Capitulo4. Directivas y Software Del AVR Studio (español)

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Documento traducido de la pagina AVRfreaks.net

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Directivas y Software del AVR Studio

4.1 DIRECTIVAS Y EXPRESIONES DEL ENSAMBLADOR AVR STUDIO

Directivas del Ensamblador

La Directivas en el Ensamblador se ajustan al código del usuario. Por ejemplo, podrás cambiar la localidad del código en la memoria del programa, asignando etiquetas que direccionan a la SRAM o definir los valores de las constantes. “.macro” es también una directiva en el ensamblador. Las directivas del ensamblador se pueden dividir dentro de los siguientes grupos:

Directivas de la Memoria Programa

.cseg

"Segmento de Código"; esta directiva le dice al ensamblador que el siguiente código o expresiones deberán colocarse en la memoria de programa. Esto es necesario cuando la directiva .dseg se usa para declarar constantes y datos.

Sintaxis:

.cseg

.db

"Byte de Datos"; con esta directiva podrás colocar valores de las constantes en la memoria de programa en una dirección conocida, por ejemplo, números seriados, cadenas para un menú, tablas. Ellos son tratados como bytes y deberán estar dentro de un rango de 8 bits. Casi todas las expresiones utilizan la directiva .db.

Cada directiva .db se colocara al inicio de una nueva palabra en la memoria de programa. Así, dos directivas .db de un solo byte como argumento usaran dos palabras, mientras que una directiva .db con dos bytes como argumentos usaran solamente una palabra. Ver el ejemplo siguiente:

Sintaxis:

.db expresión1,expresión2,expresión3, ...

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Ejemplos:

.org 0x0100 ;colocar en la memoria de programa a partir de la dirección 0x0100

.db 128 ;coloca el numero 128 en el byte bajo de la dirección 0x0100 en memoria de programa

.db low(1000) ;coloca el byte bajo de 1000 en la dirección baja de 0x0101

.db 128,low(1000)

;coloca 128 en el byte bajo y el byte bajo de 1000 en la dirección alta de la dirección 0x0102 en la memoria de programa

Las cadenas pueden ser colocadas en la memoria de programa con solo la directiva .db:

.db "Hello World!"

Esto rellenará 6 palabras de datos o 12 bytes. Si deseas que a la cadena se le añada un 0 al final de la misma deberás colocarla así:

.db "Hello World!", 0

.dw

"Palabra de Datos"; la directiva .dw trabaja como la directiva .db, pero se usará una palabra para cada valor.

.org

.org puede ser usada para establecer el contador de programa a un valor específico.

.org 0x01 es el Vector de Interrupción para una interrupción externa 0 en dispositivos con una tabla de interrupción de una palabra.

Sintaxis:

.org localidad (es la dirección de la localidad donde se colocaran las tablas de instrucciones o datos).

Directivas SRAM

.byte

Reserva un número de bytes en el espacio de la SRAM para una etiqueta. Esta directiva es solamente permitida en segmentos de datos.

Sintaxis:

.byte tamaño

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array_5: .byte 5 ; array_5 es un segmento de 5 bytes en la SRAM

my_word: .byte 2 ;y es seguida por my_word de dos bytes

.dseg

"Segmento de Datos"; le dice al ensamblador que el siguiente texto es usado para establecer la SRAM. Para cambiarse al segmento de código de nuevo, use .cseg.

.org

Utilice esta directiva para establecer el contador de la localidad SRAM a un valor específico dentro de .dseg. Juntos con .byte puedes definir las localidades de la SRAM en direcciones especificas con un tamaño específico.

Directivas EEPROM

Las directivas EEPROM trabajan justo como las directivas para la memoria de programa y la SRAM. Los valores pueden ser descargados para almacenarlos en la EEPROM y las directivas .db y .dw se usan de igual manera.

.db

.dw

.eseg

.org

Directivas de Registros y Constantes

.def

"Definir (registros)"; con esta directiva podrás asignar nombres a los registros para identificarlos.

Sintaxis:

.def nombre = registro

Ejemplo:

.def temp = r16

.equ

Esta directiva asigna un nombre a una constante la cual no pueda cambiarse después:

.equ max_byte = 255

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.set

Esta directiva trabaja de forma similar a .def, pero el valor de la etiqueta puede cambiarse despues:

.set contador = 1

.set contador = 2

.set contador = 1 se le sobreescribe con .set contador = 2.

Directivas de Código

.endm / .endmacro

"Fin de la Macro"; Esta le dice al ensamblador que una macro previamente comenzó y finalice aquí. Solamente se usa cuando al inicio se tenga la directiva .macro.

.macro

Esta inicia un código de macro.

.include

Incluye archivos (por ejemplo, la definición de archivos para cada AVR) y tiene la posibilidad de separar código dentro de varios archivos.

Sintaxis:

.include path

Ejemplo:

Directivas de Salida del Ensamblador

.device

Esta directiva le dice al ensamblador cual AVR se va a utilizar para el código y se establecen los parámetros del Simulador AVR Studio.

AT90S1200 ATmega32 ATtiny26

Sintaxis:

.device codigo_del_dispositivo

.include c:\Archivos de programa\Atmel\AVR Tools\AvrAssembler\Appnotes\m32def.inc"

.include "\drv_routines\lcd.inc"

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.exit

Le dice al ensamblador cuando detenerse el archivo actual.

Ejemplo:

.def byte_max = 255

.def clock = 8000000

.exit

El valor máximo de un byte es de 255 y algunos dispositivos trabajan a 8 MHz

.list

El ensamblador por default crea un archivo de lista (una combinación de código fuente, código de operación y constantes). Aunada con .nolist puedes especificar que partes del archivo se mostraran en el archivo de lista.

.listmac

Esta directiva creara una macro expansión del archivo lista. Por default, solamente se ve que macro es llamada y que argumentos se usan. Para poder ver que esta pasando durante la ejecución, para propósitos de debugging.

.nolist

Directiva que detiene la generación del archivo de lista.

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4.2 INICIALIZANDO EL AVR STUDIO

• Inicialice el programa del AVR Studio 4 dando un clic en: • Inicio � Todos los Programas � ATMEL AVR Tools � AVR Studio 4

Una vez que dio clic en el programa, se verá una pantalla como esta.

4.3 CREANDO UN PROYECTO NUEVO

En esta sección se creará un programa simple que incremente el valor de uno en los registros del PUERTO, haciendo un conteo binario.

Para crear un proyecto nuevo, vaya al menú “Project” y selecciona “New Project”. Un cuadro de dialogo se mostrará como aparece en la siguiente figura. En este cuadro de dialogo podrás ver dos tipos de proyectos, si deseas realizar un programa en ensamblador (.asm) elige Atmel AVR Assembler, o de lo contrario si deseas realizar un programa en Lenguaje C (.c) elige AVR GCC. Se elegirá un programa en ensamblador y de Project name “led”, pero este puede ser cualquier nombre.

Después tendrás que seleccionar el lugar donde se guardará el proyecto. Este es el lugar donde el AVR Studio almacenara todos los archivos asociados con este proyecto. Usa un directorio como el c:\CodeAVR. Si la carpeta no existe, AVR Studio automáticamente la creará sin ninguna notificación.

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NOTA: Si c:\CodeAVR ya existe, borrará esta carpeta y su contenido.

Después dando un clic en “Next>>” te llevará a la siguiente pantalla, en donde preguntará que plataforma para el debugger y que dispositivo utilizaras. Deberás elegir AVR Simulator y el Dispositivo Atmega32.

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Después de dar un clic en “Finish”, el administrador de proyectos te mostrará una figura como la siguiente. En esta vista, se verán todos los archivos asociados con el proyecto, los cuales estarán vacíos en este momento.

Editando el Archivo en Ensamblador

El próximo paso es llenar el archivo vacío led.asm. Abra el archivo led.asm dando doble clic en él en la ventana de proyectos. El cursor se coloca al inicio del archivo vacío y tendrás que insertar el siguiente código o simplemente Copiarlo y Pegarlo directamente donde se encuentra la ventana de edición.

;**************************************************************

.include "m32def.inc" ;Incluir este archivo para el ATMega32

rjmp RESET ;Saltar a la etiqueta Reset

;**************************************************************

RESET:

.def temp =r16 ;Definir al registro 16 como temp

ldi temp,low(RAMEND) ;Cargar parte baja del fin de la RAM

out SPL,temp ;en temp, y despues al stack

ldi temp,high(RAMEND) ;Cargar parte alta del fin de la RAM

out SPH,temp ;en temp, y despues al stack

;Inicializar el Apuntador de Pila

ser temp ;Colocar a unos el registro 16 = temp

out DDRB,temp ;Colocar PuertoB como salida en DDRB

loop: ;Etiqueta del lazo

out PORTB,temp ;Sacar al PuertoB el dato de temp

inc temp ;Incrementar temp

rjmp loop ;Saltar a loop

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La ventana del editor deberá mostrarse como en la siguiente figura:

Ensamblado del Código Fuente

Este ejemplo requiere que el archivo m32def.inc sea insertado en la carpeta c:\CodeAVR\. Este archivo contiene las definiciones necesarias para el ensamblado del microcontrolador ATmega32. Extrae y copia el archivo m32def.inc de la dirección: C:\Archivosdeprograma\Atmel\AVRTools\AvrAssembler\Appnotes en la dirección de la carpeta en c:\CodeAVR\led\.

El próximo paso ahora es ensamblar el archivo. Esto se realiza seleccionando “Build” del menú Build, o simplemente presionando <F7>.

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La ventana de Salida ahora mostrará información del ensamblado. Haciendo referencia a la cantidad de bytes usados para el código, datos y eeprom. De esta ventana podemos ver que solo el área de código esta siendo usada solo por 20 bytes del programa, siendo menos del 0.1% lo utilizado, además de que el ensamblado fue completado sin errores.

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Añadiendo un archivo ASM

Ahora añadiremos un archivo en ensamblador al proyecto. Esto con la finalidad de usar el mismo proyecto ya configurado para ATmega32 con otros archivos para el mismo microcontrolador. Se ilustra en las figuras de abajo como se puede realizar:

• Si deseas añadir un archivo existente al proyecto, da un clic con el botón derecho en “Source Files” y selecciona “Add File to Project”. Se abrirá un cuadro de dialogo, navega hacia la carpeta donde se encuentra el archivo deseado, seleccionalo y añádelo dando un clic en el botón “Abrir”.

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Para poder ensamblar el archivo recientemente insertado deberás colocarlo como archivo de entrada. Esto se realiza dando un clic en el archivo insertado con el botón derecho y seleccionando “Set As Entry File”.

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El archivo nuevo automáticamente se marcara como “Archivo de entrada en Ensamblador”. Esto indica que el ensamblador iniciara con este archivo cuando se ensamble el proyecto. El fólder de los archivos a ensamblar solamente contendrá un solo archivo marcado. El archivo actual de entrada se indica con una flecha roja en el icono.

Ahora haremos correr el código en el simulador.

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4.4 SIMULACIÓN DEL CÓDIGO

En este punto hemos generado un archivo para poder simular el código. Si desea correr un código, seleccione “Build and Run” del menú Build o simplemente presione <Ctrl+F7>.

Apuntador de Instrucción

Ahora analizaremos el editor, veras una flecha amarilla que aparece al margen izquierdo del código. Esta flecha indica la posición del contador de programa. En otras palabras, apunta a la siguiente instrucción a ser ejecutada. Lo que debemos hacer ahora es ver las líneas de entrada salida para visualizar que esta pasando en los registros del Puerto B, durante la ejecución del programa.

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Estableciendo la visualización a IO

Abra la ventana de IO seleccionando la pestaña "IO” del menu "View"�”Toolbars”. Ya que hemos seleccionado el ATmega32 durante las opciones del simulador estableciendo la visualización de IO se abrirá automáticamente. NOTA: Si ya esta marcada con una √ ya no es necesario el paso anterior.

La ventana de IO se utiliza para inspeccionar y modificar los contenidos de los registros de I/O en la ejecución. La configuración estándar te da una vista rápida del hardware con la habilidad para expandir los símbolos particulares para mayor información.

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Abra el Puerto B dando dos clics en el icono del puerto. Ahora se expandirá y se mostraran todos los registros asociados con el Puerto B, estos son: Registro de Datos del Puerto B (PORT B), la Dirección de Datos (DDRB) y los Pines de Entrada (PINB). Como se muestra cada bit en los registros se representan por un cuadro de chequeo. Un “cero” lógico (0) se representa por el cuadro de chequeo sin marca y un “uno” lógico (1) se representa por el cuadro de chequeo con una marca. Estos cuadros de chequeo serán actualizados durante la ejecución del programa, y muestran el estado actual de cada bit. También podrás colocar un uno o limpiar estos bits dando un clic en el cuadro de chequeo apropiado en cualquier tiempo durante la ejecución del programa.

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Programa paso a paso

Existen dos comandos para correr el código paso a paso. Son "Step Over" <F10> y "Trace Into" <F11>. La diferencia entre estos dos comandos es que <F10> no entra dentro de las subrutinas. Ya que en nuestro ejemplo no contiene ninguna subrutina, no habrá diferencia entre la operación de estos comandos en este ejemplo.

Ahora ejecutando paso a paso hasta la ultima línea del código (rjmp loop) presionando repetidamente <F11> o seleccionando "Trace Into" del menú "Debug". Note como el color cambia de negro a rojo en los registros donde cambia el valor. Esto hace más fácil identificar cuales registros cambian los valores en cada instrucción. Continua presionando <F11> y se vera como el valor binario del Puerto B se incrementa.

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Colocando Breakpoints

Los breakpoints son un método para detener el flujo de la ejecución. Añadiendo en el código ensamblador, podemos correr el programa a velocidad real, y este se detendrá en la línea que contenga el breakpoint. Por ahora solo se ha comentado que presionando <F11> tres veces iras a través del loop una vez. Añadiremos un breakpoint en la instrucción rjmp loop para mostrarte como se usa para detener el proceso de debug. Coloca el cursor en la instrucción rjmp loop del código fuente y presiona <F9> (o en el menú Debug selecciona "Toggle Breakpoint"). Un círculo rojo aparecerá al margen izquierdo del código fuente como se muestra. Presionando <F5> o "Go" del menú "Debug" el programa empezara a correr y hará una parada (stop) en la instrucción que contenga el breakpoint.

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Modificando el Código

Ahora vamos a programar un conteo descendente. Para hacer este cambio editaremos el código fuente. Coloca el cursor en la ventana de la fuente, y cambia la instrucción de inc a dec. Si ahora presionas <F5> (Go) el siguiente cuadro de dialogo aparecerá. Este cuadro indica que uno de los archivos fuente ha sido cambiado, y el proyecto deberá recompilarlo. Presione "Yes".

El proyecto ahora se recompilara, y el apuntador de instrucción apuntara al inicio de la primera línea del código. Note como el breakpoint permanece.

Abriendo la ventana Watch

Abra la ventana Watch seleccionando "Watch" del menu "View".

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Las variables que son definidas (por la directiva .def) pueden ser colocadas en la ventana Watch. La única variable definida en este código es la variable temp. De un clic con el botón derecho y la ventana "Watches" se abrirá, seleccione "Add Watch". Teclee en el nombre de la variable temp y presione Enter. Como se continúa con la ejecución del programa, la variable temp constantemente se actualizara durante la ejecución del programa.

Ajustando la información del Procesador

Ahora ajustaremos la información del Procesador. Abra esta información dando un clic en "Processor" dentro de la ventana de “IO” del menú "View".

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Dentro de la información que muestra el procesador especifica el registro de Banderas de estado y el actual valor de los diferentes apuntadores. Aquí también encontraras el contador de ciclos y la ventana de Stop. Estas ventanas son útiles si deseas medir la longitud de un lazo o cuanto tiempo utiliza una subrutina especifica. No utilizaremos esta información directamente en este ejemplo, pero provee mucha información durante el debugging de un proyecto.

Salvando el Proyecto

En el AVR Studio para salvar el proyecto selecciona "Save" del menú "Project".

4.5 GRABANDO EL ARCHIVO EN EL MEGA32

Cuando se ha finalizado la simulación del programa, y el programa ya este funcionando sin errores de programación, entonces se requiere que este sea descargado al mega32 usando el AVR Studio.

Primeramente se necesita que el AVR Studio genere como archivo con formato de salida en HEX. Para hacer esto, se necesita generar "Intel Hex Format Output". Así que en el menú “Project” das un clic en “Assembler Options”.

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Después de dar un clic en “Assembler Options” se genera la siguiente ventana.

En la opción “Hex Output Format”, deberá asegurarse de que se encuentre la opción “Intel intellec 8/MDS (Intel hex), en la Opción “Output File” se marca la casilla “Entry File” y en la opción “AVR Assembler”, se marca la casilla “Versión 2”. Después OK.

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Configurando el Convertidor de USB a Serial.

Asegúrese de que el mega32 este insertado en la tarjeta programadora, así como también se encuentre alimentado con su adaptador de CA/CD.

Inserte por el puerto serial la interfase Serial y a su puerto de su PC la interfase USB, una vez insertada la terminal, su computadora le pedirá que instale los controladores USB-Serial, para esto tendrá que tener a la mano su disco de instalación. Ejecútelo. Y espere la ventana de haber instalado su “driver” correctamente.

Ahora abra el Panel de control en Sistema, y dando un clic en la pestaña Hardware abra el Administrador de dispositivos.

Revise los puertos (COM & LPT), y de un clic en la cruz (+), esta se abrirá mostrando algo como la siguiente ventana.

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Dando dos clics en USB-SERIAL CH430, se abrirá una ventana como la siguiente.

Diríjase a la pestaña de “Configuración de puerto”, y aparecerá una ventana como esta.

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De un clic en “Opciones avanzadas” y aparecerá la siguiente ventana. En la casilla de “Número de puerto COM:” asegúrese de que seleccione un puerto que se encuentre libre como COM1, COM2, COM3 o COM4. Ya que el AVR Studio solamente verifica estos 4 puertos por si está alguna tarjeta grabadora de avrs1, en un puerto USB.

De Aceptar, Aceptar, Archivo Salir y Aceptar. Y Listo tu computadora ya está configurada para conectarse con la tarjeta grabadora de AVRs.

Diríjase al AVR Studio y en el menú “Tools” seleccione “AVR Prog…”.

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Aparecerá la siguiente ventana para descargar el programa en HEX, desde el AVR Studio.

En la opción “Hex File“ busque el archivo en hexadecimal del programa a grabar. En la opción “Device” seleccione el ATmega32 como microcontrolador a grabarse.

De un clik en “Program” de la pestaña “flash”, para grabar el archivo en la memoria flash del Mega32 o en su defecto en “Program” de la pestaña “EEPROM” para grabar el archivo en la memoria “EEPROM”.

NOTA: La tarjeta grabadora deberá estar alimentada con el adaptador de CA/CD.

1 http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&p=432640

http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=36947&postdays=0&postorder=asc&start=20

Capitulo4. Directivas y Software Del AVR Studio (español)

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