Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С — страница 16 из 70

В данном параграфе мы рассмотрим пример преобразования исходного файла с программой на Си компилятором ICC12 к файлу с исполняемым кодом. Этот процесс был описан в разделе 3.13.1. Следует заметить, что данный пример демонстрирует отнюдь не все особенности механизма действия компилятора. Для получения более полных сведений следует обратиться к техническому описанию компилятора. Мы же постараемся сконцентрировать внимание читателя на ключевых моментах преобразования кодов. Эти знания необходимы Вам для того, чтобы начать работу с 68HC12, программируя их на Си.

В представленном примере прикладная программа управляет светодиодами, подключенными к выходам порта PORTA микроконтроллера 68HC12B32. Периодически, по первому сигналу переполнения таймера светодиоды зажигаются, а последующему сигналу переполнения таймера эти светодиоды гасятся. Аппаратные средства, используемые для отладки этой задачи, представлены на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Схема подключения светодиодов к микроконтроллеру 68HC912B32

/************************************************************/
/* Название: Sample.c                                       */
/* Описание: Эта программа производит включение             */
/* и выключение светодиодов с интервалом                    */
/* времени 1 с. Используется МК 68НС12ВЗ2                   */
/* Файл заголовка header содержит адреса всех               */
/* портов и регистров специальных функций                   */
/* Контроллер должен быть сконфигурирован                   */
/* для работы в однокристальном режиме                      */
/* Дата создания: May 15, 2004                              */
/* Авторы: Daniel Pack and Steve Barrett                    */
/************************************************************/
1 #include <68НС12ВЗ2.h>
2 /*****************************************************/
3 void TOIISR(void);
4 /*****************************************************/
5 #pragma interrupt_handler TOIISR() /* Объявление подпрограммы
6  прерывания по переполнению таймера*/
7 #pragma abs_address:0x0B1E /*задать адрес подпрограммы прерывания ISR */
8 void (* Timer_Overflow_interrupt_vector[])()={TOIISR}
9 #pragma end_abs_address
10 unsigned char second = 0x00;
11 void main (void)
12 {
13  TSCR=0x80; /*включить таймер*/
14  TMSK2=0x80; /*разрешить прерывания по таймеру*/
15  TFLG2=0x80; /*очистить флаг TOIF*/
16  DDRA=0xFF; /* настроить порт Port A на вывод*/
17  CLI(); /*разрешить прерывания*/
19  EXIT()
20 }
21
22 void TOIISR(void) /*подпрограмма прерывания*/
23 {
24  TFLG2=0x80; /*очистить флаг TOIF*/
25  second += 1; /*увеличить на 1 программный счетчик с именем second*/
26  if (second == 122)
27  {
28   PORTA = !PORTA; /*инвертировать порт PORT A*/
29   second = 0x00; /*обнулить программный счетчик*/
30  }
31 }

Обратите внимание! Каждая программа должна обязательно иметь заголовок, в котором прописаны: название программы, краткое описание реализуемого алгоритма, авторы и дата создания программы. Файл заголовка 68HC12B32.h содержит определения регистров специальных функций МК B32 и макроопределения для препроцессора компилятора. Номера строк в приведенном тексте программы при вводе исходного текста в редакторе интегрированной среды ICC12 не должны присутствовать. Это наше дополнение для удобства восприятия материала.

Разберем назначение отдельных элементов программы. В первой строке записана директива препроцессора компилятора #include, которая предписывает присоединить к программе заголовочный файл с именем 68НС12ВЗ2.h. Содержимое этого файла мы рассмотрим ниже. Строка 3 содержит объявление функции TOIISR как подпрограммы прерывания по переполнению таймера. Строки с пятой по девятую содержат директивы, которые назначают ячейку памяти с адресом 0x0B1E для размещения в ней адреса начала подпрограммы прерывания TOIISR. В строке 10 осуществляется определение и инициализация глобальной переменной с именем second, которая будет использоваться в качестве программного счетчика. Строки с одиннадцатой по двадцатую содержат текст основной программы, в которой происходит инициализация подсистемы таймера. Таймер запускается на счет, разрешаются прерывания по его переполнению. Обратите внимание, в строке 17 вызывается макрос разрешения прерывания, который был определен в заголовочном файле. Строка 18 содержит конструкцию бесконечного цикла, который обеспечивает выполнение пустых команд микроконтроллером, пока не поступит запрос на прерывание от таймера. В строке 19 записан макрос программного прерывания EXIT(), который также определен в заголовочной файле. В строке 22 начинается подпрограмма прерывания по таймеру. В ней сбрасывается флаг переполнения таймера (строка 24), а затем инкрементируется программный счетчик second (строка 25). Заметим, что период счета 16 разрядного счетчика таймера микроконтроллера 68HC12 при частоте шины 8 МГц составляет 8,19 мс. Поэтому для отсчета 1 с требуется 122 периода переполнения этого таймера. В строке 26 записана конструкция условия if. Выражения строк 28 и 29 будут исполняться, только если счетчик second достиг значения 122. Тогда код на линиях PORTA будет инвертирован, а содержимое программного счетчика обнулено.

Обратимся теперь к разъяснению содержимого заголовочного файла. Мы не будем приводить его текст целиком, а приведем лишь те строки, которые необходимы для рассматриваемой в основном примере программы:

1 #define _IO_BASE 0
2 #define _P(off) *(unsigned char volatile*) (_IO_BASE + off)
3 #define TSCR _Р(0х86)
4 #define TMSK2 _Р(0х8D)
5 #define TFLG2 _P(0x8F)
6 #define DDRA _Р(0х02)
7 #define PORTA _Р(0х00)
8 #define CLI() asm("cli\n")
9 #define EXIT() asm("swi\n")

Две первые строки приведенного фрагмента заголовочного файла используются для определения макроса _P с аргументом off. Обратите внимание на символ указателя в макросе. Все следующие выражения в строках с 3 по 7 определяют численные значения для символьных обозначений регистров специальных функций МК. Эти численные значения — адреса регистров в соответствии с картой памяти МК. Любое упоминание имен регистров в тексте программы связано с выполнением операций чтения или записи в эти регистры по их физическим адресам. Этим объясняется необходимость применения указателя в определении макроса _P(off). Две последние строки 8 и 9 являются примерами определения макросов.

Вернемся к примеру управления светодиодами. После обработки программой компилятора исходного текста программы Sample.c будет получен следующий текст программы на языке ассемблера.

1   .module interrupt.c
2   .area memory(abs)
3   .org 0xb1e
4  _Timer_Overflow_interrupt_vector::
5   .word _TOIISR
6   .area data
7  _second::
8   .blkb 1
9   .area idata
10 .byte 0
11 .area data
12  .area text _main::
14 ; void TOIISR(void);
15 ; #pragma interrupt_handler TOIISR() ;
16 ; #pragma abs_address:0x0B1E
17 ; void (*Timer_Overflow_interrupt_vector[]) ()={TOIISR};
18 ; #pragma end_abs_address ;
19 ; unsigned char second=0x00;
20 ;
21 ;void main(void)
22 ;{
23 ; TSCR=0x80;
24  ldab #128
25  stab 0х86
26 ; ТМSК2=0х80;
27  ldab #128
28  stab 0x8d
29 ; TFLG2=0x80;
30  ldab #128
31  stab 0x8f
32 ; DDRA=0xFF;