wyklad 3.pdf

Hit roku 2000

BASCOM College

Wykład 3

Do redagowania kolejnego wykładu BA−

SCOM College przystępuję w zupełnie no−

wym, lepszym nastroju niż do pisania po−

przednich artykułów! Nareszcie przestałem

się poruszać po omacku i uzyskałem dane

potrzebne mi do nadania kolejnym wykła−

dom właściwej treści i formy. Przyczyniła się

do tego analiza listów e−mailowych nadesła−

nych mi przez Czytelników. I tu od razu

chciałbym przeprosić tych, którym nie zdą−

żyłem indywidualnie odpowiedzieć na listy.

Nie oznacza to bynajmniej, że zostały one

wrzucone do kosza. Wprost przeciwnie, każ−

dy list został przeczytany i przeanalizowany,

a indywidualne odpowiedzi wysłane tylko

tym Czytelnikom, którzy zadawali konkretne

pytania. Jeżeli o kimś zapomniałem, to raz

jeszcze przepraszam.

Ogólnie mówiąc, jestem więcej niż zado−

wolony. Oczywiście nie z siebie, ale z Was,

Drodzy Studenci BASCOM College.

W nadesłanych listach przeważały wypo−

wiedzi osób może nie zawsze biegłych

w sztuce programowania (w końcu, co mie−

liby oni do roboty w szkole), ale prawie za−

wsze MYŚLĄCYCH, co przy doskonaleniu

umiejętności polegającej wyłącznie na kon−

sekwentnym i popartym żelazną logiką my−

śleniu, ma kapitalne znaczenie. Nadesłane li−

stingi nieraz aż roiły się od błędów, ale wy−

nikały one najczęściej z pośpiechu i niecier−

pliwości oraz niezbyt dokładnej znajomości

składni języka, a nie z błędów w rozumowa−

niu. Właśnie: niecierpliwość to chyba naj−

częstszy błąd, jaki popełniacie! Czego jak

czego, ale cierpliwości programista musi

mieć pod dostatkiem. Zawsze musicie pa−

miętać, że błąd może kryć się w każdej napi−

sanej linijce, w jednym źle postawionym

przecinku czy innym znaku. Oczywiście,

kompilator wychwytuje i zgłasza wszelkie

błędy w składni, ale nawet najmądrzejszy

program komputerowy nie jest w stanie wy−

kryć błędów w logice programu. Pisanie pro−

gramów to przede wszystkim uwaga, cierpli−

wość, nieprzespane noce i hektolitry wypija−

nej podczas pracy szatańsko mocnej kawy.

No i oczywiście “iskra Boża”, bez tego też

niewiele można zdziałać!

W kilku listach pojawiły się doniesienia

o niesprawnym działaniu kompilatora, a na−

wet zarzuty o promowaniu nieudanego pro−

duktu. Niestety, po przeanalizowaniu frag−

mentów listingu zawsze okazywało się, że

wina leżała po stronie niezbyt doświadczone−

go lub zadufanego we własne umiejętności

programisty. Pakiet BASCOM używany jest

przez tysiące elektroników na całym świecie

i zdecydowana większość błędów została

z niego dawno usunięta. Pamiętajcie zatem,

że zanim zaczniecie podejrzewać kompilator

o błędy, najpierw sprawdźcie sto razy, czy sa−

mi ich nie popełniacie. W 99 przypadkach na

100 “rację” ma kompilator, słusznie “czepia−

jąc” się niezrozumiałej dla niego składni ję−

zyka.

Analizując Wasze listy e−mailowe dosze−

dłem do wniosku, że największe problemy

stwarzają Wam następujące tematy:

✏

A zatem te trzy wymienione sprawy będą

tematem dzisiejszej lekcji. Pomęczymy się

trochę z teorią, co nie oznacza, że nie wyko−

namy nowych, praktycznych ćwiczeń. Przy

okazji omawiania posługiwania się timerami

zaprojektujemy sobie pierwszy, wykonany

w technice mikroprocesorowej, w pełni funk−

cjonalny zegarek.

Zanim jednak przejdziemy do konkretów,

chciałbym wyczerpać do końca sprawę po−

mocy w Waszej pracy i rozwiązywania pro−

blemów, na jakie napotykacie. Nie jestem

żadnym najwyższym autorytetem w tych

sprawach (jak niesłusznie nazwał mnie jeden

z Was). Najwyższym autorytetem jest mój

Przyjaciel, pan Mark Alberts z Holandii,

który o programowaniu procesorów wie

wszystko . Zawsze możecie zwrócić się do

niego o pomoc, oczywiście tylko w bardzo

trudnych sprawach lub gdy jesteście prawie

pewni, że znaleźliście pluskwę w programie.

Możecie wysłać maila bezpośrednio do MCS

Electronics, ale najlepszą metodą uzyskania

pomocy i Marka, i setek ludzi z całego świa−

ta jest zapisanie się na listę dyskusyjną BA−

SCOMMALIST (www.mcselec.com.) Rzecz

jasna, korespondencja może być prowadzona

wyłącznie w języku międzynarodowym, ale

mam nadzieję, że na biurkach Kolegów nie

władających do tej pory językiem amery−

kańskim leżą już stosowne podręczniki

i chociażby bierne opanowanie tego języka

jest już dla nich tylko kwestią czasu. Jeszcze

raz zapraszam Was do dołączenia się do tej

listy, jest wspaniała, tam nikt nie poszukuje

cracków do kradzionego oprogramowania i

nie zamieszcza ogłoszeń o “uruchamianiu”

kodowanych odbiorników radiowych. Trwa

tam nieustanna burza mózgów i wymiana do−

świadczeń, bez uwarunkowań typu “wiem,

ale nikomu nie powiem”, tak częstego na na−

szych listach.

Koledzy, którzy zaczęli już pisać własne

programy, na największe trudności napotkali

podczas pisania tych ich fragmentów, które

zajmują się obsługą timerów i przerwań. To

oczywiste: znają oni najprawdopodobniej

całkiem nieźle język BASIC, ale wyłącznie

jego dialekty “komputerowe”, w których ob−

sługa timerów raczej nie występuje!

✏

Problemy z emulatorem sprzętowym, wy−

nikające często z niezbyt dokładnego opisania

jego działania w 3/00 Elektroniki dla Wszyst−

kich. Cóż, mea culpa, jeżeli starczy nam cza−

su, to za chwilę poruszymy jeszcze ten temat.

Elektronika dla Wszystkich

Problemy z obsługą programatora, nie−

znajomość zasad jego konfigurowania.

✏

BASCOM

Obsługa programatorów

pakietu BASCOM8051

Fragment pakietu BASCOM, obsługujący

programatory, jest jedną z najbardziej uży−

tecznych i ciekawych części tego programu.

Bez najmniejszej przesady mogę powiedzieć,

że jest to “państwo w państwie”, odrębne śro−

dowisko, które może być wykorzystywane

łącznie z kompilatorem, ale także jako samo−

dzielne oprogramowanie. Sądzę, że pełne

opisanie tego fragmentu BASCOM−a jest

obecnie sprawą najwyższej wagi, tym bar−

dziej, że wiedza ta może być niezwykle uży−

teczna także dla Kolegów piszących progra−

my w językach innych niż MCS BASIC.

A więc, zaczynamy!

W poprzedniej lekcji napisałem, że najprost−

szą metodą posługiwania się programatorem

jest zaznaczenie w menu OPTIONS PRO−

GRAMMER opcji AUTO FLASH i po wybra−

niu typu programatora (najczęściej MCS Flash−

programmer, będący w Waszym posiadaniu)

przechodzenie do programowania procesora za

pomocą naciskania klawisza F4. Rzeczywiście,

jest to metoda najprostsza, ale jak każe upro−

szczenie, nieco ograniczająca oferowane przez

BASCOM możliwości. Przede wszystkim za−

myka ona drogę do możliwości programowania

procesorów za pomocą plików skompilowa−

nych w innym niż BASCOM środowisku. Jed−

nak nie tylko o to

chodzi: prędzej czy

później po naciśnię−

ciu klawisza F4 po−

jawi się na ekranie

komunikat o błędzie

( rys. 1 ). I co wtedy?

Musimy zatem “dobrać się” do wszyst−

kich, bogatych możliwości oferowanych nam

przez obsługę programatora. Zakładam, że

do komputera macie dołączony programator

MCS Flashprogrammer opisany w Elektroni−

ce dla Wszystkich i że w podstawce progra−

matora umieszczony jest jeden z procesorów

rodziny ‘X051. Nie ma przy tym znaczenia,

czy jest to procesor “fabrycznie nowy”, czy

też zapisany jest już w nim jakiś program.

Zakładam także, że napisaliście uprzednio

i skompilowaliście jakiś program, przy czym

także bez znaczenia jest jego treść.

Otwieramy zatem ponownie panel

OPTIONS PROGRAMMER i tym razem

“odznaczamy” opcję AUTO FLASH ( rys. 2 )

i po zamknięciu tego okna naciskamy po−

nownie F4 ....

... Wow, ale bogactwo! Na ekranie pokazał

nam się nowy, nieznany dotąd panel ( rys. 3 ),

a na nim cała masa przycisków i opcji. Za−

czniemy od otwarcia okienka CHIP słusznie

przypuszczając, że uzyskamy w ten sposób do−

stęp do operacji wykonywanych bezpośrednio

na procesorze. Zanim jednak to uczynimy, wy−

jaśnijmy sobie, co właściwie znajduje się

w największym oknie panelu. Otóż, w “białej”

części środkowego panelu znajduje się treść

skompilowanego uprzednio (lub, jak dowiemy

się za chwilę, wczytanego) programu, zapisana

w kodzie heksa−

decymalnym,

a w części “nie−

bieskiej” to samo,

ale w kodzie bi−

narnym.

Są to informacje, z których w obecnej

chwili nie będziemy mieli większego pożyt−

ku, tak więc tylko przyjmujemy ich istnienie

do wiadomości, a także zapamiętujemy że,

w tym okienku możemy także dokonywać

edycji programu w formacie HEX i naciska−

my przycisk CHIP . Na ekranie pojawia się

natychmiast kolejne okienko, a w nim nastę−

pujące funkcje:

GET TYPE (określ typ procesora). Jest to bar−

dzo pożyteczna funkcja, pozwalająca określić

nie tylko typ procesora włożonego w pod−

stawkę, lecz nawet jego producenta. Powyż−

sze informacje “zaszyte” są wewnątrz każde−

go procesora, ale ponieważ nie mają żadnego

wpływu na jego działanie, także tylko przyj−

mujemy ich istnienie do wiadomości. Czy

jednak aby na pewno BASCOM jest taki mą−

dry i potrafi jednoznacznie oznaczyć typ

układu w podstawce programatora? Sprawdź−

my to: zamknijmy na chwilę okienko CHIP

i panelu głównym programatora zaznaczmy

typ procesora inny, niż ten na którym dyspo−

nujemy (np. 89C1051). Ponownie otwieramy

pasek CHIP i klikamy GET TYPE. Natych−

miast powinna wyświetlić się informacja ta−

ka, jaką widzimy na rysunku 3, o ile oczywi−

ście w podstawce znajduje się chip 89C2051.

Tu bardzo ważna uwaga: identyfikacja ty−

pu procesora jest zawsze (?) niezawodna,

czego nie można powiedzieć o identyfikacji

producenta. Niekiedy zdarza się, że pro−

gram nie jest w stanie określić tej informa−

cji i na ekranie pojawia się napis: MANU−

FACTURER UNKNOWN. Nie ma to naj−

mniejszego znaczenia dla pracy programa−

tora , ale jest dość ciekawe. Kilkakrotnie na−

potykałem na to zjawisko wkładając w pod−

stawkę nowiutkie procesory z napisem

ATMEL, widocznym ze stu metrów, a pro−

gram podawał, że nie może określić produ−

centa chipa. Może podróbki?

ERASE (skasuj zawartość pamięci EEPROM

procesora). Wykonanie tego polecenia spo−

woduje wymazanie CAŁEJ zawartości pa−

mięci programu, a także skasowanie bitów

zabezpieczających . Jest to bardzo ważne po−

lecenie, a o jego użyteczności przekonamy

się za chwilę.

SET LOCKBIT1 i SET LOCKBIT2 (ustaw bit za−

bezpieczający 1 i 2, rys. 4 ). Jest to także nie−

zwykle ważna funkcja, za pomocą której

w przyszłości będziemy mogli ... zabezpieczyć

nie co innego, jak

nasze interesy

i korzyści finanso−

we, jakie będzie−

my mogli czerpać

z naszej pracy.

Każdy progra−

mista jest wyłącznym właścicielem napisa−

nego przez siebie programu i może nim

dysponować w całkowicie dowolny sposób,

także sprzedając dowolną liczbę jego kopii.

Niestety, nie wszyscy, szczególnie w Polsce,

rozumieją to prawo i respektują prawo autor−

skie. Ustawienie bitów zabezpieczających

jest dokładnie tym samym, co założenie moc−

nych zamków w drzwiach domu: chroni nas

przed, nazwijmy to po imieniu, złodziejami.

Kliknięcie na przycisk SET LOCKBIT 2

spowoduje, że zawartości pamięci programu

nie będzie już można nigdy w żaden sposób

odczytać. Nikt już teraz nie skopiuje Waszej

pracy i nie “podzieli się” z Wami korzyścia−

mi z niej płynącymi. Natomiast kliknięcie

SET LOCKBIT1 chroni Was nie tyle przed

naruszeniem praw autorskich, ile raczej

przed ... własnym roztargnieniem. Po usta−

wieniu tego bitu zabezpieczającego można

wprawdzie odczytać zawartość pamięci pro−

cesora, ale nie można do niej niczego zapi−

sać, chyba że pamięć EEPROM zostanie

przedtem świadomie skasowana. Bardzo

użyteczne, przekonałem się kilka razy! Czy

jednak to co napisałem, znajduje odbicie

w praktyce? Sprawdźmy zatem empirycznie

działanie zabezpieczeń. Wybiegając w na−

szych rozważaniach nieco naprzód, otwórz−

my panel BUFFER i kliknijmy przycisk

PROGRAM CHIP. Dioda LED w programa−

torze zapali się na chwilę i zgaśnie po zapro−

gramowaniu procesora. Wróćmy teraz znowu

do panelu CHIP i kliknijmy SET LOCKBIT

2. Tym razem dioda w programatorze tylko

błyśnie i pozornie nic wielkiego się nie wyda−

rzyło. Na pewno? Skoczmy zatem ponownie

do panelu BUFFER i kliknijmy funkcję RE−

AD FROM CHIP (odczytaj zawartość pamię−

ci programu procesora). Po kilku sekundach

Elektronika dla Wszystkich

BASCOM

w głównej części panelu pojawi się odczyta−

na z pamięci procesora informacja ( rys. 5 ).

Jednak z pewnością nie jest to napisany przez

nas i skompilowany program! Na ekranie po−

jawiły się same “FFki”, co świadczy o tym,

że pamięć procesora jest obecnie widziana

jako czysta, nie zaprogramowana, i odczyty−

wanie jej zawartości nie ma najmniejszego

sensu.

Zajmijmy się

teraz następnym

panelem dostęp−

nym z okienka

programatora:

BUFFER (rys.

6). W tym wła−

śnie okienku znajdziemy najpotrzebniejsze

w dalszej pracy narzędzia:

CLEAR (wyczyść bufor). Kliknięcie tej funk−

cji powoduje wyczyszczenie zawartości bu−

fora programatora, która zostanie zapełniona

samymi FFkami. Ta akurat funkcja jest sto−

sunkowo mało użyteczna, ale jeżeli już jest...

READ FROM DISK (wczytaj dane z dysku do

bufora). To chyba jedna z najważniejszych

opcji programatora! Umożliwia ona wczy−

tanie do bufora, a następnie zaprogramo−

wanie procesora dowolnym programem

na ‘X051 (a także kilka innych typów pro−

cesorów, m. in. na 8052), zapisanym w ko−

dzie binarnym, czyli praktycznie każdego

pliku binarnego wygenerowanego przez

dowolny kompilator obsługujący dowolny

język programowania. Nie obowiązują tu

żadne ograniczenia wersji DEMO: wczy−

tywany plik binarny może mieć dowolną

wielkość, oczywiście mieszczącą się w wy−

branym typie procesora .

Dane do bufora programatora wczytywane

są zgodnie z ogólnie przyjętymi w systemie

WINDOWS zasadami, możemy przechodzić

z jednego katalo−

gu do drugiego,

a wyświetlane są

wyłącznie pliki

typu *.BIN

( rys.7 ).

WRITE TO DISK

(zapisz zawartość bufora programatora na

dysku). Ta opcja pozwala na zapisanie na

dysku, w dowolnym katalogu i pod dowolną

nazwą pliku znajdującego się aktualnie w bu−

forze programatora. Może mieć ona zastoso−

wanie przy zapisywaniu plików odczytanych

z pamięci procesora poleceniem:

READ FROM CHIP (odczytaj plik z pamięci

EEPROM procesora). Klikniecie tego

przycisku spowoduje wczytanie do bufora

programatora zawartości pamięci progra−

mu procesora, o ile ta nie została zabezpie−

czona lock bitami i posiadamy na to zgodę

autora programu. Odczytanymi danymi

możemy następnie zaprogramować dowol−

ną liczbę procesorów (widzimy tu właśnie

sens stosowania zabezpieczeń) lub zapisać

je na dysku.

WRITE TO CHIP (zapisz zawartość bufora

w pamięci procesora). Wydanie tego polece−

nia spowoduje przeniesienie zawartości bu−

fora do pamięci EEPROM procesora. Uwa−

ga: wydając to i tylko to polecenie można

wpuścić się w niezłe maliny i należy stoso−

wać je z dużą ostrożnością. Programator

po wydaniu tego polecenia kopiuje zawar−

tość bufora do procesora, nie zwracając

uwagi, czy w pamięci programu nie pozo−

stały jakieś zbędne dane! Nic jednak tak

nie przekonuje, jak celowy i sprawnie prze−

prowadzony eksperyment:

a) Zaprogramujmy procesor jakimkol−

wiek programem, najlepiej o znacznej obję−

tości. Możemy tu wykorzystać przycisk

PROGRAM CHIP, którego działanie omówi−

my za chwilę.

b) Napiszmy sobie dowolny krótki pro−

gramik, byle co, może robić np. “ LCD

“TEST” ” i skompilujmy go.

c) Wejdźmy z powrotem do panelu pro−

gramatora, wybierzmy CHIP i WRITE TO

CHIP. Zapalenie się diody w programatorze

mogłoby świadczyć, że operacja programo−

wania przebiegła pomyślnie. Nie radzę jed−

nak wkładać tak zaprogramowanego proce−

sora w podstawkę płytki testowej i spraw−

dzać jego działania. Powróćmy zatem do opi−

su panelu BUFFER, aby dowiedzieć się, czy

procesor został na pewno zaprogramowany

poprawnie!

VERIFY (sprawdź

zgodność zawarto−

ści pamięci bufora

z zawartością pa−

mięci EEPROM

procesora). Przycisk ten pozwala na weryfi−

kację poprawności programowania i po jego

naciśnięciu z pewnością pojawi się przed na−

szymi oczami napis taki, jak na rysunku 8 .

Co to oznacza, dlaczego programowanie pro−

cesora się nie udało? To proste: przed progra−

mowaniem z pamięci procesora nie został

usunięty poprzedni program i w EEPROM−ie

powstał przysłowiowy “groch z kapustą”!

Programowanie pamięci EEPROM mi−

kroprocesorów ‘X051 możliwe jest tylko

wtedy, kiedy każdy bajt, który ma zostać

zaprogramowany ma wartość FF . W prak−

tyce oznacza to, że pamięć używanego już

procesora musi zostać skasowana przed roz−

poczęciem ponownego programowania. Zo−

stawmy zatem polecenie WRITE TO CHIP

do celów specjalnych i zwykle używajmy:

PROGRAM CHIP (zaprogramuj procesor). Wy−

danie tego polecenia spowoduje wykonanie

przez programator dwóch kolejno następują−

cych po sobie czynności: skasowania pamięci

procesora i zapełnienie jej samymi FFkami,

a następnie wpisanie do tej pamięci nowego

programu. Sprawdźmy działanie tego polece−

nia, naciskając kolejno PROGRAM CHIP,

a po zaprogramowaniu procesora: VERIFY.

Tym razem wyświetlony w dolnej części pane−

lu komunikat “Buffer and chip are identical ”

Elektronika dla Wszystkich

BASCOM

(bufor i zawartość pamięci procesora są iden−

tyczne) oznajmił nam o poprawnym przepro−

wadzeniu operacji programowania procesora.

W panelu programatora pozostał nam już

tylko jeden przycisk do naciśnięcia: EXIT.

Zróbmy to zatem, a działanie tego ostatniego

polecenia pozwoli nam, po chwili odpoczyn−

ku i wypiciu filiżanki dobrej kawy, zabrać się

za kolejny temat:

Tryb 0

Tryb pracy 0 jest identyczny dla licznika

TO i licznika TL. W trybie tym układ pracu−

je jako 13−bitowy czasomierz / licznik. Stan

licznika określany jest zawartością rejestru

TH[0,1] oraz pięciu młodszych bitów reje−

stru TL[0,1]. Stan trzech starszych bitów re−

jestru TL[0,1] jest nieokreślony. Przepełnie−

nie licznika, czyli zliczenie impulsu, wskutek

którego stan wszystkich bitów zmienia się

z 1 na 0. Przepełnienie licznika może być sy−

gnalizowane zgłoszeniem przerwania TI−

MER[0,1].

Zliczanie ma miejsce tylko wtedy, gdy

wydane zostało na to zezwolenie za pomocą

plecenia START TIMER[0,1]. I może być za−

trzymane poleceniem STOP TIMER[0,1].

CONFIG TIMER0= COUNTER/TI−

MER, GATE=INTERNAL/EXTERNAL,

MODE=0−3

Musimy zatem określić wstępnie trzy naj−

ważniejsze parametry decydujące o sposobie

pracy każdego z timerów.

1. TIMER[0,1] = TIMER

− wskazany timer zlicza impulsy pochodzące

z wewnętrznego oscylatora

TIMER[0,1] = COUNTER

− wskazany timer zlicza impulsy

dostarczane na wejście T0 lub T1

Timery

Bloki timerów − liczników umieszczo−

ne wewnątrz struktury procesorów ’51 są

jednymi z najbardziej użytecznych ukła−

dów, jakie możemy wykorzystywać w na−

szej pracy. Umożliwiają one dokonywanie

wszelkich operacji rozgrywających się

w czasie rzeczywistym, budowanie zega−

rów, timerów, stoperów oraz innych ukła−

dów, których działanie uzależnione jest od

upływu czasu. Jednocześnie, obsługa ti−

merów sprawia zwykle wiele problemów

początkującym programistom. Utarło się

nawet przekonanie, że operacje związane

z timerami i przerwaniami to przysłowio−

wa “czarna magia” i że lepiej się za nią nie

zabierać. Cóż, przy odrobinie uwagi pora−

dzimy sobie z pewnością tak z timerami,

jak i na następnej lekcji z przerwaniami,

a “zabierać się” za te tematy musimy, bo

inaczej nie będziemy w stanie napisać

większości potrzebnych nam programów.

Mam zresztą zamiar udowodnić Wam, że

wykorzystywanie timerów jest naprawdę

banalnie proste (no chyba, że używamy

kilku timerów i przerwań jednocześnie,

wtedy trzeba się trochę pomęczyć). Do−

wód przeprowadzimy w najbardziej spek−

takularny sposób: zbudujemy wspólnie

nasz pierwszy zegar mikroprocesorowy:

prosty, lecz w pełni funkcjonalny układ

czasomierza, mogący znaleźć liczne zasto−

sowania praktyczne. Najpierw jednak za−

poznajmy się z niezbędnymi informacjami

teoretycznymi.

Procesory podrodziny ‘X051 wyposażone

są w dwa umieszczone w ich strukturze 2 x 8−

bitowe timery: Timer0 i Timer1. Timery mo−

żemy traktować trochę jako osobne układy,

jedynie sterowane z procesora i potrafiące

zgłaszać mikrokontrolerowi fakt przepełnie−

nia ich zawartości. Do rejestru timera może−

my w każdej chwili zapisać dowolną liczbę

(oczywiście, z dozwolonego aktualnie sto−

sownym trybem zakresu), zatrzymać lub uru−

chomić liczniki. Impulsy zliczane przez time−

ry mogą być równie dobrze pobierane z wnę−

trza procesora, jak i z zewnętrznego źródła.

Możliwości jest wiele i najwyższy czas tro−

chę uporządkować nasze wiadomości na te−

mat timerów − liczników.

Każdy timer składa się z dwóch rejestrów

− liczników TL[numer timera] i TH[numer ti−

mera]. Timer może pracować w jednym

z czterech, określonych programowo trybów:

2. GATE = EXTERNAL − timer, do

którego odnosi się to polecenie będzie uru−

chamiany i zatrzymywany stanem na wejściu

przerwania INT0 lub INT1

GATE = INTERNAL − timer, do

którego odnosi się to polecenie będzie uru−

chamiany i zatrzymywany poleceniami pro−

gramowymi

Tryb 1

Tryb 1 pracy liczników TO i T1 jest nie−

mal identyczny z trybem 0. Jedyną różnicą

jest wykorzystywanie pełnej pojemności re−

jestrów TL[0,1], a tym samym zwiększenie

pojemności licznika z 13 do 16 bitów.

Tryb 2

W trybie 2 liczniki pracują jako 8−bitowe

liczniki (TL[0,1]), z automatycznym przeła−

dowaniem. Przepełnienie TL[0,1] nie tylko

powoduje wygenerowanie przerwania, ale

jednocześnie ładuje TL[0,1] zawartością

TH[0,1]. Zawartość TH[0,1] może być w do−

wolnej chwili zmieniana programowo. Ope−

racja przeładowania nie powoduje zmiany

zawartości rejestru TH[0,1].

3. MODE − określenie trybu pracy wska−

zanego timera (omówione powyżej)

Każdy z timerów, niezależnie od wybra−

nego trybu pracy, może być wstępnie “zała−

dowany” wartością, od której po uruchomie−

niu rozpocznie zliczanie. Ładowania timera

dokonujemy za pomocą następujących pole−

ceń programowych:

LOAD TIMER[0,1] , [wartość]

gdzie wartość jest liczbą z przedziału 0−

255 dla trybu 2, lub 0 − 65535 dla trybu 1

lub

COUNTER[0,1] = [wartość]

gdzie wartość jest liczbą z przedziału 0−

255 dla trybu 2, lub 0 − 65535 dla trybu 1

Tryb 3

Tryb 3 jest jedynym trybem, w którym

sposób działania licznika T1 różni się od

licznika T0. Wprowadzenie licznika T1

w tryb 3 pracy powoduje jego zatrzymanie,

czyli daje ten sam efekt, co wydanie polece−

nia STOP TIMER1 w którymkolwiek z pozo−

stałych trybów pracy licznika T1. Licznik T0

w trybie 3 wykorzystuje swoje obydwie po−

łówki (THO i TLO) jako dwa niezależne

liczniki 8−bitowe. Jeden z nich (utworzony

z TLO) funkcjonuje, podobnie jak cały licz−

nik T0, w trybie 0 lub 1, przy czym jedyną

różnicą jest pojemność licznika wynosząca 8

bitów. Druga część (THO) tworzy 8−bitowy

czasomierz zliczający cykle maszynowe.

Włączanie i wyłączanie czasomierza odbywa

się za pomocą polecenia START TIMER0,

natomiast jego przepełnienie powoduje wy−

generowanie przerwania TIMER0.

Zanim rozpoczniemy jakiekolwiek do−

świadczenia z timerami, zbierzmy razem

wszystkie polecenia języka MCS BASIC,

służące ich sterowaniu, i wyjaśnijmy sobie

ich znaczenie. Najważniejszym poleceniem,

jakie należy wydać przed rozpoczęciem pra−

cy timerów jest określenie ich konfiguracji.

Ogólna postać tego polecenia wygląda na−

stępująco:

Tu bardzo ważna uwaga:

Timer zlicza impulsy od zadanej (załado−

wanej) liczby w górę, aż do osiągnięcia stanu

11111111 (w trybie2) lub 11111111 11111111

(w trybie 1). A zatem, aby otrzymać sygnał

przerwania np. po 10 impulsach, należałoby

do timera załadować wartość równą 256 − 10

czyli 246. Na szczęście język MCS BASIC

zwalnia nas od konieczności dokonywania

nawet tak prostego obliczenia (odnoszę cza−

sami wrażenie, że dewizą Marka jest ”Co tu

wymyślić, aby inni nie musieli myśleć”)

i sam wykonuje potrzebne kalkulacje.

A zatem, wydanie polecenia:

LOAD TIMER0, 10

Spowoduje wystąpienie przerwania po 10

cyklach maszynowych procesora.

Następujące polecenia służą uruchamia−

niu i zatrzymywaniu timerów:

Elektronika dla Wszystkich

BASCOM

START TIMER[0,1] − włącza wska−

zany timer. Równoważne mu jest polecenie:

START COUNTER[0,1]

nuje specjalną procedurę określaną mianem

procedury obsługi przerwania. Po zakończe−

niu tej procedury mikrokontroler wraca do

wykonywania programu głównego, począw−

szy od miejsca, w którym zostało ono zawie−

szone.

Podstawową funkcją przerwań jest umoż−

liwienie szybkiego reagowania na wydarze−

nia zewnętrzne. Zaletą wykorzystywania

przerwań jest też uproszczenie oprogramo−

wania. Wynika ono m.in. stąd, że program

główny jest uwalniany od konieczności testo−

wania stanu wybranych układów peryferyj−

nych lub linii sygnałowych, ponieważ w ra−

zie stosowania przerwań operacje te są reali−

zowane sprzętowo.

jeszcze raz, zmieniając wartość czasu oczeki−

wania na np. 250. Po powtórnym skompilo−

waniu i uruchomieniu w symulacji okazało

się, że tym razem czekaliśmy na wystąpienie

przerwania znacznie dłużej! Bingo, ekspery−

ment potwierdził przewidywania teoretyczne!

Jeżeli jednak to doświadczenie się udało, to

przeprowadźmy jeszcze kilka innych, także

w symulacji programowej.

Usuńmy teraz polecenie END kończące

działanie programu po wystąpieniu przerwa−

nia i uruchommy nasz programik jeszcze raz.

Oczywiście, nie zapominajmy o kompilowa−

niu go po wprowadzeniu każdej zmiany!

Okazało się, że tym razem program nie za−

trzymuje się, ale po każdym przerwaniu wy−

syła na ekran komunikat o jego wystąpieniu.

STOP TIMER[0,1] − zatrzymuje

wskazany timer. Równoważne mu jest pole−

cenie:

STOP COUNTER[0,1]

Trudno sobie wyobrazić sytuację,

w której uruchomiony timer działałby sobie,

a muzom, nie wywierając jakiegokolwiek

wpływu na program sterujący pracą proceso−

ra. Musimy zatem poinstruować procesor, ja−

kie czynności mają zostać wykonane w przy−

padku wystąpienia przerwania (przepełnie−

nia) pracującego timera. Służy temu polece−

nie programowe:

ON TIMER[0,1] [nazwa pod−

programu]

Config Timer0 = Timer , Gate = Internal , Mode = 2 'konfiguracja

timera 0

Load Timer0 , 5

'załadowanie do

timera wartości 256−5

On Timer0 Timerinterrupt

Gdzie podprogram powinien mieć nastę−

pującą postać:

'po wystąpieniu

przerwania skocz do podprogramu timerinterrupt

Enable Timer0

'zezwalam na

obsługę przerwania z timera 0

Enable Interrupts

Nazwa podprogramu:

Czynności do wykonania

...

RETURN

'globalne zezwolenie na obsługę przerwań

Start Timer0

'start timera 0

'program wpętli

oczekuje na przerwanie

Loop

Timerinterrupt: 'podprogram obsługi przerwania

Print "Timer interrupt!" 'po wystąpieniu przerwania napisz ten tekst

End 'koniec programu

Return 'dodane

"dla porządku", po poleceniu END nie ma właściwie sensu

Bardzo często zdarza się, że nie mamy za−

miaru wykorzystywać przerwań przez cały

czas pracy programu. Dlatego też na obsługę

przerwań muszą zostać wydane specjalne ze−

zwolenia, które w każdym momencie mogą

zostać cofnięte.

W niektórych mikroprocesorach jedynym

rodzajem przerwań są przerwania zewnętrz−

ne. W mikrokontrolerach, oprócz przerwań

zewnętrznych, występują też z reguły prze−

rwania od wewnętrznych układów peryferyj−

nych (np. timerów, dod. Z.R.).”

Na obecnym etapie nauki ta definicja po−

winna nam wystarczyć.

Najwyższy czas przejść od teorii do prak−

tyki i wypróbujmy działanie timerów w kon−

kretnych przykładach. Posłużymy się w tym

celu emulacją programową, której główna

wada − ślimacze tempo pracy, stanie się

w tym momencie zaletą. Operacje wykony−

wane “w rzeczywistym świecie” przez time−

ry rozgrywają się w takim tempie, że obser−

wacja ich byłaby praktycznie niemożliwa.

Napiszmy sobie zatem następujący, prosty

programik:

Skompilujmy go i uruchommy w symula−

cji programowej. Jeszcze raz przypominam,

że podawane przykłady odnoszą się do trybu

„symulacji procesora“ i „żywcem“ przenie−

sione do „rzeczywistego układu“ nie będą

pracować poprawnie. Po naciśnięciu przyci−

sku START w symulatorze prawie natych−

miast w okienku emulatora terminala pojawił

się napis “Timer interrupt!”. Chyba wszystko

jest OK, ale na wszelki wypadek sprawdźmy

Ciekawe, to może mieć już jakieś zastosowa−

nie praktyczne! Wiemy przecież, że oscylator

kwarcowy procesora charakteryzuje się dość

dobrą stabilnością i to “kółko”, które utwo−

rzyliśmy, będzie “kręcić” się z w miarę stałą

prędkością, niezależnie od innych czynności

wykonywanych przez program. Dopiszmy

zatem jeszcze kilka linijek do podprogramu

obsługi przerwania, który po tych przerób−

kach będzie miał następującą postać:

ENABLE INTERRUPTS − globalne ze−

zwolenie na obsługiwanie przerwań

ENABLE TIMER[0,1] − zezwolenie na

obsługę przerwania wskazanego timera

i analogicznie:

DISABLE INTERRUPTS − globalny

zakaz obsługi przerwań

DISABLE TIMER[0,1] − zakaz obsługi

przerwania wskazanego timera

Przerwania, ich obsługa i problemy wyni−

kające z ich stosowania będą tematem jed−

nego z następnych wykładów. Zagadnieniu

temu poświęcimy szczególnie dużo czasu,

ponieważ umiejętne stosowanie przerwań

jest problemem nie tylko dla początkujących

programistów. Wyjątkowo trafną i precyzyj−

ną definicję przerwania zamieścił we wspo−

mnianej na początku tego artykułu książce

pan Tomasz Starecki:

“Idea przerwań polega na tym, że w od−

powiedzi na określony sygnał (sygnał prze−

rwania) mikrokontroler zawiesza chwilowo

wykonywanie programu głównego i wyko−

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: