23_24.pdf

K U R S

Realizacja projektów

na 8051 przy pomocy

oprogramowania firmy

Kontynuuj¹c opis pakietu

kompilatora C firmy IAR,

prezentujemy jego mo¿liwoci

konfiguracyjne oraz ich

znaczenie w odniesieniu do

realizacji projektów na

procesorach rodziny MCS-51.

Typowa droga tworzenia projektu

w sk³ad którego wchodzi oprogramowa-

nie na wybrany mikroprocesor, przed-

stawiona jest na rys.1 .

Ka¿dy programista systemów opar-

tych na mikrokontrolerach jednouk³ado-

wych doskonale wie, ¿e ka¿dy projekt

jest odmienny, patrz¹c z punktu konfi-

guracji podstawowych elementów takich

jak np. podzia³ pamiêci, sposób rozdzia-

³u i wykorzystania portów I/O. Ró¿ne s¹

tak¿e wymagania co do wielkoci stosu

systemowego.

Wielu, najczêciej mniej dowiad-

czonych, programistów tworzy oprogra-

mowanie w sposób indywidualny, tzn.

bez korzystania z utworzonych wcze-

niej bibliotek procedur standardowych.

Prowadzi to do wyd³u¿enia czasu two-

rzenia projektu i utrudnia analizê kodu

ród³owego, po d³u¿szym czasie, np.

kiedy zajdzie potrzeba modyfikacji pro-

gramu przy tworzeniu kolejnej jego

wersji.

Dzia³anie takie jest w zasadzie do

przyjêcia przy tworzeniu ma³o z³o¿o-

nych aplikacji, czêsto pozwala ono

pocz¹tkuj¹cemu programicie na bar-

dziej swobodne traktowanie ka¿dego

projektu, zgo³a indywidualnie. Sprawa

komplikuje siê przy pisaniu programów

przeznaczonych do bardziej zaawanso-

wanych zastosowañ. Ma to miejsce

szczególnie w przypadku tworzenia sys-

temów wieloprocesorowych, b¹d wy-

magaj¹cych obliczeñ arytmetyki sta³o

i zmiennoprzecinkowej. W takim przy-

padku niezbêdne i uzasadnione jest jak

najszybsze przejcie i oswojenie siê ze

wspomnian¹ hierarchiczn¹ struktur¹

tworzenia programu z wykorzysta-

niem standardowych elementów, tak

czêsto powtarzanych w wielu projek-

tach.

Zintegrowane rodowisko do tworze-

nia aplikacji jest najlepsz¹ metod¹ na

oduczenie siê z³ych nawyków i efektyw-

niejsze tworzenie programów, b¹d

w wersji asemblerowej, b¹d na pozio-

mie jêzyka wy¿szego poziomu.

Pierwszym krokiem podczas tworze-

nia nowego projektu przy u¿yciu pre-

zentowanego pakietu jest zdecydowanie

siê na odpowiedni¹ konfiguracjê syste-

mu. Najogólniej mówi¹c wymaga to

wybrania modelu pamiêci czyli sposobu

adresowania i wykorzystania segmentów

programu, zawartych w nich sta³ych

i zmiennych. W przypadku pamiêci

ROM u¿ytkownik kompilatora definiuje

w zale¿noci od potrzeb:

- tradycyjny (bezpodzia³owy) sposób

wykorzystania pamiêci programu (non-

bankable);

- z podzia³em na banki (bankable);

- segment sta³ych;

- segment zmiennych - inicjuj¹cych

(tzn. takich sta³ych które s¹ warto-

ciami pocz¹tkowymi zmiennych u¿y-

wanych w programie, a fizycznie

umieszczonych w pamiêci RAM).

Tabela 1.

Pozycja pakietu

Konfigurowany element

konfiguracyjnego

(program)

model pamiêci

kompilator, linker

alokacja pamiêci

linker

pamiêæ typu NV-RAM

kompilator-s³owo kluczowe,

linker

rozmiar stosu

linker

(stack size)

podstawowe funkcje I/O

putchar i getchar

modu³y biblioteczne

funkcje printf/scanf

linker

rozmiar sterty

modu³ biblioteczny

(heap size)

opisuj¹cy stertê

sposób inicjalizacji

modu³ CSTARTUP

sprzêtu i pamiêci

Przy wyborze modelu pamiêci RAM

mamy do dyspozycji:

- adresowan¹ wprost pamiêæ wewnêtr-

zna procesora (internal RAM);

- porednio adresowan¹ pamiêæ RAM;

- pracê z zewnêtrzna pamiêci¹ danych

(external memory);

- oraz zewnêtrzn¹ pamiêæ typu NV-

RAM - RAM z podtrzymaniem bate-

ryjnym.

Rys. 1.

Rys. 2.

Elektronika Praktyczna 4/97

konfiguracyjnego

(program)

K U R S

Modele Pamiêci

Wszystkie procesory ro-

dziny 8051 pozwalaj¹ na

dwa rodzaje adresowania:

bliski ( short ) i daleki

( long ). Kompilator u¿ywa ich do zwiêk-

szenia szybkoci wykonywania procedur

adresowania w zale¿noci od potrzeb

i mo¿liwoci systemu.

W przypadku kompilatora C IAR pro-

gramista ma dostêp do szeciu modeli

pamiêci. Umo¿liwia to optymalny wy-

bór umiejscowienia lokalnych i global-

nych zmiennych w obszarze pamiêci

ROM ( CODE ) i RAM ( DATA ).

Tab. 2 wyjania praktyczne znacze-

nie poszczególnych modeli pamiêci.

Przy wyborze modelu pamiêci nale¿y

braæ pod uwagê fakt, i¿ mo¿na to zrobiæ

tylko raz, tzn. ¿e wybrany model bêdzie

obowi¹zywa³ tak w modu³ach u¿ytkow-

nika jak i we wszystkich, wykorzysta-

nych modu³ach bibliotecznych. Model

pamiêci musi byæ okrelony zarówno

dla kompilatora jak i linkera. Ustalenie

wybranego typu przy korzystaniu ze

rodowiska Embedded Worbench odby-

wa siê w oknie opcji ( rys.2 ).

Poni¿ej opisane zostanie znaczenie

poszczególnych typów segmentów pa-

miêci oraz ich powi¹zanie ze sprzêtem

opartym na procesorze 8051.

W górnej czêci rysunku widaæ op-

cjonalny bank pamiêci programu. Zasto-

sowanie takiego podzia³u mo¿liwe jest

dziêki kompilatorowi ICC8051 przy wy-

borze modelu pamiêci prze³¹czalnej

(banked-memory). Program umo¿liwia

wykorzystanie maksymalnie 256 ban-

ków. W tym trybie pamiêæ programu

adresowana jest poprzez 16-bitowy ad-

res oraz numer 8-bitowy banku. Ten

ostatni wystawiany jest przez mikropro-

cesor poprzez jeden z jego wolnych

portów (np. P1 dla uk³¹du 8051).

Istotny jest fakt, i¿ w obrêbie wy¿szych

banków (powy¿ej banku 0) znajduje siê

tylko kod g³ówny programu, nie mog¹

znajdowaæ siê tam np. procedury bib-

lioteczne, obs³ugi przerwañ sprzêtowych,

sta³e inicjuj¹ce zmienne, czy sta³e pro-

gramowe. Problem korzystania z prze³¹-

czanych banków pamiêci opiszemy

w kolejnej czêci artyku³u.

S³awomir Surowiñski, AVT

Rys. 3.

W praktyce u¿ytkownik deklaruje

u¿ywane w projekcie typy pamiêci po-

przez nadanie im odpowiednich - roz-

poznawalnych przez kompilator i linker

nazw (np. RCODE, CODE, DATA,

D_IDATA, XDATA i NO_INIT ). Znacze-

nie poszczególnych nazw opiszemy

w dalszej czêci artyku³u.

Rozmiar i po³o¿enie (adres) danego

segmentu oraz jego funkcja s¹ okrelane

w linii parametrów wywo³ania lub

w specjalnie utworzonych zbiorach pa-

rametrów kompilatora C 8051 oraz lin-

kera. W sk³ad takiego pakietu para-

metrów wchodz¹ elementy przedstawio-

ne w tabeli 1 .

Poni¿ej opiszemy poszczególne po-

zycje, tak aby wyjaniæ Czytelnikom ich

znaczenie przy tworzeniu przyk³adowe-

go programu.

CODE memory

Pamiêæ typu CODE rozci¹ga siê

w zakresie adresowania procesora 8051:

0h...0FFFFh. W zale¿noci od konkretnego

typu mikroprocesora, czêæ tej pamiêci

w zakresie 0...16kB mo¿e znajdowaæ we-

wn¹trz samego uk³adu (internal ROM).

Zewnêtrzna pamiêæ programu rozpoczyna

siê pocz¹wszy od koñca wewnêtrznej

pamiêci i mo¿e byæ dostêpna poprzez

taki sam sposób adresowania.

Je¿eli u¿ytkownik decyduje siê na

czêciowe wykorzystanie pe³nego obszaru

adresowego procesora - 64kB, to segment

ten mo¿e byæ umieszczony pod dowol-

nym adresem z zakresu 0h...0FFFFh. Zwyk-

le adres pocz¹tkowy segmentu kodu ma

wartoæ 0000h, ze wzglêdu na skok pod

ten adres procesora, po jego restarcie.

Rys. 3 ilustruje sposób wykorzysta-

nia przez kompilator segmentu CODE ,

w którym zawarto: tablice wektorów

przerwañ, instrukcje inicjuj¹ce, modu³y

biblioteczne (procedury), sta³e inicjuj¹ce

zmienne, sta³e programowe oraz kod

programu u¿ytkownika.

XLINK Command file -

zbiór konfiguracyjny linkera

Pakiet IAR zawiera trzy zbiory pa-

rametrów linkera dla trzech sposobów

wykorzystania pamiêci ROM

nazwa zbioru z komend¹ wywo³ania

bez podzia³u na banki

lnk8051.xcl

(non-banked)

typ 80751

lnk8051a.xcl

z podzia³em na banki

lnk8051b.xcl

(bank-switched)

Tabela 2.

Model

tiny

small

compact

medium

large

banked

opcja wywo³ania

-mt

-ms

-mc

-mm

-ml

-mb

program

DATA

IDATA

XDATA

zm.lokalne

DATA

IDATA

DATA

IDATA

XDATA

pamiêæ

nie

tak

zewn. RAM

max. rozmiar

64kB

>1MB

kodu programu

typowy procesor

8051

8052

8031

8032

biblioteka C

cl8051t

cl8051s

cl8051c

cl8051m

cl8051l

cl8051b

biblioteka C

cl805ta

cl8051sa

nie

dla typu 80751

dotyczy

Elektronika Praktyczna 4/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: