Методические указания для практических занятий по дисциплине мдк. 02. 01

• Название: Методические указания для практических занятий по дисциплине мдк. 02. 01
• Дата: 09.09.2022
• Размер: 7.37 Mb.
• Имя файла: Metod_Mikroprocessornye-sistemy_PZ_09.02.01_2020.pdf
• Тип: Методические указания; #669073
• страница: 31 из 43

Most Significant Character
Hex
0
1
2
3
4
5
6
7
0
NUL
DLE
Space 0
P
'
P
1
SOH
DC1
!
1
A
Q
a
q
2
STX
DC2
II
2
В
R
b
г
3
ETX
DC3
#
С
3
с
s
4
EOT
DC4
$
4
D
T
d
:
5
ENG
NAK
%
5
E u
e
u
Least
6
AC К
SYN
&
6
F
V
f
V
Significant 7
Bell
ETB
i
7
G
w g
w
Character
f!
BS
CAN t a
H
X
h
X
9
HT
EM
>
&
I
Y
i
'J
A
LF
SJB
*
-
J
z
j
z
В
VT
ESC
+
F
К
[ к
{
С
FF
FS
i
<
L
\
i
I
D
CR
GS
=
M
]
m
}
E
SO
4S
>
N
Л
n
-
F
SI
JS
I
0
_
0
DEL
Рисунок 9 - Таблица ASCII символов

259
.include "p33FJ 256GP710.i nc"
.equ ms g_out, 0x800
;начальный адрес новой строки
.text ms g_i n:
.as cii
"C ogito ergo sum!" ; исходная ст рок а
.global
__res et
__res et:
; определяем номер страницы, в которой лежит ; исходная строка mov
#tblpage(msg_in), W0
; помещаем номер страницы в регистр -указатель ; на текущую строку mov
W0, PSVP AG
; определяем смещение местоположения исходной строки ; от начала страницы и получаем эффективный адрес ; начала исходной строки, помещаем его в W6 mov
#tbloffs et(m s g_i n),
W6
; помещаем адрес начала новой строки в W7 mov
#ms g_out , W7
; задаем параметры цикла (за один цикл обрабатывается ; по 2 символа) do
#7, end
; считываем 2 байта в регистры W2 и W3 tblrdl.b [W6++], W2 tblrdl.b
[W6++], W3 ; сдвигаем влево на 8 бит содержимое W2 и помещаем в
W4 sl
W2, #8, W4 ее прочитать/записать, необходимо воспользоваться специальными командами: TBLRDL,
TBLRDH, TBLWTL, TBLWTH - первые из них предназначены для чтения младшего слова и старшего слова, две последние для записи соответственно. Для корректной работы данных инструкций сначала необходимо записать старшую часть адреса в регистр PSVPAG, и младшую часть адреса строки в любой рабочий регистр (как показано в примере). Для чтения/записи слова (16 бит) используют синтаксис , для чтения/записи байта (8 бит) используют синтаксис . Команды в примере: SL, IOR, MOV - выполняют требуемое задание, т.е. удваивают символ и записывают в новую строку.
Задание для самостоятельного выполнения
1.
Создайте новый проект. Процессор - dsPIC33FJ256GP710.
2.
Подключите необходимые библиотеки.
; удваиваем
первый считанный символ
ior
4
W
2
W
4
W
; помещаем удвоенный символ в новую строку
mov
W4, [W7++]
; делаем аналогичное удвоение второго считанного символа
sl
W3, #8, W4
ior
4
W
3
W
4
W
mov
W4, [W7++]
end: nop
nop
.end
Строка msg_in располагается в памяти программ. Для того чтобы

260 3.
Подключите отладчик (симулятор), встроенный в среду MPLAB IDE.
4.
Запустите программу из примера и проверьте в пошаговом режиме ее выполнение.
5.
Осуществите вызов окна File Register в меню View и проверьте содержимое области памяти, начиная с ячейки с адресом 0800.
6.
Разработайте схему алгоритма и программу, выполняющую преобразование введённой строки по алгоритму указанному в таблице в соответствии с номером варианта
7.
Откройте окно Watch и внесите в него все регистры, которые используются в коде. Для наглядности в окне Watch необходимо с помощью щелчка правой кнопки мышки в шапке таблицы сделать видимым столбец Char.
8.
В пошаговом режиме отладьте код, контролируя изменение регистров в окне Watch. После отладки программы, покажите код и результаты работы программы преподавателю.
9.
Подготовьте отчет в соответствие с требованиями на стр. 21.
Контрольные вопросы
№
Варианта
Задание
1
Первый символ копируется один раз, второй - дублируется, третий - утраивается, четвёртый - копируется четыре раза, пятый - копируется пять раз, шестой - один раз, седьмой - два раза и т.д.
2
Все символы «пробел» удаляются из исходной строки, остальные символы - копируются.
3
Первый символ копируется четыре раза, второй - три раза, третий - два раза, четвёртый - один раз, пятый - четыре раза, шестой - три раза, седьмой - два раза и т.д.
4
Все символы с нечётными индексами копируются три раза, остальные - копируются один раз.
5
Все символы цифр от нуля до девяти утраиваются, остальные - копируются один раз.
6
Каждый третий символ строки удваивается, остальные - копируются один раз.
7
Все символы цифр от трех до восьми копируются два раза, остальные - копируются один раз.
8
Все символы с чётными индексами удаляются из строки, остальные - копируются один раз.
9
Все символы цифр от нуля до девяти удаляются из строки, остальные - копируются один раз.
10
Все прописные буквы латинского алфавита заменяются строчными буквами.
Остальные символы копируются.
11
Каждый четвёртый символ строки копируется четыре раза, остальные - копируются один раз.
12
Все символы заглавных букв латинского алфавита утраиваются.

261 1.
Назовите способы адресации, используемые в командах вашей программы.
2.
Назовите назначение каждой команды в коде вашей программы.
3.
Назовите основные инструкции сравнения.
4.
Назовите основные инструкции условного и безусловного переходов.
5.
Почему в примере цикл копирования повторяется 8 раз?
6.
Для чего служит регистр PSVPAG?
7.
Какие инструкции смещения используются в примере?
Практическая работа №51. Установка периферийных устройств.
Цель работы: ознакомиться с началами программирования периферийных USB устройств с использованием библиотеки libusb 1.0.
Теоретическая часть
USB – промышленный стандарт, определяющий интерфейс между компьютерами и подключаемыми к ним периферийными устройствами. В частности, он определяет механические параметры кабелей и разъемов, электрические параметры и протоколы передачи данных. Стандарт USB ввел единообразие в работе с широким спектром периферийных устройств. До его появления использовалось множество разных интерфейсов для подключения периферийных устройств (последовательный порт RS232C для модема, мыши, параллельный порт для принтера и дисководов IOMEGA ZIP, PS/2 для мыши и клавиатуры, специализированные интерфейсы для подключения сканеров и т. д.).
Программирование взаимодействия с USB устройствами достаточно трудоемко. Для его упрощения была построена libusb – многоплатформенная библиотека для работы с USB устройствами из прикладной программы. Библиотека позволяет получать список подключенных к компьютеру устройств, определять их параметры, задавать режим их работы и обмениваться данными с устройствами. Существует несколько классов USB устройств, например, устройства пользовательского интерфейса, устройства внешней памяти и коммуникационные устройства. С устройствами всех этих классов можно работать, используя интерфейс библиотеки libusb, но детали протокола взаимодействия у них существенно отличаются. Функции libusb, которые используются в практической работе:

262
Работа может выполняться как на сервере, так и на своем ПК под ОС Windows или
GNU Linux. В последнем случае нужно самостоятельно установить libusb.
Рассмотрим последовательность действий, выполняемых простейшей программой, осуществляющей пересылку данных между компьютером и устройством пользовательского интерфейса (вариант для ОС Linux).
1. Инициализации библиотеки (вызов функции libusb_init).
2. Открытие устройства по заданным идентификатором производителя и модели ( вызов функции libusb_open_device_with_pid_vid). Первый параметр установить в NULL.
3. Отключение драйвера устройства (libusb_detach_kernel_driver). Второй параметр установить в 0.
4. Выбор текущей конфигурации (вызов функции libusb_set_configuration). Номер конфигурации — 0.
5. Открытие интерфейса (вызов функции libusb_claim_interface). Номер интерфейса —
0.
6. Одна или несколько пересылок данных (функция libusb_control_transfer). В минимальном варианте нужно использовать следующий код:
7. Закрытие интерфейса (вызов функции libusb_release_interface).
8. Закрытие дескриптора устройства (libusd_close).
9. Деинициализация библиотеки (libusb_exit). Передаваемый параметр установить в
NULL.
Практическая часть.
1. Реализовать программу, получающую список всех подключенных к машине USB устройств на сервере portal.sscc.ru или на собственном компьютере, на языках ANSI C или
C++ с использованием libusb. Для каждого найденного устройства напечатать его класс, идентификатор производителя и идентификатор изделия.
2. Изучить состав и характеристики обнаруженных с помощью реализованной программ USB устройств.
3. Написать программу, производящую пересылку типа HID_GET_IDLE от устройства пользовательского интерфейса к компьютеру.
Контрольные вопросы.

263 1. Какие задачи решает libusb?
2. На какие группы можно разбить функции libusb?
3. Какая последовательность действий производится программой, получающей состав и конфигурацию USB устройств с помощью libusb?
Практическая работа №52. Установка периферийных устройств (использование
МК).
Цель работы: изучение организации и основных приемов работы с видеопамятью ПК в текстовом режиме.
Теоретические сведения.
В видеосистемах ПК для отображения информации на экране монитора используются два режима: текстовый и графический. В текстовом режиме на экран выводятся только символы, а в графическом можно строить любые сложные изображения в виде рисунков, чертежей и т. п. В текстовом режиме используется матричный метод формирования изображения. Суть метода заключается в том, что изображение на экране монитора строится из отдельных фрагментов выводимых символов (букв, цифр, математических знаков, графических элементов и др.).
Каждый фрагмент представляется в виде матрицы, имеющей вид прямоугольника стандартных размеров и состоящей из определенного числа битов. Например, на рис. 2.1 показана матрица
8х8 для формирования на экране буквы “H”. Матрицы символов хранятся в знакогенераторе
(памяти типа ПЗУ) видеоадаптера. Каждый бит (0 или 1) подается в схему управления лучом электронно-лучевой трубки монитора, который формирует на экране точечное изображение.
Единичное значение бита указывает на то, что соответствующая точка относится к изображаемому символу. Нулевое значение бита определяет точку фона символа на экране. В текстовом режиме экран дисплея делится на отдельные знакоместа, в каждое из которых может быть помещен символ. Экран разбивается на 25 строк по 80 знакомест в каждой строке, чем обеспечивается вывод одновременно до 2000 символов.
В процессе работы по заданной программе коды символьных изображений, выдаваемых на экран монитора, записываются в специальную область оперативной памяти, которая называется видеопамятью. При работе в текстовом режиме для каждого символа в памяти следует хранить его код и указание, как его изображать (цвет изображаемого символа, цвет фона, яркость изображения). Поэтому каждому символу соответствуют два байта: в первом из них записывается, что следует изобразить (код символа), во втором - как это изобразить (код атрибута символа). Для каждого символа в цветном режиме работы видеоадаптера доступно 16 основных цветов и 8 цветов фона, а также возможность мерцания символа. Формат байта, содержащего атрибут изображаемого символа, представлен на рис. 2.2. Отдельные биты атрибута образуют 4 группы: биты B0-B2 - цвет символа; бит B3 - яркость; биты B4-B6 - цвет фона; бит B7 - мерцание. Установка бита яркости в "1" делает цвет символа более светлым. С

264
помощью битов B3-B0 можно получить 16 цветов символа. Если бит мерцания B7 установлен в "1", символ начинает мерцать с частотой приблизительно 4 раза в секунду.
Организация видеопамяти В текстовом режиме в видеопамяти может храниться до 4 видеостраниц или экранов с номерами от 0 до 3. Переключение видеостраниц (т.е. вывод их содержимого на экран) осуществляется средствами BIOS. Большинство программ, в то числе и
DOS, работают с 0 видеостраницей. В каждой видеостранице помещается равно один экран в 25 строк по 80 символов в каждой, причем каждый символ отображается двумя байтами - байтом с кодом символа и байтом с атрибутом символа. Порядок размещения этих кодов показан на рис.
2.3. Обозначим: адрес первой ячейки - SEGM:0000H, где SEGM-двухбайтовое значение сегмента видеопамяти; С0 и А0 -соответственно код символа в строке 0 и атрибут символа в строке 0 и т.д. Для формирования текстового изображения на экране из видеопамяти последовательно считывается информация, начиная с адреса SEGM:0000H. Считывание осуществляется непрерывно и циклически. Этот процесс называется сканированием памяти. По коду символа из знакогенератора выбирается соответствующая матрица для формирования изображения символа на экране. Первый символ (символ с номером С0 в строке 0) появляется в левом верхнем углу экрана с атрибутом А0. Следующие 2 байта видеопамяти изображают следующий символ справа от14 него и т. д. Значение смещения (SM) ячейки видеопамяти для любого символа, размещаемого в произвольной позиции (NS-строка, NK-колонка) на экране определяется по формуле:

265
Для видеосистем ПК разработан ряд стандартных видеорежимов. При работе в оболочке
Far manadger видеосистема по умолчанию устанавливается в текстовый цветной режим № 3 с количеством цветов равным 16 и количеством знакомест 80 х 25. Это режим работы видеоадаптера CGA, для которого видеопамять имеет емкость 16 Кбайт и начинается с адреса
В800:0000. Обычно в программах, работающих напрямую с видеопамятью, регистр DS либо ES микропроцессора загружается значением сегмента видеопамяти, а остальная часть программы работает со смещениями в видеопамяти.
Практическая часть.
В этой практической работе необходимо написать программу, которая бы прямым доступом в видеопамять реализовала бы эффект "бегущей буквы" по экрану, например, движение буквы по верхней строке экрана. Алгоритм этой программы может быть, к примеру, следующий:
1. Инициализация ES, DI, CX.
2. Заполнение 0 страницы видеопамяти одинаковыми символами (например, кодом буквы "А" - 128 (80h) и одинаковыми атрибутами, причем такими, что бы цвет символа в них совпадал бы с цветом фона, т.е. символ был невидимым.
3. У символа на строке 0 и колонке 0 меняем атрибут на любой видимый, делаем задержку, после нее изменяем атрибут у следующего символа в строке и возвращаем старое значение атрибута предыдущему символу, т.е. гасим его. Эти действия продолжаем до 79 колонки 0-й строки.
4. Выход из программы. Таким образом, просто "зажигая" и "гася" записанные в видеопамять байты символов, мы получаем эффект бегущей по экрану буквы.
Ваpианты заданий на практическую pаботу.
Ваpиант 1. Движение символа по периметру экрана, начиная с позиции (0,0) слева напpаво.
Ваpиант 2. Движение символа по периметру экрана, начиная с позиции (0,0) сверху вниз.
Ваpиант 3. Движение символа по периметру экрана, начиная с позиции (24,79) справо налево.
Ваpиант 4. Движение символа по периметру экрана, начиная с позиции (24,0) слева напpаво.16
Ваpиант 5. Движение символа по периметру прямоугольника с позициями вершин (0,40),
(24,40), (24,79), (0,79).
Ваpиант 6. Движение символа по периметру прямоугольника с позициями вершин (10,0),
(24,0), (24,50), (10,50).
Ваpиант 7. Движение символа по периметру прямоугольника с позициями вершин (0,30),
(15,30), (15,79), (0,79).
Ваpиант 8. Движение символа по периметру прямоугольника с позициями вершин (0,0),
(0,40), (20,40), (20,0). Во время отладки программы необходимо поэкспериментировать с цветом символа и цветом фона
Практическая работа №53. Интерфейсы встраиваемых микропроцессорныхсистем
(Intel 8080).
Цель
работы: изучение элементов микропроцессорной техники и основ программирования на языке Ассемблера микропроцессора КР580ВМ80А (Intel 8080 или NTE
8080A фирмы NEC Micro).
Основные теоретические положения
В различных областях техники находят применение электрические сигналы разнообразной, изменяющейся в процессе работы формы. Формирование таких сигналов с помощью аналоговых и цифровых микросхем с жесткой логикой весьма сложно, так как определен- ная форма сигнала требует в этом случае соответствующего схемного решения. От этого недостатка свободны генераторы, построенные на основе микропроцессорных систем, обладающих высокой гибкостью и универсальностью.

266
Генератор на основе микропроцессорной системы должен состоять из цифровой и аналоговой части. Цифровая часть системы генерирует цифровые коды, а аналоговая – преобразует коды в сигнал требуемой формы. Получение периодического сигнала в цифровой форме сводится к вычислению его значений в нескольких точках периода Т. На рисунке показан пример формирования периодического сигнала.Период сигнала разбивается на интервалы t.
Для каждого интервала вычисляется цифровой код, соответствующий мгновенному зна- чению сигнала. Для повышения быстродействия системы, полученные коды целесообразно предварительно записать в память микропроцессорной системы в виде таблицы. При этом работа микропроцессорной системы сводится к поиску соответствующих кодов в таблице и выдачи их на вход преобразователя цифрового сигнала в аналоговый. Такой генератор работает по принципу кусочно-ступенчатой аппроксимации заданного сигнала.