Пособие по изучению симулятора Visual Micro Lab (VMLAB)

Подождите немного. Документ загружается.

кода (GCC) Generic

.CLICKTOOL

.CLOCK

.MICRO

.PLOT

.POWER

.RAMINIT

.STORE

.TAB

.TARGET

.TOOLCHAIN

.TRACE

.SOURCE

.STATS

.PROGRAM .GCCPATH

.GCCMAKE

.BAT

.COFF

Теперь приведем описание основных директив VMLAB, которое

представим в следующем формате: назначения директивы, ее формат и синтаксис,

пример написания.

Директива .CLICKTOOL

Эта директива позволяет запускать окно console/MS-DOS при нажатии на

кнопку , доступной в Toolbar. Команда необходима главным образом для

использования внешних программ при программировании FLAHS и EPROM памяти

микроконтроллеров.

Синтаксис: .CLICKTOOL <MS-DOS / console command line>

Пример: .CLICKTOOL "burn.exe –f myFile.hex"

Директива .CLOCK

Указывает VMLAB значение тактовой частоты, которая используется

микроконтроллером при моделировании.

Синтаксис: .CLOCK <value>

Пример: .CLOCK 4meg

Директива .CLOCK является дополнительной. Если тактовая частота не

указана, то она будет установлена по умолчанию, значение которой зависит от типа

микроконтроллера. Значение тактовой частоты может быть изменено и позже в

процессе моделирования в окне Control Panel. В зависимости от типа

микроконтроллера диапазон рабочих частот в Control Panel ограничен.

Использование директивы .CLOCK позволяет устанавливать любую

частоту, поддерживаемую микроконтроллером. При установке неподдерживаемой

частоты будет выдана информация об ошибке.

Директива .MICRO

Указывает VMLAB микроконтроллер, используемый в проекте.

Синтаксис: .MICRO "<micro name>" ["<micro options>"]

Примеры: .MICRO "ST6210"

.MICRO "ST6225" "HWD"

.MICRO "AT90S8515"

.MICRO "Atmega8"

.MICRO "Atmega128" "BOOTRST=0"

Дополнительные опции зависят от типа микроконтроллера. В ST62

дополнительные опции используется для определения параметров сторожевого

таймера, в AVR – для определения битов конфигурации. Директива .MICRO

принудительна, и её использование допускается только один раз.

Директива .PLOT

Указывает VMLAB имена узлов, которые должны быть зарегистрированы и

показаны в окне Scope (окно многолучевого осцилогрвфа).

Синтаксис: .PLOT V(<nodeName>) [V(<nodeName>) ...]

Пример: .PLOT V(node_1) V(PA0) V(PB0).

Директива .PLOT является дополнительной. Если она пропущена, не один

сигнал не будет зарегистрирован. Многократные .PLOT директивы допускаются.

Директива .POWER

Директива .POWER устанавливает напряжение и схему питания

микроконтроллера, то есть определяет значение узлов VDD и VSS относительно

нулевого узла GND.

VMLAB имеет 3 глобальных узла питания: VDD, VSS и GND:

– GND – (или число 0), указывает абсолютное нулевое напряжение питания;

– VDD – положительный узел питания, или уровень "1" для логических

элементов;

– VSS – отрицательный узел питания, или уровень "0" для логических

элементов.

Синтаксис: .POWER VDD = <value> VSS = <value>

В нормальных условиях (или по умолчанию) VSS и GND узлы являются

совпадающими. Но это не всегда так. Возможны следующие три альтернативные

схемы питания микроконтроллеров.

Примеры: .POWER VDD=5 VSS=0 ; Положительное питание.

.POWER VDD=0 VSS=-5 ; Отрицательное питание

.POWER VDD=2.5 VSS=-2.5 ; двухполярное питание, GND -

средняя точка.

.POWER директива является дополнительной. Если не указаны значения

питающего напряжения, на контроллер подается питание по умолчанию VDD (5V) и

VSS (0V).

Директива .RAMINIT

Эта директива позволяет инициализировать память микроконтроллера RAM

определенными числами, перед стартом моделирования. По умолчанию, все ячейки

памяти RAM устанавливаются как неизвестное число.

Директива .RAMINIT инициализирует только неизвестные ячейки памяти.

Если ячейка памяти записана вручную перед стартом моделирования, это значение

останется несмотря на значение, заданное в директиве .RAMINIT.

Синтаксис: .RAMINIT <value>

Параметр <value> – это целое число в диапазоне от 0 до 255. Заметьте, что

значение должна быть написана в десятичном формате.

Пример: .RAMINIT 15 ; Установит RAM в значениях $0F

Директива .STORE

Устанавливает время эмуляции устройства, которое будет отображаться в

окне Scope.

Синтаксис: .STORE <value>

Пример: .STORE 200m ; время хранения (отображения) в окне Scope 200

милисекунд.

.STORE директива является дополнительной. Если она отсутствует, то

параметры будут приняты по умолчанию, в зависимости от объема памяти вашего

компьютера.

Примечание: Установка большого времени моделирования или большого

числа узлов наблюдения может привести к созданию большого файла в папке

вашего проекта с расширением .dat. Это неизбежно сильно затормозит работу.

Старайтесь выводить только необходимые сигналы и ограничивать время

моделирования. Быстродействие осциллографа сильно зависит от конфигурации

компьютера.

Директива .TAB

Позволяет определять остановки табуляторов для данного проекта. Эта

директива полезна для изменения автоматических интервалов TAB согласно виду

используемого программного кода. Например, 3 для кода C, или 6 для

ассемблерного кода. Синтаксис: .TAB <integer 1 to 16>

Пример: .TAB 6

Директива .TARGET

Определяет имя целевого HEX файла, который будет дизассемблирован для

моделирования работы устройства.

Синтаксис: .TARGET <fileName>

Пример: . TARGET "myFile.hex"

Эта директива принудительна только при использовании "GENERIC" или

"GCC" типа файлов. При использовании файла типа "ASM" необходимость в

директиве .TARGET отпадает, первое имя файла в директиве .PROGRAM с

расширением HEX будет использоваться как целевой файл.

Директива .TOOLCHAIN

Определяет тип файла, который будет использоваться для генерации

целевого (исполняемого файла). Возможны три параметра:

"ASM": Стандартный ассемблерный код.

"GCC": GNU C компилятор.

"GENERIC": тип кода Generic.

Синтаксис: .TOOLCHAIN {<"ASM">, <"GCC">, <"GENERIC">}

Пример: .TOOLCHAIN "GCC"

Эта директива является дополнительной. Если директива отсутствует, то по

умолчанию будет использоваться "ASM" тип кода.

Директива .TRACE

Указывает VMLAB, что история выполнения инструкции

микроконтроллера должна быть прослежена и отображаться в специальном окне

осциллографа Scope. Директива не имеет никаких опций.

Синтаксис: .TRACE

Директива .TRACE является дополнительной. По умолчанию работа

микроконтроллера не отображается в осциллографе.

Директива .SOURCE

Определяет список файлов, которые будет загружены в окне Code Notebook.

Эта директива действительна для "GCC" и "GENERIC" типов файлов. Не

используйте эту директиву вместе с директивой .PROGRAM.

Синтаксис: .SOURCE <fileName> [<fileName> ...]

Пример: .SOURCE "file1.c" "file2.c" "file3.c"

Примечание: Если необходимо загрузить много файлов, то используйте

знак продолжения строки “+”, чтобы иметь более удобочитаемый проектный файл.

Пример: .SOURCE "file1.c" "file2.c" "file3.c"

+ "file4.c" "file5.c" "file6.c"

+ "file7.c"

Директива .STATS

Эта директива обеспечивает выполнения команды "View|Execution Stats".

Она должна использоваться в комбинации с директивой .TRACE.

Синтаксис: .STATS

Примечание: Директива .STATS устанавливает запись данных с момента

начала моделирования. Поскольку моделирование может длиться очень долго, то

будет создан огромный файл trace.dat. Используйте эту директиву с осторожно!

Директива .PROGRAM

Директива .PROGRAM определяет, что целевое программное обеспечение

(исполняемый файл загружаемый в микроконтроллер), необходимо генерировать,

используя тип файла "ASM" (стандартный ассемблер изготовителя). VMLAB имеет

собственный компилятор, с помощью которого создается .HEX файл, который в

конечном счете используется для программирования микроконтроллеров.

Все файлы, определенные здесь будут загружены в окно Code Notebook.

Синтаксис: .PROGRAM "<modName>" ["<modName>" [:"<link options>"]

Примеры: .PROGRAM "example.asm"

.PROGRAM "example.hex"

Название первого файла определяет название исполняемого файла (с

расширением .HEX), если .TARGET директива опущена. Первый и второй примеры

выполнят загрузку исполняемого файла с одинаковым именем "example.hex".

Примечание: HEX файл может быть помещен непосредственно в директиве

.PROGRAM. Это необходимо, если имеется только этот файл, и нет

дополнительного источника или информации для отладки. В таком случае имеется

возможность только моделировать программный код, и нельзя наблюдать за

переменными.

Директива . GCCPATH

Определяет путь к компилятору кода GCC. Эта директива действительна,

если определен тип кода "GCC".

Синтаксис: .GCCPATH <путь>

Пример: .GCCPATH "C:\WINAVR\"

При использовании GCC типа кода, и отсутствии этой директивы, VMLAB

примет по умолчанию "C:\AVRGCC\" как путь к компилятору для GCC.

Директива .GCCMAKE

Определяет файл, который используется компилятором GCC как "make"

файл (файл конфигурации). Файл может быть создан вручную, или в

автоматическом режиме. Если выбран автоматический режим, то VMLAB

автоматически будет создавать этот файл.

Синтаксис: .GCCMAKE {<имя файла>, AUTO}

Примеры: .GCCMAKE "myMake.mak" ; Создание файла вручную

.GCCMAKE AUTO ; Автоматическое создание файла

Директива .BAT

Определяет MS-DOS или консольное управление с помощью BAT файла,

будет выполнена, чтобы скомпилировать необходимый HEX и COFF файлы.

Эта директива действительна только с "GENERIC" типом файла.

Синтаксис: .BAT <имя файла>

Пример: .BAT "fileName.bat"

Эта директива является дополнительной. Если она опущена, VMLAB

предположит, что HEX и COFF файлы были уже построены, и необходима только

загрузка.

Директива .COFF

Определяет COFF файл (файл формата объекта), в котором хранится

символическая информацию, необходимая для отладки. Эта директива должна

использоваться только с "GENERIC" типом файла.

COFF - популярный формат, создаваемый многими компиляторами.

VMLAB способен исполнить символическую отладку с любым программным

обеспечением, который создает формат COFF.

Синтаксис: .COFF <имя фала>

Пример: .COFF "fileName.cof"

2 Библиотека компонентов и аппаратных средств

Вначале, перед тем как привести краткое описание некоторых часто

используемых компонент VMLAB, наведем в табл. 2.1 полный перечень доступных

компонент и аппаратных средств. Каждый из используемых в проекте компонентов

должен быть прописан в проектном файле с указанием их параметров и узлов

присоединения.

Таблица 2.1 – Перечень программных моделей, компонентов и аппаратных

средств

1. Аналоговые компоненты

4. Макромодели

(аппаратные средства)

Резистор Операционный усилитель

Заземленный конденсатор Компаратор

Диалоговый выключатель/ключ Элемент 2И - НЕ

Управляемый светодиод Цифро-аналоговый преобразователь

(8 бит)

Продолжение Табл. 2.1

2. Генераторы напряжения

RS232 диалоговый интерфейс основан

на TTY

Импульсный источник напряжения Модуль LCD

Источник синусоидального

напряжения

I2C диалоговый монитор

Регулируемый источник

напряжения

Диалоговая вспомогательная

клавиатура 4x4

3. Цифровые генераторы

Управляемый цифровой генератор

(NRZ)

Для упрощения процедуры подключения компонентов к проекту, VMLAB

автоматически генерирует шаблон текста строки с указанием необходимых опций.

Для этого необходимо в проектном файле установить курсор на начало новой

строки, в которой необходимо определить новый компонент. Потом выбрать в меню

VMLAB кнопку “Components” и сделать щелчок левой кнопкой мышки. На экране

откроется перечень активных элементов и аппаратных средств (см. рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Вид меню компонентов “Components”

Далее необходимо выбрать нужный компонент и выполнить щелчок левой

кнопкой мышки. При этом меню VMLAB закроется, а в проектном файле появится

шаблон строки, который описывает выбранный компонент с указанием всех

обязательных и необязательных опций. Далее необходимо заменить общие названия

опций и узлов на фактические имена.

Приведем краткое описание некоторых часто используемых компонентов.

2.1 Resistor (Резистор)

Синтаксис: R[<instName>] <nodeName> <nodeName> <value>

Пример: R1 node1 node2 10k ; резистор 10 кОм

R2 nodeА VSS 100 ; резистор 100 Ом

VDD, VSS и GND являются зарезервированными именами узлов питания.

Примечание: Не допускается использование нулевого резистора.

2.2 Grounded capacitor (Заземленный конденсатор)

Синтаксис: C[<instName>] <nodeName> <PowerNodeName> <value>

Пример: C1 node1 VSS 10n ; конденсатор 10 нанофарад

C nodeА VSS 1u ; конденсатор 1 микрофарада

Примечание: Не допускается использование незаземленных конденсаторов.

Второй узел должен быть всегда VSS.

2.3 Switch / key, button activated (Выключатель / ключ, кнопка)

На контрольной панели VMLAB (Control Panel) расположены 16-ть кнопок,

каждая из которых имеет свой номер согласно шестнадцатеричной системы

счисления (см. рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Внешний вид контрольной панели с указанием

16-и кнопок управления (выключателей/ключей)

Синтаксис:

K{0-F} <nodeName1> <nodeName2> [ LATCHED, MONOSTABLE (<timeValue>)}]

Все 16-ть кнопок (выключателей) могут быть подключены к проекту

независимо с трема возможными режимами коммутации. Тип коммутации ключа

управляется ключевыми словами, указанными в квадратных скобках как

дополнительный параметр:

– (без ключевого слова), нормально разомкнутые контакты ключа (ключ

замыкается при нажатии на кнопку);

– LATCHED, нормально замкнутые контакты ключа (ключ размыкается

при нажатии на кнопку);

– MONOSTABLE (время, параметр), нормально разомкнутые контакты

ключа (ключ замыкается при нажатии на кнопку на времени указанное в параметре).

Примеры: K1 VSS РА1 ; Кнопка 1 нормально разомкнута;

K5 GND РА5 LATCHED ; Кнопка 5 нормально замкнута;

KА Node1 Node2 monostable(10m) ; Кнопка А нормально

; разомкнута с замыканием контакта на 10 мС.

Примечание: Все 16-ть кнопок можно также подключить к проекту как

матрицу ключей 4x4, используя модуль KEY4X4. В этом случае, опрос кнопок

модуля KEY4X4 выполняется динамически по специальной программе.

2.4. LED diode (Управляемый светодиод)

Управляемый светодиод – это визуальный компонент, который доступен в

окне VMLAB Control Panel (см. рис. 2.3). Общее количество светодиодов равно 8,

каждый из которых имеет свой номер от D1 до D8. Компонент LED diode

смоделирован с внутренним сопротивлением в 1ом и имеет пороговое значение

протекающего тока в 1 mA. Когда ток через светодиод меньше порогового, он не

горит, а если выше порогового, то светодиод горит.

Очень важно помнить, что модель светодиода предусматривает

обязательно соединение анода с источником питания VDD.

Рисунок 2.3 – Внешний вид контрольной панели с указанием светодиодов

Синтаксис: D{1 - 8} VDD <nodeName>

Примеры: D1 VDD node1 ; Диод подключен анодом к +5 В,

; а катодом в выводу node1.

Примечания 1: Если светодиод подключен к выводу, сигнал которого

изменяется с большой частотой, то увидеть переключения буде невозможно.

Примечания 2: Если светодиод будет подключен непосредственно к

выводу порта микроконтроллера, то в этом случае идет

максимальный ток через светодиод и не изменяется напряжение на порту. Поэтому

светодиоды должны подключаться к выводам портов через резистор. См. пример:

D1 VDD node1 ;

R1 node1 PB1 1к ;

2.5 Pulsed voltage generator (Импульсный источник напряжения)

Синтаксис: V[<instName>] <nodeName> <powerNode> PULSE(<vInitial> <vFinal>

+ <tDelay> <tRise> <tFall> <tWidth> <tPeriod>)

Примеры: V PA0 VSS pulse(0 5 40u 0 0 50u 100u)

Vpulse node1 vss PULSE(2.5 3.5 0 1u 1u 1.5m 2.5m)

Примечание: Второе название узла должно быть всегда VDD, VSS или GND.

2.6 Sine wave voltage generator

(Источник синусоидального напряжения)

Синтаксис:

V[<instName>] <nodeName> <powerNode> SIN(<vOffset> <vAmplitude> <frequency>)

Пример: Vsin PA0 VSS sin(2.5 2.5 10K)

Примечание: Второе название узла должно быть всегда VDD, VSS или GND.

2.7 Interactive slider dependant voltage generator

(Регулируемый источник напряжения)

Источник постоянного напряжения. Его амплитуду можно изменять в

процессе моделирования при перемещении слайдера (ползунка), (см. рис. 2.4). Этот

компонент очень полезен при моделировании работы АЦП микроконтроллера.

Синтаксис: V[<instName>] <nodeName> <powerNode>

+ SLIDER_<sliderNumber>(<vLow> <vHigh>)

Примеры: Vth minus vss SLIDER_1(0 5) ; от 0 до 5 В, управление Slider 1

V node1 vss SLIDER_3(1.5 2.5) ; от 1.5 до to 2.5 В, управление Slider 3

Рисунок 2.4 – Внешний вид контрольной панели с указанием 3-х слайдеров

Номер слайдера может быть 1, 2, 3, соответствуя 3 ползункам (S1, S2, S3)

пульта управления. Несколько источников напряжения могут управляться в то же

самое время тем же самым ползунком (слайдером).

Примечание: Второе название узла должно быть всегда VDD,

VSS или GND.

2.8 Interactive NRZ digital pattern generator.

(Управляемый генератор (Non-ruturn-to-zero (NRZ))

Этот компонент производит цифровой код, не возвращающийся к нулю, по

указанному узлу. Уровни напряжения - VDD, VSS и (VDD+VSS)/2 для

идентификаторов кода 1, 0 и X. Образцы активизированы, когда кнопка KEY_x

нажата в окне Control Panel, и в начале моделирования используется ключевое слово

RESET. VMLAB позволяет определять максимум 16 генераторов,

активизированных кнопками. Синтаксис:

P[<instName>] NRZ(<timeBit>) <nodeName> KEY_<keyNumber> "<pattern>"

[+ KEY_<keyNumber> "<pattern>"]

[+ RESET "<pattern>"

[+ ....]

Используемые параметры имеют следующее значение:

– <timeBit> является периодом вывода следующего бита 0, 1 или X.

– <keyNumber> должно быть 0 to 9, A to F.

– "<pattern>" должна быть любой последовательностью переменных 0, 1, и

X, (максимальная длина 255), или строка с формой "файл: <имя файла> ", для

генераторов, определенных во внешних файлах.