HCS12 с применением языка С - royallib
2.9. Заключение по главе 2
В этой главе мы провели сравнительный анализ преимуществ и недостатков языка ассемблер и языков программирования высокого уровня для разработки программного обеспечения встраиваемых систем. Среди языков высокого уровня мы сделали выбор в пользу языка Си, способного генерировать программный код, сравнимый по быстродействию и затратам памяти с кодом языка ассемблер. Мы установили, что оптимальный результат может быть получен при программировании встраиваемых систем одновременно на Си и на ассемблере. Мы кратко познакомились с методом структурного проектирования и универсальным языком моделирования UML. Мы также познакомились с применениями метода структурного проектирования для определения функций управления медицинским лазером и для разработки структуры программного обеспечения контроллера стереоусилителя. Мы кратко рассмотрели условные графические обозначения операторов UML и познакомились с примерами описания алгоритмов посредством составления блок схемы алгоритма из операторов UML.
Содержание
- Встраиваемые системы Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68hc12/hcs12 с применением языка с с. Ф. Баррет
- Предисловие
- Структура книги
- Учебные системы
- Целевая аудитория
- Благодарности
- Глава 1 первое знакомство со встраиваемыми системами
- 1.1. Что такое встраиваемая система?
- 1.2. Особенности встраиваемых систем
- 1.2.1. Работа в реальном времени
- 1.2.2. Миниатюризация размеров и процесс тестирования
- 1.2.3. Минимизация энергии потребления
- 1.2.4. Интерфейс пользователя и интерфейс сопряжения с объектом
- 1.2.5. Многозадачность
- 1.2.6. Минимизация стоимости
- 1.2.7. Ограничение объема памяти
- 1.2.8. Программно–аппаратный дуализм
- 1.3. Введение в микроконтроллеры семейства 68hc12 и hcs12
- 1.4 Микроконтроллеры hcs12
- 1.4.1. Семейство hcs12
- 1.4.2. Обозначения мк
- 1.4.3. Модельный ряд hcs12
- 1.5. Заключение по главе 1
- 1.6. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 2 программирование встраиваемых систем и структурное проектирование
- 2.1. Почему мы программируем микроконтроллеры на Си?
- 2.2. Преимущества программирования на языке ассемблер
- 2.3. Преимущества языков высокого уровня
- 2.3.1. Выбираем язык высокого уровня для программирования встраиваемых систем
- 2.3.2. Краткая история языка Си
- 2.4. Оптимальная стратегия — программирование на Си и на ассемблере
- 2.5. Структурное проектирование
- 2.5.1. Основные положения метода структурного проектирования
- 2.5.2. Документирование программ
- 2.5.3. Как язык Си соотносится со структурным проектированием
- 2.6. Рабочие тетради
- 2.6.1. Порядок ведения записей
- 2.6.2. Содержание записей
- 2.7. Блок схемы алгоритмов
- 2.8. Пример применения
- 2.9. Заключение по главе 2
- 2.10 Что еще почитать?
- 2.11 Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 3 основы программирования микроконтроллеров на си
- 3.1. Введение в программирование на Си
- 3.1.1. Глобальные и локальные переменные
- 3.2. Типы данных в Си
- 3.3. Операторы языка Си
- 3.4. Функции
- 3.4.1. Что такое функция?
- 3.4.2. Основная программа
- 3.4.3. Прототипы функций
- 3.4.4. Описание функций
- 3.4.5. Вызов функций, передача параметров, возврат полученных значений
- 3.5. Файлы заголовков
- 3.6. Директивы компилятора
- 3.6.1. Директивы условной компиляции
- 3.7. Конструкции программирования
- 3.8. Операторы для организации программных циклов
- 3.8.1. Оператор for
- 3.8.2. Оператор while
- 3.8.3. Оператор do-while
- 3.9. Операторы принятия решения
- 3.9.1. Оператор if
- 3.9.2. Оператор if-else
- 3.9.3. Оператор if-else if-else
- 3.9.4. Оператор switch
- 3.10. Массивы
- 3.11. Указатели
- 3.12. Структуры
- 3.13. Процесс программирования и отладки микропроцессорной системы
- 3.13.1. Технология создания программного кода
- 3.13.2. Режим отладки bdm
- 3.13.3. Аппаратные и программные средства отладчика p&e от компании pemicro
- 3.13.4. Эмуляторы
- 3.13.5. Логические анализаторы
- 3.14. Особенности компилятора и ассемблера
- 3.15. Заключение по главе 3
- 3.16. Что еще почитать?
- 3.17. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 4 микроконтроллеры 68hc12 и hcs12: архитектура и программирование
- 4.1. Аппаратные средства микроконтроллеров семейства 68hc12
- 4.2. Аппаратные средства мк семейства hcs12
- 4.3. Режимы работы мк семейства 68hc12/hcs12
- 4.3.1. Рабочие режимы
- 4.3.2. Режимы работы отладочной платы m68evb912b32
- 4.4. Назначение выводов мк
- 4.5. Регистры специальных функций мк
- 4.5.1. Виртуальный адрес блока регистров
- 4.6. Порты ввода/вывода
- 4.6.1. Спецификация портов ввода/вывода
- Регистры управления портами
- Вопросы для самопроверки
- Пример применения
- 4.7. Подсистема памяти мк b32
- Пример применения
- 4.7.1. Карта памяти мк b32
- 4.7.2. Изменение адресов в карте памяти мк
- 4.8. Подсистема памяти мк dp256
- Вопросы для самопроверки
- 4.9. Состояния сброса и прерывания мк
- 4.9.1. Реакция мк на внешние события
- 4.10. Состояния сброса и прерывания в мк 68hc12
- 4.10.1. Состояние сброса мк
- Регистры сторожевого таймера и монитора тактирования
- 4.10.2. Прерывания
- Немаскируемые прерывания
- Маскируемые прерывания
- Вопросы для самопроверки
- 3. Каково различие между прерываниями по входам
- 4. Как организовать подсистему прерывания с несколькими внешними запросами для мк семейства 68hc12/hcs12, используя лишь один вход внешнего прерывания
- 4.10.3. Вектора исключений
- 4.10.4. Система приоритетов для исключений
- 1. Внешний сброс по входу
- 5. Немаскируемое прерывание по входу
- Вопросы для самопроверки
- 4. Какие действия должен предпринять программист, чтобы после начального запуска мк присвоить входу
- 4.10.5. Регистры подсистемы прерывания
- 4.11. Процесс перехода к подпрограмме прерывания
- Вопросы для самопроверки
- 4.12. Оформление подпрограммы прерывания на Си
- 4.13. Система тактирования
- 4.13.1.Система тактирования отладочной платы mc68hc912b32evb
- 4.14. Подсистема реального времени — модуль таймера
- 4.14.1. Структура модуля таймера
- 4.14.2. Счетчик временной базы
- Особенности счетчика временной базы
- Флаг переполнения счетчика
- Определение длительности временных интервалов
- Сброс счетчика временной базы
- Вопросы для самопроверки
- 4.14.3. Регистры для управления счетчиком временной базы
- Регистр управления модулем таймера
- Регистр счетчика временной базы
- Регистр масок таймера 2
- 4.14.4. Каналы захвата/сравнения
- Режим входного захвата
- Вопросы для самопроверки
- Режим выходного сравнения
- Канал 7 в режиме выходного сравнения
- Регистры для управления каналами захвата/сравнения
- Регистры управления таймером 3 и 4
- Регистр масок таймера 1
- Регистр масок таймера 2
- Регистр флагов таймера 1
- Регистр флагов таймера 2
- Регистры данных каналов захвата/сравнения
- Вопросы для самопроверки
- Примеры работы с таймером
- Измерение частоты и периода логического сигнала
- Генерация импульсной последовательности
- Генерация импульсной последовательности с использованием прерывания
- 4.14.5. Счетчик событий
- Режимы работы счетчика
- Регистры управления счетчиком событий
- Регистр управления счетчиком событий
- Регистр флагов счетчика событий
- Регистр текущего состояния счетчика событий
- Пример использования счетчика событий
- 4.15. Модуль меток реального времени
- Пример использования модуля меток реального времени
- 4.16. Модуль таймера ect в составе мк мc68hc12be32 и hcs12
- 4.16.1. Небуферированные каналы входного захвата
- 4.16.2. Буферированные каналы входного захвата
- 4.16.3. Особенности счетчиков событий
- 4.16.4. Регистры управления модуля est
- Регистр управления порядком перезаписи
- Регистр управления режимом входного захвата
- Регистр управления счетчиком задержки
- Регистр управления 16-разрядным вычитающим счетчиком
- Регистр коэффициента счета вычитающего счетчика
- Регистр флагов вычитающего счетчика
- 4.17. Обмен информацией в последовательном коде: многофункциональный последовательный интерфейс
- 4.17.1. Термины последовательного обмена
- Вопросы для самопроверки
- 4.18. Контроллер асинхронного обмена sci
- Вопросы для самопроверки
- 4.18.1. Передатчик контроллера sci
- 4.18.2. Приемник контроллера sci
- 4.18.3. Регистры контроллера sci
- Регистры скорости обмена sCxBdh и sCxBdl
- Регистры управления sCxCr1 и sCxCr2
- Регистры состояния sCxSr1 и sCxSr2
- Регистры данных sCxDrh и sCxDrl
- Вопросы для самопроверки
- 4.18.4. Алгоритмы программного обслуживания контроллера sci
- 4.18.5. Пример программирования контроллера sci
- 4.19. Синхронный последовательный интерфейс spi
- 4.19.1 Концепция интерфейса spiФункциональная схема обмена между двумя контроллерами spi
- 4.19.2. Алгоритмы работы контроллера spi
- Вопросы для самопроверки
- 4.19.3. Регистры контроллера spi
- Регистр скорости обмена sPxBr
- Регистры управления sPxCr1 и sPxCr2
- Регистр данных spCxDr
- Регистр данных порта s
- Регистр направления передачи порта s
- Вопросы для самопроверки
- 4.19.4. Алгоритмы программного обслуживания контроллера spi
- 4.19.5 Периферийные ис с интерфейсом spi
- 4.20. Введение в теорию аналого-цифрового преобразования
- 4.20.1. Частота дискретизации сигнала
- 4.20.2. Представление аналоговой величины в цифровом коде
- 4.20.3.Квантование по уровню и разрешающая способность
- 4.20.4 Скорость потока данных оцифровки
- Вопросы для самопроверки
- 4.21. Принцип действия ацп
- 4.21.1. Ацп последовательного приближения
- Вопросы для самопроверки
- 4.22. Подсистема аналого-цифрового преобразования мк 68hc12
- 4.22.1 Структура и порядок функционирования
- 4.22.2. Регистры управления модуля atd
- Группа регистров управления
- Регистры управления atdctl0 и atdctl1
- Регистр управления atdctl2
- Регистр управления atdctl3
- Регистр управления atdctl4Формат регистра atdctl4
- Регистр управления atdctl5
- Вопросы для самопроверки
- Регистр состояния atdstat
- Регистр данных порта portad
- Регистры результата adr0h…adr7h
- Вопросы для самопроверки
- Тестовый регистр atdtest
- 4.22.3. Пример программирования модуля atd
- Цифровой вольтметр
- 4.22.4. Обслуживание прерываний от модуля atd
- 4.23. Особенности модуля atd в составе мк семейства hcs12
- 4.23.1. Выбор разрядности ацп
- 4.23.2. Представление результата измерения
- 4.23.3. Запуск измерительной последовательности от внешнего сигнала
- 4.23.4. Программируемое число преобразований в измерительной последовательности
- 4.23.5. Увеличение числа аналоговых входов
- 4.23.6. Регистры модуля atd hcs12
- Регистр состояния atdstat0
- Регистр состояния atdstat1
- Регистр разрешения цифрового входа порта atddien
- 4.24. Подсистема широтно-импульсной модуляции
- 4.24.1. Структура модуля pwm
- 4.24.2. Режимы центрированной и фронтовой шим
- 4.24.3. Система тактирования
- 4.24.4. Регистры модуля pwm
- Регистр конфигурации pwclk
- Регистр конфигурации pwpol
- Регистр разрешения работы каналов pwen
- Регистр дополнительного делителя pwpres
- Регистры делителей pwscnt0/pwscnt1 и pwscal0/pwscal0
- Регистры счетчика каналов pwcnTx
- Регистры периода каналов pwpeRx
- Регистры коэффициента заполнения каналов pwdtYxФормат регистров коэффициента заполнения pwdtYx
- Регистры коэффициента заполнения каналов pwdtYx
- Регистр управления pwctl
- Регистр специальных режимов pwtst
- Регистры работы с портом p
- 4.24.5. Примеры программирования модуля pwm
- Инициализация модуля pwm, пример 1
- Инициализация модуля pwm, пример 2
- 4.25. Ограничение энергии потребления
- 4.25.1. Как остановить мк 68hc12
- 4.25.2. Как вывести мк 68hc12 из состояния пониженного энергопотребления
- 4.26. Советы по использованию платы отладки mc68evb912b32
- 4.27. Заключение по главе 4
- 4.28. Что еще почитать?
- 4.29. Вопросы и задания Основные
- Исследовательские
- Глава 5 основы сопряжения мк с устройствами ввода/вывода
- 5.1. Электрические характеристики мк 68hc12
- 5.1.1. Нагрузочные характеристики
- 5.1.2. Что произойдет, если Вы должным образом не учтете электрические характеристики периферийных ис?
- 5.1.3. Входные и выходные характеристики логических элементов
- 5.2. Устройства дискретного ввода: кнопки, переключатели, клавиатуры
- 5.2.1. Кнопки и переключатели
- 5.2.2. Dip переключатели
- 5.2.3. Клавиатуры
- 5.3. Устройства индикации: светодиоды, семисегментные индикаторы, индикаторы логического выхода с тремя состояниями
- 5.3.1. Светодиоды
- 5.3.2. Семисегментные индикаторы
- 5.3.3. Индикаторы для логического выхода с тремя состояниями
- 5.4. Программное обслуживание дискретных входов и выходов
- 5.5. Подавление механического дребезга контактов переключателей
- 5.5.1. Аппаратная защита от механического дребезга контактов
- 5.5.2. Программная защита от механического дребезга контактов
- 5.5.3. Пример программной защиты
- 5.6. Жидкокристаллические индикаторы
- 5.6.1. Краткие сведения о жидкокристаллических индикаторах
- 5.6.2. Сопряжение мк с символьным жк индикатором
- 5.6.3 Сопряжение мк с графическим жк дисплеем
- 5.7. Управление электрическим двигателем
- 5.7.1. Силовые полупроводниковые ключи
- 5.7.2. Оптоэлектронная потенциальная развязка
- 5.7.3. Инвертор напряжения
- 5.8. Кодовый замок
- 5.8.1. Схема подключения периферийных устройств
- 5.8.2. Программа управления
- 5.9. Интерфейс мк с аналоговыми датчиками
- 5.10. Интерфейс rs-232
- 5.11. Заключение по главе 5
- 5.12. Что еще почитать?
- 5.13. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 6 добро пожаловать в реальный мир!
- 6.1. Ужасные истории об ошибках проектирования
- 6.1.1. Случай квадратичного генератора
- 6.1.2. Случай таймера для лазерного излучения
- 6.2. Правила обращения с микросхемой 68нс12 и рекомендации по проектированию
- 6.2.1. Рекомендации по обращению со cmos
- 6.2.2. Рекомендации по проектированию на cmos
- 6.3. Исследование помех
- 6.3.1. Что такое помехи
- 6.3.2. Электромагнитная совместимость
- 6.3.3. Спецификации системы помех — не будем крепки задним умом!
- 6.3.4. Методы снижения помех
- 6.4. Защитное программирование
- 6.5. Методики испытаний на наличие помех
- 6.5.1. Обнаружение помех
- 6.5.2. Испытание на чувствительность к помехам
- 6.5.3. Испытания на электромагнитную совместимость
- 6.6. Управление энергопотреблением
- 6.6.1. Параметры потребляемой мощности для микроконтроллера 68hc12
- 6.6.2. Типы батарей
- 6.6.3. Емкость батарей
- 6.6.4. Стабилизация напряжения
- 6.6.5. Схемы супервизора для микропроцессора
- 6.6.6. Меры энергосбережения
- 6.7. Заключение по главе 6
- 6.8. Что еще прочитать?
- 6.9. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 7 примеры встроенных систем управления
- 7.1. Система привода робота, движущегося вдоль стенок лабиринта
- 7.1.1. Описание проекта
- 7.1.2. Подсистемы 68hc12, используемые в проекте
- 7.1.3. Компоненты системы
- 7.1.4. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.1.5. Программный код
- 7.2. Лазерный проектор
- 7.2.1. Описание проекта
- 7.2.2. Подсистемы 68hc12 используемые в проекте
- 7.2.3. Описание некоторых компонентов системы
- 7.2.4. Аппаратные средства
- 7.2.5. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.2.6. Программный код
- 7.2.7. Испытания устройства
- 7.2.8. Заключительные испытания системы управления
- 7.3. Цифровой вольтметр
- 7.3.1. Описание проекта
- 7.3.2. Системы 68hc12 используемые в проекте
- 7.3.3. Расчет интерфейса модуля atd
- 7.3.4. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.3.5. Программа управления
- 7.3.6. Измерение неэлектрических величин
- 7.4. Стабилизация скорости вращения двигателя с использованием оптического тахометра
- 7.4.1. Описание проекта
- 7.4.2. Немного теории
- 7.4.3. Анализ
- 7.4.4. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.4.5. Программный код
- 7.4.6. Испытания
- 7.5. Парящий робот
- 7.5.1. Описание проекта
- 7.5.2. Системы hcs12 используемые в проекте
- 7.5.3. Теоретическое обсуждение
- 7.5.4. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.5.5. Программный код
- 7.5.6. Некоторые комментарии
- 7.6. Система защиты компьютера, основанная на нечеткой логике
- 7.6.1. Описание проекта
- 7.6.2. Использование системы hcs12
- 7.6.3. Основы теории
- 7.6.4. Структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.6.5. Описание системы
- 7.6.6. Обсуждение проекта
- 7.6.7. Программный код
- 7.6.8. Некоторые комментарии
- 7.7. Электронная версия игры в «15»
- 7.7.1. Описание проекта
- 7.7.2. Системы hcs12 используемые в проекте
- 7.7.3. Основы теории
- 7.7.4. Схемное решение, структура программы и блок-схема алгоритма
- 7.7.5. О компонентах системы
- 7.7.6. Программный код
- 7.7.7. Некоторые комментарии
- 7.8. Программирование резидентного Flash пзу микроконтроллера b32 в составе платы отладки mc68hc912b32evb
- 7.9. Заключение по главе 7
- 7.10. Что еще прочитать?
- 7.11. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 8 операционные системы реального времени
- 8.1. Рассказ: официант — «живая» операционная система реального времени
- 8.2. Что является целью осрв?
- Вопросы для самопроверки
- 8.3. Обзор концепций
- 8.3.1. Требования к динамическому распределению ram
- Вопросы для самопроверки
- 8.3.2. Динамическое распределение памяти
- 8.3.3. Структуры данных
- 8.4. Основные понятия
- 8.4.1. Что такое задача?
- 8.4.2. Управление задачами
- 8.4.3. Компоненты многозадачных систем
- 8.5. Типы операционных систем реального времени
- 8.5.1. Системы с циклическим опросом
- 8.5.2. Циклический опрос с прерываниями
- 8.5.3. Карусельные системы
- 8.5.4. Смешанные системы
- 8.5.5. Системы с управлением по прерыванию
- 8.5.6. Кооперативная многозадачность
- 8.5.7. Многозадачные системы с преимущественным приоритетом
- 8.6. Проблемы осрв
- 8.6.1. Конкуренция Другой рассказ
- 8.6.2. Повторная входимость
- 8.6.3. Межзадачные связи
- 8.6.4. Безопасность, проверка и безотказная работа
- 8.6.5. Главный вопрос
- 8.7. Выполнение операционной системы реального времени
- 8.8. Пример применения: осрв циклического опроса
- 8.8.1. Краткий обзор проекта
- 8.8.2. Пример кода
- 8.8.3. Испытание контроллера усилителя
- 8.9. Другая прикладная программа: цикл опроса с прерываниями
- 8.10. Сложное прикладное устройство: имитатор осрв
- 8.10.1. Краткий обзор проекта
- 8.10.2. Типовой код
- 8.11.Заключение по главе 8
- 8.12. Что еще почитать?
- 8.13. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские
- Глава 9 распределенные сети с интерфейсом msCan
- 9.1. Компьютерные сети
- 9.2. Промышленные сети
- 9.3. Сети с протоколом can
- 9.3.1. Протокол can
- 9.3.2. Модуль контроллера последовательного обмена msCan12
- Подсистема прерывания контроллера msCan12.
- 9.3.3. Проблемы синхронизации
- 9.3.4. Конфигурирование модуля msCan12 для работы в сети
- 9.4. Различия между контроллерами msCan в составе 68hc12 и hcs12
- 9.5. Пример программирования контроллера msCan Схема включения аппаратных средств для двух отладочных плат Axiom
- 9.6. Контроллер последовательного обмена bdlc
- 9.7. Заключение по главе 9
- 9.8. Что еще почитать?
- 9.9. Вопросы и задания Основные
- Более сложные
- Исследовательские