Maskinorienterad programmering Laborationer för D/Z/GU (EDA480,EDA485, DIT151)

Transkript

1 Institutionen för data och informationsteknik. Roger Johansson, Jan Skansholm och Rolf Snedsböl VT 2012 Maskinorienterad programmering Laborationer för D/Z/GU (EDA480,EDA485, DIT151) Detta laborations-pm innehåller anvisningar om förberedelser inför genomförande av laborationerna, såväl som de uppgifter du ska utföra och redovisa för, under laborationerna. Laborationsserien omfattar totalt fem laborationsmoment som utförs i tur och ordning under sex laborationstillfällen. I allmänhet gäller att du arbetar i egen takt men momenten 1-3 ska klaras av under de första tre laborationstillfällena. Inför varje laborationstillfälle ska du förbereda dig genom att noggrant läsa igenom anvisningarna för laborationsmomentet i detta PM. Bortsett ifrån det första laborationstillfället förutsätts det att du inför varje laboration har genomfört omfattande laborationsförberedande hemuppgifter. Vilka dessa uppgifter är, framgår av detta PM. Du ska vara beredd att visa upp och redogöra för dina förberedda lösningar inför laborationstillfället. Bristfälliga förberedelser kan medföra avvisning från bokad laborationstid. Underskrifterna på detta försättsblad är ditt kvitto på att du är godkänd på respektive laborationsmoment. Spara det, för säkerhets skull, tills slutbetyg på kursen rapporterats. Börja med att skriva ditt namn och personnummer med bläck. Personnummer Namn (textat) Följande tabell fylls i av laborationshandledare efter godkänd laboration. Laboration Datum Godkännande av laboration Laborationshandledares underskrift Godkännande hel laborationsserie: Datum Laborationshandledares underskrift

2 Laboration 1 Översikt av laborationsserien Under laboration 1 bekantar du dig med laborationssystemet, konstruerar några enkla assemblerrutiner som du kommer att ha glädje av senare. Under laboration 2 börjar du med att konstruera ett komplett programpaket för övervakning och styrning av en liten borrmaskin. Under laboration 3 färdigställer du programpaketet för borrmaskinen, dessutom implementerar du en enklare så kallad tidsdelnings applikation ( time sharing ). Observera: Inför laboration 4 ska du ha utfört och redovisat inlämningsuppgiften Goldbach hypotes. Laboration 4 omfattar grundläggande C-programmering, du använder fält och pekare, du får också tillfälle att praktisera test, felsökning och avlusning. Under laboration 5 övas framför allt dina kunskaper i maskinnära C-programmering men även hur du kombinerar programdelar skrivna såväl i C som i assemblerspråk. Kompletterande material För laborationernas genomförande behöver du, utöver kurslitteraturen, program och diverse tekniska beskrivningar. Vid laborationerna används följande program: ETERM 6 för MC12 XCC12 för MC12 Visual Studio Följande beskrivningar finns tillgängliga på elektronisk form via kursens resurssida. Laborationskort ML4, multifunktionskort för MC12 Laborationskort ML5, gränssnitt mot tangentbord/display (ML23), för MC12 Laborationskort ML15, gränssnitt mot tangentbord/display (ML23), för MC12 Laborationskort ML23, tangentbord/display, för MC12 DBG12 monitor/debugger för MC12 Du finner allt detta på resurssidan som du når via kursens hemsida ( länkar ). 2

3 Laboration 1 Laboration nr 1 behandlar MC12 med monitor/debugger DBG12 Tangentbord som inmatningsenhet Sifferindikator som utmatningsenhet Borrmaskin som styrobjekt Laborationens huvudsakliga syften är att du ska: bekanta dig med laborationssystemet, i första hand: mikrodator MC12 och dess monitor/debugger DBG12 tangentbord ML3 sifferindikator ML2 borrmaskin förbereda de följande laborationerna genom att konstruera och testa grundläggande programrutiner för inmatning från tangentbord, utmatning till sifferindikator styrning av borrmaskinens funktion För laborationen finns speciellt följande fil tillgänglig via kursens resurssida: laddfil.s19 Laborationssystemet Följande enheter ingår i laborationsmiljön: persondator med programvaran ETERM för MC12 och XCC12 för MC12 laborationssystemet MC12 med monitor/debugger DBG12, borrmaskin, tangentbord och sifferindikatorer och olika typer av gränssnitt till dessa enheter. Under laborationerna 1,2 och 3 använder du ETERM för att redigera, assemblera och testa dina program. Under senare laborationer använder du XCC12 för att redigera, kompilera och testa dina program. 3

4 Laboration 1 Anslutningar Laborationsuppsättningen ska vara korrekt ansluten då du kommer till laborationsplatsen. Detta avsnitt sammanfattar anslutningarna. Laborationssystemet MC12 ansluts till terminalfunktionen i ETERM via persondatorns COM-port. Borrmaskinen ansluts till MC12 via en 26-polig flatkabel. Tangentbordet (ML2) respektive sifferindikatorn (ML3) kan anslutas till MC12 via två olika typer av gränssnitt, oberoende av varandra. Dessa gränssnitt kallas ML15 respektive ML5. Laborationskorten ML15 och/eller ML5 utgör den fysiska kopplingen mellan MC12 och ML2/ML3. De ansluts till MC12 via en piggy-back koppling som gör att flera laborationskort ansluts genom att dessa staplas på MC12. Laborationskortet ML19 är speciellt anpassat för laborationer med MC12 s avbrottsmekanismer. Kortet beskrivs i Arbetsbok för MC12 och i detta PM. Laborationsuppsättning: Laborationsdator med laborationskort och strömförsörjning ML19 ML5 ML15 MC12 ML2 Tangentbord ML3 Sifferindikator Laborationsdator MC12 Freescale 68HCS12 enchipsdator Anslutning externa avbrott Strömförsörjning 5 Volt Finsäkring Anslutning, 26 polig, till multifunktionskort ML4 eller borrmaskin Anslutning till seriell (RS232) port hos värddator 10 poliga kontakter (4 st.) för anslutning av laborationskort Spänningsindikator MC12 RESET 4

5 Monitor/debugger DBG12 Laboration 1 När vi ansluter MC12 till en COM-port på PC n och startar ett terminalfönster fungerar PC n som en dum terminal bestående av tangentbord och bildskärm. (ETERM = Emulera terminal = härma terminal). Allt som skrivs på PC ns tangentbord skickas direkt ner till MC12. I MC12 finns ett enkelt program som kallas monitor/debugger (DBG12). Programmet är, som namnet antyder avsett för övervakning och test. DBG12 lyssnar hela tiden på kommandon från tangentbordet bortsett från när MC12 är upptaget av något applikationsprogram. För att återgå till DBG12 i detta fall krävs RESET (omstart) av MC12. Huvudprogrammet i DBG12 är utformat som en enkel kommandotolk, där en rad olika kommandon accepteras. Läsanvisning: Läs om monitor/debugger n DBG12 Användarbeskrivning finns som länk från resurssidan : DBG12 monitor/debugger för MC12 Dispositionen av adressrummet hos MC12 bestäms av DBG12 och kan något förenklat beskrivas enligt följande: 5

6 Laboration 1 I/O Adress $0000-$0FFF Med plats för I/O-kort och interna (HCS12) portar RWM Adress $1000-$3BFF Med plats för dina program och data (applikationer) RWM Adress $3C00-$3FFF Variabelarea för DBG12 ROM Adress $4000-$FFFF Med plats för bland annat DBG12 Laborationsuppgift 1.1: Starta ETERM och anslut en terminal under fliken Debug. Tryck RESET på laborationssystemet MC12 och kontrollera att DBG12 identifierar sig genom att text skrivs till terminalfönstret. Om ingen text skrivs till skärmen eller om texten är oläslig Kontakta en handledare. Terminalfönstret bör se ungefär som följande figur. detta kallas DBG12 s prompter Den sista raden kallas för monitorns prompter och innebär att DBG12 är redo att ta emot kommandon från dig. Varje gång du trycker < ska DBG12 skriva en ny prompter till terminalen. Om så inte är fallet betyder det att DBG12 är upptagen och kanske rentav hängt sig eller spårat ur. Lösningen på detta problem är att göra RESET på MC12. Skriv: help< > DBG12 skriver ut en hjälptext. Se figuren till höger. Undersök olika kommandon genom att skriva help kommando om du vill ha hjälp för något specifikt kommando. 6

7 Laboration 1 Kommandot display memory (dm) Undersök nu minnesinnehållen i de olika minnesområden vi har i systemet. Skriv: dm 0> för att studera adressområdet där vi har in-och utenheter. Skriv: dm 1000 för att studera adressområdet där du kan placera dina program. Skriv: dm E000 för att studera adressområdet där vi har PROM (FLASH). Adressangivelsen anges till vänster, minnesinnehåll i mitten och till höger tolkas minnesinnehållet som ASCII-koder. Kommandot modify memory (mm) Använd nu kommandot mm för att försöka ändra minnesinnehåll på några olika ställen i MC12 s adressrum. Ge kommandot: mm 1000 för att visa och ha möjlighet att ändra minnesinnehållet på adress Tryck ett par gånger. Har du samma minnesinnehåll som i figuren till höger? Tryck på + (plus) för att visa minnesinnehållet på nästa adress. Tryck på + på nytt och ändra minnesinnehållet på adress 1002 till 55 genom att skriva 55. Prova även (minus) tangenten. Vilka två sätt kan du använda för att avsluta mm-kommandot och återgå till monitorns prompter? Kan du ändra minnesinnehållet på adress 4000? Prova att ändra ytterligare några minnesinnehåll inom adressintervallet 4000-FFFF. Kan du förklara vad som händer? 7

8 Laboration 1 Kommandot load application program (l) Kommandot disassemble (dasm) Kommandot run application program (go) ETERM s terminalprogram har behändiga funktioner för att underlätta kommunikation mellan värddator och laborationsdator. Du kan läsa om sådana funktioner i ETERM s hjälpsystem. På kursens resurssida, finns en laddfil.s19 som du ska använda under nästa laborationsmoment. Filen innehåller såväl program som data. Din uppgift är att undersöka detta program. Laborationsuppgift 1.2: Spara filen laddfil.s19 i din arbetskatalog. Ladda laddfil.s19 till MC12 (högerklicka i terminalfönstret). Disasssemblera, dvs. översätt från maskinkod till assemblerkod, genom att använda DBG12 s dasm-kommando. Komplettera tabellen till vänster. Analysera programmet och komplettera flödesdiagrammet till höger. Adress Instruktion Operand 1000 LDX #$ E JMP $C00F 101B RTS Utför nu programmet, starta med: go Följ programmets instruktion och skriv ditt svar här: 8

9 Laboration 1 Inmatning från tangentbord I detta avsnitt använder vi tangentbordet ML2 tillsammans med gränssnittet ML15. Läsanvisning: Läs översiktligt om gränssnittet till tangentbord och sifferindikator i Teknisk beskrivning ML15 finns som länk från resurssidan : Laborationskort ML15, gränssnitt mot tangentbord/display (ML23), för MC12 Läs om hur du skriver program för tangentbordet i Arbetsbok för MC12, sidorna Studera speciellt uppgifterna 39 och 40. Laborationsuppgift 1.3: Du ska nu undersöka tangentbordet ML2/ML15. Använd mm-kommandot. ML15 s avkodning av tangentbordet, dvs. den kod som placeras i registret på adress $9C0, beroende på vilken tangent som tryckts ned, illustreras av följande figur: a b c d Prova nu samtliga tangenter och komplettera nedanstående tabell. Observera vad du läser från tangentbordet när ingen tangent är e f g h nedtryckt. Har föregående tangent-nedtryckning i j k l någon betydelse för avläsningen? m n o p Nedtryckt tangent Avläst värde Nedtryckt tangent Avläst värde a i b j c k d l e m f n g o h p Vi övergår nu till inledande programutveckling i assemblerspråk. För att underlätta test av ett assemblerprogram introducerar vi ytterligare ett av DBG12 s kommandon: Kommandot step (trace) application program (tr) 9

10 Laboration 1 Laborationsuppgift 1.4: Lös uppgift 41 i Arbetsbok för MC12, dvs. skriv tangentbordsrutinen CheckKbdML15 Skriv nu följande huvudprogram, avsett för att testa tangentbordsrutinen: ORG $1000 NOP ; Börja med nop, enklare att köra trace main: JSR CheckKbdML15 ; Läs tangentbord BRA main CheckKbdML15: din tangentbordsrutin Den inledande NOP instruktionen (No Operation) finns här enbart för att underlätta testproceduren. Vi använder TRACE-kommandot och detta fungerar så att den angivna instruktionen utförs, därefter återförs kontrollen till DBG12 och du kan inspektera/ändra register/minnes- innehåll etc. Du ska nu övertyga dig om att subrutinen CheckKbdML15 fungerar som den ska. Redigera och assemblera huvudprogram och subrutin, rätta eventuella fel. Ladda ner programmet till MC12. Ge kommandot tr 1000 för att utföra programmets första instruktion. Utför programmet instruktionsvis, kontrollera programflödet, tryck ned någon tangent på ML2, under vilken instruktions exekvering bör tangenten hållas ned? Vi fortsätter nu att praktisera test och felsökning i assemblerprogram. En viktig metod är att sätta så kallade brytpunkter på väl valda ställen i programmet. För detta kan du använda DBG12 s brytpunktshantering. Kommandot breakpoints (bp) Laborationsuppgift 1.5: Lös uppgift 42 i Arbetsbok för MC12, använd följande huvudprogram för att anropa subrutinen GetKbdML15. ORG $1000 main: JSR GetKbdML15 NOP ; Sätt brytpunkt HÄR BRA main CheckKbdML15: din tangentbordsrutin Assemblera och rätta eventuella fel, ladda sedan ned programmet till MC12. Bestäm adressen för NOP-instruktionen och sätt en brytpunkt på denna adress. starta programmet med go 1000, tryck ned någon tangent på ML2, programmet ska nu stanna vid brytpunkten, vilket meddelande får du från DBG12? 10

11 Laboration 1 Utmatning till sifferindikator I detta avsnitt använder vi sifferindikatorn ML3 tillsammans med gränssnittet ML15. Läsanvisning: Läs översiktligt om gränssnittet till tangentbord och sifferindikator i Teknisk beskrivning ML15 finns som länk från resurssidan : Laborationskort ML15, gränssnitt mot tangentbord/display (ML23), för MC12 Läs om hur du skriver program för sifferindikatorn i Arbetsbok för MC12, sidorna 29 och 30. Studera speciellt uppgift 43. I nästa uppgift kommer vi att använda oss av: Kommandot display/modify registers (reg) Laborationsuppgift 1.6: Du ska undersöka hårdvaran ML3/ML15. För detta använder du en enkel instruktionssekvens för initiering/visning: ORG $1000 LDAA #1 STAA $9C2 LDAA #$D0 STAA $9C3 LDAA #0 STAA $9C2 LDAA #8 loop: ; Placera lämpligt värde i ackumulator B innan instruktionen utförs STAB $9C3 DECA BNE loop end: BRA end Redigera, assemblera programsekvensen ovan. Ladda till MC12. Programmet ska utföras instruktionsvis ( tr 1000 osv.) Omedelbart innan instruktionen STAB $9C3 utförs ska du placera lämpligt värde i register B med kommandot reg B värde. Sifferindikatorn har bara 6 positioner, kan alltså bara visa 6 siffror men trots detta måste en sekvens om 8 siffror ges till adress $9C3 för att indikatorerna ska tändas. Är det de 6 första, eller de 6 sista siffrorna i sekvensen som visas på sifferindikatorn? Lös slutligen uppgift 43 (DisplayML15) i Arbetsbok för MC12. Kontrollera att DisplayML15 fungerar med MC12. 11

12 Laboration 1 Laborationsuppgift 1.7: Konstruera nu en subrutin Echo, enligt följande specifikation: ; Subrutin Echo ; Väntar på ny tangentnedtryckning ; Visar därefter tangentkod för senast nedtryckta tangent på ML2 som ; hexadecimala tecken på samtliga sifferindikatorer på ML3 ; Skriv nu följande huvudprogram, avsett för att testa utmatningsrutinen: ORG $1000 main: JSR Echo ; Läs tangentbord, skriv till display BRA main Echo: använder dina rutiner CheckKbdML15 och DisplayML15 Redigera, assemblera, rätta eventuella fel. Ladda programmet till MC12 för att testa Echo. Starta programmet, go 1000, testa rutinen för alla möjliga tangentnedtryckningar och verifiera korrekt funktion. Styrobjekt borrmaskin Huvuddelen av de fortsatta laborationsmomenten i maskinorienterad programmering, såväl då det gäller programutveckling i assemblerspråk, som programmering i maskinnära C kommer att inbegripa styrobjektet borrmaskin. Vi ska därför redan nu bekanta oss med denna laborationsutrustning så att framtida laborationsförberedelser (med hjälp av simulatorer) kan förstås mot bakgrund av den hårdvara som används under laborationerna. Läsanvisning: Läs om borrmaskinen på sidorna 49 och 50 i Arbetsbok för MC12. Du kan också studera avsnittet om borrmaskinen i ETERM s hjälpsystem. 12

13 Laboration 1 Laborationsuppgift 1.8: Studera borrmaskinen på laborationsplatsen framför dig. Vänd maskinen så att du ser ljusdioderna. Undersök hårdvaran med hjälp av följande programsekvens (Jämför med uppgifterna 71 och 72 i arbetsboken): ORG $1000 Loop NOP ; Ge indata till register A STAA $400 ; Skriv till borrmaskinen LDAB $600 ; Läs statusregistret BRA Loop Stega genom programmet med trace när du undersöker borrmaskinen. Vid NOP-instruktionen kan du använda reg-kommandot för att placera lämpligt värde i register A. Testa att starta borret och sänka det. Observera lysdioderna på borrmaskinen. Gröna lysdioder är statusregistret och gula är styrregistret. Observera att bit 3-7 i statusregistret inte är definierade och kan anta vilka värden som helst. Vrid även på arbetsstycket för att ställa detta i referensposition och observera att lysdioden på borrmaskinen aktiveras och att du läser status till register B. Tryck RESET på MC12. Studera lysdioderna (statusregistret) på borrmaskinen och pressa ner borret för hand till bottenläge. Observera hur statusbitarna ändras. (Kanske är tryckfjädern som lyfter borret lite klen lyft borret upp i så fall) Sammanfattning av laboration 1 Du ha undersökt och provat hårdvara: laborationssystemet MC12 med DBG12 I/O-enheter ML2, ML3, med gränssnitt ML15 och styrobjekt borrmaskin Du har konstruerat och testat programdelar som ska användas i kommande laborationer: Inmatning från tangentbord Utmatning till sifferindikator Laboration 1 har inte ställt större krav på dig med avseende på dina laborationsförberedelser. För de båda nästkommande laborationerna är det precis tvärtom, du kommer inte att hinna med dom utan att ha ägnat mycket tid åt de omfattande förberedelser som krävs. Om du har du tid över och vill, kan du nu direkt fortsätta med att förbereda och genomföra laboration 2. 13

14 Laboration nr 2 behandlar Laboration 2 Första delen av styrning/övervakning av en borrmaskin Följande uppgifter ur Arbetsbok för MC12 ska vara utförda innan laborationen påbörjas. Du ska på begäran av laborationshandledare redovisa dessa. Uppg Sign. Följande hemuppgift ska vara utförd innan laborationen påbörjas. Hem- Uppgift 2.1 Följande laborationsuppgift ur denna del av laborations-pm skall redovisas för en handledare för godkännande under laborationen. Laborationsuppgift Sign. 2.3 Läsanvisning och hemuppgift 2.1: Laborationen förutsätter att du arbetat igenom avsnitt 4, (sidorna 49-60) i Arbetsbok för MC12. Laborationen kräver att du gjort de obligatoriska uppgifterna För att underlätta utförande av de obligatoriska uppgifterna bör du dessutom ha utfört uppgifter Var speciellt uppmärksam på att mindre detaljer (adresser) kan skilja sig mellan simulatoranvändning och laborationen, se tipsen nedan. Tips inför laborationen Det finns några skillnader mellan borrmaskinen i simulatorn och laborationssystemets borrmaskin som visserligen verkar små men har stor praktisk betydelse. Här får du några tips som kan hjälpa dig åtskilligt då du kommer till laborationsplatsen. Adresser: Tänk på att simulatorns register mot borrmaskinen är konsekutiva (typiskt använder du här adresserna och ). I laborationssystemet motsvaras i simulatorn i stället av adress För att minska risken för bortkastad felsökningstid i laborationslokalen kan du införa en villkorlig assembleringssats i filen Labdefs.s12, exempelvis enligt: #ifdef SIMULATOR DrillStatus EQU $401 #else DrillStatus EQU $600 #endif I ditt huvudprogram, innan filen Labdefs.s12 inkluderas, kan du definiera #define SIMULATOR när du kommer till laborationen kommenterar du bort detta på följande sätt: ; #define SIMULATOR Vi har en liknande problematik då det gäller fördröjningssekvensen i subrutinen Delay, som du ska ha gjort som ett led i förberedelserna. 14

15 Laboration 2 Laborationsuppgift 2.1: Du har tidigare (i arbetsbokens första avsnitt) experimentellt bestämt fördröjningskonstanter för den simulerade miljön och ska nu bestämma fördröjningskonstanten i laborationsdatorn med liknande metod, använd följande programsekvens för dina tidsuppskattningar: DelayConst: EQU ORG??? $1000 Start: CLRA DELAY: LDX #DelayConst NEXT: LEAX -1,X LDY #100 NEXT2: LEAY -1,Y CPY #0 BNE NEXT2 CPX #0 BNE NEXT COMA STAA $400 BRA DELAY Anslut ML4 till laborationsdatorn, kontrollera att sektionen Parallel Output är kopplad på kortet. Gör ett antal praktiska försök, dvs. prova olika värden på DelayConst så att ljusdioderna tänds och släcks en gång per sekund (en sekund mellan varje tändning), då du tycker noggrannheten är tillräcklig har du bestämt fördröjningskonstanten för 500 ms fördröjning, dividera den därför med 2 och du har den fördröjningskonstant (250 ms) som ska användas av Delay i laborationssystemet. Redigera den villkorliga assembleringssatsen i Labdefs.s12 enligt följande: #ifdef SIMULATOR #ifdef RUNFAST DelayConst EQU xx ; har du bestämt under förberedelserna #else DelayConst EQU yy ; har du bestämt under förberedelserna #endif #else DelayConst EQU zz ; din konstant för laborationssystemet #endif Koppla slutligen ur den 26-poliga flatkabeln från ML4 och anslut den till borrmaskinen. Laborationsuppgift 2.2: Du skall nu arbeta med filen Main.s12 från de obligatoriska uppgifterna i arbetsboken. Kontrollera att du använder rätt I/O-adresser. Lägg till en NOP-instruktion direkt efter ORG $1000 för att få en bättre utskrift på skärmen när du kör trace. Assemblera och rätta eventuella fel. Ladda programmet till MC12 genom att högerklicka i terminalfönstret och välja filnamn. 15

16 Laboration 2 Undersökning av programmet i MC12. Maskinprogrammet är nu laddat till MC12. Öppna listfilen Main.lst och ha denna tillgänglig på skärmen framför dig. Kontrollera nu att programmet är placerat i minnet på MC12 genom att utnyttja monitorns disassembleringskommando. Skriv dasm Jämför det du ser på skärmen med listfilen. Leta upp startadressen för subrutinen COMMAND i listfilen och använd dasm-kommandot på nytt för denna adress. Troligen ser de dissassemblerade instruktionerna efter RTSinstruktionen konstiga ut. Kan du förklara varför? Adresserna till subrutinerna som används för att styra borrmaskinen ligger i en tabell i minnet med begynnelseadressen JUMPTAB. Eftersom adresserna är 16 bitar breda krävs det 2 st. minnesord för att rymma varje adress. Adresserna lagras på standardformat med den mest signifikanta byten på minnesadressen med lägst värde. Använd mm-kommandot för att studera JUMPTAB i minnet och jämför dessa startadresser med vad du erhöll med dasm-kommandot ovan. Diskutera med en handledare (nu eller sedan) om du är osäker. Studera listfilen och identifiera startadresser (med start på JUMPTAB) för de subrutiner du implementerat. Använd därefter dasm-kommandot och verifiera att tabellen verkligen innehåller startadresser till dina subrutiner. Test av huvudprogrammet main Du ska nu använda brytpunkter för att verifiera huvudprogrammet. Se följande utdrag av huvudprogrammet i Main.s12. Lägg till en NOP instruktion efter anropet av tangentbordsrutinen och före anrop av kommandotolken. Assemblera och rätta eventuella fel i programmet. Studera därefter listfilen och undersök vilken adress NOP-instruktionen i huvudprogrammet är placerad på, sätt en brytpunkt på denna adress. ; Main.s12 ; Operatörsstyrd borrautomat ; Definitioner USE Labdefs.s12 ORG $1000 main: --- Initiera borrmaskin ; Huvudprogram, invänta vald operation main_loop: JSR CheckKbdML15 * Tangentkod nu i register B... * Utför vald operation NOP JSR Command BRA main_loop Starta nu programmet med go

17 Laboration 2 Tryck ner tangent med kod 7 (ej implementerad Auto-funktion), efter det att du tryckt ner tangenten på tangentbordet ska programmet stanna vid brytpunkten och DBG12 ger en utskrift till skärmen. Om dette INTE händer, tryck RESET på MC12 och starta om programmet med instruktionsvis exekvering tr 1000, tr osv, kontrollera tangentborsrutin och rätta fel. Vid brytpunkten, kontrollera innehållet i register B, det valda kommandonumret (7). Ge kommandot go för att nu testa tangent med kod 0 (starta borrmotor), fortsätt från brytpunkt med instruktionsvis exekvering (tr), försök även följa med i listfilen, kontrollera att borrmaskinens motor startar. (Kontrollera ev. strömbrytaren till borrmotorn). Med detta har du kontrollerat att huvudprogrammet fungerar som det ska och det återstår nu att även kontrollera de implementerade funktionerna. Laborationsuppgift 2.3: Test av implementerade subrutiner Du ska nu systematiskt testa de fyra första subrutinerna. Då du övertygat dig om att en subrutin fungerar korrekt fyller du i kontrollkolumnen i följande tabell. Glöm inte att även testa Alarmfunktionen, detta gör du i samband med test av subrutinen Step. tangent kod Operation subrutin kontroll 0 starta borrmotorn MotorStart 1 stoppa borrmotorn MotorStop 2 sänk borret DrillDown 3 höj borret DrillUp 4 rotera arbetsstycket Step medurs ett steg 5 borra ett hål DrillHole 6 stega arbetsstycket till RefPos referensposition 7 borra hål längs cirkeln enligt mönster DoAuto Tänk på att fördröjningsrutinen nu ska vara anpassad till den verkliga miljön och inte den simulerade. Tryck RESET på MC12, ta bort eventuella brytpunkter och starta programmet, go Kontrollera de fyra olika funktionerna. Rätta eventuella fel, spara alla dina filer och visa upp resultatet för en handledare. Du har nu använt olika monitorkommandon för felsökning och test verifierat att ditt huvudprogram för borrmaskinen fungerar korrekt testat de första funktionerna till den operatörsstyrda borrmaskinen ett fungerande programskal som du enkelt kan lägga till subrutiner för de övriga funktionerna hos borrmaskinen. 17

18 Laboration 3 Laboration nr 3 behandlar Färdigställning av program för operatörsstyrd borrmaskin Pseudoparallell exekvering Följande uppgifter ur Arbetsbok för MC12 ska vara utförda innan laborationen påbörjas. Du ska på begäran av laborationshandledare redovisa dessa. Uppg Sign. Följande hemuppgifter ska vara utförda innan laborationen påbörjas. Hem- Uppgift Följande laborationsuppgift ur denna del av laborations-pm skall utföras och redovisas för en handledare för godkännande. Laborationsuppgift Sign Läsanvisningar: Laborationen förutsätter att du arbetat igenom återstoden av avsnitt 4, sidorna 60-62, i Arbetsbok för MC12 samt, Introduktion till avbrott, i avsnitt 3, sidorna Utöver obligatoriska uppgifter i arbetsboken ska du dessutom, ha löst hemuppgifter ( ) som bara finns i detta PM. Övrigt: Subrutinen DISPLAY som ska användas i laborationsuppgift 3.3 finns färdig (Display_ML5.s12), hämta den från resurssidan. 18

19 Laboration 3 Hemuppgift 3.1: Utför uppgifter i Arbetsbok för MC12. Testa alla rutiner i simulatorn och verifiera korrekt funktion enligt specifikationerna. Laborationsuppgift 3.1: Kontrollera funktionen hos återstående funktioner DrillHole, RefPos och Auto i MC12. tangent kod Operation subrutin kontroll 0 starta borrmotorn MotorStart 1 stoppa borrmotorn MotorStop 2 sänk borret DrillDown 3 höj borret DrillUp 4 rotera arbetsstycket Step medurs ett steg 5 borra ett hål DrillHole 6 stega arbetsstycket till RefPos referensposition 7 borra hål längs cirkeln enligt mönster DoAuto Rätta eventuella fel, spara alla dina filer och visa upp resultatet för en handledare. Hemuppgift 3.2: Läs om ML19 (I/O-simulator) under ETERM s hjälp-meny. Utför uppgifterna 65, 66 och 67 i arbetsboken. Dessa illustrerar avbrott i ett MC12-system. Laborationsuppgift 3.2: Studera komponenttrycket (vita texter och figurer) på ML19 och jämför med bilden i I/Osimulatorn. Du har två tryckknappar, S1 och S2, på ML19 som motsvarar Event1 och Event2 hos I/O-simulatorn. Du kan själv lista ut ljusdiodernas funktion när du fortsätter denna laborationsuppgift. Tryck på S1 och på S2. Om lysdioderna på ML19 var släckta från början tänds dessa nu. Avbrotten var/är aktiverade och avbrottsvipporna var/är ettställda. För att kvittera ett avbrott, gör en skrivning med mm-kommandot på adress DC2 16 och därefter en skrivning på adress DC3 16. Avbrottsvipporna nollställs oberoende av vilket värde du skriver och ljusdioderna släcks. Gör en läsning på adress DC0 16 som är ML19 s statusregister. Detta skall nu vara nollställt. Studera ljusdioderna på ML19 och tryck på S1. Gör därefter en ny läsning av statusregistret och verifiera att b 0 är ettställd. Studera ljusdioderna på nytt och tryck på S2. Gör därefter ännu en läsning av statusregistret och verifiera att b 1 också är ettställd. 19

20 Laboration 3 Ett teoriavsnitt: Parallell programexekvering. Den sista uppgiften under denna laboration är att utföra borrprogrammet och displayrutinen på MC12 så att det verkar som att dessa körs "samtidigt", de körs pseudoparallellt. Vi inför ett avbrottsdrivet system där processorn växelvis styr det ena och sedan det andra programmet. Växlingen går så snabbt att användaren upplever att de styrs parallellt. Programväxlingen sker med avbrottsrutinen SWITCH. Programmen BORR (Laborationsuppgift 3.1) och DISPLAY (Display_ML5.s12) och dess dataareor skall placeras i minnet enligt Figur 3.1. BORR har sin dataarea med tillhörande stack och DISPLAY har sin dataarea med tillhörande stack. På laborationskortet ML19 finns en klockgenerator med frekvensen 400 Hz. Denna används för att generera avbrott till processorn. Detta innebär att avbrott sker var 2,5 ms. Varje gång avbrott sker startas avbrottsrutinen (SWITCH) som växlar program. Vi kallar detta processbyte. Tidigare har vi haft ett huvudprogram som blivit avbrutet. Exekvering av huvudprogrammet har återupptagits när avbrottsrutinen är slutförd, se Figur 3.2. Du bör vara väl bekant med vad som sker vid ett avbrott, nämligen: huvudprogrammets status sparas på stacken (avbrotts-) servicerutinen startar och betjänar avbrottet orsaken till avbrott avlägsnas huvudprogrammets status återhämtas från stacken återhopp till huvudprogrammet När vi nu har två (huvud-) program så ändras förutsättningarna. Figur 3.3 visar hur programmet BORR exekverar. När ett avbrott inträffar startas avbrottsrutinen i vanlig ordning. Först sparas BORR:s status på stacken. Adr Avbrotts -signal HC12 Regs IO-Portar INIT och SWITCH BORR Dataarea B DISPLAY Dataarea D Ledigt RWM ROM (DBG12 Monitor) BORR Figur 3.1 Figur 3.2 SWITCH DISPLAY Avbrottsrutinens uppgift är "frysa" BORR och starta DISPLAY. Avbrottsrutinen avslutas som bekant med ett återhopp till huvudprogrammet (RTI). Detta innebär att avbrottsrutinens uppgift är att förbereda för ett återhopp till DISPLAY i stället för BORR. Man kan enklast göra detta genom att ändra stackpekaren så att denna pekar ut DISPLAY s stack, på så sätt återupptas exekveringen av DISPLAY vid då RTI-instruktionen utförs. När nästa avbrott inträffar skall en liknande händelse inträffa. Nu är det DISPLAY som skall "frysas" och exekvering av BORR som skall återupptas (Figur 3.4). På detta sätt kommer programmen att utföras växelvis. Eftersom växlingen sker 400 ggr per sekund upplevs detta som att programmen körs "samtidigt" (pseudoparallellt). BORR Figur 3.3 DISPLAY SWITCH Figur 3.4 Huvudprogram Avbrottsrutin Avbrottssignal Avbrottssignal 20

21 Laboration 3 Studera nu Figur 3.5. Tiden som SWITCH upptar kan du bortse från i detta sammanhang. BORR och DISPLAY exekveras ca 2,5 ms vardera. I vår miljö definierar vi det program som för tillfället exekveras av processorn att vara i tillståndet RUNNING. Det program som inte exekveras och är redo att startas om på nytt, säger vi är i tillståndet READY. Så alltså när BORR är i tillstånd RUNNING så är DISPLAY i tillstånd READY och vice versa. BORR DISPLAY RUNNING READY READY RUNNING SWITCH 2,5 ms 2,5ms 2,5ms Figur 3.5 Observera att vid avbrott så startas SWITCH och vid utförande av RTI så startas det program som var READY. IRQ BORR DISPLAY SWITCH 2,5 ms 2,5ms 2,5ms RTI Figur 3.6 Vi sammanställer här vad som skall ske i SWITCH: BORR avbryts: DISPLAY avbryts: BORR s status placeras på stacken DISPLAY s status placeras på stacken BORR s stackpekare skall sparas DISPLAY s stackpekare skall sparas DISPLAY s stackpekare till SP BORR s stackpekare till SP Orsaken till avbrottet måste avlägsnas (nollställa avbrottsvippan) Slutligen, RTI Hemuppgift 3.3: Skriv en avbrottshanterare SWITCH som byter stackpekare mellan BORR och DISPLAY. Spara SWITCH under filnamnet MainStart.s12. Ta tills vidare inte hänsyn till hur alltsammans startas första gången, fokusera på hur själva processbytet utförs. Du behöver inte assemblera filen. Vi skall strax lägga till rutinen INIT som gör att hela systemet startar. 21

22 Laboration 3 Hur startas detta första gången? Det krävs en rutin INIT som initierar systemet så att avbrott registreras och att de två processerna startas korrekt första gången de sätts i tillståndet RUNNING. Vi förutsätter att efter att INIT körts så startas BORR som första process. BORR startas lämpligen första gången med en vanlig JMP till BORR s startadress efter det att INIT har har utförts. DISPLAY startas via en RTI-instruktion efter det att SWITCH körts första gången. Detta innebär att stacken till DISPLAY måste förberedas innan det första avbrottet inträffar. Utseendet av DISPLAY s stack vid första RTI illustreras i Figur 3.7. När RTI utförs hämtas hela processorns status (alla register hämtas från stacken). Den initiala stacken för DISPLAY måste alltså byggas upp av INIT. Använd följande programskal för MainStart: ; Filen MainStart.s12 USE Labdefs.s12 ORG $1000 NOP JSR INIT JMP BORR INIT:... RTS SWITCH:...(hemuppgift 3.3) RTI USE USE Borr.s12 Display_ML5.s12 CC som BORR läser in måste ha sin I-flagga nollställd för att kunna bli avbrutet Återhoppsadressen måste vara DISPLAY s startadress BOS-9 BOS Figur 3.7 CC B A X H X L Y H Y L PC H PC L Hemuppgift 3.4: Implementera initieringsrutinen INIT i filen MainStart.s12, se ovan. Rutinen skall: skapa en initial stack för DISPLAY (BORR kan använda samma stack som huvudprogrammet). initiera systemet, så att det accepterar avbrott och så att SWITCH korrekt kan byta stackpekare vid första avbrottet. Kopiera Main.s12 till Borr.s12 jobba vidare med denna fil. Ändra programmets startadress till Kopiera Display_ML5.s12 och jobba vidare med denna fil. Ändra programmets startadress till Assemblera MainStart.s12 och rätta eventuella fel. Kontrollera listfilen och försäkra dig om att programmen inte överlappar varandra i minnet. Om så är fallet kan du behöva ändra ORG-direktiven i Borr.s12 och Display_ML5.s12. 22

23 Laboration 3 Att testa programmen i simulatorn. I den simulerade miljön är svårt att behandla snabba processbyten (400 processbyten per sekund) och dessutom omöjligt att följa händelseförloppet. Därför är det lämpligt att under simuleringsarbetet utnyttja en av de avbrottsvippor som finns tillgängliga i IO-simulatorn. (Figur 3.8). Genom att ersätta pulsgeneratorn med knapptryckningar (klicka på Event-knappen Figur 3.8 i I/O-simulatorn) bestämmer du när SWITCH skall starta. Du kan därför lugnt studera händelseförloppet när du själv klickar i fönstret för avbrottsvippan. BORR kommer att stanna, SWITCH utför processbytet och DISPLAY startas. Hemuppgift 3.5: När du testar nu kan det vara lämpligt att använda Run Fast, brytpunkter och Step. Se till att du har rätt konstanter för dina fördröjningsrutiner. Ladda MainStart till simulatorn. Sätt följande brytpunkter: En i SWITCH (Studera listfilen för aktuell adress) En i BORR Och en i DISPLAY Aktivera sedan de I/O-simulatorer du behöver under simuleringen, dvs. en avbrottsvippa, en borrmaskin, ett tangentbord (Interface ML15) och en sifferindikator (Interface ML5). Starta nu programmet MainStart och verifiera att du stannar på brytpunkten i BORR. Kontrollera att I-flaggan i CC-registret är nollställd. Klicka nu på Run för att starta BORR. Undersök några funktioner hos borrmaskinen och se att denna fungerar som tänkt. Välj nu att generera ett avbrott genom att klicka på Event 1 på avbrottsvippan. Du bör nu stanna på brytpunkten i SWITCH. Om så inte är fallet bör du kontrollera avbrottsvektorn, så att inte den är fel. Håll även uppsikt på simulatorns Interrupt -fält. Stega fram efter att ha stannat vid brytpunkten. Observera speciellt vad som händer när RTI utförs. Du bör efter RTI-instruktionen ha kommit till början av DISPLAY. Här ska det också finnas en brytpunkt, kontrollera adressen i PC. Om processväxlingen inte sker på rätt sätt, starta om på nytt och studera innehållet i register S just före RTI-instruktionen. Pekar S på CC-registret som skall finnas överst på DISPLAY s stack? Utför RTI-instruktionen, vad hamnar i PC? Är detta rimligt? Rätta eventuella fel. När SWITCH fungerar ta då bort brytpunkterna, och starta exempelvis REFPO eller AUTO på borrmaskinen. Klicka sedan på Event1 för att växla process och starta DISPLAY. Du kan nu klicka på Event1 upprepade gånger för att övertyga dig om att programmet fungerar korrekt - att BORR och DISPLAY s arbeten fortsätter växelvis då du klickar på Event-knappen. $0000 $1000 $1500 $2000 $4000 HC12 Regs IO-Portar INIT SWITCH BORR Dataarea B DISPLAY Dataarea D Ledigt RWM ROM (DBG12 Monitor) Figur

24 Laboration 3 Vid simuleringen växlar du program med Event1-knappen. I laborationssystemet har vi en pulsgenerator som är ansluten till processorns avbrottsingång. Se Figur Pulsgenerator 400 Hz CS vid skrivning 1 1D C1 R Q' Till processorns IRQ Figur 3.10 Att generera 400 avbrott per sekund har vi tyvärr inte möjlighet till i vår simulerade miljö så vi får nöja oss med den verifiering vi genomfört ovan och testa våra program BORR och DISPLAY på ett verkligt system i laborationsmiljö i stället. Laborationsuppgift 3.3: Modifiera eventuellt konstanterna i din programvara så att det fungerar i hårdvaran. Kontrollera att du använder avbrottsvektorn $3FF2 Ladda och testa din MainStart.s12 på hårdvaran. Testa programmen i hårdvaran på samma sätt som du gjorde tidigare i simulatorn. Sätt brytpunkter i BORR och DISPLAY. Verifiera att programmet stoppas vid dessa brytpunkter när du trycker på S1. Se till att hela programpaketet fungerar. Ett bra visuellt sätt att se programväxlingen är att starta upp REFPO för borrmaskinen när du trycker på S1. Det ser då ut som borrmaskinen dör och DISPLAY startas upp när du trycker på S1. Då du gör ännu ett tryck på S1 verkar det som DISPLAY dör och borrmaskinen fortsätter. Ge ett antal tryck på S1 och studera förloppet. När du känner dig nöjd, kontakta då en handledare som hjälper dig att växla till pulsgeneratorn så att du får ca 400 avbrott i sekunden. Testa rutinen REFPO, går denna långsammare än tidigare? Studera även DISPLAY. Verkar det som om denna blinkar på ett annat sätt nu än vad den gjorde i förra labbet? Diskutera resultatet med din labbkompis, försök förklara vad som sker. Visa upp resultatet och redogör för era slutsatser för en handledare. Du har nu Färdigställt ett operatörsstyrt (interaktivt) program i assemblerspråk. Programmet realiserar en rad funktioner som krävs för att styra en borrmaskin. Under laboration 5 ska du realisera samma funktioner men då genom att använda programspråket 'C'. Implementerat ett tidsdelningssystem i miniatyr, där du kört två program "samtidigt" (två processer) med endast en CPU. Metoden kan enkelt utvidgas till attt omfatta flera processer. Den här typen av tidsdelning är grundläggande för alla operativsystem bestyckade med enkelprocessorer. 24

25 Laboration nr 4 behandlar Följande hemuppgift ska vara utförd innan laborationen påbörjas. Laboration 4 C-programmering Morsealfabetet Hem- Uppgift 4.1 Följande laborationsuppgifter ur denna del av laborations-pm skall utföras och redovisas för en handledare för godkännande. Laborationsuppgift Sign I denna laboration får du konstruera och köra ett par C-program. Du utnyttjar standardfunktioner för att läsa och skriva data. Dessutom får du träna på att använda fält och pekare. Godkännande När de båda programmen fungerar skall de visas upp för en handledare för godkännande. För att laborationen skall bli godkänd räcker det inte med att programmen fungerar. De måste också vara skrivna på ett snyggt och begripligt sätt. Programraderna skall t.ex. indenteras (dras in) på det sätt som lärs ut i kursen. Programmeringsmiljö Du kan använda en vanlig enkel texteditor för att redigera programmen. Kommandon för att kompilera och köra programmen skall i så fall ges i ett vanligt kommandofönster (Kommandotolken i Windows). Men om du vill kan du använda en lite mer avancerad programutvecklingsmiljö som t.ex. Visual Studio. Du behöver i så fall, för denna laboration, inte skapa något projekt eftersom varje program du skall konstruera bara består av en enda fil. Hemuppgift 4.1: Läs noga igenom laborationsuppgifterna 4.1 och 4.2 så att du förstår vad du skall göra och hur problemen skall lösas. Gör en skiss av hur programmen skall se ut och försök att skriva programkoden i förväg, innan laborationstillfället. 25

26 Laboration 4 Laborationsppgift 4.1. Översätta till morsekod Morsealfabetet visas i följande tabell, där punkter och minustecken används för att beteckna korta respektive långa signaler. A.- B -... C -.-. D -.. E. F..-. G --. H... I.. J.--- K -.- L.-.. M -- N -. O --- P.--. Q --.- R.-. S... T - U..- V...- W.-- X -..- Y -.-- Z --.. Uppgiften är att konstruera ett program som läser in ett meddelande och översätter detta till morsekod. När programmet körs skall meddelandet skrivas in på en enda rad. Utskriften från programmet skall bestå av punkter och minustecken. För att man skall kunna se var olika bokstäver och ord börjar och slutar skall det i utskriften finnas ett blankt tecken (mellanslag) mellan varje bokstav och ett tabulatortecken mellan varje ord. Det kan se ut på följande sätt: Ha en bra dag (Den andra raden har skrivits ut av programmet.) Steg 1. För att översätta bokstäver till morsekod skall du i ditt program använda dig av en tabell, dvs. ett fält. Deklarera och initiera ett sådant fält! Elementen i fältet skall vara textsträngar som innehåller följder av punkter och minustecken. Varje element i fältet skall motsvara en bokstav. Elementet för bokstaven C skall t.ex. innehålla textsträngen "-.-.". Steg 2. int bokst_nr( char c ); Meningen är förstås att man sedan för varje bokstav i meddelandet skall kunna slå upp morsekoden i tabellen. För att kunna göra detta måste man veta bokstavens nummer i alfabetet. Skriv därför en funktion bokst_nr som räknar ut numret för en viss bokstav! Funktionen skall ha en parameter c av typen char. Som resultat skall funktionen ge ett heltal. Om parametern c innehåller en bokstav skall heltalet vara bokstavens nummer i alfabetet. Börja numreringen från noll. A är alltså bokstav nummer noll och Z bokstav nummer 25. Om parametern c inte innehåller en bokstav skall funktionen som resultat ge värdet -1. Din funktion skall klara av både små och stora bokstäver. Funktionen måste vara smart och utnyttja att LATIN_1-koderna för bokstäverna A-Z ligger i en följd. Du får alltså inte göra upprepade tester som t.ex. if (c == a c == A ) return 0; else if (c == b c == B ) return 1; etc. Steg 3. char * till_morse( char c ); Skriv en funktion med namnet till_morse som översätter ett tecken till morsekod! Detta är enkelt när nu översättningstabellen och funktionen bokst_nr är klara. Funktionen till_morse skall ha en parameter av typen char och som resultat skall den ge en textsträng, dvs. ett värde av typen char *. Om parametern innehåller en bokstav skall funktionen som resultat ge motsvarande morsekod, annars skall den ge en tom textsträng, dvs. värdet "". 26

27 Laboration 4 Steg 4. Skriv funktionen main! Denna skall först läsa in en hel rad från tangentbordet och lägga de inlästa tecknen i ett teckenfält med namnet rad. Detta görs enklast med hjälp av standardfunktionen gets. Därefter skall main löpa igenom de inlästa tecknen ett och ett. Denna genomlöpning måste du göra med hjälp av en pekare. För alla tecken som innehåller bokstäver skall motsvarande morsekod skrivas ut. Mellan bokstäverna i ett ord skall ett blanktecken skrivas ut och mellan ord skall ett tabulatortecken skrivas. Problem med å, ä och ö. På grund av att kommandotolken har en annan teckenkodning är det svårt att få dessa tecken att fungera under Windows, du behöver därför inte stödja dem. Laborationsppgift 4.2. Tolka morsekod Uppgiften är att konstruera ett program som läser ett meddelande givet i morsekod och som avkodar meddelandet och skriver ut det i klartext. När programmet körs skall morsekoden skrivas in på en enda rad. I morsekoden skall det finnas ett mellanslag mellan bokstäverna inom ett ord och mellan orden skall det finnas ett tabulatortecken. Det kan se ut på följande sätt: Ha en bra dag (Den andra raden har skrivits ut av programmet.) Steg 1. int sok( char *string ); Skriv en funktion med namnet sok. Funktionen skall som parameter få en textsträng som innehåller morsekoden för en bokstav. Som resultat skall funktionen ge numret för bokstaven i alfabetet. Numreringen sker från noll. Om t.ex. funktionen får textsträngen "-.-." (koden för bokstaven C) som parameter så skall den som resultat ge värdet 2. Om parametern skulle innehålla en text som inte är en morsekod skall funktionen som resultat ge värdet -1. Funktionen sok skall förstås använda sig av en likadan tabell som du skapade i steg 1 för uppgift 1. För att jämföra parametern med textsträngarna i tabellen kan du använda standardfunktionen strcmp. Steg 2. char fran_morse( char *string ); Skriv en funktion fran_morse som får en textsträng innehållande en morsekod som parameter. Som resultat skall funktionen ge ett värde av typen char. Om parametern innehåller en godkänd morsekod för en bokstav skall funktionen som resultat ge motsvarande bokstav, annars skall den ge värdet?. Funktionen måste vara smart och för bokstäverna a-z utnyttja att deras LATIN_1-koder ligger i en sekvens. Steg 3. void main( int argc, char **argv ); Skriv funktionen main. Denna skall läsa in morsekoden för en bokstav i taget, tills det inte finns några fler koder att läsa. Det enklaste är att göra inläsningen med hjälp av standardfunktionen scanf med %s-format. Som du vet ger scanf som resultat antalet lyckade läsningar. Detta kan man utnyttja för att se när det inte finns några fler koder att läsa. För varje inläst kod skall main anropa funktionen fran_morse för att få motsvarande tecken. Detta skall sedan skrivas ut. Efter varje inläsning med scanf skall main läsa nästa tecken separat för att se om detta är ett tabulatortecken. I så fall skall ett nytt ord påbörjas i utskriften. 27

28 Laboration 4 Tips. För att slippa att skriva in morsekod när du provkör programmet i uppgift 2 kan du som indata använda resultatet från programmet i uppgift 1. Ett sätt att göra detta är att lägga utskriften från det första programmet i en fil. Antag att programmen heter program1 resp. program2. Du kan då t.ex. skriva på följande sätt när du kör program1 program1 > morse.txt här skriver du texten som skall översättas till morsekod Det andra programmet kan sedan testas med kommandot program2 < morse.txt Ännu enklare är det att använda sig av en s.k. pipe och ge kommandot program1 program2 här skriver du texten som skall översättas till morsekod 28

29 Laboration nr 5 behandlar Laboration 5 Användning av XCC för korskompilering till MC12 Operatörsstyrd borrmaskin Följande hemuppgift ska vara utförd innan laborationen påbörjas. Observera att det är en omfattande uppgift. Hem- Uppgift 5.1 Följande laborationsuppgift ur denna del av laborations-pm skall utföras och redovisas för en handledare för godkännande. Laborationsuppgift Sign. 5.4 Läsanvisningar: Laborationen förutsätter att du arbetat igenom avsnitt 5, sidorna 63-74, i Arbetsbok för MC12. Det är lämpligt, dock ej obligatoriskt, att utföra uppgifterna Under denna laboration får du lära dig hur man med hjälp av en korskompilator kan utveckla C-program för en dator som direkt styr hårdvara. Programmeringsmiljö Korskompilatorn XCC12 skall användas. Kompilatorn installeras samtidigt med DigiFlex och ETERM. Om du inte tidigare installerat programpaketet kan du göra det nu. Du finner länken på kursens resurssida. Godkännande När programmet fungerar skall det visas upp för en handledare för godkännande. För att laborationen skall bli godkänd räcker det inte med att programmet fungerar. Det måste också vara skrivet på ett snyggt och begripligt sätt. Programraderna skall t.ex. indenteras (dras in) på det sätt som lärs ut i kursen. Du måste också ha delat in det i moduler med användning av include-filer så som beskrivits i detta lab-pm. Hemuppgift 5.1: Läs noga igenom laborationsuppgifter så att du förstår vad du skall göra och hur problemen skall lösas. Du måste ha arbetat igenom avsnitt 5 i Arbetsbok för MC12. För att hinna göra laborationen är det nödvändigt att du före laborationstillfället har skrivit C- programmen och testat dem i källkodsdebuggern i XCC12. 29

30 Laboration 5 Mer om portadressering (absolut adressering) i C Portadresser i minnet kan enkelt adresseras. För att göra det på ett snyggt sätt i C är det lämpligt att börja med att definiera en typ som beskriver portar. Om man, som i MC12, har 8- bitars portar kan man göra deklarationen: typedef unsigned char port8; // 8-bitars port För 16-bitars portar ska man i stället använda typedef unsigned short port16; // 16-bitars port och hade man haft 32-bitars portar hade man skrivit typedef unsigned long port32; // 32-bitars port då den aktuella kompilatorn, så som XCC12, använder 32 bitar för typen long. Det är lika lätt att definiera en typ som beskriver pekare till portar, exempelvis enligt: typedef port8 *port8ptr; Typen port8ptr kan användas som en pekare till en 8-bitars port. En utport på ML4 har adressen För att inte behöva lägga denna sifferkonstant inne i programmet definierar man en macro: #define ML4OUT_ADDRESS 0x400 För att enkelt kunna skriva till den 8-bitars porten kan man definiera ytterligare en macro: #define ML4OUT *((port8ptr) ML4OUT_ADDRESS) Uttrycket (port8ptr) ML4OUT_ADDRESS är en explicit typomvandling från int (konstanten 0x400) till typen portptr. Den inledande asterisken innebär att man tar det som denna pekare pekar på, dvs. utregistret på ML4. Vill man kunna läsa från inporten på ML4 som har adressen kan man på motsvarande sätt definiera följande två macron: #define ML4IN_ADDRESS 0x600 #define ML4IN *((port8ptr) ML4IN_ADDRESS) Nu kan man använda sig av dessa macron för att komma åt portarna. Följande sekvens visar t.ex. hur man deklarerar en variabel, tilldelar denna värde från ML4 s inport, skiftar bitarna i variabeln ett steg åt höger och slutligen skriver variabelns värde till ML4 s utport: port8 r; r = ML4IN ; r = r >> 1; ML4OUT = r; Macrona ML4IN och ML4OUT beskriver då egentligen att man avläser det som finns på adressen och skriver till adressen Naturligtvis går det att göra detta utan att införa typerna port8 och port8ptr och utan att definiera några macron, men om man gör på det sätt som beskrivits här blir programmen mycket tydligare och därför lättare att få felfria. Man bör lägga alla makron av detta slag i en inkluderingsfil som t.ex. heter ports.h. I denna bör man också lägga typdefinitionerna. Fördelen med detta är att det är lätt att hittta en portadress och ändra den om konfigurationen ändras. Som exempel på en port vars adress varierar med den använda miljön har vi statusregistret hos "borrmaskinen" som du laborerat med tidigare och som du återkommer till i denna laboration. I simulatorn har detta register adress medan i laborationssystemet finns det på adress Med villkorlig kompilering skapar du definitioner så att du sedan, på ett enkelt sätt, kan skapa versioner för den simulerade miljön, såväl som den fysiska laborationsmiljön: 30