ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2025
Просмотров: 767
Скачиваний: 0
Характеристики программного обеспечения
Программное обеспечение ориентировано на работу в среде WindowsнаIBM-совместимых компьютерах с процессорами типа 386/486/Pentium.
Встроенный многооконный редактор предназначен для написания исходных текстов программ. Редактор поддерживает операции с блоками текста, поиск/замену, цветовое выделение синтаксических конструкций языка ассемблера и Си.
Неотъемлемая, встроенная и действительно интегрированная среда разработки. Для разработчика стирается грань между редактором и отладчиком.
Встроенный менеджер проектов обеспечивает автоматическую компиляцию программ. Все опции задаются в диалоговой форме. Переход от редактирования исходного текста к отладке и обратно происходит «прозрачно», т. е. менеджер проектов автоматически запускает компиляцию проекта при необходимости.
PICE-51 обеспечивает символьную отладку и отладку по исходному тексту для программ, созданных с помощью следующих компиляторов:
ассемблер ASM51 фирмыIntel;
компилятор PL/MфирмыIntel;
ассемблер и компилятор Си фирмы IARSystems;
ассемблер и компилятор Си фирмы AvocetSystemsInc./HiTech; -
ассемблер и компилятор Си фирмы KeilSoftwareInc..
Автоматическое сохранение и загрузка файлов конфигурации аппаратуры, интерфейса и опций отладки. Обеспечивается совместимость файлов конфигурации с симулятором PDS-51. Обеспечена переносимость проектов между эмуляторомPICE-51 и симуляторомPDS-51.
Возможность настройки цветов, шрифтов и других параметров для всех окон одновременно и для каждого окна в отдельности.
Эмулятор снабжён печатным руководством по эксплуатации и контекстным электронным руководством, в которых детально описаны его принципы работы, команды, меню, горячие клавиши.
Программные отладчики-симуляторы
Программный отладчик-симулятор - программное средство, способное имитировать работу микроконтроллера и его памяти. Как правило, хороший симулятор позволяет пользователю:
Загружать файлы программ во всех популярных форматах;
Контролировать и модифицировать состояние ресурсов симулируемого микроконтроллера. В процессе отладки модель «выполняет» программу, и на экране компьютера отображается текущее состояние модели;
Запускать отлаживаемую программу в пошаговом или непрерывном режимах, вперёд и назад, задавать условные и безусловные точки останова, контролировать и свободно модифицировать содержимое ячеек памяти и регистров симулируемого микропроцессора. С помощью симулятора можно быстро проверить логику выполнения программы, правильность выполнения арифметических операций;
Вести высокоуровневую символьную отладку программ. Такую возможность предоставляют наиболее «продвинутые» отладчики, обычно их называют высокоуровневыми (High-LevelDebuggers), и естественно при условии использования компиляторов, поставляющих необходимую отладочную информацию;
Контролировать и модифицировать параметры встроенных периферийных устройств, таких, как таймеры, порты, АЦП, системы прерываний;
Получать, по результатам прогона отлаживаемой программы, статистическую информацию, необходимую для оптимизации её структуры
Некоторые модели симуляторов могут содержать ряд дополнительных программных средств, таких, например, как: интерфейс внешней среды, встроенную интегрированную среду разработки.
Наличие интерфейса внешней среды позволяет пользователю создавать и гибко использовать модель внешней среды микроконтроллера, функционирующую и взаимодействующую с отлаживаемой программой по заданному алгоритму.
Наличие в программной оболочке симулятора элементов интегрированной среды разработки позволяет управлять не только процессом симуляции, но и поддерживает в целом процесс отладки, начиная от написания исходного текста программы до её компиляции и отладки, обеспечивает простое и быстрое взаимодействие с другими инструментальными средствами (внутрисхемным эмулятором, программатором).
В общем случае, различные модели программных отладчиков-симуляторов могут предоставлять пользователю возможности по контролю и управлению функционированием отлаживаемых устройств с разного рода ограничениями. Основными характеристиками, определяющими качество и функциональность симулятора, принято считать:
Перечень корректно поддерживаемых (симулируемых) микроконтроллеров;
Перечень корректно поддерживаемых (симулируемых) встроенных в микроконтроллер узлов периферии;
Скорость, детальность и точность симуляции;
Перечень поддерживаемых компиляторов и форматов.
Очевидной особенностью программных симуляторов является то обстоятельство, что исполнение программ, загруженных в симулятор, происходит в масштабе времени, отличном от реального. Однако низкая цена, возможность ведения отладки даже в условиях отсутствия макета отлаживаемого устройства, делают программные симуляторы весьма эффективным средством отладки. Отдельно необходимо подчеркнуть, что существует целый класс ошибок, которые могут быть обнаружены только при помощи симулятора.
Структурная организация микроконтроллера i8051. Общие характеристики. Арифметико-логическое устройство. Назначение выводов. Организация портов ввода вывода. Альтернативные функции.
Структурная организация микроконтроллера i8051.
Общие характеристики.
Микроконтроллер семейства 8051 имеют следующие аппаратные особенности:
внутреннее ОЗУ объемом 128 байт;
четыре двунаправленных побитно настраиваемых восьмиразрядных порта ввода-вывода;
два 16-разрядных таймера-счетчика;
встроенный тактовый генератор;
адресация 64 КБайт памяти программ и 64 Кбайт памяти данных;
две линии запросов на прерывание от внешних устройств;
интерфейс для последовательного обмена информацией с другими микроконтроллерами или персональными компьютерами.
Микроконтроллер 8751 снабжен УФ ПЗУ объемом 4 Кбайт.
Функциональная схема микроконтроллера семейства 8051.
Микроконтроллер выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии. Через четыре программируемых параллельных порта ввода/вывода и один последовательный порт микроконтроллер взаимодействует с внешними устройствами. Основу структурной схемы образует внутренняя двунаправленная8-битная шина, которая связывает между собой основные узлы и устройства микроконтроллера: резидентную память программ (RPM), резидентную память данных (RDM), арифметико-логическое устройство (ALU), блок регистров специальных функций, устройство управления (CU) и порты ввода/вывода (P0-P3).
Арифметико-логическое устройство
8-битное арифметико-логическое устройство (ALU) может выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования и т.п. К входам подключены программно-недоступные регистры T1 и T2, предназначенные для временного хранения операндов, схема десятичной коррекции (DCU) и схема формирования признаков результата операции (PSW).
Простейшая операция сложения используется в ALU для инкрементирования содержимого регистров, продвижения регистра-указателя данных (RAR) и автоматического вычисления следующего адреса резидентной памяти программ. Простейшая операция вычитания используется в ALU для декрементирования регистров и сравнения переменных. Простейшие операции автоматически образуют “тандемы” для выполнения таких операций, как, например, инкрементирование 16-битных регистровых пар. В ALU реализуется механизм каскадного выполнения простейших операций для реализации сложных команд. Так, например, при выполнении одной из команд условной передачи управления по результату сравнения в ALU трижды инкрементируется счётчик команд (PC), дважды производится чтение из RDM, выполняется арифметическое сравнение двух переменных, формируется 16-битный адрес перехода и принимается решение о том, делать или не делать переход по программе. Все перечисленные операции выполняются всего лишь за 2 мкс.
Важной особенностью ALU является его способность оперировать не только байтами, но и битами. Отдельные программно-доступные биты могут быть установлены, сброшены, инвертированы, переданы, проверены и использованы в логических операциях. Эта способность достаточно важна, поскольку для управления объектами часто применяются алгоритмы, содержащие операции над входными и выходными булевыми переменными, реализация которых средствами обычных микропроцессоров сопряжена с определенными трудностями.
Таким образом, ALU может оперировать четырьмя типами информационных объектов: булевыми (1 бит), цифровыми (4 бита), байтными (8 бит) и адресными (16 бит). В ALU выполняется 51 различная операция пересылки или преобразования этих данных. Так как используется 11 режимов адресации (7 для данных и 4 для адресов), то путем комбинирования операции и режима адресации базовое число команд 111 расширяется до 255 из 256 возможных при однобайтном коде операции.
Назначение выводов микроконтроллера 8051.
Обозначения на этом рисунке:
Uss — потенциал общего провода ("земли");
Ucc — основное напряжение питания +5 В;
X1,X2 — выводы для подключения кварцевого резонатора;
RST — вход общего сброса микроконтроллера;
PSEN — разрешение внешней памяти программ; выдается только при обращении к внешнему ПЗУ;
ALE — строб адреса внешней памяти;
ЕА — отключение внутренней программной память; уровень 0 на этом входе заставляет микроконтроллер выполнять программу только внешнее ПЗУ; игнорируя внутреннее(если последнее имеется);
P1 — восьми битный квази двунаправленный порт ввода/вывода: каждый разряд порта может быть запрограммирован как на ввод, так и на вывод информации, независимо от состояния других разрядов;
P2 — восьми битный квази двунаправленный порт, аналогичный Р1; кроме того, выводы этого порта используются для выдачи адресной информации при обращении к внешней памяти программ или данных (если используется 16-битовая адресация последней). Выводы порта используются при программировании 8751 для ввода в микроконтроллер старших разрядов адреса:
РЗ — восьми битный квази двунаправленный порт, аналогичный. Р1; кроме того, выводы этого порта могут выполнять ряд альтернативных функций, которые используются при работе таймеров, порта последовательного ввода-вывода, контроллера прерываний, и внешней памяти программ и данных;
P0 — восьми битный двунаправленный порт ввода-вывода информации: при работе с внешними ОЗУ и ПЗУ по линиям порта в режиме временного мультиплексирования выдается адрес внешней памяти, после чего осуществляется передача или прием данных
Организация портов ввода вывода микроконтроллера 8051.
Общие сведения.
Количество портов - 4. Название - P0...P3, они адресуются как регистры специальных функций.
Разрядность - 8 с возможностью побитной адресации разрядов.
Направление обмена информацией через порты - все порты двунаправленные, причем имеется возможность в каждом порту часть разрядов использовать для ввода данных, а часть для вывода.
Альтернативные функции.
Из-за ограниченного количества выводов корпуса ИМС микроконтроллера, большинство выводов используется для выполнения двух функций - в качестве линий портов и для альтернативных функций
Порты P0 и Р2используются при обращении к внешней памяти. При этом на выходах P0 младший байт адреса внешней памяти мультиплексируется с вводимым/выводимым байтом. Выходы Р2 содержат старший байт адреса внешней памяти, если адрес 16-разрядный. При использовании восьмиразрядного адреса портом Р2 можно пользоваться для ввода-выввода информации обычным образом. При обращении к внешней памяти в P0 автоматически заносятся 1 во все биты. Информация в Р2 при этом остается неизменной.
Порт P3 помимо обычного ввода и вывода информации используется для формирования и приема специальных управляющих и информационных сигналов. Разряды порта (все или частично) при этом могут выполнять следующие альтернативные функции:
Альтернативные функции могут быть активированы только в том случае, если в соответствующие биты порта P3 предварительно занесены 1. Неиспользуемые альтернативным образом разряды могут работать как обычно.
|
Вывод порта |
Альтернативная функция |
|
РЗ.0 |
RXD - вход последовательного порта |
|
Р3.1 |
TXD - выход последовательного порта |
|
РЗ.2 |
INT0 - внешнее прерывание 0 |
|
Р3.3 |
INT1 - внешнее прерывание 1 |
|
РЗ.4 |
Т0 - вход таймера-счетчика 0 |
|
РЗ.5 |
Т1 - вход таймера-счетчика 1 |
|
РЗ.6 |
WR - строб записи во внешнюю память данных |
|
РЗ.7 |
RD - строб чтения из внешней памяти данных |