63_68.PDF

P R O G R A M Y

Tani kompilator firmy CCS

Takie by³y pocz¹tki. Potem by³o juø

znacznie lepiej, ale zacz¹³em poszuki-

waÊ narzÍdzi pozwalaj¹cych znacznie

szybciej tworzyÊ programy. Po zbadaniu

zasobÛw Internetu okaza³o siÍ, øe istnie-

je kilka firm oferuj¹cych kompilatory jÍ-

zyka C dla mikrokontrolerÛw Microchi-

pa. Naj³atwiej jest znaleüÊ taki kompi-

lator dla najbardziej popularnego, 14-bi-

towego rdzenia (rodziny 16xx), ale ofe-

rowane s¹ teø kompilatory dla rodzin

12xx, 17xx i†18xx. Jedn¹ z†firm, oferu-

j¹cych kompilatory C dla wszystkich ro-

dzin mikrokontrolerÛw PIC (z†wyj¹tkiem

PIC 17xx), jest Custom Computer Servi-

ces , bardziej znana jako CCS.

W†ofercie tej firmy znajduj¹ siÍ trzy

podstawowe ( tab. 1 ) kompilatory, ozna-

czone jako:

- PCB dla rdzenia 12-bitowego PIC 12xx,

- PCM dla rdzenia 14-bitowego PIC16xx,

- PCH dla rdzenia 16-bitowego PIC18xx.

Kaødy z†tych kompilatorÛw wystÍpuje

oddzielnie i†trzeba je osobno zakupiÊ.

Uøytkownicy zespolonych úrodowisk pro-

jektowych, takich jak Bascom, czy kom-

pilatory C firm Keil lub IAR, byliby naj-

prawdopodobniej nieco zawiedzeni przy

pierwszym zetkniÍciu z†tymi trzema pro-

duktami CCS. Kompilatory w†wersjach

PCB, PCM i†PCH s¹ wywo³ywane przez

rÍcznie wpisywane komendy. Nie ma tu

øadnego dedykowanego edytora, mene-

døera projektu, czy - rzecz juø prawie

standardowa - programowego symulatora

wykonywanego programu. Jednak wymie-

nione niedogodnoúci nie dyskwalifikuj¹

tych kompilatorÛw.

Producenci oprogramowania narzÍ-

dziowego dla mikrokontrolerÛw Micro-

chipa s¹ w†tej komfortowej sytuacji, øe

maj¹ do dyspozycji bardzo dobre i†dar-

mowo rozprowadzane úrodowisko pro-

jektowe MPLAB. Zapewnia ono moøli-

woúÊ edycji plikÛw ürÛd³owych, tworze-

nia w³asnych projektÛw oraz zawiera

doskona³y symulator programowy

z†moøliwoúci¹ krokowego wykonywania

programu, podgl¹dania wartoúci zmien-

nych, rejestrÛw i†obszarÛw pamiÍci

RAM, ROM i†EEPROM uøytkownika.

WspÛ³praca MPLAB z†kompilatorami

Kiedy po raz pierwszy

zetkn¹³em siÍ

mikrokontrolerami PIC16xx

firmy Microchip przeczyta³em

w†dokumentacji firmowej, øe

maj¹ one tylko 35 instrukcji.

Nieüle - pomyúla³em - ³atwo

siÍ bÍdzie tego nauczyÊ. Ale

rzeczywistoúÊ okaza³a siÍ

troszkÍ inna. Po pierwszych

prÛbach praktycznego

wykorzystania instrukcji

BTFSC, BTFSS, INCFSZ itp.

zacz¹³em z†rozrzewnieniem

wspominaÊ listÍ rozkazÛw

Z-80, czy nawet 8051.

Rys. 1.

Rys. 2.

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Właściwości kompilatora PIC C firmy CCS:

Wbudowane biblioteki obs³ugi RS-232, I 2 C, przetwornika A/D, bitowej obs³ugi

I/O, generowania opÛünieÒ, obs³ugi uk³adÛw licznikowych, SSP, PSP, USB.

MoøliwoúÊ integracji z†MPLAB-em oraz innymi edytorami i†symulatorami umoø-

liwiaj¹cymi debbuging kodu ürÛd³owego. Format pliku HEX i†pliku debug za-

pewnia kompatybilnoúÊ z†wiÍkszoúci¹ dostÍpnych programatorÛw i†debuggerÛw.

Funkcja printf umoøliwia formatowanie i†wyúwietlanie w†postaci dziesiÍtnej lub

heksadecymalnej.

DziÍki mechanizmowi wywo³ywania funkcji istnieje moøliwoúÊ g³Íbszego za-

gnieødøania, niø wynika to z†g³Íbokoúci stosu sprzÍtowego.

DostÍpnoúÊ ürÛd³owych plikÛw procedur do obs³ugi typowych LCD, klawiatur

w†postaci matryc, szeregowych EEPROM-Ûw serii 24XXX oraz 93XXX, zegarÛw

czasu rzeczywistego DS2223 i†NJU6355, szeregowych SRAM-Ûw, przetwornikÛw

A/D, cyfrowych potencjometrÛw i†innych.

1/8/32-bitowe zmienne sta³oprzecinkowe oraz 32-bitowe zmienne zmiennoprze-

cinkowe.

Instrukcje asemblerowe mog¹ byÊ wstawiane inline oraz mog¹ odnosiÊ siÍ do

wszystkich zmiennych.

Sta³e (rÛwnieø ³aÒcuchy i†tablice) s¹ pamiÍtane w†pamiÍci programu.

Rys. 3.

Standardowy typ bitowy ( Short Int ) umoøliwia generowanie bardzo wydajnego,

bitowo zorientowanego kodu.

#BIT i†#BYTE pozwalaj¹ na zorientowanie zmiennych C na komÛrki pamiÍci

o†okreúlonym adresie bezwzglÍdnym. Umoøliwia to obrazowanie rejestrÛw spe-

cjalnych poprzez zmienne C.

CCS musi byÊ poprzedzona jego odpo-

wiedni¹ konfiguracj¹.

Po utworzeniu w³asnego projektu, z†za-

k³adki Options->Development Mode trze-

ba wybraÊ rodzaj procesora i†narzÍdzie

do symulacji ( rys. 1 ). NastÍpnie trzeba

zainstalowaÊ kompilator, ktÛry pÛüniej

moøe byÊ uøywany jako standardowo dla

jÍzyka opisu projektu ( rys. 2 ). W†nowo

utworzonym projekcie trzeba okreúliÊ ro-

dzaj kompilatora, úcieøki dostÍpu do pli-

kÛw nag³Ûwkowych i†bibliotecznych oraz

typy plikÛw ürÛd³owych ( rys. 3 ).

Klikaj¹c na nazwie pliku z†rozszerze-

niem hex w†polu Project Files , a†nastÍp-

nie na podúwietlonym przycisku Node

Properties , uzyskujemy dostÍp do usta-

wieÒ samego kompilatora ( rys. 4 ). Moø-

na tu ustawiÊ rodzaj uøywanego kompi-

latora i†w³¹czyÊ generowanie pliku Tre-

e . W†polu Additional Command Line

Options moøna wpisaÊ dowolne komen-

dy kompilatora, szczegÛ³owo opisane

w†dokumentacji firmowej.

Od tego momentu MPLAB jest skonfi-

gurowany i†moøna rozpocz¹Ê tworzenie

w³asnego programu. Za jego pomoc¹ moø-

na takøe symulowaÊ dzia³anie tworzone-

go programu korzystaj¹c z†wbudowanego

programowego symulatora ( rys. 5 ) lub

sprzÍtowego emulatora, np. opisywanego

juø w†EP zestawu MPLAB-IDE 2000.

Firma CCS ma w†swojej ofercie rÛw-

nieø w³asne úrodowisko IDE-PCW. Dzia-

³a ono w†systemie operacyjnym Win-

dows 95/98 ( rys. 6 ) i†umoøliwia tworze-

nie w³asnych projektÛw oraz edycjÍ pli-

kÛw ürÛd³owych z†moøliwoúci¹ w³¹cze-

nia kontroli syntaktycznej (wyúwietlanie

w†rÛønych kolorach s³Ûw kluczowych

i†komentarzy). Standardowo, pakiet ma

wbudowane kompilatory PCB i†PCM,

a†za dodatkow¹ op³at¹ moøna doinsta-

lowaÊ kompilator PCH.

Kreator projektÛw ma wbudowan¹ fun-

kcjÍ automatycznego tworzenia pliku na-

g³Ûwkowego o†nazwie projektu. W†pliku

ürÛd³owym automatycznie przygotowywa-

ne jest wywo³anie szeregu funkcji biblio-

tecznych obs³uguj¹cych peryferia mikro-

kontrolera. Pakiet PCW umoøliwia rÛwnieø

ogl¹danie danych katalogowych wybrane-

go w†projekcie mikrokontrolera i†deasemb-

lacjÍ plikÛw z†rozszerzeniem *.hex . Z†za-

k³adki Tools moøna uruchomiÊ narzÍdzie

Device Editor umoøliwiaj¹ce edycjÍ pliku

bazy danych mikrokontrolerÛw devi-

ces.dat . Znajduje siÍ tam teø Serial Port

Monitor (umoøliwiaj¹cy komunikacjÍ po-

przez port szeregowy RS232 pomiÍdzy

tworzon¹ aplikacj¹ a†komputerem), disa-

sembler oraz programy umoøliwiaj¹ce po-

rÛwnywanie plikÛw, wybÛr mikrokontrole-

ra, szybkie przejúcie do pakietu MPLAB

i†zaprogramowanie mikrokontrolera. Ta

ostatnia czynnoúÊ wymaga oczywiúcie od-

powiedniego programatora. Kompilator,

w†trakcie kompilacji pliku ürÛd³owego (op-

rÛcz pliku wynikowego z†rozszerzeniem

*.hex ) generuje teø kilka plikÛw pomocni-

czych. Z†zak³adki View moøna otwieraÊ

i†analizowaÊ plik listingu c/asm . Zawiera

on listing programu ürÛd³owego w†C wraz

z†odpowiadaj¹cymi mu sekwencjami

w†asemblerze. Plik ten jest szczegÛlnie

przydatny w†sytuacji, kiedy naleøy przea-

nalizowaÊ fragment jakiegoú programu.

Kompilator generuje teø plik Call Tre-

e , w†ktÛrym pokazane s¹ (w†postaci

drzewa) wszystkie funkcje wraz z†ich

wywo³aniami. Dodatkowo zawarta jest

tam informacja o†uøyciu przez funkcje

pamiÍci programu i†pamiÍci

RAM. Z†zak³adki View moøna

teø ogl¹daÊ plik wynikowy

w†postaci hexadecymalnej lub

ASCII, plik MAP okreúlaj¹cy

mapÍ zajÍtoúci pamiÍci RAM

w†ostatnio kompilowanym pro-

gramie, plik z†rozszerzeniem

COD uøywanym przez symula-

tor programowy, plik Valid Fu-

ses informuj¹cy o†stanie rejest-

ru bezpiecznikÛw oraz pliki

Valid Interrupts i† Status Line .

DoúÊ przydatn¹ moøe byÊ

funkcja Data Sheet , rÛwnieø

uruchamiana z† View . Umoøli-

wia ona przegl¹danie danych

katalogowych w†trakcie pisania progra-

mu. Jest to przydatna funkcja, szczegÛl-

nie w†momencie tworzenia aplikacji

niewystarczaj¹co poznanego mikrokont-

rolera.

Ca³oúÊ jest doúÊ uøytecznym úrodo-

wiskiem projektowym, ale ma jedn¹

doúÊ istotn¹ wadÍ - brak jest tam jakie-

gokolwiek symulatora programowego.

W†pewnym sensie lukÍ tÍ wype³nia od-

wo³anie siÍ do pakietu MPLAB. MPLAB

uruchamia siÍ wtedy z†otwartym projek-

tem przygotowanym z†poziomu PCW

i†moøna korzystaÊ wtedy z†symulatora.

WiÍkszoúÊ producentÛw kompilatorÛw

dla mikrokontrolerÛw deklaruje zgodnoúÊ

swoich produktÛw z†norm¹ ANSI. Nor-

ma ta okreúla przede wszystkim sk³ad-

niÍ deklaracji i†definicji funkcji, cechy

arytmetyki, moøliwoúci preprocesora, de-

finicjÍ standardowej biblioteki itp. Znor-

malizowanie jÍzyka umoøliwia w†miarÍ

proste przenoszenie oprogramowania.

Z†mikrokontrolerami sprawa nie jest tak

prosta. OprÛcz standardowych konstruk-

cji jÍzykowych, kompilatory dla mikro-

kontrolerÛw musz¹ byÊ wyposaøone

w†rozszerzenia pozwalaj¹ce przede

wszystkim na zaprogramowanie uk³adÛw

peryferyjnych. W†przypadku kompilatora

CCS rozszerzenia te mog¹ byÊ realizowa-

Rys. 4.

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Rys. 5.

Rys. 6.

ne poprzez komendy preprocesora i†nie-

standardowe funkcje biblioteczne.

Preprocesor, oprÛcz standardowych

komend typu #IF , #ELSE , #LIST itp., za-

wiera komendy pozwalaj¹ce na sterowa-

nie rozszerzeniami spotykanymi tylko

w†mikrokontrolerach PIC.

Komenda #bit pozwala na definiowa-

nie zmiennej bitowej w†dowolnym rejes-

trze. Rejestrem tym moøe byÊ komÛrka

SFR lub obszaru pamiÍci GPR. Sterowa-

nie liniami portu moøe siÍ odbywaÊ po-

przez ich zdefiniowanie, np. #bit

led=6.2 , gdzie 6 to adres rejestru SFR

PORTB. Wyzerowanie tej linii wygl¹da

bardzo prosto: led = 0; .

Bitowe flagi definiuje siÍ tak samo.

Obs³uga przerwaÒ jest zawsze zwi¹zana

z†rozszerzeniem jÍzyka C. W†przypadku

kompilatora CCS funkcje obs³ugi prze-

rwania s¹ poprzedzone komend¹

#INT_xx , gdzie xx jest parametrem

okreúlaj¹cym przyczynÍ zaistnienia

przerwania. Na przyk³ad, komenda

#int_rtcc poprzedzaj¹ca procedurÍ po-

woduje, øe w†przypadku wyst¹pienia

przerwania od licznika T0 zostanie wy-

wo³ana ta w³aúnie procedura.

Wielu CzytelnikÛw zapewne doceni³o

wbudowane w†kompilator Bascom funk-

cje obs³ugi magistrali I 2 C, wyúwietlacza

LCD czy nawet niektÛrych uk³adÛw sca-

lonych. Do tej pory, producenci kompi-

latorÛw C niechÍtnie umieszczali takie

funkcje w†swoich pakietach projekto-

wych. Przyk³adem moøe byÊ opisywany

na ³amach EP bardzo dobry kompilator

dla 8051 firmy Keil, ktÛry nie ma øad-

nej bibliotecznej funkcji wspomagaj¹cej

obs³ugÍ chociaøby magistrali I 2 C, za wy-

j¹tkiem standardowych funkcji znako-

wych np. printf . Zaczyna siÍ to powoli

zmieniaÊ, czego przyk³adem jest opisy-

wany tutaj kompilator.

Komendy preprocesora #use delay

clock , #use I 2 C , #use RS232 pozwalaj¹

na wykorzystanie funkcji bibliotecz-

nych obs³uguj¹cych magistralÍ I 2 C

i†programowy port szeregowy RS232.

SzczegÛlnie ten ostatni wydaje siÍ

przydatny, poniewaø wiele PIC-Ûw

z†rodziny 16xx nie posiada szeregowe-

go portu sprzÍtowego.

åciúle ze úrodowiskiem sprzÍtowym

zwi¹zane s¹ komendy #DEVICE okreúla-

j¹ce typ mikrokontrolera i† #FUSES po-

zwalaj¹ce programowaÊ ³¹czniki (bez-

pieczniki) konfiguracyjne (typ oscylato-

ra, protekcjÍ odczytu itp.). Komenda

#ORG pozwala na umieszczenie kodu

programu w†okreúlonej przestrzeni pa-

miÍci programu.

Do³¹czana standardowo do kompilato-

ra biblioteka zawiera, oprÛcz powszech-

nie spotykanych funkcji matematycz-

nych i†wejúcia wyjúcia, wiele dodatko-

wych funkcji pozwalaj¹cych szybko

i†³atwo tworzyÊ programy obs³uguj¹ce

port szeregowy, magistralÍ I 2 C i†SPI

oraz Parallel Slave Port (PSP). DoúÊ roz-

budowane s¹ funkcje pozwalaj¹ce

w†prosty sposÛb ìmanipulowaÊî bitami

- ustawiaÊ jako wejúcie lub wyjúcie, od-

czytywaÊ poszczegÛlne bity, ustawiaÊ

rejestry TRIS itp. Dodatkowo, s¹ dostÍp-

ne funkcje rotacji i†przesuwania bitÛw

w†s³owie. Ze sterowaniem mikrokontro-

lerem zwi¹zane s¹ funkcje sleep() po-

zwalaj¹ce uzyskaÊ rozkaz sleep , re-

set_cpu() , disable_interrupts , enable_in-

terrupts() czy ext_int_edge() . DostÍpne

s¹ teø funkcje sterowania timerami

i†watchdogiem, przetwornikiem A/D

i†analogowym komparatorem. Moøliwe

jest takøe ³atwe zapisywanie i†odczyty-

wanie wewnÍtrznej pamiÍci EEPROM

dziÍki funkcjom read_eeprom i† wri-

te_eeprom .

Waøniejsze funkcje biblioteczne, zwi¹-

zane ze specyficzn¹ obs³ug¹ mikrokon-

trolera i†magistrali, pokazano w† tab. 2 .

Korzystaj¹c z†wbudowanych funkcji,

moøna szybko tworzyÊ w³asne aplika-

cje. Trzeba tu jednak pamiÍtaÊ, øe

z†przeniesieniem tak napisanych pro-

gramÛw na mikrokontrolery innych

producentÛw bÍd¹ tym wiÍksze trud-

noúci im wiÍcej korzystamy z†wbudo-

wanych, niestandardowych funkcji

kompilatora. Oczywiúcie, zawsze decyz-

ja naleøy do programisty: czy wyko-

rzysta np. funkcje obs³ugi magistrali

I 2 C, czy napisze sobie w³asne, ³atwo

przenoszone procedury.

Przedstawiony tutaj kompilator wyda-

je siÍ byÊ dobrym narzÍdziem dla wiÍk-

szoúci profesjonalnych i†oczywiúcie

amatorskich (ze wzglÍdu na atrakcyjn¹

cenÍ!) zastosowaÒ. Niew¹tpliwie na

Tab. 1. Porównanie różnych wersji kompilatorów oferowanych przez CCS.

Właściwości

PCB PCM PCH PCW PCWH

Command Line Compiler

Built−in Functions

Example Programs

Device Drivers

MPLAB Interface

Windows IDE

C Aware Editor

Wbudowany kreator projektu

Zaawansowana optymalizacja kodu wynikowego

Device Selector/Editor

Call Tree and Memory Map

Statystyki

Special Viewers

Narzędzia obsługi portu szeregowego

Obsługa rodzin 12−bitowych

Obsługa rodzin 14−bitowych

Obsługa mikrokontrolerów PIC18

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

uwagÍ zas³uguje rozbudowana bibliote-

ka procedur i†doúÊ dobra dokumentacja.

Nie bez znaczenia jest teø fakt, øe do-

stÍpne s¹ trzy, prawie nie rÛøni¹ce siÍ

w†obs³udze, kompilatory dla g³Ûwnych

rodzin mikrokontrolerÛw Microchip'a

w†doúÊ przystÍpnej cenie. Kaødy z†kom-

pilatorÛw moøna dostaÊ u†krajowego

dystrybutora za cenÍ zbliøon¹ do ceny

pakietu Bascom. Jak juø wspomnia³em,

jest to tylko sam kompilator, ale moøli-

woúÊ pe³nej wspÛ³pracy z†darmowym

MPLAB ca³kowicie tÍ niedogodnoúÊ eli-

minuje.

Wersja PCW jest juø zdecydowanie

droøsza, ale daje moøliwoúÊ korzystania

ze wszystkich trzech kompilatorÛw w†jed-

nolitym úrodowisku IDE. Wersja testowa

pakietu PCW rozprowadzana jest razem

z†pakietem MPLAB. Moøna j¹ teø úci¹g-

n¹Ê ze strony Microchipa, co teø jest

pewn¹ rekomendacj¹ produktÛw CCS.

Pewn¹ niedogodnoúci¹ kompilatorÛw CCS

jest brak moøliwoúci kompilowania i†lin-

kowania wiÍcej niø jednego pliku. Przy

rosn¹cych rozmiarach pamiÍci programu,

pliki ürÛd³owe mog¹ osi¹gaÊ duøe roz-

miary i†dzielenie ich na mniejsze czÍúci

znacznie u³atwiaj¹ pracÍ.

Na stronie www.ccsinfo.com moøna

znaleüÊ wiele interesuj¹cych, dodatko-

wych informacji dotycz¹cych kompilato-

ra. Godny polecenia jest ma³y test po-

rÛwnawczy kompilatorÛw CCS z†pro-

duktami innych firm, znajduj¹cy siÍ na

stronie www.ccsinfo.com/compare.html .

Tomasz Jab³oñski, AVT

tomasz.jablonski@ep.com.pl

Tab. 2. Zestawienie ważniejszych funkcji bibliotecznych.

RS232

I 2 C

SPI I/0

Parallel Slave

Getc()

I2C_start()

Setup_spi()

Setup_psp()

Putc()

I2C_stop()

Spi_read()

Psp_input_full()

Puts()

I2_read()

Spi_write()

Psp_output_full()

Printf()

I2C_write()

Spi_data_is_in() Psp_overflow()

Kbhit()

I2C_poll()

Ceny kompilatorów

Set_uart_speed()

Timers&delay

EEPROM

Procesor

Operacje bitowe

PCB dla 12 bit ......................................... 99USD

PCM dla 14 bit ........................................ 99USD

PCH dla PIC18 ........................................ 99USD

PCW dla 12 i 14 bit ............................... 350USD

Delay_us()

Read_eeprom()

Sleep()

Shift_right()

Delay_ms()

Write_eeprom()

Reset_cpu()

Shift_left()

Delay_cycles()

Read_calibration () Disable_interrupts() Rotate_right()

Setup_timer_x()

Enable_interrupts() Rotate_left()

Dodatkowe informacje

Set_timer_x()

Ext_int_edge()

Bit_clear()

Kompilatory firmy CCS udostêpni³a redakcji firma

Gamma, tel. (22) 663-83-76, www.gamma.pl.

Get_timer()

Bit_set()

Setup_counters()

Bit_test()

Setup_wdt()

Swap()

Dodatkowe informacje o ofercie firmy CCS mo¿na

znaleŸæ w Internecie pod adresem: www.ccsinfo.com.

Restart_wdt()

Elektronika Praktyczna 3/2002

P R O G R A M Y

Elektronika Praktyczna 3/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: