Отладчик/симулятор WinSim51

Отладчик исходных текстов используется с транслятором C51, ассемблером A51, транслятором PL/M-51 Intel и ассемблером ASM51 Intel. Отладчик/симулятор позволяет моделировать большинство особенностей Intel 8051 без наличия аппаратных средств. Можно использовать его для проверки и отладки прикладной программы прежде, чем будут изготовлены аппаратные средства. При этом моделируется широкое разнообразие периферийных устройств, включая последовательный порт, внешний ввод - вывод и таймеры.

Начало работы

Запуск интегрированной среды ProView32 осуществляется через меню Пуск(Windows):Пуск ->Программы -> Franklin Software -> ProView32.

Далее необходимо создать новый файл. Для этого в разделе меню File выбираем пункт New, в появившемся окне выбираем Assembler Files (см. рис.1).

Рис. 1. Выбор типа программы

Новый файл необходимо сохранить на диск (File->Save as…), присвоив ему имя, состоящее из латинских букв и цифр, длина имени не должна превышать 8 символов, расширение файла - asm. Пример имени «Lab1.asm». Теперь можно приступать к написанию программы для микроконтроллера на языке Ассемблер.

Рассмотрим простейшую программу (Задание1 этих методических указаний). После того как текст программы набран и сохранен приступаем к компиляции программы - переводу текста в машинный код, предназначенный для загрузки в память программ микроконтроллера.

Для компиляции программы необходимо выбрать пункт меню Project -> Build all. ProView отображает окно, показывая текущее состояние процесса. Когда процесс компиляции закончится, в окне сообщений (Message) (рис.3) отображается сообщение завершения. Если были обнаружены какие-нибудь ошибки, о них сообщается здесь же.

Рис. 3. Окно сообщений Message

Если программа не содержит ошибок, которые отображаются в окне то можно запускать отладчик (меню Debug -> Start). При первом запуске отладчика появится окно (см. рис. 4), в котором необходимо указать тип микроконтроллера (Microcontroller: 80c51), а также тактовую частоту (Frequency) в мегагерцах.

Рис. 4. Выбор типа контроллера и тактовой частоты

Запустив отладчик, мы видим несколько окон (см. рис. 5):

• окно с текстом программы;

• окно кода Code , в котором каждой инструкции на ассемблере соответствует её машинный код;

• окно основных регистров Main Registers, в котором отображено текущее состояние каждого из регистров;

В строке состояния показано время, за которое микроконтроллер выполнил команды программы с момента старта до курсора.

Xdata – внешняя память (ОЗУ) данных;

Data –внутренняя память данных (внутреннее ОЗУ);

Sfr – область регистров специальных функций (РСФ);

Bit – область прямо адресуемых битов.

В наших заданиях необходимо вводить тестовые числа в ячейки памяти ОЗУ(внутренней памяти данных) для проверки правильности работы написанных программ. Для этого выбираем пункт меню View->Data dump-> Data view (рис.6). В окне Data view отображается содержимое ячеек ОЗУ, которое группируется по 8 ячеек в строке с указанием адреса первой ячейки в группе (адрес указан слева с двоеточием).

Рис. 5 Экран режима Debug

Для проверки задания 1 : [(20H)*10H – (21H)/07H] → ( 22H) необходимо загрузить тестовые числа в ячейки с адресами 20H и 21H (например, в (20H) загрузим 05H , а в (21H) загрузим С4H (см. рис.6)). При вводе данных в ячейки не забываем нажимать кнопку ENTER на клавиатуре.

Рис. 6 Окно отображения содержимого ячеек ОЗУ Data view

Для удобства работы оптимизируем содержимое экрана: окно кода Code для работы в нашем курсе работ нам не нужно, поэтому его можно свернуть в трей, далее подгоним размеры окна с программой так, чтобы были видны команды и хватило места для окон Data view и Main Registers(см. рис.7).

Перед запуском программы необходимо нажать кнопку Animate , затем нажать кнопку сброса Reset и запустить программу кнопкой Run .

Так как по условию задания 1 : [(20H)*10H – (21H)/07H] → ( 22H) результат запоминается в ячейке с адресом 22H, то смотрим содержимое этой ячейки после выполнения программы в окне Data view. На рис.7 в этом окне результат равен 34Н.

Рис.7 Окно Debug после выполнения программы

Для проверки этого результата вызываем калькулятор Windows через меню Пуск(Windows): Пуск ->Программы -> Стандартные -> Калькулятор. Переводим его в инженерный режим(рис. 8). Переводим в режим работы в шестнадцатеричной системе счисления (переключатель Hex) и ограничиваем размер чисел одним байтом (переключатель 1байт).

Рис.8 Окно калькулятора Windows

Программу проверяем в соответствии с заданием с соблюдением приоритетов. По условию задания 1 : [(20H)*10H – (21H)/07H] → ( 22H) первыми по приоритету необходимо выполнить умножение и деление, а затем вычитание. Выполним эти дейтвия с тестовыми данными и запишем подробно результаты промежуточных вычислений:

05Н*10Н=50Н

С4Н:07Н=1СН

50Н-1СН=34Н

Как видим, результат расчетов совпал с результатом в окне Data view, что говорит о правильности программы.

Если результат не совпадает, то необходимо выяснить причину ошибки. Отладку программы в этом случае удобно производить в пошаговом режиме (кнопка Step into или F7). Если вы используете пошаговый режим, то при каждом нажатии кнопки F7 будет выполняться только одна инструкция на языке ассемблера. При этом в открытых вами окнах с регистрами и содержимым памяти будет обновляться информация в соответствии с ходом выполняемой программы. Сравнивая результаты выполнения шага по содержимому в окне Main Registers с результатами промежуточных вычислений выявляем ошибки в вашей программе.

Если во время отладки программы выяснилось, что алгоритм необходимо скорректировать, то следует прервать процесс отладки, выбрав пункт меню Debug->Terminate. После внесения необходимых изменений программу необходимо повторно откомпилировать (пункт меню Project -> Build all) и повторить процесс отладки.

Если ваша программа достаточно большая и требуется отладить только некоторые её фрагменты, то обычно используют точки останова (Breakpoint), которые устанавливают в начале интересующего фрагмента программы. При этом переход к точке останова производится нажатием кнопки GO (Ctrl-F9). Переход может занять от нескольких секунд до нескольких минут, однако он будет быстрее, чем в режиме пошаговой отладки.