69_71.pdf

P R O G R A M Y

Basic dla

mikrokontrolerów

MCS-51, czêæ 1

Jest to pierwsza czêæ

artyku³u, w którym pokrótce

omówimy mo¿liwoci

nowoczesnego interpretera

Basica dla mikrokontrolerów

rodziny MCS-51.

Pomimo opinii, ¿e Basic

jest najgorszym z mo¿liwych

jêzyków programowania, nam

siê wydaje, ¿e pocz¹tkuj¹cy

mikroprocesorowcy mog¹

mia³o z niego korzystaæ -

jego prostota i stosunkowo

du¿e mo¿liwoci niweluj¹

wszelkie niedoskona³oci.

No to RUN ...

Mo¿liwoæ wykorzystania we

w³asnych projektach mikrokompu-

terów jednouk³adowych jest dla

wiêkszoci konstruktorów ³ako-

mym k¹skiem. Nawet bardzo z³o-

¿one funkcjonalnie uk³ady reali-

zuje siê przy ich pomocy w bar-

dzo prosty sposób. Niewielkie

p³ytki drukowane, ni¿szy pobór

pr¹du, ³atwoæ wprowadzania

zmian i modyfikacji, które zawsze

przecie¿ towarzysz¹ prototypom,

to argumenty, wobec których nikt

nie mo¿e byæ obojêtny.

Ci z Czytelników, którzy ledz¹

projekty zamieszczane np. w Elek-

tronice Praktycznej z pewnoci¹

s¹ pod wra¿eniem finezji uk³adów

z komputerami jednouk³adowymi,

a pozostali powinni koniecznie

zapoznaæ siê na przyk³ad z pro-

jektem miernika czêstotliwoci za-

mieszczonym w numerze 12/96.

Pocz¹tkuj¹cy konstruktorzy rza-

dko siêgaj¹ po mikroprocesory.

Boj¹ siê ich z³o¿onoci, nie maj¹

narzêdzi wspomagaj¹cych pracê,

nie potrafi¹ programowaæ. Nie bez

znaczenia jest równie¿ bariera

psychologiczna - niechêtnie siêga-

my po podzespo³y nieznane lub

takie, które mog¹ sprawiæ k³opoty.

W pismach wydawnictwa AVT

opublikowano szereg projektów,

które w za³o¿eniach mia³y u³atwiæ

pocz¹tkuj¹cym start w tej dziedzi-

nie. Przyk³adowo, kit AVT-222

zawieraj¹cy procesor 8031 z pa-

miêci¹ EPROM i uk³adami towa-

rzysz¹cymi uwalnia nas od k³o-

potów sprzêtowych, gdy¿ w zasa-

dzie jest to gotowy, przetestowany

sterownik. Do tej niewielkiej p³yt-

ki od razu mo¿na pod³¹czyæ urz¹-

dzenia wykonawcze (np. przeka-

niki) i uzyskaæ gotowe urz¹dze-

nie. Czêæ sprzêtowa nie powinna

zatem sprawiæ k³opotu temu, kto

umie pos³ugiwaæ siê lutownic¹

i miernikiem uniwersalnym

Pozostaje oczywicie problem

oprogramowania. Niestety tutaj

jest o wiele gorzej - konstruktor

amator, nie dysponuj¹cy du¿¹

gotówk¹, skazany jest w³aciwie

na programowanie w asemblerze,

przy wykorzystaniu sharewa-

re'owych wersji kompilatora (np.

dostêpnego na p³ycie CD-EP1).

Innymi s³owy: nie doæ, ¿e od

razu trafia na najtrudniejszy jêzyk

programowania, to jeszcze musi

mieæ komputer PC - platformê do

pracy wspomnianego asemblera

skronego. Samo napisanie i skom-

pilowanie bez b³êdów programu

nie oznacza koñca k³opotów.

Prawa Murphy'ego s¹ nieub³a-

gane i zazwyczaj nawet programy

kilkudziesiêcioliniowe zawieraj¹

w swej pocz¹tkowej formie po

kilka b³êdów. Du¿¹ czêæ z nich

mo¿na wprawdzie wy³apaæ na

programowych symulatorach pro-

cesora (znowu problem z pece-

tem!), jednak zawsze bêd¹ takie

b³êdy, które ujawni¹ siê dopiero

po zaprogramowaniu EPROM-u.

Symulator programowy jest bo-

wiem zbyt hermetyczny i w zasa-

dzie pozwala przetestowaæ jedy-

nie poprawnoæ algorytmu. Kom-

fortowa praca nad oprogramowa-

niem wymaga zatem sprzêtowego

symulatora procesora lub chocia¿-

by symulatora pamiêci EPROM.

Czy zatem nie ma ¿adnej pros-

tszej metody? Takiej dla pocz¹t-

kuj¹cego amatora? Taniej a nie-

z³ej? Czy nikt do tej pory nic nie

wymyli³? Owszem TAK!

Rozwi¹zanie to nazywa siê Ti-

ny Basic. Jest to prosty interpreter

jêzyka Basic przeznaczony dla

rodziny jednouk³adowych kompu-

terów serii MCS-51 i zosta³ napi-

sany przez firmê Intel. Jego zalet¹

jest niewielki obszar zajmowanej

pamiêci sta³ej, np. EPROM (3kB),

mo¿liwoæ pracy bez dodatkowej,

zewnêtrznej pamiêci RAM oraz

w³anie to, ¿e jest to interpreter

pozwalaj¹cy wykonywaæ program

instrukcja po instrukcji, z pe³nym

wgl¹dem programisty do pamiêci

portów, rejestrów i zmiennych. Jak

Elektronika Praktyczna 9/97

P R O G R A M Y

Tabela 1. Zestawienie skróconych postaci

poleceñ i funkcji Tiny Basic.

Polecenia

C. CALL

D. DECIMAL E. END

Dodanie do wersji minimal-

nej pamiêci RAM pozwala na

bardziej komfortow¹ pracê z Ba-

siciem (gin¹ ograniczenia, o któ-

rych bêdzie mowa póniej),

natomiast dodanie sta³ej pamiê-

ci zewnêtrznej lub jej rozbudo-

wanie ponad 4 KB dla wersji

z 8031 pozwala zapamiêtaæ na-

wet du¿e programy lub dane

(tablice sta³ych). Basic potrafi

automatycznie rozpoznaæ, ile

pamiêci RAM jest w systemie

i skorzystaæ z rozszerzenia poza

128 bajty zawarte w chipie.

Du¿ym u³atwieniem jest rów-

nie¿ wbudowana procedura de-

tekcji szybkoci pracy ³¹cza

RS232. Pozwala to stosowaæ prak-

tycznie dowolne kwarce w ste-

rowniku, uwalniaj¹c siê od zaku-

pu kryszta³u o magicznej czêstot-

liwoci 11,0592MHz.

Testowanie szybkoci RS-a od-

bywa siê podczas startu systemu.

Po w³¹czeniu zasilania sterowni-

ka, na klawiaturze terminala na-

ciskamy kilkakrotnie spacjê lub

ma³e c, a¿ do pojawienia siê

winiety Basica i znaku zachêty

interpretera >. O tym, czy Basic

bêdzie pracowa³ w trybie interak-

cyjnym z terminalem, czy te¿ ma

automatycznie przejæ do wykony-

wania gotowego programu Basico-

wego zapisanego w pamiêci sta³ej,

decyduje stan logiczny wejcia

RxD procesora. Zwarcie tej nó¿ki

do masy, zostanie zrozumiane

podczas startu sterownika jako

¿¹danie wykonania gotowego pro-

gramu. Interpreter pominie rów-

nie¿ procedurê detekcji szybkoci

RS-232.

Szybkoæ pracy interpretera nie

jest porywaj¹ca, jednak mo¿na

uznaæ j¹ za wystarczaj¹c¹. Nie ma

¿adnej przeszkody, aby krytyczne

z punktu widzenia szybkoci pro-

cedury programu zrealizowaæ za

pomoc¹ wstawek asemblerowych.

Poniewa¿ s¹ to jednak wstawki,

a nie ca³e procedury, ich pisanie

i testowanie jest o wiele przyjem-

niejsze.

Tiny Basic jest interpreterem

wy³¹cznie sta³oprzecinkowym.

Wszystkie u¿ywane liczby musz¹

byæ ca³kowite i zawieraæ siê

w przedziale -32767 do +32768.

ku³ów prasowych, bez sensu by-

³oby na ³amach EP opisywaæ

szczegó³owo metody i sposoby

programowania w Basicu. Dlatego

w niniejszym artykule ograniczy-

my siê do skrótowego opisu ko-

mend jêzyka odsy³aj¹c jednocze-

nie do literatury tych wszystkich,

dla których oka¿e siê on niewy-

starczaj¹cy.

F. FOR

G. GOTO

GOS. GOSUB

H. HEX

I. IF

IN. INPUT

L. LET

LI. LIST

N. NEXT

NEW NEW

P. PRINT

PRO. PROM

R. RETURN RA. RAM

RES. RESET

RO. ROM

RU. RUN

REM REMARK

T. TO

T. THEN

Funkcje i zmienne specjalne

A ABS

A. AND

C. CBYTE

Liczby

Tiny Basic jest programem sta-

³oprzecinkowym, wszystkie u¿y-

wane liczby oraz wyniki operacji

matematycznych musz¹ zawieraæ

siê w zakresie -32767 do 32767.

D. DBYTE

M. MOD

N. NOT

O. OR

R. RBIT

RN. RND

X. XBYTE

X. XOR

bardzo u³atwia to uruchamianie

programów nie trzeba chyba

nikogo przekonywaæ.

Interpreter pracuje w kilku try-

bach zale¿nych od sprzêtowej kon-

figuracji sterownika. Najprostsza

konfiguracja wymaga jedynie pro-

cesora 8751 (lub 8031 z zewnêt-

rznym EPROM-em) zawieraj¹cego

kod interpretera, uk³adu MAX 232

konwertuj¹cego poziomy napiêæ

interfejsu RS232 procesora i ter-

minala wspó³pracuj¹cego z proce-

sorem poprzez ten interfejs. Za-

sada pracy programu jest bowiem

nastêpuj¹ca: komputer (terminal)

zawieraj¹cy monitor i klawiaturê

jest dla sterownika urz¹dzeniem

do wprowadzania i wywietlania

danych. Znaki pisane na klawia-

turze s¹ przesy³ane do sterowni-

ka, a wyniki pracy wywietlane

na jego ekranie.

Terminalem mo¿e byæ dowolny

komputer PC, na którym urucho-

miono program obs³ugi portu

szeregowego (np. terminal win-

dowsowy, Telix, Procomm, Tele-

mate) lub inne komputery, nawet

8-bitowe C64, Atari XL/XE, Am-

strad czy ZX Spectrum, zawiera-

j¹ce programowe lub sprzêtowe

³¹cze RS232. Tak niskie wymaga-

nia spowodowane s¹ tym, ¿e

zadaniem terminala jest jedynie

wywietlanie na ekranie znaków

wysy³anych przez sterownik i wy-

sy³anie do sterownika znaków

z klawiatury. Nie nale¿y myleæ,

¿e pod³¹czony terminal jest za-

wsze potrzebny (by³oby to bez

sensu), wykorzystuje siê go jedy-

nie na etapie pisania i uruchamia-

nia programu. Póniej, po zakoñ-

czeniu prac, gotowe dzie³o

umieszcza siê w pamiêci sta³ej

i terminal mo¿na od³¹czyæ.

Zmienne

U¿ytkownik ma do dyspozycji

26 zadeklarowanych wstêpnie

zmiennych, o jednoliterowych na-

zwach od A do Z. Przy pracy bez

zewnêtrznej pamiêci RAM liczba

dostêpnych zmiennych jest mniej-

sza i u¿ytkownik dysponuje tylko

dwunastoma w zakresie od A do

L. Nie jest wa¿ne czy pos³ugu-

jemy siê ma³ymi, czy te¿ du¿ymi

literami, gdy¿ Basic automatycz-

nie dokonuje konwersji na du¿e

litery.

Funkcje

Dostêpne s¹ jedynie dwie fun-

kcje:

ABS (X) - daje modu³

wyra¿enia X

RND (X) - daje pseudolosow¹

liczbê z zakresu od 1 do X

Operacje matematyczne

Oprócz typowych dzia³añ jak:

+ - czyli dodawania

- - odejmowania

* - mno¿enia

/ - dzielenia sta³oprzecinkowego

(na przyk³ad 16/3=5, 14/5=2,

8/5=1),

Dostêpny jest jeszcze operator

MOD, za pomoc¹ którego mo¿na

otrzymaæ resztê z dzielenia ca³ko-

witego (na przyk³ad 16 MOD 3 =

1, 14 MOD 5 = 4, 8 MOD 5 = 3).

Operacje logiczne

Lista dostêpnych operatorów

logicznych jest typowa. Operuj¹

na wszystkich bitach danych:

NOT - negacja

AND - iloczyn (3 AND 6 = 2,

24 AND 8 = 8)

OR - suma (3 OR 6 = 7, 24

OR 8 = 24)

Opis jêzyka Tiny Basic

Poniewa¿ na temat jêzyka Ba-

sic napisano wiele ksi¹¿ek i arty-

Elektronika Praktyczna 9/97

P R O G R A M Y

XOR - suma modulo 2 (3 XOR

6 = 5, 4 XOR 7 =3)

Basic wylicza od lewej do prawej

strony. Powy¿sze regu³y kolejno-

ci mo¿na zmieniæ za pomoc¹

nawiasów.

Przyk³ad:

10 LET A=(X+2)*Y+321+(X=Y)*3+(X<=Y)

da: 328 przy X=1 i Y=1,

338 przy X=2 i Y=4

Skróty

Aby maksymalnie efektywnie

korzystaæ z pamiêci RAM sterow-

nika, s³owa kluczowe jêzyka mog¹

byæ skracane. Tak wiêc s³owo

PRINT mo¿e zostaæ zapisane jako

P., PR., PRIN.. Skrótu do-

konuje siê za pomoc¹ kropki.

Dodatkowo, mo¿na pomin¹æ s³o-

wa LET i THEN w poleceniu IF.

Wpisanie bezporednio nazwy

zmiennej spowoduje wypisanie jej

wartoci na ekranie terminala.

Tak prosta inspekcja jest bardzo

wygodna na etapie uruchamiania

programu. Zestawienie najbardziej

skróconych komend przedstawio-

no w tab.1 . Dziêki skrótom w jed-

nej linii Basica mo¿na umieciæ

kilka instrukcji (rozdzielamy je

dwukropkami).

Robert Magdziak, AVT

Operatory porównania

> - wiêcej ni¿

< - mniej ni¿

= - równoæ

<> - nierównoæ

>= - wiêcej lub tyle samo

<= - mniej lub tyle samo

Komendy

Jeli wpisywane rozkazy nie

zostan¹ poprzedzone numerem li-

nii, zostan¹ zinterpretowane jako

komendy, czyli polecenia do na-

tychmiastowego wykonania.

Wszystkie opisane dalej polecenia

jêzyka mog¹ byæ u¿yte jako ko-

mendy bezporednie. Nastêpuj¹-

cych trzech poleceñ wolno jednak

u¿ywaæ tylko jako komendy bez-

porednie:

RUN - uruchamia wpisany pro-

gram;

LIST - wywietla listing programu

od pierwszej linii;

LIST 40 - wywietla listing pro-

gramu od linii wskazanej;

NEW - kasuje program, ustawia

wartoæ wszystkich zmiennych

na zero.

Wynik operatora porównania

jest równy 1 dla prawdy i 0 dla

fa³szu. Taka sama reprezentacja

dotyczy operacji logicznych. Po-

zwala to uprociæ w programie

zapis badania warunków.

Wyra¿enia

Do budowy wyra¿eñ mo¿na

u¿yæ liczb, zmiennych i funkcji,

³¹cz¹c je za pomoc¹ operatorów.

Kolejnoæ obliczania przez pro-

gram wyra¿eñ jest nastêpuj¹ca: na

pocz¹tku s¹ wykonywane operacje

negacji, póniej mno¿enie, dziele-

nie, MOD i AND, a nastêpnie

operacje dodawania, odejmowa-

nia, OR, XOR i na koñcu operacje

porównania. Wartoæ wyra¿enia

Interpreter Tiny Basic jest do-

stêpny na p³ycie CD-EP1, dostêp-

nej w sprzeda¿y wysy³kowej (ku-

pon zamówienia).

Elektronika Praktyczna 9/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: