kursC_czesc000_programowanie.pdf

Programowanie

Programator BASCOM−a

pomocą przy programowaniu

w C, asemblerze, itd...

Jeśli do tej pory programowałeś procesory

tylko i wyłącznie z wykorzystaniem środo−

wiska BASCOM, zupełnie nie musiałeś się

przejmować powstającymi przy kompilacji

plikami. Programowanie idzie jak po maśle

i nie ma żadnych problemów.

A czy już natknąłeś się na problem, jak

wpisać do procesora AVR „obcy”, ściągnię−

ty ze strony internetowej plik programu,

który powstał w asemblerze lub z użyciem

kompilatora C?

Czy wiesz, że do „spuszczania” do proce−

sora takich „obcych” plików doskonale nada−

je się… BASCOM AVR w wersji DEMO?

Jeśli wpisywanie do procesora plików

wynikowych skompilowanych przez kogoś

innego sprawia Ci problem lub też chcesz

zająć się innym narzędziem i martwisz się,

jak poradzi sobie z nim posiadany przez

Ciebie programator – ten artykuł jest właś−

nie dla Ciebie. Znajdziesz w nim szereg

informacji, które uspokoją i rozwieją Twoje

wątpliwości. Zakładam, że posiadasz wiedzę

na temat BASCOM−a, ale chcę zaznaczyć, że

nie jest to konieczne do zrozumienia treści

artykułu – może po prostu pomóc .

Późna noc... Projekt powoduje coraz większą

frustrację. Płytka została już dawno złożona,

wszystkie połączenia są sprawdzone. Podłą−

czone zostały odpowiednie napięcia zasilania.

W środek trzeba włożyć jeszcze jeden układ,

jeden niewielki element, który wymaga jed−

nak zaprogramowania... Tym razem program

nie powstał w BASCOM−ie... Niebo przecina

złowieszcza błyskawica.

Nie stresuj się, naprawdę nie ma problemu.

Zerknij na rysunek 1 . Pokazuje on sche−

mat pracy z każdym kompilatorem.

Okazuje się, że niezależnie od rodzaju

kompilatora, niezależnie od tego, w jakim ję−

zyku program jest napisany, zawsze na koniec

powstaną, co najwyżej dwa najważniejsze

pliki wynikowe: plik programu oraz plik

danych dla pamięci EEPROM. Zawsze też

pliki te mają znany i ogólnie przyjęty format.

Jeżeli przykładowo chcesz wpisać do pro−

cesora program udostępniony na stronie

„Elektroniki dla Wszystkich” przez któregoś

z autorów, nie będziesz się musiał nawet mar−

twić kompilacją. Autorzy zwykle umieszczają

tutaj zarówno program źródłowy, jak i oma−

wiane pliki wynikowe.

Jeśli nadal budzi to Twoje obawy – przyj−

rzyj się dowolnemu programowi, jaki two−

rzyłeś w BASCOM−ie. Zajrzyj do wnętrza

jego katalogu. Jeśli kod został poprawnie

skompilowany, gwarantuję Ci, że znajdziesz

plik z rozszerzeniem .HEX , ewentualnie .BIN

– zależy to od ustawień kompilatora. Jeśli

program korzysta dodatkowo z pamięci

EEPROM, najprawdopodobniej znajdziesz

także plik z rozszerzeniem .EEP .

BASCOM, zupełnie Cię o tym nie infor−

mując, stworzył pliki takie, jak każdy inny

normalny kompilator. Potem automatycznie

wczytał je do programatora.

Jeśli chcesz skorzystać z „obcych” plików

wynikowych, to jedyne, czego potrzebujesz

się nauczyć w tej chwili, jest samodzielne

wczytanie tych „obcych” plików wynikowych

do BASCOM−owego narzędzia obsługujące−

go programator. Nie jest to czynność trudna,

w swej podstawowej formie wręcz banalna.

Okazuje się jednak, że niektórzy dają złapać

się w pewne czyhające tu pułapki. Jeśli więc

program wciąż nie działa, a przeczytałeś już

instrukcje, sprawdziłeś, czy urządzenie jest

włączone do prądu, wypróbowałeś uderzenia

pod różnymi kątami – ten tekst jest być może

właśnie dla Ciebie.

mator jest od takiego ograniczenia całkowi−

cie wolny . Sam programator możemy potrak−

tować w uproszczeniu jako program darmowy!

4. Obsługa różnych programatorów jest

bardzo do siebie zbliżona. Jeśli więc rozsze−

rzysz swoją wiedzę na temat już wstępnie

okiełznanego programu, nie będziesz miał

problemów, jeśli postanowisz poznać coś

innego.

Rozpoczęcie pracy

Jako przykład wykorzystam tutaj projekt

„Cyfrowej stacji lutowniczej” (EdW 7/2004),

co do którego niektórzy stwierdzili, iż okazał

się „pełen pułapek”. Aby moja sytuacja była

teraz identyczna jak Twoja, wchodzę na stro−

nę EdW i ściągam plik programu AVT−2727.

Uruchom teraz środowisko BASCOM. W tej

chwili powinieneś mieć przed sobą samo

Programator BASCOM−a

Na początek proponuję poznać dobrze pro−

gram wbudowany w środowisko BASCOM.

Dlaczego? Przedstawię garść argumentów jed−

nocześnie omawiających mniej więcej, z czym

mamy do czynienia:

1. Pojawiło się przynamniej kilka

kursów, jak zaprogramować procesor z po−

ziomu bardzo wygodnego środowiska, ja−

kim jest BASCOM. Chyba przy każdym

opisanym na łamach tego pisma projekcie

programatora znalazło się troszkę miejsca

na opisanie sposobu jego współpracy z tym

programem. Nie będzie więc konieczne

poznawanie nowego programu, ponowna

konfiguracja do współpracy z nowym

narzędziem. Jednym zdaniem: mniej pracy

i stresu na początek.

2. Program jest wciąż rozwijany. Sam

w sobie obsługuje znacznie większą listę

układów niż niejeden odpowiednik freeware.

3. I co niezmiernie ważne: o ile kompila−

tor wbudowany w wersję DEMO pakietu ma

ograniczenie odnośnie do długości genero−

wanego kodu (2kB), wbudowany progra−

Rys. 1

Elektronika dla Wszystkich

Programowanie

środowisko, bez otwartego kodu programu.

Jeśli otwarty został program, nad którym pra−

cowałeś ostatnio, polecam jego zamknięcie.

Dzięki temu nie zmienisz przez przypadek

ustawień swojego projektu.

Napotkamy teraz pierwszy problem: Oka−

zuje się, że nie można odpalić programatora

przy pustym obszarze pracy. Rozwiązanie,

chociaż nie jest eleganckie, jest bardzo proste:

tworzymy nowy projekt, najszybciej zrobisz

to chyba, wciskając kombinację CTRL+N.

W nowo otwartym oknie nie będziemy nic

pisać. Chodziło nam tylko o to, aby w menu

uaktywniła się potrzebna nam funkcja.

Możemy teraz wreszcie uruchomić program

obsługujący programator. Znów polecam tutaj

skrót klawiaturowy (F4). Uważaj na urucham−

ianie programatora z poziomu paska narzędzi.

Pojawi się rozwijalne menu, z którego należy

wybrać opcję „Manual Program”. W innym

przypadku programator zaraz po uruchomie−

niu rozpocznie próbę wpisania do procesora

programu aktualnie otwartego w edytorze.

Zapewne ujrzysz teraz kilka komunikatów

ostrzegających o błędzie. Po pierwsze – pro−

gramator nie może znaleźć pliku skompilo−

wanego programu – ignorujemy to ostrzeże−

nie – przecież odpowiedni plik chcemy wska−

zać samemu. Możliwe także, że zostaniesz

poinformowany o braku zgodności wykrytego

procesora z tym dla jakiego ustawiona została

kompilacja. Ten fakt także nie ma dla nas zna−

czenia – odpowiedni typ procesora został

zapewne wybrany podczas kompilacji progra−

mu i plik wynikowy zawiera kod przystoso−

wany specjalnie dla niego.

Gdy tylko uda nam się przebrnąć przez te

wstępne czynności, będziemy mieli przed

sobą okno dość wygodnego narzędzia progra−

mującego. Teraz trzeba tylko zmusić go do

pracy z innymi plikami niż to zwykle bywa.

Rysunek 2 będzie pomocny przy wyjaśnianiu

zasady pracy. Najbardziej interesujące nas

elementy interfejsu programu zaznaczyłem tu

różnymi kolorami Dalej, dla naszej wspólnej

wygody, będę się do tego odwoływał.

„świeże” dane, z których ja teraz korzystam,

wczytasz go bez trudu – obecne na stronie

pliki zostały przygotowane, żebyś bez żadne−

go trudu z nich skorzystał. O problemach

jakie mogą się pojawić, napiszę za chwilę.

Teraz nie chcę za bardzo utrudniać sprawy.

Wczytajmy więc przykładowe dane do bu−

fora pamięci EEPROM. Koniecznie przełącz

zakładki buforów tak, aby aktywna była teraz

zakładka EEPROM (zaznaczyłem ją na zielo−

no). Jeśli tego nie zrobisz, mimo tego, że

wczytujesz plik z rozszerzeniem EEP, nasz

programator wczyta dane do aktywnego bufo−

ra, a nie do pamięci EEPROM. Jest to dość

ważny szczegół, o którym należy pamiętać.

Samo wczytywanie danych przebiega tak

jak poprzednio i nie powinno sprawić trud−

ności. W oknie wyboru pliku, z listy „Pliki

typu” należy wybrać pozycję „EEPROM

image”. Dzięki temu widoczne staną się pliki

posiadające rozszerzenie EEP.

Pliki, formaty...

Zabierzmy się więc do wpisywania danych do

pamięci programu. Przypilnuj, aby aktywną

w tej chwili zakładką była FlashROM (zakreś−

lona kolorem czerwonym). Następnie wczytaj

do niej dane. Najprościej to zrobić, wybierając

z paska narzędzi ikonę folderu (kolor fioletowy).

Pojawi się typowo Windowsowe menu wyboru

pliku. Plik, który musimy odszukać, może być

zapisany w jednym z dwóch formatów. Najczę−

ściej będzie on miał rozszerzenie .HEX, rzadziej

– .BIN. Są to dwa zupełnie różne formaty zapi−

su, a umiejętność ich odróżnienia na podstawie

zawartości już niedługo okaże się bardzo przy−

datna. W tej chwili nie ma to znaczenia. Nie−

zależnie od formatu zostanie on automatycz−

nie rozpoznany przez programator na pod−

stawie rozszerzenia i dane zostaną poprawnie

zinterpretowane, a następnie wczytane.

Ja wczytuję tutaj plik lutown.hex . Jeśli ro−

bisz to samo – pamiętaj o ustawieniu w liście

wyboru zatytułowanej „Pliki typu” pozycji

„Intel HEX”. Inaczej pliki z rozszerzeniem

HEX nie będą widzialne. Ilustruje to rysunek 3 .

W obszarze podglądu zawartości bufora,

który do tej pory zapisany był samy−

mi wartościami FF (szesnastkowo),

zobaczysz teraz wczytane właśnie

dane. Po prawej stronie na niebies−

kim tle dostępny będzie podgląd tych

samych danych, reprezentowanych

jednak jako znaki w kodzie ASCI.

Istnieje co prawda możliwość

modyfikowania bufora zarówno

poprzez podanie odpowiedniej war−

tości szesnastkowej, jak i wpisanie

znaków bezpośrednio z klawiatury

w niebieskim polu, jednak możli−

wość ta jest raczej zupełnie nieprzy−

datna w przypadku pamięci programu.

W tej chwili posiadamy już w

buforze dane, jakie należy zapisać do pamięci

programowanego układu. Jest to jednak tylko

pamięć programu. Jak wiadomo, większość

procesorów AVR posiada także nieulotną

pamięć danych EEPROM. Program, który

chcemy uruchomić może wymagać wpisania

odpowiednich danych także do tej pamięci.

Jeśli tak jest istotnie, wśród wygenerowanych

przez kompilator plików znajdziesz plik z roz−

szerzeniem .EEP.

Tak też jest w przypadku przykładowej

stacji lutowniczej. Z plikiem tym było troszkę

problemów, jednak jeśli pobrałeś te same

Programowanie samo

w sobie

Podsumujmy naszą aktualną sytuację: Progra−

mator wczytał już wszystkie dane, które chce−

my zapisać do procesora. Dotyczy to zarówno

pamięci programu, jak i danych. Przełączając

się między zakładkami, możemy podejrzeć,

a nawet edytować zapisywane dane.

Oczywiście to, że dane znajdują się w bu−

forze, wcale nie oznacza, że są już w naszym

docelowym urządzeniu. Jeśli jeszcze tego

nie zrobiłeś, podłącz teraz programator do

procesora. Umieść procesor w programatorze.

Przyda się teraz przycisk identyfikacji proce−

sora. Na rysunku 2 jest to bardziej wysunięty

na lewo przycisk z otoczonych żółtym kolo−

rem. Jeśli połączenie z programowanym ukła−

dem przebiegło pomyślnie, zostanie on ziden−

tyfikowany i automatycznie wybrany z listy

dostępnych układów (kolor niebieski).

W przeciwnym wypadku pojawi się okienko

informujące o kłopocie z identyfikacją układu

– może to oznaczać błędne podłączenie kabla

programującego.

Gdy procesor został już poprawnie wykry−

ty, sprawa jest już bardzo prosta. Aby zapro−

gramować układ, wystarczy użyć przycisku

„Autoprogram”. Ale... tu przykra niespo−

dzianka…

Niestety, nie zawsze się to udaje, a czasem

Automat nie programuje pamięci danych,

tylko pamięć programu.

Ja osobiście preferuję pełną kontrolę nad

układem. W praktyce programowanie prze−

prowadzam więc w następujący sposób, który

przy odrobinie wprawy wcale nie jest dużo

trudniejszy niż programowanie automatyczne,

a pozwala ominąć ewentualne przykre niespo−

dzianki:

Rys. 2

Rys. 3

1. Jeśli nie mam do czynienia z nowym

układem, czyszczę jego pamięć za pomocą

najbardziej wysuniętego na prawo przycisku

spośród oznaczonych na pomarańczowo.

Elektronika dla Wszystkich

Programowanie

2. Przełączam zakładkę na FlashROM

i programuję pamięć za pomocą przycisku

oznaczonego na biało (tego z czerwoną

strzałką). Program automatycznie wykonuje

także sprawdzenie poprawności zapisu.

3. Jeśli to konieczne, przełączam się na

zakładkę EEPROM i programuję pamięć

identycznie jak pamięć programu. Trzeba

pamiętać tutaj, że w procesorach AVR nie

da się wyzerować pamięci programu bez

czyszczenia pamięci danych. Ma to na

celu ochronę danych przed niepowoła−

nym dostępem.

Między innymi z tych względów format ten

jest stosowany raczej rzadko. Dużo częściej

spotkamy się z formatem IntelHEX.

Nie będę się wdawał tutaj w szczegółowy

opis całej specyfikacji IntelHEX. Skupię się

jedynie na tak zwanym formacie uproszczo−

nym, mającym zastosowanie przy przestrzeni

adresowej do 64KB.

Na pierwszy rzut oka to, że mamy do czy−

nienia z plikiem formatu IntelHex, a nie z pli−

kiem binarnym, można stwierdzić poprzez

otwarcie pliku za pomocą dowolnego edytora

tekstowego. W przypadku pliku binarnego

zobaczymy prawdopodobnie dość dużą ilość

„chaszczy”, a same dane będą wizualnie cha−

otyczne. Natomiast plik IntelHEX jest pli−

kiem ASCII. Oznacza to, że zapisane w nim

dane kodowane są do poziomu znaków, które

można odczytać w dowolnym edytorze tekstu.

IntelHEX tak jakby był to plik binarny. Ilus−

truje to rysunek 6 .

Gdy okaże się, że posiadany plik obrazu

pamięci EEPROM jest w formacie IntelHEX,

BASCOM nie zechce wczytać go bezpośrednio .

Listing 1

Napisałem oto, jak możesz zorientować

się, że rzeczywiście masz problem. Teraz pora

wyjaśnić, jak sobie z tą trudnością poradzić.

Wydawałoby się, że jedynym sensownym

rozwiązaniem jest wykorzystanie jakiegoś

programu, który umożliwi dowolne przejście

między opisanymi formatami. Na stronie

„Elektroniki Praktycznej” znaleźć można pro−

gram o wdzięcznej nazwie Konwerter HEX−

>BIN. Można i tak, ale chce Ci pokazać dużo

prostszą drogę. Można zastosować małą

sztuczkę. Aby BASCOM „zrozumiał“, że

ma do czynienia z plikiem w formacie

IntelHEX, a nie ze zwykłym formatem

binarnym, konieczne jest, aby posiadał on

rozszerzenie HEX. Zmieńmy więc całą

nazwę naszego pliku na eeprom.hex.

Teraz po wybraniu zakładki EEPROM

wczytujemy do niej nasz plik o zmienio−

nej nazwie (pamiętaj o odpowiednim

ustawieniu pola „Pliki typu”).

I to cała filozofia. Plik zostanie prawi−

dłowo wczytany do bufora, który jest

aktualnie aktywny (do bufora EEPROM).

I o to nam chodziło!

Uwaga 1: Doświadczenie wykazuje, że przy−

cisk odświeżenia zawartości bufora ( Buffer−>

Reload ) nie działa prawidłowo z plikami

spoza projektu utworzonego poza BASCOM’−

em. W praktyce oznacza to, że w przypadku

gdy kod programu został poprawiony i chce−

my wczytać nowy kod do bufora, trzeba po

prostu ponownie otworzyć odpowiedni plik.

Uwaga 2: Jeśli sam procesor nie ma pod−

piętego zasilania, możliwa będzie jego iden−

tyfikacja. Okazuje się jednak, że moc dostar−

czana przez programator nie umożliwia już

prawidłowego przebiegu procesu programo−

wania. Jeśli więc pasek postępu progra−

mowania zatrzymuje się w miejscu – sprawdź

zasilanie urządzenia (programatora), w któ−

rym znajduje się programowany element.

Według powyższego opisu bez żadnych

problemów zaprogramujesz procesor w więk−

szości sytuacji. Mimo tego, że często pora−

dzisz sobie bez informacji, jakie zawarłem

dalej – polecam ich przeczytanie. Może się to

okazać przydatne w przyszłości.

Rys. 4

Plik składa się z rekordów, każdy zakończony

znakiem końca linii oraz powrotu karetki (13,

10 dziesiętnie). Koniec pliku oznaczony jest

przez specjalną sekwencję. Ogólną zasadę

tworzenia rekordu pokazuje rysunek 4 .

Każdy bajt jest reprezentowany przez kod

szesnastkowy zapisany za pomocą dwóch

znaków ASCII. Listing 1 pokazuje dane

pamięci EEPROM zapisane w formacie Intel−

HEX. Jest to dokładnie to, co ujrzysz, gdy

otworzysz plik w formacie IntelHEX w zwyk−

łym notatniku. Dla porównania rysunek 5

pokazuje wczytane dane.

Rozumiesz już, jak łatwo jest odróżnić te

pliki od siebie? Zwykle, gdy wczytasz dane

do bufora i ujrzysz w niebieskiej części

okienka, że dane układają się w coś podob−

nego do tego

co widzisz na lis−

tingu 1, możesz

mieć pewność,

że poleciłeś

programatorowi

wczytać plik

Uwagi końcowe

Podczas pisania artykułu korzystałem z ma−

teriałów zamieszczonych na stronie semmix.pl .

Dokładny link do opisu formatu IntelHEX:

http://semmix.pl/mipc/specyf/filehex/inhexup.htm

Opisałem tutaj, jak posłużyć się do

naszych celów programem−programatorem

wbudowanym w pakiet BASCOM. Choć pro−

gramuję także w innych językach, bardzo chęt−

nie posługuję się opisanym programem. Jest on

dla mnie zupełnie wystarczający, a przy tym

prosty w obsłudze. W sieci dostępny jest dar−

mowy program PonyProg, który, jak wynika

z opisu, również umożliwia obsługę naszego

sprzętu. Interfejs wygląda dość interesująco.

Zainteresowanych odsyłam na stronę źródłową:

http://www.lancos.com/prog.html

Mimo że program ten jest inny niż opisany,

trzeba pamiętać, że zasady jego obsługi się nie

zmieniają. Nadal istnieją bufory, przyciski

kasujące procesor, zapisujące do niego dane.

To bardzo dobra wiadomość: jeśli dobrze

poznałeś jeden programator –

będziesz umiał obsłużyć je

wszystkie.

Na koniec życzę efektywnego

i bezbolesnego programowania!

HEX, BIN,

a pamięć EEPROM

Poprzednio wspomniałem o ewentualnych

problemach z plikiem zawierającym obraz

(image) pamięci danych. Pamiętasz – plik

z danymi pamięci programu można spotkać

z dwoma rozszerzeniami. Będzie to HEX albo

BIN. Oba te rozszerzenia oznaczają dwa różne

formaty. Okazuje się, że obraz pamięci EEP−

ROM także może zostać wygenerowany przez

kompilator w jednym z tych dwóch formatów.

Jednak rozszerzenie zawsze będzie takie samo

(EEP)... Programator BASCOM nie posiada

możliwości ich automatycznego rozróżnienia,

co może spowodować zapisanie do pamięci

zupełnie innych danych, niż byśmy chcieli.

Przy odrobinie wiedzy jednak rozpoznamy

bez problemu format pliku sami i w razie

potrzeby przeprowadzimy jego konwersję.

Dużo prostszy w konstrukcji jest tak

zwany format binarny. Plik taki zawiera po

prostu dokładny obraz danych, jakie należy

wpisać bezpośrednio do pamięci. Nie ma tutaj

informacji, pod jaki adres należy zapisać dane

– domyślnie będą wpisywane od początku

pamięci. Brak jakichkolwiek mechanizmów

synchronizacji czy wykrywania błędów.

Koniec danych wyznacza tutaj koniec pliku.

Rys. 5

Rys. 6

Radosław Koppel

radoslaw.koppel@edw.com.pl

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: