8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Программирование на c pic – Программирование микроконтроллеров PIC16/PIC18 на языке C. Статья вторая. Базовые сведения о платформе. Первая программа

Содержание

Программирование микроконтроллеров PIC. Часть 1. Необходимые инструменты и программы. Основы MPLAB

Итак, вы решили научиться программировать pic-контроллеры. Для начала поговорим о том, что вам для работы с этими контроллерами понадобится.

Контроллер работает по определённой программе, которая должна как-то в него попасть. Обычно программу в машинных кодах, готовую для записи в контроллер, называют прошивкой. Следовательно нужно какое-то устройство, которое будет записывать (на сленге обычно говорят заливать или прошивать) программу в контроллер. Такое устройство называется программатор. Подробнее о программаторах и заливке программы мы поговорим позднее, в последней части нашей эпопеи (когда уже будет что заливать), а пока давайте по-порядку — как нам эту программу написать.

Программа для контроллера — это, как я уже сказал, набор машинных кодов, записанный в файле с расширением «hex» (здесь можно почитать про формат *.hex), который и нужно заливать в контроллер с помощью программатора. Никакого другого языка контроллер не понимает. Следовательно, нужна специальная программа, которая будет переводить текст программы, написанный на каком-либо языке программирования, в машинные коды. Наиболее удобными в этом плане являются интегрированные среды разработки (IDE — integrated development environment), поскольку они могут не только осуществлять перевод текста программы в машинный код, но и производить симуляцию её работы. Причём симуляцию можно проводить пошагово, при этом можно наблюдать состояние регистров или даже менять их состояние по своему желанию. Короче, интегрированные среды помимо, собственно, компиляции (перевода в машинные коды) предоставляют отличные возможности для отладки программы.

IDE, как и программаторов, существует много. Лично я пользуюсь MPLAB и вам рекомендую, по той простой причине, что MPLAB — это IDE от самого производителя PIC-контроллеров — фирмы Microchip, поэтому имеет отличную поддержку (в том числе на русском языке, что особенно приятно). С официального сайта Microchip можно скачать и сам этот пакет, и подробное описание по работе с ним. Если не нашли или ломает искать — ссылки для скачивания здесь, правда это уже не самая свежая версия.

В описании на русском языке про всё рассказано: от установки и настройки до удаления. В большинстве случаев вся установка заключается в том, чтобы запустить setup и ответить на пару вопросов, типа куда ставить драйверы и тому подобное, от себя лишь добавлю, что во избежание глюков ставить пакет надо в такую папку, чтобы в пути были только английские буквы (а не в какую-нибудь, типа C:\Программы\PIC\MPLAB). Вообще, кириллицу в путях к файлам или в названиях файлов лучше не использовать, иначе возможны глюки.

MPLAB позволяет писать программы на двух языках: СИ и Ассемблер. Интернет просто ломится от разборок СИ-шников и ассемблерщиков, которые с пеной у рта доказывают друг другу, какой язык лучше. Я отношу себя к ассемблерщикам, поэтому, естественно, расскажу почему лучше именно Ассемблер.

Ассемблер представляет собой набор элементарных команд, выполняемых контроллером. Каждая команда трактуется в машинный код совершенно однозначно, а результат её выполнения и время выполнения всегда одинаковы. То есть, если вы имеете листинг на ассемблере, то вы можете совершенно точно сказать, что делает контроллер в каждый момент времени и каким именно образом достигается нужный результат.

Программа на языке СИ (да и вообще на любом языке высокого уровня) — это уже набор команд не контроллера, а соответствующего языка. При компиляции каждая такая команда заменяется набором команд для контроллера, но каким именно набором команд она заменяется, — этого вы уже не знаете, это знает только разработчик языка программирования. Соответственно, невозможно понять, каким именно образом контроллер выполняет желаемое действие.

Короче говоря, в случае с языком высокого уровня вы изучаете как какой-то дядя обозвал свои способы реализации необходимых вам функций и по каким правилам их надо записывать. В данном случае можно провести следующую аналогию: вы хотите поговорить с китайцем, но вам говорят: "Китайский слишком сложный язык, но есть один дядя в Болгарии, который 20 лет жил в Китае и отлично его выучил. А болгарский язык с русским очень похожи и русскому человеку он интуитивно понятен, так что выучите болгарский, а уж дядя переведёт."

В случае с ассемблером, вы изучаете сам контроллер и правила, по которым надо разговаривать с контроллером. При этом контроллер имеет всего-то несколько десятков команд, которые умещаются на одном листке и их легко можно окинуть одним взглядом.

Надеюсь, к этому моменту вы уже сделали выбор языка программирования, так что пойдём дальше.

Что нужно сделать в MPLAB, чтобы получить желанную прошивку? Как я уже сказал — подробности читайте в руководстве к IDE MPLAB, оно на русском и там всё понятно (если не понятно — идём на форум), я же только кратко перечислю самое основное и дам некоторые рекомендации.

Итак, мы установили MPLAB, хотим написать в нём программу для контроллера и получить готовую прошивку.

Сначала нужно создать проект. Для каждого проекта рекомендую заводить отдельную папку, потому что, во-первых, в проект может входить несколько файлов, а, во-вторых, сам MPLAB создаст ещё несколько вспомогательных файлов (*.lst, *.err, *.cod, *.bkx). Если несколько проектов будут в одной папке, то легко можно запутаться какие файлы к какому проекту относятся. Короче, создаём для проекта новую папку, потом запускаем MPLAB и выбираем меню Project -> New Project…

В появившемся окошке, в проводнике справа, выбираем нашу папку, в левой части (в поле под надписью File Name) пишем название будущего проекта, например my1.pjt (не забываем указать расширение), и жмём ОК.

Появляется окно с названием Edit Project. Это менеджер проекта, в котором указываются параметры проекта (какие файлы и библиотеки нужно подключить к проекту, какой будет использоваться камень, будет ли использоваться симуляция и многое другое). Находим поле ввода с названием

Development Mode. Справа от этого поля есть кнопочка Change… Нажимаем.

Открывается окошко с названием Development Mode, в котором мы видим кучу вкладок. На вкладке Tools ставим галочку рядом с MPLAB SIM Simulator (грех для отладки симулятором не пользоваться), в поле ввода Processor выбираем контроллер, с которым мы будем работать. На вкладке Clock указываем какая у нас будет частота генератора. Жмём ОК. На ошибку и предупреждение не обращаем внимания, это просто нам говорят, что пока не могут создать .hex (ну правильно, у нас пока и программы нет) и что при изменении настроек надо заново перекомпилировать проект (так мы ещё вообще ни разу не компилировали).

В поле ввода Language Tool Suite выбираем Microchip.

Нажимаем кнопку с названием Add Node… В появившемся окне, в проводнике справа выбираем папку проекта, в поле ввода слева пишем как будет называться файл с текстом программы на ассемблере, например my1.asm (не забываем указывать расширение), и жмём ОК. Всё, теперь мы подключили к проекту файл my1.asm (указали, что текст программы будет в этом файле).

На этом с Edit project заканчиваем, — нажимаем ОК.

Теперь нужно, собственно, создать файл с текстом программы (в менеджере проекта мы просто указали, что текст будет в таком-то файле, но фактически этот файл ещё не создан). Для этого идём в меню File и выбираем пункт New. Откроется окошко редактора с названием Untitled1. Выбираем меню File -> Save As…, в проводнике справа указываем папку проекта, в поле ввода File Name пишем название файла, которое мы указали в менеджере проекта, то есть в нашем примере это будет my1.asm. Если всё сделано правильно, то название окошка редактора поменяется с Untitled1 на \путь\my1.asm.

Вот и всё! Теперь осталось только набрать в окошке редактора текст программы, скомпилировать проект (меню Project->Build All) и, если в программе нет ошибок (что с первого раза бывает очень редко), то в папке проекта появится готовая прошивка (файл с расширением hex), которую можно заливать в контроллер.

  1. Часть 1. Необходимые инструменты и программы. Основы MPLAB
  2. Часть 2. Что такое микроконтроллер и как с ним работать
  3. Часть 3. Структура программы на ассемблере
  4. Часть 4. Разработка рабочей части программы. Алгоритмы
  5. Часть 5. Ассемблер. Организация циклов и ветвлений
  6. Часть 6. Как перевести контроллер в режим программирования и залить в него прошивку

radiohlam.ru

Программирование микроконтроллеров семейства PIC начинающим

Главная страница » Программирование микроконтроллеров семейства PIC начинающим

Первые микроконтроллеры появились в 60-х годах. Автоматизированные системы до этого времени обычно строились на основе реле. В принципе, релейные системы исполняли требуемую функцию вполне успешно. Однако главным недостатком релейных схем являлись сложности модернизации на случай изменения функциональности. Для инженеров проще было собрать новую релейную систему, нежели модифицировать уже существующую. В этом смысле программируемый логический контроллер оказался куда более предпочтительным устройством. Теперь программируемые логические контроллеры распространены повсеместно. Однако тонкости программирования таких систем остаются малопонятными для многих радиолюбителей. Рассмотрим этот важный момент – как программировать контроллер на примере широко известной серии ПЛК (PLC — Peripheral Interface Controller): продукта компании Microchip Technology Inc.

Содержимое публикации

Общий взгляд на устройства ПЛК

Системы на базе микропроцессора (микроконтроллеры) выступают в качестве программируемых электронных устройств, для которых специально разработаны языки программирования. Благодаря таким языкам программирования, существенно облегчается процесс программирования контроллеров. Язык высокого уровня, созданный для ПЛК, обеспечивает простоту, эффективность и дружелюбную среду для пользователя.

Микропроцессор фактически можно рассматривать электронной схемой, поддерживающей обработку команд, хранящихся в системной памяти. Эта же схема работает с инструкциями — арифметическими и логическими, использует внешние устройства:

  • память,
  • входные порты,
  • выходные порты.

В свою очередь, микроконтроллер представляет собой интегральную схему, в составе которой присутствуют:

  • микропроцессор,
  • память программ и данных,
  • генератор тактовых импульсов,
  • интерфейсы ввода и вывода,
  • таймеры,
  • аналого-цифровые преобразователи,
  • внешние коммуникационные порты и другие схемы.

Макрос языка высокого уровня — это инструкция, которая является сокращённой строкой, содержащей несколько инструкций. Запись программы с повторяющимися действиями (схожестью инструкций) при использовании макросов значительно сокращается.

Программируемые микроконтроллеры используются в составе современной электроники повсеместно. Умение работать с этим функциональным инструментом открывает широкие горизонты

Эффективность программы на основе макросов столь же эффективна, как и запись программы на языке «C». Компилятор отвечает за создание соответствующих подстановок для генерации кода, который передаётся в память программы микропроцессора или микроконтроллера.

Программирование широко распространённых микроконтроллеров PIC12 / PIC16

Микроконтроллеры PIC программируются с использованием проприетарного последовательного протокола. Поэтому конечному пользователю недостаточно просто взять и подключить микросхему контроллера PIC напрямую к любому «стандартному» интерфейсу.

Однако технические требования относительно программирования по времени достаточно слабы. Этот фактор даёт возможность использовать некоторые выводы параллельного или последовательного порта компьютера для генерации программной последовательности с помощью программного обеспечения.

Помимо рабочего напряжения, микроконтроллерам требуется ещё три сигнала:

  1. Программируемое напряжение (около 13В).
  2. Таймер программирования (ICSPCLK).
  3. Данные (ICSPDAT).

Поскольку большинство выпускаемых экземпляров PIC допускают программируемое напряжение несколько ниже значения, указанного спецификацией, открывается возможность использования уровней сигналов ± 12В, присутствующих на интерфейсе последовательного порта настольного ПК. Таким образом, «записать» PIC вполне допустимо без необходимости подключения дополнительного источника питания.

Преобразование уровней допускается выполнять при помощи нескольких компонентов. Однако представленная ниже упрощённая схема, обладает некоторыми ограничениями. В частности, позволяет считывать и программировать непосредственно PIC устройства. Нет никакой гарантии, что эта схема способна обеспечить программирование всех контроллеров, поскольку не соответствует полной спецификации программирования.

Схема принципиальная упрощённого программатора микроконтроллеров серии PIC и обозначенные линии подключения интерфейсов RS232 / ISSP

Внутрисхемное программирование микроконтроллера PIC

Разъём внутрисхемного программирования (ICSP) предоставляет возможность запрограммировать микроконтроллер непосредственно в рамках прикладной схемы. Этот вариант видится особенно полезным в домашних условиях или в другой не специальной среде, где по каким-либо причинам требуется повторное изменение программированием PIC и тестирование схемы.

Применение разъёма ICSP позволяет избежать рисков при перемещении микроконтроллера PIC между различными гнездами (например, в случае изгиба контактов или воздействия на микроконтроллер электростатических разрядов). Также работа с разъёмом ICSP обеспечивает экономию времени.

Вот такой вариант ICSP соединителя вполне подойдёт для подключения линий связи на случай выполнения программирования микроконтроллера серии PIC12/PIC16

Следует внимательно использовать интерфейс и кабель ICSP, принимая во внимание, что схема не должна нарушать ход сигналов программирования. Другими словами – точное соответствие месту назначения сигналов необходимо выполнять безукоризненно.

Основные условия программирования:

  • время переключения напряжения программирования «0 – 13В» составляет несколько микросекунд;
  • полный размах напряжения сигналов таймера и данных достигается в течение одной микросекунды;
  • вывод сигнала PGM остаётся низким всё время программирования.

Некоторые микроконтроллеры PIC требуют применения напряжения программирования до подачи рабочего напряжения. В этом случае напряжением программирования управляют через модуль программатора. Самый простой способ выполнить первые два условия — не использовать корреспондирующие выводы в цепях схемы. Если необходимо, следует использовать отладчик.

Рекомендации относительно процедуры программирования

Не рекомендуется подключать активные цепи к линии внешнего (основного) сброса (MCLR – Microcontroller Line Reset). Если сигнал MCLR используется для сброса PIC, следует устанавливать резистор номинальным сопротивлением более 56 кОм между выводами MCLR и подачи напряжения питания. Рекомендуется в цепь резистора включать конденсатор небольшой ёмкости — менее 100 пФ со смещением на землю (вывод GND).

Сигнальные выводы программирования должны исключать наличие индуктивной или ёмкостной нагрузки. Когда рабочее напряжение питания берётся от модуля программатора, требуется изолировать вывод питания PIC от остальной части прикладной схемы в процессе программирования.

Схемные доработки программатора микроконтроллера, рекомендуемые с целью обеспечения более качественного процесса программирования устройства

Этот вариант может иметь место, если схема содержит собственный стабилизатор напряжения питания и оснащается развязывающим конденсатором большой ёмкости. Модуль программатора, предназначенный под напряжение питания 3,3В, не в состоянии заряжать конденсатор достаточно быстро, а для программирования PIC требуется не менее 4,5В.

Между тем вариант изолирования можно исключить, если в схеме используется диод Шоттки. Чтобы удерживать вывод перевода микроконтроллера в режим программирования (PGM) на низком уровне, рекомендуется подключать этот вывод к земле через резистор номиналом от 2,2 кОм до 10 кОм.

Всегда рекомендуется таймер включения питания вносить в «слово» конфигурации. Задержка таймера более 40 мс даёт достаточно времени для стабилизации напряжения питания перед началом любой операции. Такой шаг позволяет избежать непреднамеренного выполнения программы до входа в режим программирования.

Во время программирования остальные контакты порта остаются в режиме ввода — имеют высокий импеданс. Используемой схемой необходимо обрабатывать такое состояние по возможности неактивным способом. Чтобы избежать нежелательных «побочных эффектов», следует рассмотреть возможность дополнения подтягивающими резисторами.

Для обеспечения повторного программирования микроконтроллера PIC в условиях напряжения питания ниже 4,5В, область памяти необходимо отключить от защиты. Это обусловлено применением «Chip Erase», единственного способа удаления кода или защиты данных, которого требуют практически все микроконтроллеры PIC с напряжением питания выше 4,5В.

Сигналы ICSP соответствующие контактам PIC 12Fxxx / 16Fxxx

Число ниже аббревиатуры сигнала соответствует выходу разъема ICSP модуля программатора. Для использования модуля с тестовыми платами сторонних производителей требуется адаптер.

Следует обратить внимание: разъём ICSP этого модуля программатора имеет различный порядок сигналов по сравнению с другими программаторами микроконтроллеров PIC

Следующие схемы показывают, как подключать сигналы программирования к микроконтроллерам PIC 12Fxxx / 16Fxxx:

Схемы, определяющие порядок подключения сигнальных проводников, участвующих в процедуре чтения/записи данных микроконтроллеров разной конфигурации

Фирменные средства программирования

Существует солидная группа фирменных программаторов для микроконтроллеров семейства PIC. Наиболее известные аппаратные средства:

  • REAL ICE
  • Pickit 1-2-3
  • IC PROG
  • ICD 2-3

Характерные отличия отмеченных программаторов – устройства обладают не просто классическими функциями чтения/записи. Фирменным программаторам присущ целый ряд расширенных функций, включая полный контроль содержимого памяти и стёка.


На основе информации: Uolsinectis

zetsila.ru

Идеальная среда разработки для PIC — личный опыт / Habr

В связи с нововведениями на сайте, решил наконец-то вылезти из подполья и написать что-нибудь полезное. Ну а поскольку я программирую разные микроконтроллеры (МК) и являюсь фанатом Eclipse, то решил про это и написать. Начну со своей истории знакомства с программированием PIC, а закончу советами тем, кто по долгу службы или в силу увлечения программирует на МК семейства PIC, хотя, впрочем, эти же советы сгодятся и для других архитектур МК.

В среду железячников я попал в 2006 году на 4-м курсе учёбы в университете, когда пошёл на производственную практику в научно-технический центр, где, собственно, и работаю по сей день. В то время в нашей компании мейнстримом было использование Keil uVision2 для МК на базе C51 и ARM. Однако мне подсовывали простые задачи под PIC, вроде контроля и управления одним сигналом (кнопка вкл-выкл), и моей первой средой разработки были блокноты — бумажный и компьютерный, плюс книжки бумажные по PIC. Выглядела моя среда разработки примерно так:

Для компиляции файлов мне выдали экзешник компилятора и bat-файл, который использовался мной совершенно бездумно — даже не знаю, что за компилятор там был. В общем, суровые были времена…

Ах, если бы мне кто-то тогда подсказал, что есть такое чудо, как notepad++!

Потом был MPASM, но он убогий и мне про него почти нечего вспоминать. По-моему, под него я также писал в блокноте программки.

MPLAB IDE

По мере совершенствования своих навыков я узнал, что вместо блокнота можно использовать наикрутейшую, как мне тогда казалось, MPLAB IDE:

В её состав входят:

  • CC18 и ещё какой-то компилятор, которые можно выбирать в настройках проекта;
  • хороший набор библиотечных функций;
  • подключаемые inc-файлы описания МК семейства PIC, заточенные под использование в ассемблере;
  • встроенный отладчик и программатор;
  • Но главное — поддержка языка Си — это был для меня глоток свежего воздуха!

Хотя, если присмотреться к этой среде разработки, её убогость и отсталость могут отпугнуть любого мало-мальски привыкшего к хорошим условиям программиста, но я тогда об этом не знал. Справку по встроенным библиотечным функциям надо открывать отдельно и искать, что, где и как называется. Для новичков — непосильная задача. Тем не менее, на тематических форумах люди до сих пор спрашивают, какой компилятор лучше использовать; кто-то так и продолжает использовать MPLAB IDE.
MikroC

Задачи для PIC мне подкидывали всё реже и реже, начали набирать обороты разработки с МК серии C51, ARM7 (не путать с ARMv7!), Cortex-M. Но иногда ко мне снова обращались за помощью в написании программ под PIC, а я в силу любопытства пробовал новые средства разработки.
К тому времени уже давно и активно программировал в Keil uVision3 — возвращаться к допотопному MBLAB IDE совершенно не хотелось. Так я познакомился с MikroC, который поставляется вместе с программаторами PICKit:

Набор плюшек почти такой же как в MBLAB IDE, но всё же побогаче:

  • свой собственный компилятор
  • встроенные библиотеки функций с удобным поиском и доступным описанием;
  • подключаемые h-файлы описания МК семейства PIC;
  • набор дополнительных внешних утилит
  • широкий спектр примеров с исходниками
  • встроенный отладчик и программатор;
  • встроенные вкладки открытых файлов;
  • навигация по функциям в файле

Честно, для маленьких простых проектов, которые и составляют основную нишу программ под PIC, этого вполне достаточно. Даже новички нормально разбираются с помощью справки и быстро делают рабочий код. Большинство наших разработчиков, имеющих дело с PIC, используют эту среду при разработке.

Так или иначе, сделав очередной проект в MikroC, я благополучно забыл про PIC'и и думал, что уже никогда к ним не вернусь.

Однако история любит повторяться!

Через 3 года, в 2013 году, появилась задача разработать ПО по готовой КД, в которой был заложен PIC18F4680. Честно, я даже не знал, что среди PIC'ов бывают такие монстры, всегда имел дело только с мелочью!

Задачи были нетривиальные — реализация загрузчика для внутрисхемного обновления ПО, работа в режиме жёсткого реального времени, работа с АЦП, внешними ЦАП, линиями управления, несколькими таймерами-компараторами.

Кстати, немного отвлекаясь от темы: только на этом проекте я в полной мере понял, что такое банки памяти в PIC, как они работают и какие ограничения накладывают на разработку ПО. К примеру, все банки у МК по 256 байт. И хоть убейся, но для PIC нельзя создать структуру, превыщающую по объёму эти 256 байт — ограничение всплыло наружу при реализации протокола обмена, ну да ладно, проехали…

К этому времени Keil uVision3 мне уже изрядно поднадоел, поскольку сложность проектов росла и мне не хватало имевшегося в Keil функционала. Где-то с 2011 года я освоил Eclipse, GCC, синтаксис makefile — и все свои проекты начал вести с использованием этих инструментов. К тому же, у меня уже был опыт применения связки Eclipse + SDCC для реализации проекта под C51 МК. После появления Keil uVision4 я его установил, протестировал пол-часика и снёс, ибо по удобству программирования он всё равно сильно отстаёт от Eclipse.

Eclipse + SDCC

В настоящее время Eclipse де-факто является стандартом в области разработки ПО для встраиваемых систем. Вот список IDE, основанных на Eclipse, от популярных брендов:
  • NXP LPCXpresso IDE
  • Freescale CodeWarrior
  • Xilinx Platform Studio
  • Texas Instruments CCS
  • Android Development Tools

Автоподстановка, всплывающие подсказки по автодополнению, макросы, затемнение неактивных участков кода, удобная навигация по коду и многое-многое другое, — я не буду всё перечислять, — многие разработчики встраиваемых систем совершенно не привыкли и не знают всех этих плюшек, значительно облегчающих жизнь:

Главной проблемой чистого Eclipse для разработки на C/C++ под МК является сложность вхождения в него железячных программистов, замена привычных инструментов, работающих после установки в 1-2 клика, на какие-то плагины, требующие настройки, или, что ещё хуже, на вручную написанные makefile — всё это требует значительных первоначальных усилий по чтению и изучению документации, поиску помощи и пособий для начинающих в интернете. Говорю как человек, имеющий опыт по переводу команды программистов-железячников на Eclipse.

Только для моей команды разработчиков

Коли прочитали эту статью — дайте знать, я хоть узнаю, как у нас читают профильные хабы на Хабрахабре


Однако, за месяц полностью освоив синтаксис и один раз написав качественный makefile, все остальные проекты создаются по накатанному шаблону и требуют лишь минимальной индивидуальной настройки.

Также пришлось сделать ряд дополнительных телодвижений по настройке проектов под PIC — по умолчанию Eclipse понимает синтаксис GCC. Различные макросы и директивы, встроенные в другие компиляторы (будь то СС18 или SDCC), приходится разделять на этапе компиляции и на этапе индексации проекта. Чтобы при навигации в коде редактор не выдавал ложных ошибок на неизвестные директивы, к исходникам проекта подключается файл eclipse-syntax.h:

eclipse-syntax.h
#ifndef ECLIPSE_SYNTAX_H_
#define ECLIPSE_SYNTAX_H_

// keyword SDCC defined when compiling with SDCC compiler
#ifndef SDCC

	#ifdef __SDCC_PIC18F4680
		#error "SDCC not found, project compile will be with errors!"
	#endif

	// file not parsed through makefile - just for proper eclipse syntax
	#ifndef __CC18__
		#error "__CC18__ not found, use `-D__CC18__` in makefile for proper CC18 compilation!"
		#define near
		#define far
		#define rom
		#define ram
		#define _asm
		#define _endasm
		#define Nop()
		#define ClrWdt()
		#define Sleep()
		#define Reset()
		#define clrwdt
		#define nop

		#define __code
		#define __data
		#define __xdata

		#define __sfr
		#define __sbit

		#define __naked
		#define __wparam

		#define __bit char
		#define __at(num)

	#else	//	__CC18__ defined - compile stage!
	#endif	// __CC18__

	#define __inline

	#define __asm
	#define __endasm

	#define __interrupt(x)
	#define INTERRUPT(x)

	#define USING(x)

	#define CRITICAL

	#define CRITICAL_START
	#define CRITICAL_END

	#define _REENTRANT

#else	// if SDCC defined

	#define INTERRUPT(x) __shadowregs __interrupt (x)

	//#define USING(x) __using (x)
	#define USING(x)

	#define CRITICAL __critical

	#define CRITICAL_START __critical {
	#define CRITICAL_END }
#endif	// SDCC defined

#endif /* ECLIPSE_SYNTAX_H_ */


Кроме того, в SDCC у меня не получилось слинковать большой проект в готовый бинарник — потребовалось также настроить GPUtils, в состав которого входят gpasm, gpdasm, gplink и скрипты .lkr карт памяти МК PIC. Правда, из-за одного найденного мной бага в SDCC на этапе отладки кода я в итоге вернулся на CC18 компилятор и линковщик. Тем не менее, SDCC и GPUtils были полностью настроены — для страждущих привожу часть makefile, касающуюся опций запускаемых компиляторов и линковщиков CC18, SDCC, GPUtils:
Кусочки makefile
###########################################################
# project-specific compile options
###########################################################
# Project definitions
CHIP = 18F4680
DEFINES := -DPIC$(CHIP)
#DEFINES += -D__SDCC_PIC$(CHIP)	# use SDCC compiler
DEFINES += -D__CC18__	# use MPLAB CC18 compiler
#DEFINES += -DOPTIMIZE_BITFIELD_POINTER_GET	# SDCC memory optimize for bitfield structures
###########################################################
#  common part for all sdcc-based projects
###########################################################
	SDCC_BASE = c:/DevTools/SDCC
	CC		= "$(SDCC_BASE)/bin/sdcc.exe"
	LD		= "$(SDCC_BASE)/bin/sdcc.exe"
	ELF2HEX	= "$(SDCC_BASE)/bin/packihx.exe"
	HEX2BIN = "$(SDCC_BASE)/bin/makebin.exe"
	
###########################################################
#  common part for all MPLAB MCC18-based projects
###########################################################
	MPLAB_BASE	= c:/DevTools/CC18
	CC_MPLAB	= "$(MPLAB_BASE)/bin/mcc18.exe"
	AS_MPLAB	= $(MPLAB_BASE)/mpasm/mpasmwin.exe
	LD_MPLAB	= $(MPLAB_BASE)/bin/mplink.exe

###########################################################
# GPUtils used with SDCC for linking project
###########################################################
	GPUTILS_BASE = c:/DevTools/GNUPICutils
	GPASM	= "$(GPUTILS_BASE)/bin/gpasm.exe"
	GPDASM	= "$(GPUTILS_BASE)/bin/gpdasm.exe"
	GPLINK	= "$(GPUTILS_BASE)/bin/gplink.exe"

###########################################################
# C preprocessor flags for MPLAB MCC18 compiler
###########################################################
#optimization parameters (default = full optimization)
OPT_ENABLE_ALL	:= -O+	# Enable all optimizations (default)
OPT_DEBUG		:=-Ou- -Ot- -Ob- -Op- -Or- -Od- -Opa-
OPT 	:=$(OPT_ENABLE_ALL)
#OPT 	:=$(OPT_DEBUG)

CFLAGS_MPLAB := -p $(CHIP)
CFLAGS_MPLAB += -I $(MPLAB_INC_DIR)
CFLAGS_MPLAB += -nw=2066	# suppress Warning [2066] type qualifier mismatch in assignment
CFLAGS_MPLAB += -ml	# Large memory model
CFLAGS_MPLAB += -ls # large stack (can span multiple banks)
#CFLAGS_MPLAB += -scs # Enable default static locals
#CFLAGS_MPLAB += -sco # Enable default overlay locals (statically allocate activation records). Ignored if set --extended
CFLAGS_MPLAB += --extended	# generate extended mode code

COMPILE_MPLAB_STRING=$(CC_MPLAB) $(CFLAGS_MPLAB) $< [email protected] $(DEFINES) $(OPT)

AFLAGS_MPLAB := /y
AFLAGS_MPLAB += /rDEC				# set default radix HEX/DEC/OCT
AFLAGS_MPLAB += /l-				# disable listing file
#AFLAGS_MPLAB += /l$(OBJDIR_MPLAB)	# enable listing file
AFLAGS_MPLAB += /o	# specify path for object files
#AFLAGS_MPLAB += /o$(OBJDIR_MPLAB)	# specify path for object files
#AFLAGS_MPLAB += /q					# enable quiet mode 
AFLAGS_MPLAB += /d__LARGE__			# define symbol
AFLAGS_MPLAB += /p$(CHIP)			# set processor type

#ASSEMBLE_MPLAB_STRING=$(AS_MPLAB) $(AFLAGS_MPLAB) %<

# used linker script
LDFLAGS_MPLAB := $(CHIP)_g.lkr
# objects to compile
LDFLAGS_MPLAB += $(OBJS_MPLAB)
LDFLAGS_MPLAB += $(MPLAB_LIBS)
# specify chip for proper linking
LDFLAGS_MPLAB += /p$(CHIP)
# verbose mode operation
#LDFLAGS_MPLAB += /v
# generate report file for stack analysis
LDFLAGS_MPLAB += /g
# generate .LST file and no .COD file
LDFLAGS_MPLAB += /i
# do not invoke MP2COD (no .COD or .LST file)
LDFLAGS_MPLAB += /w
# link MPLAB libs
LDFLAGS_MPLAB += /l $(MPLAB_LIB_DIR)
# generate MAP file
LDFLAGS_MPLAB += /m $(EXEDIR)/$(PROJECT_NAME)_mplab.map
# set output file
LDFLAGS_MPLAB += /o $(EXEDIR)/$(PROJECT_NAME)_mplab.hex

###########################################################
# C preprocessor flags for SDCC v.3.3.0 compiler
###########################################################
# ----- processor selection -----
 CFLAGS := -m$(ARCH)
 CFLAGS += -p$(CHIP)
 
# ----- preprocessor options -----
 CFLAGS += $(INCS)
 CFLAGS += $(DEFINES)
 
# ----- verbose & dependancy generate -----
# CFLAGS += -M # generate dependencies
# CFLAGS += -E #
# CFLAGS += -C # dont discard comments
 
 CFLAGS += -c # dont link file (i.e. have multiple source files)
  
 CFLAGS += $(DEBUG)

# ----- common settings -----
#CFLAGS += --nostdinc # This will prevent the compiler from passing on the
					  # default include path to the preprocessor.
#CFLAGS += --nostdlib # This will prevent the compiler from passing on the
 					  # default library path to the linker.

#CFLAGS += --less-pedantic # Disable some of the more pedantic warnings.

 CFLAGS += --stack-auto # All functions in the source file will be compiled as reentrant.
						# It automatically implies --int-long-reent and --float-reent.
CFLAGS += --int-long-reent # Integer (16 bit) and long (32 bit) libraries have been compiled as reentrant.
CFLAGS += --float-reent # Floating point library is compiled as reentrant.

#CFLAGS += --no-peep
#CFLAGS += --funsigned-char # The default signedness for every type will be unsigned.
#CFLAGS += --cyclomatic # This option will cause the compiler to generate an information
 						# message for each function in the source file. The message contains
 						# the number of edges and nodes the compiler detected in the
 						# control flow graph of the function, and most importantly
						# the cyclomatic complexity.

# ----- optimization options -----
#CFLAGS += --nogcse # Will not do global subexpression elimination, this option may be used
 					# when the compiler creates undesirably large stack/data spaces to store
 					# compiler temporaries.
#CFLAGS += --noinvariant # Will not do loop invariant optimizations.
#CFLAGS += --noinduction # Will not do loop induction optimizations.
#CFLAGS += --nojtbound # Will not generate boundary condition check when switch statements
 						# are implemented using jumptables.
#CFLAGS += --noloopreverse # Will not do loop reversal optimization.
#CFLAGS += --nolabelopt # Will not optimize labels (makes the dumpfiles more readable).
 CFLAGS += --nooverlay # The compiler will not overlay parameters and local variables of any function.
 CFLAGS += --peep-asm # Pass the inline assembler code through the peep hole optimizer.
 #CFLAGS += --opt-code-speed # Optimize for code speed rather than size
 #CFLAGS += --opt-code-size # Optimize for code size rather than speed
 CFLAGS += --fomit-frame-pointer # Frame pointer will be omitted when the function uses
								 # no local variables.
 CFLAGS += --use-non-free #  Search / include non-free licensed libraries and header files

# ----- special options for pic16 port of SDCC -----
 CFLAGS += --pstack-model=large	# use stack model 'small' (default) or 'large'
# don't use extended instruction set - SDCCman, $4.6.20.1 Known Bugs
#CFLAGS += -y --extended 		# enable Extended Instruction Set/Literal Offset Addressing mode
#CFLAGS += --pno-banksel        # do not generate BANKSEL assembler directives
 CFLAGS += --obanksel=2         # set banksel optimization level (default=0 no)
 CFLAGS += --denable-peeps      # explicit enable of peepholes
 CFLAGS += --no-optimize-goto   # do NOT use (conditional) BRA instead of GOTO
 CFLAGS += --optimize-cmp       # try to optimize some compares
 CFLAGS += --optimize-df        # thoroughly analyze data flow (memory and time intensive!)
#CFLAGS += --preplace-udata-with=udata_shr # Place udata variables at another section: udata_acs, udata_ovr, udata_shr
#CFLAGS += --ivt-loc=           # Set address of interrupt vector table.
#CFLAGS += --nodefaultlibs      # do not link default libraries when linking
#CFLAGS += --use-crt=           # use <crt-o> run-time initialization module
#CFLAGS += --no-crt             # do not link any default run-time initialization module
#CFLAGS += --mplab-comp         # enable compatibility mode for MPLAB utilities (MPASM/MPLINK)
#CFLAGS += --asm=               # Use alternative assembler
#CFLAGS += --link=              # Use alternative linker
 CFLAGS += --debug-xtra         # show more debug info in assembly output
 CFLAGS += --debug-ralloc       # dump register allocator debug file *.d
 CFLAGS += --pcode-verbose      # dump pcode related info
 CFLAGS += --calltree           # dump call tree in .calltree file
#CFLAGS += --gstack             # trace stack pointer push/pop to overflow

###########################################################
# linker flags
###########################################################
#gputils (GNU PIC Utils) used to link objects and libs.
 GPLINK_FLAGS	= -c -m -w -r -I $(LIBDIR) -s $(GPUTILS_BASE)/lkr/$(CHIP)_g.lkr
 
#SDCC linker not used
 #LDFLAGS := -m$(ARCH)
 #LDFLAGS += $(DEBUG)
 #LDFLAGS += --profile

 #LDFLAGS += --code-size $(FLASH_SIZE) # Code Segment size
#LDFLAGS += --code-loc $(FLASH_LOC) # The start location of the code location, default value is 0

 #LDFLAGS += --iram-size $(IRAM_SIZE) # Internal Ram size

#LDFLAGS += --xram-loc $(XRAM_LOC) # The start location of the external ram, default value is 0
#LDFLAGS += --xram-size $(XRAM_SIZE) # External Ram size

#LDFLAGS += --stack-loc $(STACK_LOC) # By default the stack is placed after the data segment.
 									 # Using this option the stack can be placed anywhere in the
 									 # internal memory space of the 8051.

##############################################################################
# MPLAB CC18 compiler - linker 
$(HEX_MPLAB): $(OBJS_MPLAB) Makefile
	@echo "--- CC18 Linking objects to $(HEX_MPLAB) ..."
	@$(LD_MPLAB) $(LDFLAGS_MPLAB)

##############################################################################
# SDCC compiler - linker 
$(HEX): $(OBJS) Makefile
	@echo "--- SDCC Linking objects to $(HEX) ..."
	$(GPLINK) $(GPLINK_FLAGS) -o $(HEX) $(OBJS) $(LIBS)
	$(GPDASM) -p$(CHIP) $(HEX) > $(DASM)

Эпилог

Как видно, в итоге я пришёл к использованию связки Eclipse с внешними компиляторами. Изучение опций компиляции — дело нужное и не столь сложное, чтобы просто так от него отказываться — любой программист сможет их изучить и применить при необходимости. Думаю, в итоге у меня получилась идеальная связка, доступная на сегодняшний день для создания проектов под PIC.

Собирая воедино все средства разработки, вот список компиляторов, которыми я пользуюсь в связке с Eclipse и получаю от этого истинное удовольствие при программировании:

  • CC18 для PIC
  • SDCC для C51
  • gnu-arm-embedded для ARM7 и Cortex-M
  • MinGW для x86

Очевидно, при необходимости список может легко дополняться.

Надеюсь, прочитав мою историю, кто-то решится наконец для себя сойти со старых IDE и освоить новые.

Дерзайте!

habr.com

Осваиваем простейший микроконтроллер PIC. Часть 1 / Habr

Выбор микроконтроллера обычно осуществляется под необходимые задачи. Для изучения хорошо подойдет популярный МК с минимальным набором периферии: PIC16F628A.

Первым делом необходимо скачать документацию по выбранному микроконтроллеру. Достаточно зайти на сайт производителя и скачать Datasheet.

На первых страницах перечислены основные характеристики МК (русское описание).

Основные моменты, которые нам понадобятся:

  • микроконтроллер содержит внутренний генератор на 4 MHz, так же можно подключить внешний кварц частотой до 20 MHz
  • 16 ног микроконтроллера можно использовать как цифровые входы\выходы
  • есть 2 аналоговых компаратора
  • 3 таймера
  • CCP модуль
  • USART модуль
  • 128 байт энергонезависимой памяти EEPROM

Схема расположения выводов:

Vdd — питание.
Vss — земля.

Это минимум, необходимый для работы МК.

Остаются доступными 16 ног МК. Не сложно посчитать, что использование каждой ноги каким-либо модулем уменьшает максимальное число используемых цифровых портов.

Компилятор


Как я уже писал в предыдущих статьях, самым простым и легким я посчитал компилятор JAL с IDE JALEdit.

Качаем JALPack, устанавливаем.
В этом паке содержаться все необходимые библиотеки, а так же примеры их использования.

Запускаем JALEdit. Открываем пример програмы для нашего микроконтроллера: 16f628a_blink.jal, дабы не портить исходник, сразу сохраняем ее в новый файл, к примеру, 16f628a_test.jal.

Весь код можно разделить на 4 блока:

  • выбор МК и его конфигурация
    include 16f628a -- подключение библиотеки нашего МК
    --
    -- This program assumes a 20 MHz resonator or crystal
    -- is connected to pins OSC1 and OSC2.
    pragma target clock 20_000_000 -- oscillator frequency
    -- configuration memory settings (fuses)
    pragma target OSC HS -- HS crystal or resonator
    pragma target WDT disabled -- no watchdog
    pragma target LVP disabled -- no Low Voltage Programming
    pragma target MCLR external -- reset externally
    --

  • объявление переменных, процедур, функций
    alias led is pin_A0
    pin_A0_direction = output

  • выполнение настроек и расчетов до основного цикла
    enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
  • бесконечный цикл основных действий МК
    forever loop
    led = on
    _usec_delay(250000)
    led = off
    _usec_delay(250000)
    end loop

Нажав F9 (или соответсвующую кнопку) программа скомпилируется в готовую прошивку, при этом будет видно сколько ресурсов МК будет задействовано:
Code :58/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Если прочитать комментарии, то станет ясно, что данная программа рассчитана на использование внешнего кварца 20MHz.
Так как у нас его пока нет, разберемся с конфигурацией и перепишем программу на использование внутреннего генератора.

Конфигурация


В разных микрокотнролерах существуют различные наборы конфигурационных битов. Узнать о назначении каждого бита можно в даташите (стр. 97).
В подключенной библиотеке каждому биту и каждому его значению присвоена читабельная переменная, остается только выбрать необходимые нам параметры.
-- Symbolic Fuse definitions
-- -------------------------
--
-- addr 0x2007
--
pragma fuse_def OSC 0x13 { -- oscillator
RC_CLKOUT = 0x13 -- rc: clkout on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin
RC_NOCLKOUT = 0x12 -- rc: i/o on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin
INTOSC_CLKOUT = 0x11 -- intosc: clkout on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin
INTOSC_NOCLKOUT = 0x10 -- intosc: i/o on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin
EC_NOCLKOUT = 0x3 -- ec
HS = 0x2 -- hs
XT = 0x1 -- xt
LP = 0x0 -- lp
}
pragma fuse_def WDT 0x4 { -- watchdog timer
ENABLED = 0x4 -- on
DISABLED = 0x0 -- off
}
pragma fuse_def PWRTE 0x8 { -- power up timer
DISABLED = 0x8 -- disabled
ENABLED = 0x0 -- enabled
}
pragma fuse_def MCLR 0x20 { -- master clear enable
EXTERNAL = 0x20 -- enabled
INTERNAL = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def BROWNOUT 0x40 { -- brown out detect
ENABLED = 0x40 -- enabled
DISABLED = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def LVP 0x80 { -- low voltage program
ENABLED = 0x80 -- enabled
DISABLED = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def CPD 0x100 { -- data ee read protect
DISABLED = 0x100 -- disabled
ENABLED = 0x0 -- enabled
}
pragma fuse_def CP 0x2000 { -- code protect
DISABLED = 0x2000 -- off
ENABLED = 0x0 -- on
}
  • OSC — конфигурация источника тактирования
    может принимать 8 различных значений, 4 из которых нам могут понадобиться
    1. INTOSC_NOCLKOUT — внутренний генератор (4M Hz)
    2. HS — внешний высокочастотный кварц (8-20 MHz)
    3. XT = внешний кварц (200 kHz — 4 MHz)
    4. LP — внешний низкочастотный кварц (до 200 kHz)
  • WDT — сторожевой таймер.
    Основная работа этого таймера в том, что бы перезагрузить микроконтроллер когда он дотикает до конца.
    Что бы перезагрузки не происходило, его нужно своевременно обнулять.
    Таким образом при сбое счетчик таймера перестанет обнуляться, что приведет к сбросу МК. Иногда бывает удобно, но в данный момент нам это не потребуется.
  • PWRTE — очередной таймер.
    При активации он будет сбрасывать МК до тех пор, пока питание не поднимется до нужного уровня.
  • BROWNOUT — сброс МК при падении питания ниже нормы.
  • MCLR — активация возможности внешнего сброса МК.
    При включении функции МК будет в постоянном резете до тех пор, пока на ноге MCLR (pin 4) не будет положительного напряжения.
    Для сброса МК достаточно установить кнопку, замыкающую pin 4 на землю.
  • LVP — активация возможности программирования при низком напряжении.
    При активации один цифровой вход переключится в режим LVP (pin 10). Если подать 5В на эту ногу, то МК перейдет в режим программирования. Для нормальной работы МК требуется держать на этой ноге 0В (подсоединить к земле).
    Мы будем использовать программатор, использующий повышенное напряжение, потому LVP активировать не требуется.
  • CPD — защита EEPROM от считывания программатором.
  • CP — защита FLASH (прошивки) от считывания программатором.

Изменим конфигурацию под себя:

pragma target clock 4_000_000 -- указываем рабочую частоту, необходимо для некоторых функций расчета времени
-- конфигурация микроконтроллера
pragma target OSC INTOSC_NOCLKOUT -- используем внутренний генератор
pragma target WDT disabled -- сторожевой таймер отключен
pragma target PWRTE disabled -- таймер питания отключен
pragma target MCLR external -- внешний сброс активен
pragma target BROWNOUT disabled -- сбос при падении питания отключен
pragma target LVP disabled -- программирование низким напряжением отключено
pragma target CPD disabled -- защита EEPROM отключена
pragma target CP disabled -- защита кода отключена

Моргаем светодиодом по нажатию кнопки


Модифицируем программу так, что бы светодиод моргал только тогда, когда зажата кнопка.
Решив данную задачу мы научимся работать с цифровыми портами как в режиме входа, так и в режиме выхода.
Цифровой выход

Выберем еще неиспользуемую ногу МК. Возьмем, к примеру, RB5(pin 11). Данная нога не имеет дополнительных функций, потому она нам более нигде не понадобится.
В режиме цифрового выхода МК может притягивать к ноге либо питание, либо землю.
Подключать нагрузку можно как к плюсу, так и к минусу. Разница будет лишь в том, когда и в какую сторону потечет ток.


В первом случае ток потечет от МК при установке единицы, а во втором — к МК при установке нуля.

Дабы светодиод зажигался от логической единицы, остановимся на первом варианте.

Для ограничения тока через ногу (максимально допустимо 25 мА на цифровой вход или 200 мА на все порты) установлен токоограничительный резистор. По простейшей формуле высчитываем минимальное значение в 125 Ом. Но так как предел нам не нужен, возьмем резистор в 500 Ом (а точнее ближайший подходящий).

Для подключения более мощной нагрузки можно использовать транзисторы в различных вариантах.

Цифровой вход

Возьмем вторую неиспользуемую нигде ногу — RB4 (pin 10, указанная в распиновке функция PGM отностися к LVP, который мы отключили).
В режиме цифрового входа микроконтроллер может считывать два состояния: наличие или отсутствие напряжения. Значит нам необходимо подключить кнопку так, что бы в одном состоянии на ногу шел плюс, а во втором состоянии — к ноге подключалась земля.

В данном варианте резистор используется в качестве подтяжки (Pull-up). Обычно для подтяжки применяют резистор номиналом 10 кОм.

Впрочем, подтягивающий резистор не всегда необходим. Все ноги PORTB (RB0-RB7) имеют внутреннюю подтяжку, подключаемую программно. Но использование внешней подтяжки куда надежнее.

Можно подключать не только кнопку, главное помнить о ограничении тока через МК.
Кнопка сброса

Пока не забыли, что мы активировали внешний сброс, добавим аналогичную кнопку на ногу MCLR (pin 4).

После нажатия такой кнопки МК начнет выполнение программы с нуля.

Прошивка

Присваиваем нашему светодиоду и кнопке переменные:
enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
--
alias led is pin_B5 -- светодиод подключен к RB5
pin_B5_direction = output -- настраиваем RB5 как цифровой выход
--
alias button is pin_B4 -- кнопка подключена к RB4
pin_B4_direction = input -- настраиваем RB4 как вход
led = off -- выключаем светодиод

Теперь присваивая переменной led значения 1 или 0 (on или off, true или false, другие алиасы..) мы будем подтягивать к нужной ноге МК или плюс, или минус, тем самым зажигая и гася светодиод, а при чтении переменной button мы будем получать 1 если кнопка не нажата и 0 если кнопка нажата.

Теперь напишем необходимые нам действия в бесконечном цикле (эти действия будут выполняться постоянно. При отсутствии бесконечного цикла МК зависнет):

forever loop
led = off -- выключаем светодиод
_usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек
if Button == 0 then -- если кнопка нажата, выполняем действия
led = on -- зажигаем светодиод
_usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек
end if
end loop

Задержка считается просто:
частота генератора у нас 4MHz. Рабочая частота в 4 раза меньше: 1 MHz. Или 1 такт = 1 мкс. 500.000 мкс = 0,5 с.

Компилируем прошивку:

Errors :0 Warnings :0
Code :60/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Теперь нам необходимо записать эту прошивку в МК, собрать устройство согласно схеме и проверить, что у нас все получилось как надо.

Программатор


Все таже схема:

Смотрим на распиновку:

  • PGD — pin 13
  • PGC — pin 12
  • MCLR(Vpp) — pin 4
  • Vdd — pin 14
  • Vss — pin 5

Паяем…


Некачественная пайка — одна из основных проблем неработоспособности устройства.
Не повторяйте мои плохие привычки: не используйте навесной монтаж.

В качестве питания 5В в данном случае использовался хвост от старой PS/2 мыши, вставленный в разъем для мыши.

Подключаем к компьютеру.

Качаем и запускаем WinPic800.

Идем в Settings->Hardware, выбираем JDM и номер порта, на котором висит программатор

Нажимаем Hardware Test, затем Detect Device

Открываем нашу прошивку pic628a_test.hex

На вкладке Setting можно проверить, что конфигурационные биты выставлены верно, при желании тут же их можно изменить

Program All, затем Verify All

Если ошибок не возникло, продолжаем паять.

Результат


Финальная схема:

От программатора нам мешает только высокое напряжение (12в) на MCLR. Дабы не отпаивать весь программатор, можно отпаять только один провод… Или просто не подключать программатор к COM порту. Остальные провода нам мешать не будут (а подключенные питание и земля только упростят пайку).

Кнопку на MCLR паять можно по желанию, но подтяжка обязательна.

При повторном подключении программатора резистор необходимо будет убрать, иначе он подтянет 12в к питанию.


Результат работы можно увидеть на видео.

Итак, у нас получилось самое простое устройство на микроконтроллере: мигалка светодиодом.

Теперь нам необходимо научиться пользоваться всей оставшейся периферией, но об этом в следущей статье.

habr.com

ПРОГРАММИРОВАНИЕ PIC КОНТРОЛЛЕРОВ

   Недавно решил собрать устройство на микроконтроллере фирмы PIC, но по не известным причинам у меня отказал программатор Extra-PIC. Скорее всего, сгорела микросхема МАХ232, такое уже было один раз. Недолго думая, нашел в Интернете простенькую схему программатора, заточенного под IC-Prog и работающую через СОМ порт.


   Плату необходимо отзеркалить при печати. Иначе панельки придется паять со стороны дорожек. 


   Далее просверлил отверстия и начал паять детали. Самой большой проблемой были стабилитроны. Стабилитроны стал искать на плате от ЭЛТ-монитора. Подписаны на плате они как ZD (Zener Diode). Естественно маркировка у них непонятная и неизвестно где и как искать. Чтобы определить, на сколько вольт стабилитрон можно собрать простую схемку.


   Вольтметр достаточно точно покажет, на сколько вольт стабилитрон. Таким нехитрым способом нашел приблизительные по номиналу стабилитроны. Вместо 5,6В установил 6,2В, вместо 12,6В поставил 2 стабилитрона последовательно 6,2+6,2=12,4В


   Транзистор можно поставить КТ315. У себя поставил С945. Диоды тоже любые, я выпаял все 3 шт. из диодного моста той-же платы от монитора. Номинал конденсаторов также не критичен, но их поставил по номиналу. 

   Немного про красные пятачкИ у панелек. Эти ноги вообще не паяются у панелек. Полностью готовый девайс выглядит так: 


   Панельки решил не все паять, т.к. мне нужно было прошить только PIC16F628А. После того как спаял нужно настроить программу. Прошивать мы будем IC-Prog. Скачиваем программу, распаковываем из архива, все файлы должны быть обязательно в одной папке!

1) Если вы пользуетесь Windows NT, 2000 или XP, то правой кнопкой щёлкните на файле icprog.exe. "Свойства" >> вкладка "Совместимость" >> Установите "галочку" на "Запустить программу в режиме совместимости с:" >>
выберите "Windows 2000".

2) Запускаем программу. Если она уже на русском - ничего не нужно, переходите к шагу 3.

   Если программа на английском, то жмите "Settings" >> "Options" >> вкладку "Language" >> установите язык "Russian" и нажмите "Ok".
Согласитесь с утверждением "You need to restart IC-Prog now" (нажмите "Ok"). Оболочка программатора перезапустится.

3) Теперь нужно настроить программатор. Кликайте "Настройки" >> "Программатор". Проверьте установки, выберите используемый вами COM-порт, нажмите "Ok".


   Для очень "быстрых" компьютеров возможно потребуется увеличить параметр "Задержка Ввода/Вывода". Увеличение этого параметра увеличивает надёжность программирования, однако, увеличивается и время, затрачиваемое на программирование микросхемы.

4) Только для пользователей Windows NT, 2000 или XP. Нажмите "Настройки" >> "Опции" >> выберите вкладку "Общие" >> установите "галочку" на пункте "Вкл. NT/2000/XP драйвер" >> Нажмите "Ok" >> если драйвер до этого не был устновлен на вашей системе, в появившемся окне "Confirm" нажмите "Ok" . Драйвер установится, и оболочка программатора перезапустится.

5) Нажмите снова "Настройки" >> "Опции" >> выберите вкладку "I2C" >> установите "галочки" на пунктах: "Включить MCLR как VCC" и "Включить запись блоками". Нажмите "Ok".

6) "Настройки" >> "Опции" >> выберите вкладку "Программирование" >> снимите "галочку" с пункта: "Проверка после программирования" и установите "галочку" на пункте "Проверка при программировании". Нажмите "Ok".


   Готово, теперь программа полностью готова к работе с программатором. Подключаем наш программатор к СОМ порту, выбираем наш микроконтроллер в программе, открываем прошивку и программируем любые МК серии PIC. Удачи всем в работе с программатором и контроллерами! Автор: [)еНиС

   Форум по МК

   Обсудить статью ПРОГРАММИРОВАНИЕ PIC КОНТРОЛЛЕРОВ




radioskot.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ. Программирование микроконтроллеров pic18f2550 pic18f4550 с нуля. USB интерфейс. CAN и PIC контроллер


Это небольшое руководство ставит своей целью обучить работе с контроллером pic18f4550 и pic18f2550 вплоть до реализации протокола USB и CAN. В уроки входят небольшое объяснение архитектуры и работы на ассемблере и языке C. Учебный пример USB устройства с комментариями. Литературы по поводу азов программирования этих контроллеров достаточно, поэтому основы даны в сжатом виде.

Если вы увидели какую-нибудь неточность, или ошибку - пожалуйста сообщите. Или спрашивайте. С уважением, автор.  Может какие-нибудь битые ссылки. [email protected]

Оглавление:
Работа и отладка в пакете MPLABX ссылка 1. Урок №1. Подготовка инструментов. ссылка
2. Урок №2. Простой код на ассемблере и устройство вкратце. ссылка
       2.1 Глава 1. Устройство памяти. ссылка
       2.2 Глава 2. Биты конфигурации. ссылка
       2.3 Глава 3. Команды ассемблера. ссылка
       2.4 Глава 4. Работа со внутренними устройствами контроллера ссылка
3. Урок №3. Использование Bootloader'a ссылка
4. Урок №4. Простой код на C (компилятор XC8) ссылка
5. Урок №5. USB. Сторона контроллера (Компилятор XC8) ссылка
5. Урок №6. USB. Сторона компьютера ссылка
5. Урок №7. CAN интерфейс и контроллер 18f2550 ссылка
Наши друзья:
CDC USB устройство на PIC18F4550 ссылка
Список рекомендованной литературы
1. Документация на контроллеры (техническое описание) pic18f2550 и 18f4550 ссылка  Зеркало.
2. Сайт товарища Корабельникова по программированию контроллеров . Зеркало
3.  Б.Брей. Применение микроконтроллеров PIC. Зеркало
4. Документация по программатору pickit2 ссылка
Список программного обеспечения
Устаревшие программы

Новости:

22.09.2015 Добавлен проект бутлоадера для сборки с XC8. Вырезана дебильная подпись об удачной прошивке.

12.01.2015 Переделана статья про CAN для компилятора XC8. Плюс, код стал более аккуратным, и во многом переделан

09.01.2015 Переделана статья USB сторона контроллера под компилятор XC8

28.12.2014 Переделаны статьи с простым кодом на ассемблере и на си под среду MPLABX и компилятор XC8 (для си). Старые статьи сохранены. Ссылки в новых статьях в самом начале. Старые версии уже не поддерживаются, и уже на официальном сайте их нет.  Так что в плане переделать статьи для USB и CAN. И добавить тему по отладке в MPLABX.

jasuramme.blogspot.com

Микроконтроллеры PIC16, общие сведения, организация памяти | RadioLaba.ru


Здесь и в следующих статьях я расскажу про семейство микроконтроллеров PIC16, а также примеры программирования на языке ассемблер. Про элементарные понятия писать не буду, так как ориентируюсь на читателя, предварительно ознакомленного с минимумом информации по микроконтроллерам.

В общем, микроконтроллер представляет собой небольшой универсальный процессор, с помощью которого можно реализовать решение обширного круга задач, необходимо лишь написать программу под требуемые условия задачи.

Для написания программ на ассемблере в микроконтроллерах PIC16 используется 35 простых команд (инструкций), так что выучить и разобраться в них совсем не сложно. К статье прикрепил pdf файл с командами, для желающих изучить команды.

Большинство команд выполняются за один машинный цикл, но есть команды, для которых требуется два машинных цикла. Длительность машинного цикла равна 4 периодам тактового генератора. Например, если у нас стоит кварц на 4 МГц, то длительность машинного цикла равна 1 мкс, при частоте кварца в 20 МГц (что является максимумом для этих микроконтроллеров), машинный цикл равен 200 нс или 0,2 мкс.

В микроконтроллерах семейства PIC16 имеется 3 вида памяти: память программ, память данных и энергонезависимая память EEPROM.

Память данных состоит из регистров общего назначения (GPR) и регистров специального назначения (SFR). Все эти регистры однобайтные, и являются элементами оперативной памяти микроконтроллера, то есть хранят информацию только при наличии питания, операции с обоими типами регистров выполняется одними и теми же командами.

Регистры специального назначения предназначены для управления функциями ядра и периферийными модулями микроконтроллера, названия регистров одинаковы для всех типов микроконтроллеров семейства PIC16, что очень удобно при переходе с одного микроконтроллера на другой.

Регистры общего назначения используется как временная память при выполнении различных логических и вычислительных операций, проще говоря, это ОЗУ.

Память данных подразделяется на банки, два или четыре, в зависимости от типа микроконтроллера. Если рассматривать отдельный банк по адресам, то сначала идут регистры специального назначения, затем регистры общего назначения. На картинке ниже можно увидеть карту памяти данных распространенного микроконтроллера PIC16F628A.

Чтобы обратиться к какому либо регистру (выполнить операцию над ним), необходимо сначала указать банк, в котором расположен этот регистр. Банк выбирается с помощью битов RP1, RP0 регистра STATUS, который определен во всех банках, то есть к регистру STATUS можно обращаться независимо от того какой банк выбран, что является очевидным, иначе мы не смогли бы переключать банки. Некоторые важные регистры специального назначения также определены сразу в нескольких банках. Регистры ОЗУ также могут быть определены в нескольких банках, на карте памяти данных при этом пишется “accesses 70h-7Fh” (Доступ к 70h-7Fh). В случае микроконтроллера PIC16F628A, к 16-ти регистрам, расположенным по адресам 70h-7Fh, можно обращаться независимо от выбранного банка. Все это относится к непосредственной адресации, кроме которой существует еще косвенная адресация. Вообще не стоит сильно пугаться этих банков, когда используется небольшое количество регистров ОЗУ, все операции в основном выполняются в одном банке (Банк 0), переключаться приходиться лишь при обращении к некоторым регистрам специального назначения.

Для реализации косвенной адресации используется регистр специального назначения FSR, а также физически не реализованный регистр INDF. Чтобы обратиться к какому-либо регистру (например PORTB), необходимо записать его адрес в регистр FSR, после чего содержимое регистра PORTB условно окажется в регистре INDF. Условно потому что обращение к регистру INDF на самом деле вызовет действие с регистром PORTB. Косвенную адресацию удобно применять при обращении к большому количеству регистров расположенных последовательно в памяти данных. Выполняя однотипную операцию с регистром INDF, с последующим инкрементом регистра FSR, можно прооперировать большое количество регистров. При использовании косвенной адресации также следует указать банк местонахождения регистра, адрес которого записывают в FSR. При данной адресации банк указывается одним битом IRP регистра STATUS, так как адресация работает в пределах 2-х банков. Если бит IRP сброшен (значение равно 0), можно обращаться к регистрам 0-го и 1-го банка, при установленном бите (значение равно 1), обращение идет к регистрам 2-го и 3-го банка.

В памяти программ располагается сам код программы в виде последовательности команд. Команды 14-ти разрядные, ячейку памяти программ еще называют словом. Например, у PIC16F628A объем памяти равен 2K x 14 слов (2048 х 14), то есть в памяти программ можно разместить 2048 команд. В счетчике команд PC находится адрес выполняемой команды, регистр счетчика 13-ти разрядный и разделен на два регистра: старший байт PCH и младший PCL, регистр PCL доступен для записи и чтения, он относится к регистрам специального назначения. Регистр PCH недоступен, все операции с ним выполняются через дополнительный регистр специального назначения PCLATH. Так как счетчик 13-ти разрядный, то в регистрах PCH и PCLATH используются только 5 бит. Всего с помощью 13-ти разрядов можно адресовать 8192 слова, поэтому это максимальный объем памяти программ для микроконтроллеров PIC16.

В ходе последовательного выполнения команд содержимое регистра PCL (адрес команды) автоматически инкрементируется, при переполнении происходит инкремент содержимого PCH. Если изменить содержимое регистра PCL, путем записи нового значения или выполнения арифметических операций, можно перескочить на другой участок кода программы, таким образом осуществляется вычисляемый переход. При использовании команд изменяющих значение регистра PCL, содержимое регистра PCLATH передается регистру PCH, то же самое происходит при выполнении команд GOTO и CALL.

Следует знать, что в случае вычисляемого перехода при переполнении регистра PCL (например, в результате операции сложения), регистр PCH не инкрементируется. Например, на момент сложения (прибавляем число 9) значение регистра PCL равнялось 250, а значение PCLATH равно 0, после выполнения команды в PCL будет лежать число 4, но инкремента PCH не произойдет, в PCH запишется число 0 из регистра PCLATH. Тем самым мы попадем на команду с адресом 4 (0004h) (PCH=xxx00000, PCL=00000100), вместо того чтобы попасть на команду с адресом 260 (0104h) (PCH=xxx00001, PCL=00000100). При использовании вычисляемого перехода необходимо предварительно записать значение в регистр PCLATH, после чего изменять значение PCL, или же просто не допускать переполнения PCL. Вычисляемый переход в основном используется для табличного чтения данных, описанного в статье таблица данных.

А теперь расскажу о страницах памяти, команды CALL и GOTO имеют 11-ти разрядное поле для указания адреса, поэтому можно спокойно применять эти команды в пределах 2048 слов (это размер одной страницы) памяти программ, не задумываясь о регистрах PCH и PCLATH. У микроконтроллера PIC16F628A объем памяти равен одной странице, поэтому там все просто. В микроконтроллерах с большей памятью при переходах с помощью команд CALL и GOTO необходимо заранее запрограммировать 3-й и 4-й бит в регистре PCLATH, чтобы попасть на нужный участок кода памяти программ.

Например, нам нужно попасть на метку PROG расположенную по адресу 3500 (0DACh) (PCH=xxx01101, PCL=10101100), этот адрес находится уже на первой странице памяти, до нее шла нулевая страница. Перед вызовом команды CALL PROG, 3-й и 4-й бит регистра PCLATH сброшены, после выполнения команды в регистре PCL будет лежать число 172 (PCL=10101100), так как поле задания адреса 11-ти разрядное, в регистр PCH запишется число 5, а в 3-й и 4-й бит запишутся нули из регистра PCLATH, тем самым мы попадем на команду с адресом 1452 (05ACh) (PCH=xxx000101, PCL=10101100). Чтобы правильно попасть на метку PROG, перед вызовом команды CALL PROG, необходимо установить 3-й бит регистра PCLATH в 1. Таким образом, 3-им и 4-ым битом мы выбираем одну из 4-х страниц памяти программ, в пределах страницы манипуляций с этими битами производить не надо.

При возврате из одной страницы в другую с помощью команд RETURN, RETLW изменять значение битов не требуется, так как стек 13-ти разрядный. Но надо учесть, что после выполнения этих инструкций, значение регистра PCLATH не изменяется (оно вообще никогда не изменяется само по себе), это справедливо и для инструкции возврата из подпрограммы обработки прерывания RETFIE, и если мы снова воспользуемся командами перехода, мы можем попасть не на тот участок кода. Поэтому перед выполнением команд перехода после инструкций возврата, необходимо правильно запрограммировать биты регистра PCLATH, или изменить их значение перед выполнением команды возврата.

Чтобы лучше разобраться с вычисляемым переходом и страницами памяти программ, можно поэкспериментировать в отладчике MPLAB.

С EEPROM памятью, думаю все ясно, это энергонезависимая память, которая не теряется при выключении питания, ячейки EEPROM однобайтные, работать с этой памятью несложно, все необходимое описано в технической документации.

Таблица команд ассемблера для микроконтроллеров PIC12,16

Последние записи:

radiolaba.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *