Ishni bajarish

BIRINCHI AMALIY MASHG`ULOT


MASHG`ULOT MAVZUSI
AVRStudio dasturiy muhiti bilan tanishish va unda ishlashni o‘rganish


MASHG`ULOT MAQSADI
AVRStudio dasturiy muhiti bilan tanishish va ushbu dasturiy muhitda ishlashni o’rganish.


ISHNI BAJARISH
TARTIBI:
- AVRStudio dasturiy muhiti bilan tanishish va ushbu dasturiy muhitda ishlashini o’rganishda nazariy ma’lumot o’zlashtiriladi;
- Personal kompyuterida AVRStudio dasturiy muhitidan foydalanib operatsiyalarni bajarish;
- nazorat savollariga javob berish;
- hisobotni tayyorlash.


ISHNI BAJARISH UCHUN
NAZARIY MA’LUMOTLAR

AVR Studio 4 - professional integratsiyalangan ishlab chiqish muhiti (Integrated Development Environment – IDE) Windows muhitida AVR mikroprotsessorlari uchun amaliy dasturlarni yozish va otladka qilish. AVR Studio 4 assembler va simulyatorni o‘z ichiga oladi.

Simulyator rejimida AVR Studio dasturchiga dasturni bajarish mantig'ini kuzatish imkonini beradi, ya'ni. tarkibni ko‘rish ro‘yxatga olish, xotira, portlar, buyruqlar bajarilishini kuzatish va h. k.
Ichki MP ga asoslangan qurilmalar uchun otladka qilish xususiyati (bitta kristalli mikrokontrolerlar, shu jumladan) foydalanuvchi interfeysini amalga oshirish uchun rivojlangan vositalar va tizim dasturiy ta'minotining cheklangan imkoniyatlari mavjud emas.
Shu bilan birga, mikroprotsessor tizimlari uchun otladka qilish bosqichi juda mas'uliyatli, chunki ular uchun dasturiy ta'minot va apparat ishlarining yaqin aloqasi bilan tavsiflanadi.
Sensor va ijro etuvchi qurilmalar bilan mikroprosessor (mikrokontroller) ning o‘zaro ta'siri uzatish orqali amalga oshiriladi atrof-muhit birliklari registrlari (kirish registrlari) orqali ma'lumotlar. Bunday registrlarning alohida toifalari ish rejimlarini belgilaydi atrof-muhit birliklari, almashish uchun tayyor ma'no bor, ma'lumotlar uzatish, va hokazo bajarish. Tez-tez dasturiy ta'minotni otladka qilishda mintaqalararo translyatsiyalar darajasiga o‘tish va alohida oqimlarni o‘rnatishning to‘g'riligini tekshirish kerak. Bundan tashqari, otladka qilish bosqichi algoritmni optimallashtirish, kodning muhim qismlarini topish va ishlab chiqilgan dasturiy ta'minotning ishonchliligini tekshirish mumkin.
Bu muammolarni hal qilish uchun apparat va dasturiy ta'minot otladka qilish ishlatiladi (1-rasm).
Dasturiy ta’minotni dekodlash vositalari 2 xil bo‘ladi:
-qurilmaviy (Emulyatorli: sxema ichidagi va kristal ichidagi emulyator va tekshiruvchi modulli: boshlang’ich terish va dekodlash platalar)
-dasturiy (dekodlash va Simulyatorlar) otladka qilish apparatlari apparat emulyatorlari va sinov modullarini o‘z ichiga oladi.
Uskuna emulyatorlari mikroprotsessor tizimlarining dasturiy ta'minotini va apparatini Real vaqtda otladka qilish uchun mo‘ljallangan. Ular maxsus dasturiy ta'minot bilan jihozlangan "etakchi" kompyuterning nazorati ostida ishlaydi (pastga qarang). Uskuna emulyatorlarining asosiy turlari bor:
-in-tizim emulyatorlari yoki emulyatorlar-otladka qilish tizimidagi mikroprotsessorni almashtiradigan konsollar;
- bir narsani ifodalovchi kristalli emulyatorlar mikroprosessorning ichki qurilmalaridan.
In-Circuit Emulator (in-Circuit Emulator, ICE) - apparat protsessor simulyatori va elektronni o‘z ichiga olgan qurilma nazorat simülatörü. Emulator yordamida otladka qilish qilganda, mikroprosessor otladka qilish tizimidan chiqariladi, kontakt Pad, kontaktlarning soni va maqsadi uning o‘rniga ulanadi qaysi o‘rniga mikroprotsessor xulosalar bilan bir xil bo‘ladi (1-rasm).
Moslashuvchan simi yordamida aloqa Pedi emulyator bilan bog'lanadi. Otladka qilish jarayonini boshqarish shaxsiy kompyuterdan amalga oshiriladi. Emulyator-prefikslar quyidagi kamchiliklarga ega: yuqori narx, ishonchlilik etishmasligi, yuqori quvvat iste'moli, elektronlarning elektr xususiyatlariga ta'siri, emulyatorga ulangan.



1-rasm. Tizim ichidagi emulyator bilan otladka qilish: N-protsessor PIN soni

In-chip Emulatorlari (on-Chip Emulator) ruxsat beradi mikroprotsessorni chiqarmasdan dasturlarni otladka qilish tizimlari. Shu bilan birga, to‘g'ridan-to‘g'ri nazorat amalga oshiriladi dasturni bajarish, chunki ichki otladka qilish vositalari mikroprosessorning registrlariga, xotirasiga va atrofiga bevosita kirish imkonini beradi. Ko‘z ichidagi otladka qilish uchun eng keng tarqalgan vosita IEEE ketma-ket interfeysi 1149.1, JTAG (Joint Test Action Group-Birlashgan sinovlarni avtomatlashtirish bo‘yicha ishchi guruh). Izchil JTAG mikroprotsessorning otladka qilish porti maxsus konjugatsiya qurilmalari kompyuterga ulanadi, bu esa protsessorning otladka qilish vositalariga kirishni ta'minlaydi (2-rasm). Bunday otladka qilish usuli, shuningdek, skanerlash emulyatsiyasi deb ataladi. Ushbu usulning afzalliklari turli xil ishlarni bajarish qobiliyatidir tizimdan olib tashlanmasdan protsessorda harakat qilish, ulardan foydalanish protsessor pinlarining kichik soni va uning maksimal darajasini qo‘llab-quvvatlash elektr xususiyatlarini o‘zgartirmasdan ishlash tizimi [3].

2-rasm. Tizim ichidagi emulyator bilan otladka qilish

Tekshirish modullari Real vaqtda dasturiy ta'minotni tezda otladka qilish uchun mo‘ljallangan. Tekshirish modullar ikki xil: boshlang'ich to‘plamlari va otladka qilish plitalari.

Starter kit (Starter Kit) muayyan mikroprotsessor bilan ishlashni o‘rgatish uchun mo‘ljallangan. Ishga tushirish vositasi sizga imkon beradi mikroprosessorning xususiyatlarini o‘rganish uchun otladka qilish juda ko‘p emas murakkab dasturlar, oddiy tartibni bajarish, muayyan muammoni hal qilish uchun mikroprotsessordan foydalanish imkoniyatini tekshirish. Dastlabki to‘plam tarkibiga to‘lov, dasturiy ta'minot va hujjatlar to‘plami kiradi. Kengashda mikroprosessor o‘rnatilgan, ketma-ket yoki parallel dasturlarni yuklab olish qurilmasi portlar, tashqi qurilmalar va boshqa elementlar bilan aloqa qilish uchun ulagichlar. Kengash parallel yoki parallel ravishda kompyuterga ulanadi ketma-ket port. Boshlang'ich to‘plamlari boshlang'ich uchun qulay mikroprosessor bilan ishlash bosqichi.
Otladka qilish taxtalari (baholash Kengashi) ishlab chiqilgan algoritmni haqiqiy sharoitlarda tekshirish uchun mo‘ljallangan. Ular algoritmni otladka qilish va optimallashtirishga imkon beradi anakartga o‘rnatilgan Periferiya, shuningdek, taxta asosida ishlab chiqariladi tayyor qurilma. Odatda, kartada mikroprotsessor, sinxronizatsiya davri, xotira va atrof-muhit kengaytmasi interfeyslari, elektr ta'minoti davri va boshqalar mavjud. karta parallel yoki ketma-ket port orqali kompyuterga ulanadi yoki to‘g'ridan-to‘g'ri PCI uyasiga o‘rnatiladi.
Otladka qilish asosiy dasturiy vositalari bor simulyatorlar va otladka qilish.
Simulyatorlar (simulator) yoki buyruq tizimi simulyatorlari ular buyruqlar darajasida muayyan protsessorning ishini taqlid qiluvchi dasturlar. Simulyatorlar, odatda, apparat sinovidan oldin dasturni yoki uning alohida qismlarini tekshirish uchun ishlatiladi.
Otladka qilish (otladka qilish) - yaratilgan dasturiy ta'minotni tahlil qilish uchun mo‘ljallangan dasturlar. Debugers quyidagi imkoniyatlarni belgilash mumkin.
Bosqichma-bosqich amalga oshirish. Dastur ketma-ket amalga oshiriladi, jamoa ortidagi jamoa, har bir qadamdan keyin otladka qilish nazoratini qaytarish bilan.
Ishga tushirish. Dastur belgilangan buyruq bilan boshlanadi va dasturning oxirigacha to‘xtovsiz amalga oshiriladi.
Nazorat nuqtalari bilan ishlash. Dasturni amalga oshirishda nazorat nuqtalari ro‘yxatida ko‘rsatilgan manzillar bilan buyruqlar bajarilgandan so‘ng, otladka qilish nazoratini to‘xtatish va o‘tkazish amalga oshiriladi.
Ro‘yxatga olish va xotira hujayralarining mazmunini ko‘rish va o‘zgartirish. Foydalanuvchi ekranda ko‘rsatish va o‘zgartirish qobiliyatiga ega (o‘zgartirish) registrlar va xotira hujayralarining mazmuni.
Ichki mikroprotsessorlarning otladka qilishlari odatda intra yoki intrakristal bilan birgalikda ishlatiladi emulyatorlar va simulyator rejimida ham ishlashi mumkin. Ba'zi otladka qilish, shuningdek, profilni amalga oshirish imkonini beradi, ya'ni. dasturning muayyan qismini amalga oshirish uchun haqiqiy vaqtni aniqlash. Ba'zan profillash funktsiyasi maxsus amalga oshiriladi dastur-Profiler (profiler).
AVR-mikrokontrollerlar uchun otladka qilish vositalari. Apparat AVR-mikrokontroller dasturiy ta'minotining otladka qilish vositalari ice50 ning ichki qismidagi emulyator, ichki JTAG ICE emulyatori va boshlang'ich to‘plami bilan birga taqdim etiladi STK500.
AVR-mikrokontrolerlar uchun otladka qilish dasturlari atrof-muhitni tashkil etuvchi otladka qilish va simulyatorni o‘z ichiga oladi AVR Studio. AVR Studio muhiti otladka qilish dasturi manba kodlarida (masalan, assembler) va dasturlarni otladka qilishga imkon beradi disassembler kodlarida (ajratilgan yoki olingan mnemonic assembler yordamida yozilgan dastur). Qo‘ng'iroq qiling disassembler kodi bo‘lgan derazalar, ko‘rish menyusining Disassembler buyrug'i yoki muharrirning kontekst menyusini ochish buyrug'i bilan amalga oshiriladi manba matni. Manba matn oynasiga teskari o‘tish Goto Source buyrug'i bilan "Disassembler" oynasining kontekst menyusi amalga oshiriladi.
AVR Studio atrof-muhitni tuzatuvchi ice50 in-SYSTEM emulator, ichki jtag emulator bilan foydalanish mumkin Muz, stk500 otladka qilish taxtasi yoki simulyator. Usuli ko‘rsatma loyihani yaratishda otladka qilish amalga oshiriladi. AVR atrof-muhit simulyatori Studio holda oldindan otladka qilish dasturlari uchun mo‘ljallangan apparat vositalarini qo‘llash. Kelajakda yaratilgan dasturlarni otladka qilish uchun ushbu laboratoriya amaliyotida simulyator rejimida AVR Studio otladka qilish vositasidan foydalanish ko‘zda tutilgan.
AVR Studio muhitida dasturiy ta'minotni otladka qilish. AVR studiyasidagi otladka qilish buyruqlar Debug menyusida joylashgan.
AVR Studio muhitida otladka qilish rejimiga o‘tish Build and Run buyruqlarini efirga uzatish uchun ishlatilganda yoki Build buyrug'ini efirga uzatish uchun ishlatilganda otladka qilish menyusini ishga tushirish buyrug'i bilan avtomatik ravishda amalga oshiriladi. Otladka qilish rejimidan chiqish Debug menyusining Stop otladka qilish buyrug'i bilan amalga oshiriladi.
Dasturni bosqichma-bosqich bajarish Step Into buyruqlar bilan belgilanadi, Debug menyusi ustida qadam. Qadam Into buyrug'i bitta bajarishga imkon beradi dastur buyrug'i (muntazam chaqiruv buyrug'ini o‘z ichiga oladi).
Muntazam ishni bajarish uchun foydalanish mumkin qadam chiqib jamoasi. Step Over jamoasi ham bitta buyruqni bajaradi dasturlar, lekin agar u muntazam chaqiruv buyrug'i bo‘lsa, ikkinchisi to‘liq bir qadamda amalga oshiriladi. Quyidagi bajariladigan buyruq (manzili dastur hisoblagichida joylashgan buyruq) dasturning asl matn oynasida ramz bilan belgilanadi. Qayta tiklash dastur Reset buyrug'i yordamida amalga oshiriladi.
Dasturni ishga tushirish (ishga tushirish yoki davom ettirish) Run buyrug'i bilan amalga oshiriladi. Dasturni to‘xtatish uchun Break komandasi xizmat qiladi.
Nazorat nuqtalari maxsus markerlardir otladka qilish dasturi uchun va uch turdagi bo‘lishi mumkin: to‘xtash nuqtalari, kuzatuv nuqtalari va kuzatuv nuqtalari.
Stop ballari Toggle Breakpoint Debug menyusi buyrug'i bilan beriladi yoki dasturning manba matn muharriri kontekst menyusi. To‘xtash nuqtasi manba matn muharriri belgisi bilan ko‘rsatiladi belgilangan satrning chap tomonida. Belgilangan to‘xtash nuqtalarini ko‘rish Breakpoints oynasida chiqish mumkin; bir xil to‘xtash nuqtasi mavjud taqiqlanishi mumkin (to‘xtash nuqtasi yonidagi katakchani tiklash orqali) va ruxsat berilishi mumkin (katakchani o‘rnatish orqali). Dastur davomida to‘xtash nuqtasiga etib borganingizda, uning bajarilishi to‘xtatiladi. Stop nuqtasi o‘rnatish buyrug'i qayta qo‘ng'iroq xuddi shu dastur liniyasi to‘xtash nuqtasini olib tashlashga olib keladi. Barcha belgilangan stop ochko olib tashlash uchun imkon beradi Breakpoints Menyu Debug olib tashlash yoki buyruq barcha Breakpoints kontekst menyu Bookmark Breakpoints oyna Output olib tashlash. To‘xtash nuqtasi parametrlari breakpoint Condition dialog oynasida, qo‘ng'iroq qilish uchun o‘rnatiladi dastur manba matn muharriri kontekst menyusida Breakpoints xususiyatlari buyrug'i bilan amalga oshiriladi. O‘rnatish katagiga Iterations dasturni to‘xtatishdan oldin buyruqning yinelemelerini (takroriy bajarilishini) belgilash imkonini beradi. Katagiga o‘rnatish paytida Watchpoint to‘xtash nuqtasiga etib borganida, faqat ko‘rish oynalarida ro‘yxatdan o‘tish qiymatlari va xotira xujayralari yangilanadi.
Iterations va Watchpoint bayroqlari bir vaqtning o‘zida o‘rnatilmasligi kerak. "Show message" qutisini sozlash Breakpoints oynasida chiqish nuqtasiga erishish haqida xabarlarni ko‘rsatish imkonini beradi. Xususiyatlar dialog oynasini chaqirish va to‘xtash nuqtasini o‘chirish kontekst menyusidan amalga oshirilishi mumkin Bookmarking Breakpoints Windows chiqish.
Kuzatuv nuqtalari ishlashni nazorat qilish uchun mo‘ljallangan Real vaqtda dasturlar. Kuzatuv sizga dasturning yo‘lini kuzatish imkonini beradi-muayyan buyruqlarni bajarishda registrlar va xotira hujayralarining tarkibini o‘zgartirish (manzillar bo‘yicha kuzatuv nuqtalari berilgan buyruqlar). AVR Studio muhitida kuzatuv funktsiyasi faqat ishlatilishi mumkin in-tizim emulyatoridan foydalangan holda dasturni otladka qilishda; simulyator rejimida ishlashda kuzatuv funktsiyasi mavjud emas.
Kuzatuv nuqtalari kontekstni tomosha qilish uchun Add buyrug'i bilan belgilanadi dasturning asl matn muharriri menyusi. Kuzatuv nuqtalari ular registrlar yoki hujayralarning ramziy nomlarini ifodalaydi mazmuni kuzatilishi kerak bo‘lgan xotira. Kuzatuv buyrug'ini bajarayotganda, ekranda to‘rtta ustunga bo‘lingan soat oynasi paydo bo‘ladi: Ism (kuzatuv nuqtasining ramziy nomi), qiymat (qiymat), toifa (turi), joylashuv (manzil).
Yangi kuzatuv nuqtasi ham ta'kidlangan bo‘lishi mumkin ustun hujayra nomi oyna soat yoki oynada quickwatch buyrug'I dasturning asl matnining muharriri (kursor ro‘yxatdan o‘tish yoki xotira xujayrasi nomi bilan bo‘lishi kerak). Qiymat ustunida ko‘rsatilgan qiymatlar tarkib o‘zgarganda yangilanadi tegishli ro‘yxatga olish yoki xotira xujayralari. Belgilangan o‘chirish kuzatuv nuqtalari soat oynasidan bo‘lishi mumkin.
AVR Studio atrof-muhit tuzatuvchisi ham quyidagilarni ta'minlaydi vazifalar: kursorni bajarish (Debug menyusi kursoriga o‘tish buyrug'i) va ularning orasidagi pauza bilan buyruqlarni ketma-ket bajarish (avtomatik qadam Debug menyusi buyrug'i).
Otladka qilish jarayonida foydalanish qulayligi uchun klaviaturadan bir nechta otladka qilish buyruqlar mavjud (1-jadval).
1-jadval

Otladka qilish buyrug’i	Klaviatura	Otladka qilish buyrug’i	Klaviatura
Run	F5	Step Into	F11
Break	Ctrl+F5	Step Out	Shift+F11
Reset	Shift+F5	Step Over	F10
Run to Cursor	Ctrl+F10	Toggle Breakpoint	F9