RIDE-Entwicklungsumgebung für 8051-µC - Carl-Engler

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Anleitung RIDE-Entwicklungsumgebung für 8051-Controller
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RIDE-Entwicklungsumgebung für 8051-µC Inhaltsverzeichnis
RIDE-Entwicklungsumgebung für 8051-µC............................................................................ 2
1 Kurzanleitung: Programmierung des Controllers AT89C5131 (Atmel).................................. 2
1.1 Prinzipielles................................................................................................................... 2
1.2 Vorgehen Projekt öffen und neue Datei anlegen........................................................... 2
1.3 Vorgehen Datei übersetzen und Download.................................................................... 2
2 Neu beginnen....................................................................................................................... 3
2.1 Projekt erstellen............................................................................................................. 3
2.2 Assembler oder C- Datei erstellen................................................................................. 3
2.3 Programm speichern..................................................................................................... 3
2.4 Programm-Datei(en) zum Projekt hinzufügen................................................................ 3
2.5 Intel-Hex-Datei ?............................................................................................................ 3
2.6 Richtiger Controller ?..................................................................................................... 3
2.7 Übersetzen.................................................................................................................... 4
3 Simulation mit dem Debugger.............................................................................................. 4
3.1 Start............................................................................................................................... 4
3.2 Fenster wählen.............................................................................................................. 4
3.3 Aufbau des Debug-Bildschirms...................................................................................... 5
3.4 Einzelschritt (Step)......................................................................................................... 5
3.5 Automatik (Go)............................................................................................................... 5
3.6 Variablen, SFR etc beobachten..................................................................................... 5
3.7 Debugger beenden........................................................................................................ 5
3.8 Beobachten mit Trace am Beispiel des Programms Doppelschleife.............................. 6
4 Überblick: Programmierung der USB-Boards....................................................................... 7
4.1 Erstmalige Inbetriebnahme............................................................................................ 7
4.2 Programmiervorgang:.................................................................................................... 7
4.3 Erstmalige Inbetriebnahme in Bildern............................................................................ 8
4.4 Programmiervorgang in Bildern:.................................................................................... 9
4.5 Einrichten des automatischen Downloads in RIDE...................................................... 10
4.6 Automatischer Download nach dem Compilieren:....................................................... 14
Bei Schwierigkeiten:......................................................................................................... 15
5 Schaltungsauszug USB-Schnittstelle, Programmierschalter und Reset-Taster:.................16
5.1 Interne Abläufe beim Programmiervorgang................................................................. 16
6 Erstellen eigener Bibliotheks-Funktionen (z.B. LCD, ADDA).............................................. 17
6.1 Objekt-Datei zur Bibliothek hinzufügen........................................................................ 17
6.2 Header-Datei erstellen................................................................................................. 17
6.3 Aufruf der eigenen Bibliotheks-Funktionen.................................................................. 17
7 Einstellungen zum Debuggen mit der Platine (nicht USB-Boards!).................................... 19
7.1 Vorbereitungen............................................................................................................ 19
7.2 Einstellungen in RIDE.................................................................................................. 19
7.3 Debuggen von Assembler-Programmen...................................................................... 21
7.4 Debuggen.................................................................................................................... 21
Carl-Engler-Schule, Bub
Anleitung_RIDE-Entwicklungsumgebung.odt
Seite 2
RIDE-Entwicklungsumgebung für 8051-µC
1 Kurzanleitung: Programmierung des Controllers AT89C5131 (Atmel)
1.1
•
•
1.2
•
•
•
•
•
•
1.3
•
•
•
Prinzipielles
immer mit dem Projekt 5131 im Ordner H:\controller arbeiten
zu diesem Projekt wird die aktuelle Datei hinzugefügt, “alte“ Dateien entfernen.
Vorgehen Projekt öffen und neue Datei anlegen
Ride öffnen
Projekt 5131.prj im Ordner H:\controller öffnen: Project → Open (nicht File Open)
Für jedes neue Problem wird eine neue Datei erstellt:
•
entweder mit File New
•
oder „alte“ Datei mit File Save As unter neuem Namen speichern
im Fenster Project Rechtsklick auf „alte“ Datei
→ delete node (alte Datei aus Projekt entfernen)
im Fenster Project Rechtsklick
→ add node → „neue“ Datei zum Projekt hinzufügen
Doppelklick auf Dateiname im Fenster Project öffnet die Datei
Vorgehen Datei übersetzen und Download
Die Download-Datei heißt immer wie das Projekt!
→ Es wird immer die Datei 5131.hex aus dem Ordner h:\controller
heruntergeladen!
Controller empfangsbereit: Kippschalter stellen so, dass gelbe LED leuchtet
und innerhalb einer Sekunde den roten Taster (RESET) drücken
Falls Fehlermeldung am PC rechts unten
→ zuerst Kippschalter andere Stellung → Reset und Vorgang wiederholen
fertige Datei mit Project → Make All oder
übersetzen
•
Bei Fehlermeldungen: Lesen!!! → Doppelklick auf die Fehlermeldung
→ Der Cursor steht oft eine Zeile hinter dem Fehler
Fehler beheben, neu übersetzen mit Make All
•
•
Es muss beim Download kurzzeitig ein DOS-Fenster aufgehen!
Im Fenster Make stehen 4 Meldungen:
MA51: Assembleraufruf
LX51: Linkeraufruf
tool: *.hex-Datei erzeugen
usb5131: Download-Aufruf
•
•
Falls der Download nicht erfolgte: Tool → Run tool → usb5131
Falls
ist wahrscheinlich nicht die richtige Datei zum Projekt
hinzugefügt oder mit dem falschen Projekt gearbeitet
worden!
•
Programm im Controller starten mit: Kippschalter so, dass gelbe LED aus!
roten Reset-Taster drücken.
•
Seite 3
2 Neu beginnen
2.1
Projekt erstellen
-> mit
Ordner und Projektnamen wählen.
-> Im unteren Fenster
erscheint der Projektname
und Pfad
2.2
Assembler oder C- Datei erstellen
2.3
Programm speichern
File -> Save as...
2.4
Assembler-Dateien erhalten automatisch die Endung .a51
C-Dateien erhalten die Endung .c
Programm-Datei(en) zum Projekt hinzufügen
Project -> Add node Source / Application
Im Projektfenster kann man nach Klick auf + die zum
Projekt gehörenden Dateien sehen.
2.5
Intel-Hex-Datei ?
Unter Options -> Project muß
bei Lx51
Generate an Intel Hex File
angekreuzt sein.
2.6
Richtiger Controller ?
Options -> Project
bei RC51
Component mit XRAM
und
Dual DPTR ATMEL
wählen
Einstellung nur bei CProgrammen notwendig!
2.7
Seite 4
Übersetzen
Mit
Mit
Translate wird das Programm im aktiven Fenster übersetzt.
C-Programme werden compiliert,
Assembler-Programme assembliert.
Make all werden alle zum Projekt gehörenden Programme übersetzt,
anschließend gelinkt und eine Intel-Hex-Datei erzeugt, die zum
Controller heruntergeladen werden kann.
Bei Fehlermeldungen :
Doppelklick auf
-> Cursor springt auf die
Programmzeile mit dem
Fehler.
Fehlerlose Programme
werden durch grüne
Haken verdeutlicht.
3 Simulation mit dem Debugger
Grundeinstellung zum Start des Simulators: Options->Debug->Virtual Machine
3.1
Start
oder Debug -> Start
Beim ersten Start erscheint ein Option-Fenster, in dem Sie Virtual Machine wählen.
3.2
Fenster wählen
oder mit View -> Code
Disassemblierter Code + Hochsprache
oder mit View -> Main Registers
oder mit View -> Hardware
alle aktiven Fenster anordnen
3.3
Seite 5
Aufbau des Debug-Bildschirms
Symbolleiste mit Debug-Befehlen
Programmcode in C oder Assembler
Portsimulation
Programmcode mit zugehörigem Assemblercode
Blaue Balken:
dieser Befehl wird als nächster ausgeführt.
Debuggen des Programmcodes (C oder Assembler) und des Disassemblerten Codes möglich.
Prinzip: auf das zu debuggende Fenster klicken, dann Einzelschritt (Step) oder Automatik (Go)
3.4
Einzelschritt (Step)
In Unterprogramm oder
Funktion springen:
3.5
Unterprogramm oder
Funktion übersprigen
Automatik (Go)
Fensterinhalte (Ports, Watch..) während des Programmablaufs aktualisieren:
Geschwindigkeit einstellen:
Programmstart:
Haltepunkte setzen:
Tracepunkte setzen:
(an diesen Stellen soll mit Trace
beobachtet werden, siehe 2.7)
3.6
Variablen, SFR etc beobachten
Watch-Fenster sichtbar mit View -> Watch
Rechter Mausklick im Watch-Fenster -> Add -> Variablenname
eingeben
Rechter Mausklick auf Variable -> Evaluate -> Wert ändern ->
Modify 2x klicken
3.7
Debugger beenden
Entweder
durch Klick auf Debugger-Symbol
oder mit Debug -> Terminate
3.8
Seite 6
Beobachten mit Trace am Beispiel des Programms Doppelschleife
Debugger starten.
Fenster Port1, Port2, MainRegister anordnen.
Tracefenster mit View -> Trace -> View sichtbar.
Rechter Mausklick im Tracefenster -> Options -> Flashing
Tracepunkte bei zeit: und ret setzen, BreakPoint bei ret setzen:
Dazu im Fenster Doppelschleife zuerst auf die Marke zeit, dann auf
anschließend auf ret und
. Bei ret außerdem auf
.
klicken,
P2.0 und P1 ins Watch-Fenster.
P1 auf 100dez = 64hex ändern .
(rechte Maus auf P1 im Watchfenster-> Evaluate -> 100 bei NewValue -> 2x
Modify)
Nach dem Programmstart mit GO stoppt der Debugger bei ret.
Im Trace-Fenster sieht man die gemessene Zeit dt zwischen mov r0,p1 und ret.
Wie berechnet erhält man ca. 20ms Zeitverzögerung.
Achtung: vor jeder Änderung im Programm (z.B. mov r1,#199) Debugger beenden und neu
starten durch 2x Klick auf das Debuggersymbol.
Seite 7
4 Überblick: Programmierung der USB-Boards
4.1
•
•
•
•
•
Erstmalige Inbetriebnahme
Flip 2.4.6 installieren, Installationspfad ohne Punkte und Leerzeichen wählen!
Board an die USB-Schnittstelle anschließen
Schiebeschalter -> gelbe LED leuchtet
sofort roten RESET-Taster drücken! (innerhalb einer Sekunde)
-> „neue Hardware gefunden“ -> warten!!!!
Fenster geht auf: USB-Treiber aus dem Flip-Installationsverzeichnis \ USB-Ordner
installieren
4.2
•
•
•
•
Programmiervorgang:
sofort roten RESET-Taster drücken!
Vorgang wiederholen wenn „USB-Gerät wurde nicht erkannt“.
in Flip:
o Controller wählen
o Set communication -> USB -> open
o Load Hex-File
o kein Haken bei BLJB, dadurch wird das Bit gesetzt. (Nur wenn dieses Bit
gesetzt ist, kann das eigene Programm später gestartet werden!!!!!)
o Program Device
•
Alternativ: Download aus RIDE oder µVision mit eingebundenem Tool batchisp.
Aufruf: batchisp –device AT89C5131 –hardware USB –operation erase f loadbuffer
„h:\controller\5131.hex“ DISBLJB program
(DISBLJB bedeutet disable Bootloader Jump Bit und entspricht dem „Haken weg“ bei
BLJB in Flip.)
Schiebeschalter LED dunkel
Reset -> Eigenes Programm wird gestartet
•
•
Eine detaillierte, bebilderte Beschreibung finden Sie auf den Folgeseiten.
Seite 8
4.3 Erstmalige Inbetriebnahme in Bildern
•
Flip 2.4.6 installieren, Installationspfad ohne Punkte und Leerzeichen wählen!
•
nach der Installation erscheint:
•
•
•
•
•
Board an den USB anschließen
sofort roten RESET-Taster drücken! (innerhalb einer Sekunde)
-> „neue Hardware gefunden“ -> warten!!!!
Fenster geht auf: USB-Treiber aus dem Flip-Installationsverzeichnis \ USB-Ordner
installieren
4.4
•
•
•
•
Seite 9
Programmiervorgang in Bildern:
sofort roten RESET-Taster drücken!
Vorgang wiederholen bei Meldung „USB-Gerät wurde nicht erkannt“.
Flip starten:
o
Controller wählen
o
Set communication
o
o
Load Hex-File
kein Haken bei BLJB, dadurch wird das Bit gesetzt. (Nur wenn dieses Bit gesetzt ist,
kann das eigene Programm später gestartet werden!!!!!)
o
Program Device
-> USB ->
->open
Seite 10
4.5 Einrichten des automatischen Downloads in RIDE
Ride starten , Projekt öffnen oder neues Projekt erstellen, Projektname z.B. 5131
RideMenüleiste -> Options -> Tools -> New
Name: beliebig z.B. USB_5131
-> Browse, Installationsverzeichnis von Flip wählen, Unterordner bin
-> Datei batchISP.exe auswählen
-> Öffnen
Seite 11
-> Advanced -> Haken bei Prompt weg, Arguments für batchISP eingeben
-device AT89C5131 -hardware USB -operation erase f loadbuffer
"d:\daten\controller\5131.hex" DISBLJB program
-> OK
Seite 12
-> *.hex bei Translate From eintragen
-> OK
-> Close
Im RIDE-Projektfenster:
rechte Maus auf
Seite 13
-> bei Link nichts ändern!!!!
-> Haken bei Run ... und USB_5131 auswählen
-> OK
-> Projekt Save
4.6
Seite 14
Automatischer Download nach dem Compilieren:
Quell-Datei verändern, dann
oder F9 oder Menüleiste -> Projekt -> Make All
-> Nach dem Compilieren geht ein DOS-Fenster auf in dem man sieht, wie batchISP
aufgerufen wird
wenn dieses DOS-Fenster nicht aufgeht, ist wahrscheinlich
Datei unverändert
die Quell-
Nach erfolgreichem Download erscheint im MAKE-Fenster:
oder wenn das Board nicht bereit war:
Alternativer Download aus RIDE mit:
-> auswählen
Seite 15
Bei Schwierigkeiten:
Neues Tool lässt sich nicht registrieren und altes Tool lässt sich nicht löschen:
Im Explorer:
Installationsverzeichnis von RIDE -> Ordner Bin
mit Editor editieren, nach unten scrollen
dies ist z.B. ein altes Tools, löschen, Datei speichern
zusätzlich in der Registry löschen:
ausführen -> regedit
-> Software
Ordner der Tools, die stören, löschen
Neustart
Seite 16
5 Schaltungsauszug USB-Schnittstelle, Programmierschalter und ResetTaster:
Programmierung
5V
1k5
R8
S20
V3
R9
PSEN
1K
Programmierung
K1
5V
R6
1k5
R4
27R
R5
27R
VREF
AT89C5131A-M
+5V
DataGND
D+
DUVSS
C3
USB-Buchse-B
1µF
+
Data+
UCAP
PLLF
C1
2,2nF
R3
1OOR
C2
1OnF
R7
27R
RST
Reset
T3
+
C4
1µF
5.1 Interne Abläufe beim Programmiervorgang
•
Wenn die gelbe LED, leuchtet ist PSEN=0. Durch „Reset“ wird der Bootloader gestartet.
•
Nun kann Flip die Kommunikation mit dem Controller über USB aufbauen.
•
Wenn das BLJB-Bit nicht gesetzt ist (Haken weg in Flip), kann das eigene Programm
nach dem Download nicht gestartet werden.
•
Vor der nächsten Programmierung muss die USB-Schnittstelle getrennt werden,
z.B. duch Trennen des 1k5-Widerstandes von Vref.
Diese Funktion übernimmt auch der 2-fach-Umschalter.
In der Stellung „Programmierung“ (LED leuchtet) meldet sich der Controller beim PC an:
„USB-Gerät angeschlossen“ (dies geschieht durch den 1k5-Widerstand an D+)
Nun muss schnellstens der Reset-Taster gedrückt werden, damit der Bootloader im
Controller bereit ist, bevor Windows das USB-Gerät erkannt hat und mit der USBAnmeldeprozedur beginnt.
•
In der Schalterstellung „LED leuchtet nicht“ ist PSEN=1. Nach Reset wird das
Anwenderprogramm bei der Adresse 0000h gestartet, wenn das Bit DISBLJB gesetzt
ist. „Flip“ oder „batchisp“ haben dieses Bit bei der Programmierung gesetzt.
Seite 17
6 Erstellen eigener Bibliotheks-Funktionen (z.B. LCD, ADDA)
6.1
Objekt-Datei zur Bibliothek hinzufügen
• C-Programm schreiben
• übersetzen, dabei Objekt-Datei (.obj) erzeugen
• Library-Manager aufrufen
•
rc51atms.lib wählen:
•
Hinzufügen mit ADD,
eigene .obj – Datei auswählen -> öffnen
•
Library-Manager mit CLOSE schließen
Achtung! Die eigenen BibliotheksFunktionen werden jetzt nur erkannt,
wenn bei Options -> RC51 „Small
Memory Modell“ und Dual DPTR Atmel
angegeben ist.
(Natürlich können Sie Ihre Funktionen auch zu
anderen Bibliotheken hinzufügen.)
6.2
6.3
Header-Datei erstellen
•
Definitionen der Funktionen, die später aufgerufen werden sollen, in eine neue Datei
kopieren, z.B.:
extern unsigned char
ain
(unsigned char);
/* in \hilf_c\adda.c
*/
extern void
aout
(unsigned char);
/* in \hilf_c\adda.c
*/
•
Datei mit der Endung .h im Ordner \INC speichern.
Aufruf der eigenen Bibliotheks-Funktionen
im C-Programm:
#include <adda.h>
....
aout (255);
Seite 18
/* Einbinden der Header-Datei, in der nur angegeben ist, das es die
Funktion aout gibt und mit welchen Übergabevariablen sie arbeitet */
/* Aufruf der eigenen Bibliotheks-Funktion */
Seite 19
7 Einstellungen zum Debuggen mit der Platine (nicht USB-Boards!)
7.1
•
•
•
•
•
•
•
Vorbereitungen
Bei RIDE-Version 06.10.14:
3 dll-Dateien aus dem Ordner RIDE_Patch auf CD ins Installationsverzeichnis
von Ride, Unterordner Bin kopieren.
Ab RIDE-Version 06.10.15 sind die 3 Dlls bereits enthalten.
Das Debuggen mit der Platine (oder mit einem einzelnen Controller + Max232)
erfolgt über die serielle Schnittstelle direkt von RIDE aus.
Nur mit den Controllern AT89C51ED2 möglich.
Nicht mit dem Controller T89C51RD2 oder AT89S8252 möglich!
Der Controller RD2 kann auf der Platine direkt durch den ED2 ersetzt werden.
Es sind keine Veränderungen in der Hardware oder in den Programmen
notwenig. (Ausnahme: Ansprechen des EEPROMs wird vereinfacht)
Die 8252-Platine kann leicht umgebaut werden, Beschreibung in der Datei
Umbau_8252_Platine_fuer_RD2_ED2.doc.
Zum Debuggen am Besten das Projekt Debugger.prj verwenden, in dem alle
in 3.2 aufgeführten notwenigen Voreinstellungen gemacht sind.
7.2
Einstellungen in RIDE
Das Debuggen ermöglicht ein Programmteil, der bei RIDE „ROM-Monitor“ genannt wird. Der
Linker fügt den ROM-Monitor eigenen Projekt hinzu.
Options -> Target
Options - > Debug
Options -> Projekt
Seite 20
Seite 21
7.3
Debuggen von Assembler-Programmen
Zum Debuggen von Assembler-Programmen muss zur Zeit noch ein C-Programm
hinzugefügt werden, das nur aus einem Befehl besteht: dem Aufruf des
Assemblerprogramms. (Grund: Der ROM-Monitor benötigt die C-Initialisierung)
Im Assemblerprogramm muss ein Semikolon eingefügt werden vor at 0 (bei code at 0),
weil nun nicht mehr das eigene Programm bei 0 beginnt, sondern der ROM-Monitor, der
dann das Assemblerprogramm aufruft.
Im Assemblerprogramm muss außerdem am Programmbeginn eine Marke eingefügt werden
mit dem gleichen Namen wie Aufruf im C-Programm, hier „start“. Die Marke muss für den
Linker als public definiert werden.
Die Datei debugger.c ist beim Debuggen von C-Programmen nicht notwendig.
7.4
Debuggen
•
Platine empfangsbereit schalten, gelbe LED muss leuchten
•
Debugger starten
•
Bei Assembler-Programmen: einmal „Step into“, nun befindet man sich am Beginn des
Assemblerprogramms.
•
step over -> Unterprogramme in einem Schritt ausführen
•
step into -> ins Unterprogramm springen
•
Breakpoints setzen ist möglich.
•
Start des Programms (bis zum Breakpoint) in Echtzeit mit Go.
•
•
•
•
•
Alle sichtbaren Fenster werden in Abhängigkeit von der Hardware aktualisiert.
In den Fenstern geänderte Werte werden beim nächsten step der Hardware mitgeteilt.
Alle Ports werden in der Hardware beeinflusst und abgefragt!
Das Programm wird in der Hardware ausgeführt und nicht am PC simuliert.
Sämtliche auf der Platine befindliche Hardware außer der seriellen Schnittstelle kann
untersiucht werden.

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