Введение в интегрированную отладочную среду ProView для микроконтроллеров семейства MCS-51, 251, ХА

Общие сведения о пакете PROView

ProView фирмы Franklin Software Inc. - интегрированная среда разработки программного обеспечения для однокристальных микроконтроллеров семейства Intel 8051 и его клонов. Она включает в себя всё, что нужно для создания, редактирования, компиляции, трансляции, компоновки, загрузки и отладки программ:

1) стандартный интерфейс Windows,

2) полнофункциональный редактор исходных текстов с выделением синтаксических элементов цветом,

3) организатор проекта,

4) ассемблер,

5) отладчик,

6) встроенную справочную систему.

Среда разработки подобна Visual C++ Microsoft и Borland C++ для Windows. Пользователи, знакомые с любым из этих изделий, будут чувствовать себя в ProView, как дома.

Первый этап разработки программы - запись её исходного текста на каком-либо языке программирования.

Затем производится компиляция или трансляция его в коды из системы команд микроконтроллера, используя транслятор или ассемблер. Трансляторы и ассемблеры - прикладные программы, которые интерпретируют текстовый файл, содержащий исходный текст программы, и создают объектные файлы, содержащие объектный код.

После компоновки объектных модулей наступает этап отладки программы, устранения ошибок, оптимизации и тестирования программы.

ProView объединяет все этапы разработки прикладной программы в единый рекурсивный процесс, когда в любой момент времени возможен быстрый возврат к любому предыдущему этапу.

ProView имеет следующие компоненты.

Оптимизирующий кросс-компилятор С51.

Язык С – универсальный язык программирования, который обеспечивает эффективность кода, элементы структурного программирования и имеет богатый набор операторов. Универсальность, отсутствие ограничений реализации делают язык С удобным и эффективным средством программирования для широкого разнообразия задач. Множество прикладных программ может быть написано легче и эффективнее на языке С, чем на других более специализированных языках.

С51 – полная реализация стандарта ANSI (Американского национального института стандартов), насколько это возможно для архитектуры Intel 8051. С51 генерирует код для всего семейства микроконтроллеров Intel 8051. Транслятор сочетает гибкость программирования на языке С с эффективностью кода и быстродействием ассемблера.

Использование языка высокого уровня С имеет следующие преимущества над программированием на ассемблере:

1) глубокого знания системы команд процессора не требуется, элементарное знание архитектуры Intel желательно, но не обязательно;

2) распределение регистров и способы адресации управляются полностью транслятором;

3) лучшая читаемость программы, используются ключевые слова и функции, которые более свойственны человеческой мысли;

4) время разработки программ и их отладки значительно короче в сравнении с программированием на ассемблере;

5) библиотечные файлы содержат много стандартных подпрограмм, которые могут быть включены в прикладную программу;

6) существующие программы могут многократно использоваться в новых программах, используя модульные методы программирования.

1.2. Макроассемблер А51.

Ассемблер А51 совместим с ASM51 Intel для всего семейства микроконтроллеров Intel 8051. Ассемблер транслирует символическую мнемонику в перемещаемый объектный код, имеющий высокое быстродействие и малый размер. Макросредства ускоряют разработку и экономят время, поскольку общие последовательности могут быть разработаны только один раз. Ассемблер поддерживает символический доступ ко всем элементам микроконтроллера и перестраивает конфигурацию для каждой разновидности Intel 8051.

А51 транслирует исходный файл ассемблера в перемещаемый объектный модуль. При отладке или при включенной опции "Include debugging information" этот объектный файл будет содержать полную символическую информацию для отладчика/имитатора или внутрисхемного эмулятора.

Компоновщик L51.

Компоновщик объединяет один или несколько объектных модулей в одну исполняемую программу. Компоновщик размещает внешние и общие ссылки, назначает абсолютные адреса перемещаемым сегментам программ. Он может обрабатывать объектные модули, созданные транслятором С51, ассемблером А51, транслятором PL/M-51 Intel и ассемблером ASM51 Intel.

Компоновщик автоматически выбирает соответствующие библиотеки поддержки и связывает только требуемые модули из библиотек. Установки по умолчанию для L51 выбраны так, чтобы они подходили для большинства прикладных программ, но можно определить и заказные установки.

Отладчик/симулятор WinSim51.

Отладчик исходных текстов используется с транслятором С51, ассемблером А51, транслятором PL/M-51 Intel и ассемблером ASM51 Intel. Отладчик/симулятор позволяет моделировать большинство особенностей Intel 8051 без наличия аппаратных средств. Можно использовать его для проверки и отладки прикладной программы прежде, чем будут изготовлены аппаратные средства. При этом моделируется широкое разнообразие периферийных устройств, включая последовательный порт, внешний ввод - вывод и таймеры.

Быстрый старт.

"Быстрый старт" – это обычный приём разработчиков современных программных средств. Цель состоит в том, чтобы, не углубляясь пока в подробности, дать новичку или достаточно опытному пользователю первое представление о программном средстве, и возможность быстро получить конкретный результат. Полное представление, знания и умения появятся позже в процессе работы и изучения справочных материалов.

В качестве примера возьмём простейшую программу, с которой начинают изучение языков программирования многие поколения студентов. "Hello World" - программа из папки \Fsi\Examples\Hello\, которая выдаёт в последовательный порт (UART) микроконтроллера строку символов "Hello World" ("Привет Мир"). Весь исходный текст программы содержится в файле hello.c:

/***************************/

/* YOUR FIRST 8051 PROGRAM */

/***************************/

#include <reg51.h> /* special function register declarations */                                                         /* for the intended 8051 derivative */

#include <stdio.h> /* prototype declarations for I/O functions*/

/****************/

/* main program */

/****************/

void main (void) { /* execution starts here after stack init */

SCON = 0х50;  /* SCON: mode 1, 8-bit UART, enable rcvr */

TMOD | =0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */

TH1=Oxf3;       /* TH1: reload value for 2400 baud */

TR1 = 1;           /* TR1: timer 1 run */

Tl=1;                /* TI: set Tl to send first char of UART */

printf ("Hello World\n"); /* the printf function call */

while (1){  /* An embedded program does not stop and */

; /*... */      /* never returns. We've used an endless */

 }       /* loop. You may wish to put in your own */

}   /* code were we've printed the dots (...) */

Прежде чем начать разработку проекта, скопируйте папку \Fsi\Examples\Hello\ в свою личную папку. В этой папке находится всего лишь один файл hello.c.