciśnij

Next .

Otworzy się okienko umożliwiające nastawę

parametrów tak zwanej platformy

uruchomieniowej. Po lewej stronie wybierz AVR

Simulator (AVR Studio współpracuje z szeroką

gamą emulatorów sprzętowych, są one

wymienione na liście po lewej stronie ekranu)

natomiast po prawej AT90S8515 :

prawdopodobnie znajdziesz go na końcu listy.

Naciśnij klawisz Finish.

Zbiór projektu jest gotowy. Teraz można już

napisać pierwszy program w języku asembler

mikrokontrolera z rodziny AVR, to jest

AT90S8515.

Pierwszy program.

Po tym jak przyciśniesz klawisz Finish otworzy się okno zawierające graficzny interfejs użytkownika. Pierwsza

linia na górze ekranu to menu. Można tu znaleźć pewne standardowe funkcje Windows takie jak: zapis i

otwarcie zbioru, Kopiuj - Wytnij i Wklej oraz inne specyficzne dla AVR Studio jak menu nastaw parametrów

emulacji. Następna linia to paski narzędzi zawierające skróty do najczęściej używanych funkcji. Pod nią znajduje

się obszar roboczy (okno opisane jako Workspace) wyświetlający informacje na temat zbiorów projektu, stanu

portów I/O oraz wybranego modelu mikrokontrolera.

Okno po prawej stronie nosi nazwę okna edycji: możesz to niego wpisać źródło programu, który następnie

skompilujesz. Podczas pisania edytor rozróżnia słowa kluczowe zmieniając ich kolory. Na przykład komentarze

oznaczane są na zielono, polecenia asemblera na niebiesko, etykiety są czarne itd. Pasek tytułowy okna zawiera

nazwę aktualnie edytowanego zbioru. Jeśli zbiór został zmieniony i nie został zapisany na dysku – obok jego

nazwy wyświetla się symbol gwiazdki (*). Na samym dole ekranu umieszczono tzw. okno wyjściowe (Output

Window) wyświetlające wszystkie ważne komunikaty w czasie kompilacji czy też symulacji pracy programu.

J.Bogusz „Podstawy użytkowania AVR Studio 4”

STRONA 1/5

http://www.easy-soft.tsnet.pl/

Interfejs graficzny użytkownika jest bardzo dobrze opisany w zbiorach pomocy dostępnych po wybraniu

polecenia Help z menu. Niestety - jak większość materiałów przeznaczonych dla programistów i techników - jest

on w języku angielskim. Na stronie firmy Atmel można również znaleźć instrukcję do AVR Studio w formacie

Acrobat Reader (pdf). Wróćmy do pierwszego programu. Ponieważ jeszcze w tym momencie pewnie nie znasz

języka asemblera AVR pozwól, że zaproponuję wpisanie poniższych linii programu:

;mój pierwszy program dla AVR

.include "8515def.inc"

.def Temp = R16

.org 0x0000

rjmp Reset

Reset: ldi Temp, 0xFF

out DDRB, Temp

Loop:

out PORTB, Temp

dec Temp

rjmp Loop

Przy jego pomocy pokażę Ci w jaki sposób skompilować program – to znaczy przetłumaczyć z postaci

zrozumiałej dla człowieka do postaci zrozumiałej dla mikrokontrolera oraz przeprowadzić symulację jego pracy.

J.Bogusz „Podstawy użytkowania AVR Studio 4”

STRONA 2/5

http://www.easy-soft.tsnet.pl/

Kompilacja programu, symulacja jego pracy.

Z menu Project wybierz Build and Run lub naciśnij

Ctrl+F7. Na dole ekranu, w okienku wyjściowym,

powinien pojawić się komunikat „ Assembly complete

with no errors.” oznaczający bezbłędny przebieg

kompilatora. Przeglądając zawartość okienka

wyjściowego możemy również dowiedzieć się, że nasz

program:

polecenia zajmują 12 bajtów w pamięci

FLASH (Code : 6 words),

nie używa żadnych stałych (Constants

(dw/db): 0 words),

wykorzystuje całość swojego kodu

(Unused : 0 words),

całość, wliczając w to stałe i nie używane

fragmenty kodu, zajmuje 12 bajtów w

pamięci FLASH. (Total : 6 words).

AVR Studio może pracować w różnych trybach. Dla

pewnej systematyki nazwijmy ten poprzednio

wykorzystywany trybem edycji a ten, który

wykorzystujemy w tym momencie trybem symulacji

lub uruchomieniowym. Zwróć uwagę, że okienko

Workspace z lewej strony ekranu zmieniło zawartość

z Project na IO (wejście – wyjście). Umożliwi to nam

edycję zmiennych oraz oglądanie i modyfikację stanu

portów mikrokontrolera. Powinno się również ukazać

okno o nazwie Dissasembly a w nim żółta strzałka

przy linii programu wykonywanej po reset . Strzałka

ta ukaże się również w okienku programu

źródłowego. Wskazuje ona aktualną pozycję licznika

rozkazów. Jej położenie zmienia się podczas

wykonywania programu wskazując aktualną linię kodu.

Na dole, po prawej stronie ekranu

znajdziemy linię statusu. Dobrym

nawykiem jest sprawdzenie, czy

wybraliśmy właściwy typ

mikrokontrolera oraz parametry

środowiska jego pracy (np. narzędzie

emulacji).

J.Bogusz „Podstawy użytkowania AVR Studio 4”

STRONA 3/5

http://www.easy-soft.tsnet.pl/

Przyjrzyjmy się teraz bliżej okienku I/O . Jako, że

nasz program głównie operuje na rejestrze

PORTB oraz wykorzystuje R16 jako komórkę dla

zmiennej Temp , rozwińmy właśnie te gałęzie

wyświetlanego drzewa (wskazując znak +

umieszczony obok nazwy danej gałęzi). Na

początek zajmijmy się rejestrem R16.

Znajdziemy go na samym szczycie drzewa po

rozwinięciu gałęzi R16-31.

Po lewej stronie znajduje się nazwa rejestru, po prawej jego wartość.

Dwukrotne kliknięcie myszką na wartości umożliwia zmianę

zawartości rejestru. Można wybrać, czy wartość wyświetlona w

okienku oraz wpisywana przez nas podana będzie w kodzie

szesnastkowym (Hex), dziesiętnym (Dec), ósemkowym (Oct) czy

binarnym (Bin).

Nasz program operuje

głównie na rejestrze

PORTB: obejrzyjmy jego

stan w okienku I/O . Aby

tego dokonać należy

rozwinąć gałąź I/O

AT90S8515 – PORTB .

Pozostawmy ten widok na

ekranie, będzie nam

potrzebny w czasie

symulacji programu.

AVR Studio umożliwia pracę programu z pełną prędkością aż do podanego punktu zatrzymania. Punkt

zatrzymania można zaznaczyć ustawiając kursor w określonej linii kodu a następnie wybierając z menu Debug

polecenie Toggle breakpoint lub naciskając klawisz F9 . Teraz po wybraniu Run program zatrzyma się w

wybranym przez nas miejscu. Można sobie wyobrazić sytuację, gdy symulowana jest praca urządzenia

wymagającego podania pewnych sygnałów zewnętrznych. Wówczas „pułapka” może zatrzymać mikrokontroler

po rozkazie odczytu stanu portu a my korzystając z okienka I/O podajemy ręcznie pożądaną wartość

wymuszenia i dalej uruchamiamy program obserwując jego reakcję.

Inną metodą jest ustawienie kursora w miejscu, do którego mają zostać wykonane instrukcje i wybranie z menu

Debug polecenia Run to cursor lub naciśnięciu kombinacji klawiszy Ctrl + F10 . Zostaną wykonane wszystkie

instrukcje do pozycji kursora a następnie symulator zatrzyma się tak, jakby w tym miejscu ustawiona została

pułapka. Obie omówione wyżej metody są bardzo przydatne i warto je zapamiętać. Osobiście jednak najczęściej

w praktyce używam tzw. pracy krokowej, gdy instrukcje programu wykonywane są jedna po drugiej po

naciśnięciu klawisza lub wskazaniu myszką opcję Step into . Często również łączę wszystkie metody, ponieważ

na początku programu zwykle umieszczam funkcje ustawiające wskaźnik stosu, wartości rejestrów itp.

Wielokrotne przeglądanie pracy w tych momentach jest raczej stratą czasu. Wówczas to znakomicie pomaga

kombinacja Ctrl + F10. Podobnie jest z funkcjami obsługi przerwań: są one wywoływane np. co 500 impulsów

zegara – doskonale pomaga tu „pułapka” (breakpoint) umieszczona wewnątrz funkcji obsługi przerwania.

Wróćmy jednak do zagadnień związanych z krokową pracą programu – ta wymaga bowiem najwięcej

wyjaśnienia.

Jednokrotne naciśnięcie klawisza F11 odpowiada wykonaniu polecenia Debug – Step into. Polega ono na

wykonaniu pojedynczej instrukcji programu. Symbol żółtej strzałki przesuwa się na następną pozycję w

programie – oznacza to inkrementację licznika rozkazów a zawartość okienka I/O zmienia się w zależności od

stanu mikrokontrolera. Spójrzmy jak zmienił się stan rejestru DDRB po wykonaniu instrukcji LDI DDRB,0xFF

J.Bogusz „Podstawy użytkowania AVR Studio 4”

STRONA 4/5

http://www.easy-soft.tsnet.pl/

Zamalowane na czarno kwadraciki oznaczają stan wysoki danego bitu portu. Podobnie prześledzić można stan

rejestru PORTB modyfikowanego w dalszej części pętli programu.

Tak samo obejrzeć można stan zmiennej Temp znajdującej się w rejestrze R16 oraz inne zmienne

mikrokontrolera AVR. W czasie symulacji pracy programu (widać to również na zdjęciach) zauważymy, że

rejestr PINB zmienia swój stan o 1 cykl później niż rejestr DDRB. Jest to cecha mikrokontrolera AT90S8515

opisywana również w jego danych katalogowych. Budzi uznanie fakt, że twórcy AVR Studio zadbali również o

tak drobny szczegół.

Artykuł ten to tylko króciutkie wprowadzenie do tematyki tworzenia aplikacji z wykorzystaniem AVR Studio 4.

Jest to jednak program o bardzo dużych możliwościach, nie sposób ich tu wszystkich opisać. Mam jednak

nadzieję, że dalsze odcinki kursu programowania w asemblerze mikrokontrolerów AVR oraz przede wszystkim

własna praktyka wyjaśnią różne niuanse a ten artykuł pomoże po prostu zacząć.

Jacek Bogusz

jacek.bogusz@easy-soft.tsnet.pl

literatura:

http://www.avrfreaks.net

http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc0856.pdf (zestaw rozkazów asemblera AVR)

http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc0841.pdf (dane katalogowe AT90S8515)

J.Bogusz „Podstawy użytkowania AVR Studio 4”

STRONA 5/5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: