Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

/* Контроллер должен быть сконфигурирован */

/* для работы в однокристальном режиме */

/* Дата создания: May 15, 2004 */

/* Авторы: Daniel Pack and Steve Barrett */

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

1 #include <68НС12ВЗ2.h>

2 /*****************************************************/

3 void TOIISR(void);

4 /*****************************************************/

5 #pragma interrupt_handler TOIISR() /* Объявление подпрограммы

6 прерывания по переполнению таймера*/

7 #pragma abs_address:0x0B1E /*задать адрес подпрограммы прерывания ISR */

8 void (* Timer_Overflow_interrupt_vector[])()={TOIISR}

9 #pragma end_abs_address

10 unsigned char second = 0x00;

11 void main (void)

12 {

13 TSCR=0x80; /*включить таймер*/

14 TMSK2=0x80; /*разрешить прерывания по таймеру*/

15 TFLG2=0x80; /*очистить флаг TOIF*/

16 DDRA=0xFF; /* настроить порт Port A на вывод*/

17 CLI(); /*разрешить прерывания*/

19 EXIT()

20 }

21

22 void TOIISR(void) /*подпрограмма прерывания*/

23 {

24 TFLG2=0x80; /*очистить флаг TOIF*/

25 second += 1; /*увеличить на 1 программный счетчик с именем second*/

26 if (second == 122)

27 {

28 PORTA = !PORTA; /*инвертировать порт PORT A*/

29 second = 0x00; /*обнулить программный счетчик*/

30 }

31 }

Обратите внимание! Каждая программа должна обязательно иметь заголовок, в котором прописаны: название программы, краткое описание реализуемого алгоритма, авторы и дата создания программы. Файл заголовка 68HC12B32.h содержит определения регистров специальных функций МК B32 и макроопределения для препроцессора компилятора. Номера строк в приведенном тексте программы при вводе исходного текста в редакторе интегрированной среды ICC12 не должны присутствовать. Это наше дополнение для удобства восприятия материала.

Разберем назначение отдельных элементов программы. В первой строке записана директива препроцессора компилятора #include, которая предписывает присоединить к программе заголовочный файл с именем 68НС12ВЗ2.h. Содержимое этого файла мы рассмотрим ниже. Строка 3 содержит объявление функции TOIISR как подпрограммы прерывания по переполнению таймера. Строки с пятой по девятую содержат директивы, которые назначают ячейку памяти с адресом 0x0B1E для размещения в ней адреса начала подпрограммы прерывания TOIISR. В строке 10 осуществляется определение и инициализация глобальной переменной с именем second, которая будет использоваться в качестве программного счетчика. Строки с одиннадцатой по двадцатую содержат текст основной программы, в которой происходит инициализация подсистемы таймера. Таймер запускается на счет, разрешаются прерывания по его переполнению. Обратите внимание, в строке 17 вызывается макрос разрешения прерывания, который был определен в заголовочном файле. Строка 18 содержит конструкцию бесконечного цикла, который обеспечивает выполнение пустых команд микроконтроллером, пока не поступит запрос на прерывание от таймера. В строке 19 записан макрос программного прерывания EXIT(), который также определен в заголовочной файле. В строке 22 начинается подпрограмма прерывания по таймеру. В ней сбрасывается флаг переполнения таймера (строка 24), а затем инкрементируется программный счетчик second (строка 25). Заметим, что период счета 16 разрядного счетчика таймера микроконтроллера 68HC12 при частоте шины 8 МГц составляет 8,19 мс. Поэтому для отсчета 1 с требуется 122 периода переполнения этого таймера. В строке 26 записана конструкция условия if. Выражения строк 28 и 29 будут исполняться, только если счетчик second достиг значения 122. Тогда код на линиях PORTA будет инвертирован, а содержимое программного счетчика обнулено.

Обратимся теперь к разъяснению содержимого заголовочного файла. Мы не будем приводить его текст целиком, а приведем лишь те строки, которые необходимы для рассматриваемой в основном примере программы:

1 #define _IO_BASE 0

2 #define _P(off) *(unsigned char volatile*) (_IO_BASE + off)

3 #define TSCR _Р(0х86)

4 #define TMSK2 _Р(0х8D)

5 #define TFLG2 _P(0x8F)

6 #define DDRA _Р(0х02)

7 #define PORTA _Р(0х00)

8 #define CLI() asm("cli\n")

9 #define EXIT() asm("swi\n")

Две первые строки приведенного фрагмента заголовочного файла используются для определения макроса _P с аргументом off. Обратите внимание на символ указателя в макросе. Все следующие выражения в строках с 3 по 7 определяют численные значения для символьных обозначений регистров специальных функций МК. Эти численные значения — адреса регистров в соответствии с картой памяти МК. Любое упоминание имен регистров в тексте программы связано с выполнением операций чтения или записи в эти регистры по их физическим адресам. Этим объясняется необходимость применения указателя в определении макроса _P(off). Две последние строки 8 и 9 являются примерами определения макросов.

Вернемся к примеру управления светодиодами. После обработки программой компилятора исходного текста программы Sample.c будет получен следующий текст программы на языке ассемблера.

1 .module interrupt.c

2 .area memory(abs)

3 .org 0xb1e

4 _Timer_Overflow_interrupt_vector::

5 .word _TOIISR

6 .area data

7 _second::

8 .blkb 1

9 .area idata

10 .byte 0

11 .area data

12 .area text _main::

14 ; void TOIISR(void);

15 ; #pragma interrupt_handler TOIISR() ;

16 ; #pragma abs_address:0x0B1E

17 ; void (*Timer_Overflow_interrupt_vector[]) ()={TOIISR};

18 ; #pragma end_abs_address ;

19 ; unsigned char second=0x00;

20 ;

21 ;void main(void)

22 ;{

23 ; TSCR=0x80;

24 ldab #128

25 stab 0х86

26 ; ТМSК2=0х80;

27 ldab #128

28 stab 0x8d

29 ; TFLG2=0x80;

30 ldab #128

31 stab 0x8f

32 ; DDRA=0xFF;

33 ldab #255

34 stab 0х2

35 ; CLI();

36 сli

37 L3: L4:

38 bra L3

39 X0:

40 ; while(1) {};

41 ; EXIT();

42 swi

43 ; }L2

44 .dbline 0

45 ; func end

46 rts

47 _TOIISR: :

48 void TOIISR(void)

49 ; {

50 ; TFLG2=0x80;

51 ldab #128

52 stab 0x8f

53 ; second + = 1;

54 ldab _second

55 clra

56 addd #1

57 stab _second

58 ; if(second = = 122)

59 ldab _second

60 cmpb #122

61 bne L7

62 ; {

63 ; PORTA = ~ PORTA;

64 ; vol

65 ldab 0

66 clra

67 coma

68 comb

69 stab 0

70 ; second = 0x00;

71 clr _second

72 ; }

73 L7:

74 ; }

75 L6:

76 .dbline 0

77 ; func end

78 rti

Итак, мы видим текст после обработки кросс-компилятором, который содержит инструкции команд на языке ассемблера микроконтроллера 68HC12 и директивы языка Ассемблер в составе интегрированной среды разработки ICC12. Директивы программы Ассемблер — это специальные команды, которые осуществляют управления процессом генерации кодов команд для МК при обработке приведенного выше текста программой Ассемблер. В среде ICC12 директивы выделяются точкой перед их именем. Например: .area data или .byte 0. Разберем текст представленного файла.