Freescale+HC08+MCU集成開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)
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表1本設(shè)計(jì)中使用到的USB庫的類及函數(shù)說明
4．4C語言程序調(diào)試功能的設(shè)計(jì)
調(diào)試功能實(shí)現(xiàn)對匯編和c語言的源碼級在線調(diào)試。兩者實(shí)現(xiàn)過程大體相似，但C語言調(diào)試的實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜。在此只針對C程序進(jìn)行說明。
匯編程序和C程序在編譯后都會產(chǎn)生調(diào)試信息文件(后綴名為．dbg)。dbg文件包含有相應(yīng)的信息以供調(diào)試時使用。該文件詳細(xì)記錄了調(diào)試所需要的行號與存儲地址等信息．包括文件首地址、函數(shù)的首末地址、每行源代碼的行號和首地址、局部變量以及全局變量的名稱地址類型等，如圖2所示。對C語言程序的調(diào)試主要是基于對該調(diào)試信息文件的調(diào)用和判斷。調(diào)試動作的設(shè)計(jì)首先是“設(shè)置斷點(diǎn)”，接著點(diǎn)擊“開始調(diào)試”，進(jìn)入調(diào)試模式．然后選擇“單步步入(Step Into)”、“單步步過(Step Over)”或“執(zhí)行”至下一斷點(diǎn)處等調(diào)試操作根據(jù)程序運(yùn)行或變量的值判斷調(diào)試。
下面分別闡述設(shè)計(jì)思路。
(1)設(shè)置斷點(diǎn)
如在文件main．c中選擇所需中斷的一代碼行．假設(shè)選擇第33行，點(diǎn)擊菜單“調(diào)試”一>“設(shè)置斷點(diǎn)”，則在調(diào)試文件．dbg文件中找到“FILE main．c"行下的“LINE 33 8096”(如圖2的雙下劃線)， 該LINE后的33(十進(jìn)制)等于當(dāng)前設(shè)置斷點(diǎn)的行號33，然后提取該“LINE”行中的8096(十六進(jìn)制．本語句的首地址)，作為當(dāng)前的斷點(diǎn)地址。則在界面上顯示當(dāng)前所選擇斷點(diǎn)的代碼行呈紅色高亮顯示。否則所選擇的不是代碼行。
圖2 dbg文件結(jié)構(gòu)
(2)開始調(diào)試
設(shè)置斷點(diǎn)后。點(diǎn)擊菜單“調(diào)試" -> “開始調(diào)試”，程序運(yùn)行至斷點(diǎn)地址處．產(chǎn)生斷點(diǎn)中斷．則返回目標(biāo)MCU運(yùn)行的有關(guān)信息至PC機(jī)，在IDE界面中當(dāng)前斷點(diǎn)行呈藍(lán)色高亮顯示，在寄存器跟蹤窗口和變量跟蹤窗口中顯示目標(biāo)MCU中相應(yīng)的值。接著選擇不同的調(diào)試操作繼續(xù)進(jìn)行．如“單步步入”("單步步過"或“執(zhí)行”至下一斷點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路與之類似)。
(3)單步步入
“單步步入”即從當(dāng)前斷點(diǎn)處按程序執(zhí)行的流程一條一條語句的運(yùn)行調(diào)試。設(shè)計(jì)調(diào)試的方法是．從程序“開始調(diào)試”運(yùn)行至斷點(diǎn)起，點(diǎn)擊“單步步入”，程序先計(jì)算下一個斷點(diǎn)地址。從斷點(diǎn)開始．MCU的斷點(diǎn)模塊自動將當(dāng)前斷點(diǎn)地址加1．作為下一個斷點(diǎn)地址．但C語言一條語句編譯后往往不止一條匯編語句，可能幾十條．甚至幾百條．如此計(jì)算．則加1還不是下一條C語句的首地址。這時須將返回的PC寄存器值繼續(xù)加1。直至下一條C語句首地址．即PC寄存器里的值等于下一條C語句對應(yīng)的首地址，這樣一次“單步步人”完成。若需繼續(xù)執(zhí)行，則再點(diǎn)擊“單步步入”命令。
5 實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)
為了配合本IDE，根據(jù)HC08系列MCU電氣特征、功能，設(shè)計(jì)了一個通用的實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)，方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，方便了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和測試。
實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)的實(shí)物結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 HC08嵌入式實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：①M(fèi)C908GP32和支撐電路構(gòu)成核心板(更換MCU只要更換該板即可)。本系統(tǒng)為其提供的支撐電路主要由5v電源、晶振電路和PLL電路構(gòu)成。其中晶振電路采用了一個32．768KHz的晶振為MCU提供振蕩信號，PLL電路是主要由電容和濾波網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的負(fù)反饋環(huán)路，使頻率穩(wěn)定地提高至2．4576MHz。②串行通信(SCI)電路。早期的電平轉(zhuǎn)換集成電路由MC1488、MC1489構(gòu)成．但需另配12V供電，使接線繁瑣。本系統(tǒng)采用目前較多用的MAX232將MCU的TTL電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的RS-232電平，它僅需共用5V供電實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。③外圍接口和元件。為了給用戶提供足夠的接口，充分考慮不同用戶和開發(fā)者的需要．本系統(tǒng)提供2個標(biāo)準(zhǔn)9芯串口、LCD接口、鍵盤接口、8組指示燈和開關(guān)、電位器、蜂鳴器、模擬量接口、繼電器以及各種通信口等，不僅滿足MCU的教學(xué)，也滿足MCU開發(fā)評估及測試的需要。④IC插線和擴(kuò)展槽。本系統(tǒng)還具有一定的可擴(kuò)展性，通過提供的Ic插線和擴(kuò)展槽，用戶可自行擴(kuò)展其它的IC和設(shè)備。
6 結(jié)束語
以上所闡述的Freescale HC08 MCU集成開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)思路．以及技術(shù)要點(diǎn)．對于開發(fā)者，具有一定的啟發(fā)和借鑒作用。本系統(tǒng)的推出．有力地解決了國內(nèi)開發(fā)Freescale HC08嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)主要依賴國外開發(fā)平臺的現(xiàn)狀。經(jīng)過幾年的研制和推廣應(yīng)用．配合Freescale公司的大學(xué)計(jì)劃已經(jīng)獲得較好的應(yīng)用效果。
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