Efteruddannelse Embedded C

EfteruddannelseEmbedded CModul 2 (Tirsdag den 20/4-2010)

19.04.2010

Modul 1

Indhold:1) Opsamling på opgave fra Modul 12) Debugning3) Standart I/O i C4) PIC18F’s porte5) Display6) Driver til OLED display7) C assigenment, logiske operatorer løkker,

betingelser8) PIC18F A/D-Converter9) Opsamling på dagens opgaver.

Demo af debugger

Debuggning af applikation Break point Singel step Watch Disassembler Linkerscript

Relokering af projekter

• Som i sikkert har bemærket kan man ikke uden videre flytte et projekt fra en PC til en anden unde at det giver anledning til en masse problemer med stier etc.

• En måde at komme uden om dette problem er ved at lave et tomt projekt (en template) hvor stier passer med ens PC også hente .c og .h filer ind i en kopi at dette projekt.

Øvelse

• Med udgangspunkt i HelloWorldDebug applikation, skal i prøve, at downloade hex fil via debugger (flyt usb stik til debuggerens usb).

• Prøv dels at singel steppe gennem programmet• Prøv også at indsætte nogle breakpoints• Hvordan starter programmet, hvilke funktioner

gennemløber programmet • Opsæt i watch vinduet at cout’s indhold vises og se

hvordan den ændre sig for hver gennemløb af while løkke.

Standart I/O

Internt i en computer repræsenteres alle tal og karakterer som bit, en byte er i den forbindelse en serie af bit hvor den enkelte bit er vægtet binært. Fil begreber repræsentere en ”samling” af relaterede tal eller karakterer. I C behandles en fil som en serie af byte (dvs. den mindste enhed er en byte altså 8 bit) ofte anvendes der betegnelsen stream om en sådant serie af byte. I C er en fil ikke kun ”noget” der ligger på en harddisk, men er faktisk betegnelsen for data der modtages i form af en strøm byte. F. eks : input fra tastatur, output til printer, filer fra HD etc.

Pre definerede filer stream i C

stdin - Standart input stdout - Standart outputstderr - Standart til udskrift af fejl meddelelser

På en PC’er er disse tre typisk forbundet til tastatur og skærm, men på andre typer af systemer kan de være forbundet til andre input/output enheder

getc funktionen • getc() læser den næste karakter fra en fil stream og returnere den i form af en

integer.• Funktionen getc findes i stdio.h derfor skal denne inkluderes for at bruge

funktionen.• Syntaks for getc er : int getc(FILE *stream);

#include <stdio.h>void main(){

int kar;printf("Tryk paa en tast !\n");kar = getc(stdin);printf("Du trykkede på : %c\n",kar);

}

getchar funktionen

• Funktionen getchar findes i stdio.h og denne skal derfor inkluderes (eller rettere der findes en prototype erklæring til funktionen her).

• getchar er identisk med getc(stdin), dvs. at man med getchar anvende en ”fast” file stream, nemmerlig stdin.

Funktionen putc

• Når der skal udskrives karakterer på en specifik file stream anvendes funktionen putc.

• putc findes i stdio.h• Syntaks : int putc(int c, FILE *stream);

#include <stdio.h>void main(){

int kar = 145;putc(kar, stdout);getchar();

}

Funktionen putchar

• Findes i stdio.h• Har en funktion tilsvarende putc(c, stdout)• Udskriver på stdout, man kan altså ikke vælge hvor

karakterer skal sendes hen.• getchar og putchar er egentligt bare special udgaver af

getc og putc, normalt vil de også være lavet med getc og putc funktionerne hvor file stream er sat til standart i/o enheder.

Funktionen printf

Vi har allerede brugt denne funktion, men printf er egentligt en omfattende funktion med mange egenskaber. Printf funktionen udskriver på stdio og for at bruge printf skal stdio.h inkluderes.

printf kan bruges til at udskrive en konstant tekst streng:printf(”Hello World”);

printf kan også udskrive indhold af variabel:int x = 10;printf(”x indeholder vaerdien %d”,x);

Tilretning af ”printf” til dedikeret hardware

• I MPLAB C18 er det muligt på en relativt simpel måde at til rette hvor Printf som standart skriver ud til, dette gøres ved, at sætte stdout som vist nedenfor:

stdout = _H_USER; • Herefter vil printf anvende funktionenint _user_putc (char c);• For hver karakter der skal udskrives foretager

printf nu et kald til funktionen og da vi selv skriver funktione kan vi sende karakterene til det device vi ønsker.

Format specifikatorer for printf

Hexa decimale tal

• Alle tal og karakterer er internt i en computer gemt som binærer værdier altså en serie af bits der kan antage værdien 0 eller 1.

• En binær værdi er normalt ikke særlig interessant for en normal bruger, derfor kan man i C vælge mellem nogle forskellige talformater når man udskriver værdier med printf. Et af disse talformater er hexa decimale tal (16 symboler i modsætning til det decimales 10)

Udskrift af talværdi som en hexadecimal værdi

• Med printf kan variables indhold udskrives hexadecimalt med %x eller %X

#include <stdio.h>void main(){

int tal = 7913;printf("Den hexadecimalvaerdi er

%x",tal) ;getchar();

}

Det octale talformat

• Indeholder 8 symboler• Bruger de samme symboler som det decimale

talformat

Justering af output

• Der er med printf muligt at justere udskrift af tal.• Ved at angive et tal mellem % og d (eks. %4d) justeres

tal således at der afsættes 4 pladser til udskrift af tal har tallet så kun 2 cifre bliver tallet højre stillet.

• Angives et negativt tal vil tallet blive venstre justeret, med det antal pladser der angives.

• Eks %-4d

Program eksempel

#include <stdio.h>void main(){

int tal1 = 1, tal2 = 12, tal3 = 123, tal4 = 1234, tal5 = 12345;printf("%6d %-6d \n",tal1, tal1);printf("%6d %-6d \n",tal2, tal2);printf("%6d %-6d \n",tal3, tal3);printf("%6d %-6d \n",tal4, tal4);printf("%6d %-6d \n",tal5, tal5);getchar();

}

Generel opbygning af porte i PIC18F

extern volatile near union { struct { unsigned TRISA0:1; unsigned TRISA1:1; unsigned TRISA2:1; unsigned TRISA3:1; unsigned :1; unsigned TRISA5:1; unsigned TRISA6:1; unsigned TRISA7:1; }; struct { unsigned TRISA:8; };} TRISAbits;

extern volatile near union { struct { unsigned LATA0:1; unsigned LATA1:1; unsigned LATA2:1; unsigned LATA3:1; unsigned :1; unsigned LATA5:1; unsigned LATA6:1; unsigned LATA7:1; }; struct { unsigned LATA:8; };} LATAbits;

Display

LCD’s opbygning

LCD's opbygning:1. Lodret filterfilm, der polariserer indkommende lys.2. Glas med elektroder af indiumtinoxid. Formen på elektroderne bestemmer de mørke former, der vil fremkomme, når displayet tændes. Lodrette riller sørger for, at de flydende krystaller er på linje med det polariserede lys3. Flydende krystaller4. Glas med elektrodefilm med vandrette linjer5. Vandret filterfilm6. Reflektor (for reflektive displays) eller lyskilde (for transflektive displays)

OLED’ Opbygning

En typisk OLED består af en katode terminal(1) og en anode terminal (5), et emissions lag(2), et ledende underlag(4). Lagene er lavet af organiske molekyler, der leder elektricitet. OLED kan betragtes, som organisk halvledere.

Virkemåde af OLED

• Tilføres en spænding på tværs af OLED sådan, at anoden er positive i forhold til katode, medfører dette at der løber strøm gennem lag 2 og 4 fra katoden til anoden.

• katoden giver elektronerne til emissions lag og anoden trækker elektroner fra det ledende lag, med andre ord, giver anode elektron huller til ledende lag.

Fysisk interface mellem PIC og OLED

Definition af interface mellem pic og OLED

#define oledWR LATEbits.LATE1#define oledWR_TRIS TRISEbits.TRISE1#define oledRD LATEbits.LATE0#define oledRD_TRIS TRISEbits.TRISE0#define oledCS LATEbits.LATE2#define oledCS_TRIS TRISEbits.TRISE2#define oledRESET LATDbits.LATD1#define oledRESET_TRIS TRISDbits.TRISD1#define oledD_C LATBbits.LATB5 #define oledD_C_TRIS TRISBbits.TRISB5

Skrivning til OLED

Læsning fra OLED

Kontrolsignaler

Læsning fra OLED

GDDRAM layout

Pixel map

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Commando registre

Eksempel fra driver til OLED

void WriteCommand(BYTE cmd){ TRISD = 0x00; LATD = cmd; oledRD = 1; oledWR = 1; oledD_C = 0; oledCS = 0; oledWR = 0; oledWR = 1; oledCS = 1; TRISD = 0xFF;}

Sender kommando til OLED

Øvelse

• Lav øvelsen i lab2.docx

Opbygning af en driver

• Når der skal opbygges en driver eller et lib. til et stykke hw er det et godt design kriterie, at opbygge det lagdelt, herved bliver det betydelig lettere, at overskue og det vil også være væsentligt lettere at debugge, samt teste koden.

• Når vi laver ”procedurale” programmer er en god måde at beskrive strukturen, at koden på via Hierakiske diagrammer, i filen ”hd The structure chart.pdf” er disse beskrevet.

Gennemgang af OLED

• Hvilke funktioner findes i filen ?• Hvordan hænger de sammen ?• Er der anvendt en lagdelt arkitektur ?• Er der noget af koden der ikke anvendes, efter vi

har rettet/ændret i koden ?• Kunne opdelingen af kode være lavet mere

hensigtsmæssigt ?

Assignment operatoren (=)

• Tilskrivning (assignment) = ”flytter” en værdi fra højreside til et adresse objekt på venstre side.

Eks. x = 10+20;

• Venstre side skal referere til et objekt som der kan ”skrives” til og højreside skal kunnet beregnes til en værdi.

Eks.x=y=z=5;

• Er lovlig og vil sætte x,y,z til værdien 5.

Kombinations operatorer

Operator Betydning vist ved eksempel

+= x+=10 x=x+10

-= x-=z+10 x=x-(z+10)

*= x*=20 x=x*20

/= x/=2 x=x/2

%= x%=7 x=x%7

!! Udregning på højre side foregår først

Increment og decrement

• Symbolet for increment er ++ (!!ingen mellemrum!!)• Symbolet for decrement er – (igen ingen mellemrum)• Increment og decrement kan anvendes som pre- eller post

operator.• Ved post vil værdi først blive tilskrevet efter statement er

færdig beregnet.Eks.

z = x++; z=++x;

Fortegns operatorer

- skifter fortegn af konstanter eller variable hvis de placeres før konstantudtryk eller variable.

Eks.-x Hvis x har værdien 10 vil udtrykket ovenfor altså have værdien -10.r = x - - y Er lig medr = x – (-y) (Husk mellemrum mellem - -)

Relations operatorer

• Der findes i C nogel operatorer der anvendes til at sammenligne med, nogle af operatorene består af to tegn og disse skal stå ved siden af hinanden (altså uden mellemrum).

Operator Betydning

== Lig med

!= Forskellig fra

> Større end

< Mindre end

>= Større end eller ligmed

<= Mindre end eller ligmed

Cast operator

• Anvendes når man selv vil styre data typen som skal anvendes.

• Syntaksen for cast operatoren er (datatype) x

• Anvend type casting når du ønsker en bestemt datatype som resultat af beregning.

Sizeof operatoren

• Anvendes til at ”måle” størrelsen af en datatype, da C standarten ikke fastsætter en konkret størrelse for de simple datatyper, må man anvende sizeof for at få oplyst størrelse af en datatype. Sizeof returnere et tal der angiver størrelse i antal byte.

Syntaks:sizeof(expression)

Logiske operatorer

• C indeholder 3 logiske operatorer, som anvendes når vi ønsker at kombinere udtryk.

Symbol

Betydning

&& Logisk AND

|| Logisk OR

! Negation

Bitvise operatorer

• Bitvise operatorer virker på de enkelte bit i modsætning til de logiske.

Symbol

Betydning

& Bitvis AND

| Bitvis OR

^ Bitvis XOR

~ Komplimenter

>> Skift bit til højre

<< Skift bit til venstre

x?y:z Underlige konstruktioner i C

• Denne operator kaldes betingelses operatoren og bør absolut anvendes med omtanke, hvis man anvender den bliver koden let svær at læse.

Eksempelk = x > 10 ? ’L’ : ’S’;k bliver satlig med karakteren hvis x > 10 ellers bliver k sat til karakteren S.

Løkker

• Hvis vores kode ikke blot skal afvikles, som en fast række af instruktioner, man der er dele af vores kode vi ønsker at gentage anvendes løkker.

• I C findes i alt 3 løkke strukturer: while do-while for• Mange ting kan udføres med en hvilken som helst

af de tre løkker, men ofte er der fordele ved, at vælge den ”rette”

while løkke

• Udfører en statement så længe udtryk er sandwhile(expression) statement;

• Struktur:

do – while løkke

• Virker som en while løkke der vender på hovedet, altså hvor men slutter med at undersøge om løkke skal kører igen.

Syntaksdo {…} while (expression);

for løkke

• Indeholder tre dele :• Initialisering (Køres kun første gang løkke køres)• Betingelse (Afgør om løkke skal kører igen)• Post udtryk (Udføres efter hver kørsel af løkke)Syntaks :

for(i=0; i<10; i++){…}

Uendelige løkker

Pas på hvis der utilsigtet optræder en uendeligløkke vil program afvikling ”hænge” her.

Eksempler på uendelige løkker:

while(1==1){….}

do {…..} while (x=1);

for(;;){……}

Pic18F46J50’s A/D konverter

..\..\Datasheet\39931c.pdf

Array

• Med et array kan man i C lave en samling af variable af samme type.

• I et array skal alle elementer have samme data typer.

Eksempel:int dag[365];float x[100];

Indeks

• De enkelte elementer i et array er i C nummereret fra 0 og op efter har vi erklæret et array :

int y[10];• Vil det første element i array et have nummer 0

og det sidste 9• Man kan godt indeksere et array med en

heltals variabel.

Initialisering af array

• Et array kan initialiseres på flere måder her et eksempler:

int dag[7];dag[0] = 1;dag[1]= 2;….int prim[5]={2,3,5,7,9}

Arrays af flere dimmensioner

• Et array i C kan godt have flere dimmensioner int tabel[2] [3];• Størrelsen på dette array er 2*6 integer variable• Ønsker man at få oplyst størrelse på et array kan sizeof

anvendes.• Når man skal referere til en celle i array af flere

dimmensioner gøres det som vist nedenfor:int tabel[2][3];tabel[0] [0] = 20;tabel[1][2] = 50;

Unsized array

• Angiver man ikke størrelse på array vil compilerer udregne hvor stor array skal være.

Eksempel:int sum[] = { 1,2,3,5,8,13,21,33};Arrayet vil få størrelsen 8

Øvelse

Lav øvelsen i ”Lab3.docx”

Opsummering på dagen

• Opsummering• Kommentarer• Tak for i dag