[F.Abdelaziz]

المدخل المختصر للبرمجة بلغة السى Introduction to C Programming Language
من المفترض معرفة :
· نبذة تاريخية عن الميكروكونترولر .
· دراسة خصائص وبناء أجهزة hardware الميكروكونترولر المستهدف (على سبيل المثال PIC18F452 ) .
· معرفة طريقة تحرير وترجمة البرنامج بالمترجم mikroC compiler .

الآن حان وقت تعلم برمجة الميكروكونترولر PIC بلغة السى .
سوف نسعى لمعالجة محتوى وبنية اللغة إستنادا إلى أمثلة لبرامج , لأن هذه الطريقة سوف تكون أكثر وضوحا لفهم اللغة .
تتبع البرنامج التالى :

 
// البرنامج الأول 
/* برنامج وميض ليد كل واحد ثانية 
هذا البرنامج يهدف إلى إضاءة وإطفاء ليد متصل بطرف لمنفذ الميكروكونترولر
إعداد :
Eng.F.Abdelaziz
http://www.eeecb.com/vb/index.php
Online Course: PIC Microcontrollers - Programming in C */ 
void main ()
{
 TRISB = 0; // إعداد أطراف المنفذ كمخارج بوضع أصفار فى سجل التحكم
 PORTB = 0;  // كتابة أو إرسال أصفار إلى أطراف المنفذ لإطفاء الليدات كحالة إبتدائية 
while (1)
{
 PORTB.F0 = 1;   // تحديد الطرف بالحالة المرتفعة لإضاءة الليد 
 Delay_ms (1000);   // تأخير أو انتظار لمدة واحد ثانية 
 PORTB.F0 = 0;   //تحديد الطرف بالحالة المنخفضة لإطفاء الليد 
 Delay_ms (1000);   // تكرار التأخير 
}
}

النظر فى كل سطر من البرنامج :
السطر الأول :

// البرنامج الأول

هذا السطر يسمى "تعليق" comment . التعليقات مهمة لتوثيق البرنامج . يمكننا إضافة التعليقات إلى البرنامج بطريقتين :
· التعليقات "البسيطة" (سطر واحد) : عندما نرغب فى التعليق فى مجرد سطر واحد من البرنامج . نبدأ التعليق بالحروف "//".
· التعليقات "المركبة" أو المتعددة , يمكننا كتابة تعليقات فى أكثر من سطر من البرنامج باستخدام الحروف "/*" كبداية للتعليق و الحروف "*/" كنهاية له .

السطر التالى :

void main ()

العبارة main () تحدد اسم دالة . الدالة main () فى لغة السى , هى دائما أو ما يتم تنفيذه ويجب أن تكوم وحيدة (فريدة) unique فى البرنامج . ينتهى البرنامج عندما يتم انتهاء تنفيذ الدالة main () .
الدالة فى لغة السى ليست أكثر من مجرد مجموعة من التعليمات التى يمكن تنفيذها من أى نقطة فى البرنامج . نستخد إشارة لبدء الدالة "{" (قوس الفتح) وإشارة لإنهاء الدالة "}" (قوس الغلق) لكى تكتمل الدالة .جميع التعليمات يجب أن تكون بين القوسين ويتم تنفيذها حسب الترتيب الذى نكتبها به . فى هذا البرنامج البسيط لا تستقبل الدالة أى بارامترات ولا تعود بأى بارامتر . وهذا هو ما تم التصريح به من خلال الكلمة void(فارغ) فى مقدمة البرنامج (سوف يتم تناول الدوال بالتفصيل لاحقا) .

[F.Abdelaziz]

السطر التالى :

TRISB = 0; // إعداد أطراف المنفذ كمخارج بوضع أصفار فى سجل التحكم
PORTB = 0; // كتابة أو إرسال أصفار إلى أطراف المنفذ لإطفاء الليدات كحالة إبتدائية

كما نعرف , الأمر TRISB يعرف اتجاه قيادة المنفذ PORTB للميكروكونترولر . فى هذا المثال
TRISB = 0 , يؤدى ذلك إلى إعداد جميع أطراف من المنفذ PORTB كمخارج .
الأمر PORTB = 0 يؤدى إلى جعل حالة الأطراف RB0 إلى RB7 فى الحالة المنطقية المخفضة (low=0).
التعليمات يجب أن تنتهى دائما بالفاصلة المنقوطة ";" . الفاصلة المنقوطة هى جزء من التعليمة وليست تبويب منفرد لذلك يجب ألا ننسى إضافة الفاصلة المنقوطة بعد نهاية كل تعليمة .

السطر التالى :

while (1)

هذا أمر تحكم يستخدم فى تكرار مجموعة (بلوك) معينة من التعليمات . . يتم تنفيذ عبارات تلك المجموعة (البلوك) طالما أن الشرط صواب true أى غير صفرى . فى هذا المثال القيمة المستخدمة فى حلقة whileتضمن أن الشرط صواب دائما (سوف نتناول ذلك بالتفصيل لاحقا) .
الأوامر التالية تنتمى إلى مجموعة (بلوك) عبارة while:

 
{
 PORTB.F0 = 1;   // تحديد الطرف بالحالة المرتفعة لإضاءة الليد 
 Delay_ms (1000);   // تأخير أو انتظار لمدة واحد ثانية 
 PORTB.F0 = 0;   //تحديد الطرف بالحالة المنخفضة لإطفاء الليد 
 Delay_ms (1000);   // تكرار التأخير 
}

ونظرا لعدم وجود أمر يوقف حلقة while , يتم تنفيذ مجموعة الأوامر إلى أجل غير مسمى حتى يتم إيقاف العملية shut down أو إعادتها restarted .
العملية PORTB.F0 = 1 تؤدى إلى جعل الطرف RB0 للمنفذ PORTB فى الحالة المنطقية المرتفعة (high=1) . للإشارة لطرف بمنافذ الميكروكونترولر PORTA, PORTB, PORTC, PORTD, PORTE يجب أن نكتب اسم المنفذ ثم نقطة ثم الحرف f ثم رقم الطرف المطلوب .
مثال :
PORTB.F0 = 0 يشير للطرف RB0 بالمنفذ PORTB .
PORTD.F5 = 1 يشير للطرف RD5بالمنفذ PORTD .
PORTE.F1 = 1 يشير للطرف RE1 بالمنفذ PORTE .

سطر البرنامج delay_ms (1000) هو دالة داخلية للمترجم mikroC تستخدم فى توليد تأخير زمن بالملى ثانية . فى هذا المثال , يؤدى هذا الأمر إلى التأخير بقيمة 1000 ملى ثانية أو 1 ثانية .
العملية PORTB.F0 = 0 لوضع الطرف RB0 بالمنفذ PORTB فى الحالة المنخفضة low=0 . وبالتالى عند برمجة الميكروكونترولر PIC بعينة هذا البرنامج فإن الطرف RB0 سوف يتحول بين الحالة المنطقية المنخفضة والحالة المنطقية المرتفعة كل 1ثانية .

[F.Abdelaziz]

البرنامج الثانى :
لنتناول برنامج آخر .

 
// البرنامج االثانى 
/* برنامج وميض ليد كل واحد ثانية 
هذا البرنامج يهدف إلى إضاءة وإطفاء ليد متصل بطرف لمنفذ الميكروكونترولر
إعداد :
Eng.F.Abdelaziz
http://www.eeecb.com/vb/index.php
Online Course: PIC Microcontrollers - Programming in C */ 
void main ()
     {
     TRISB = 0;   // إعداد أطراف المنفذ كمخارج بوضع أصفار فى سجل التحكم
     PORTB = 0;   // كتابة أو إرسال أصفار إلى أطراف المنفذ لإطفاء الليدات كحالة إبتدائية 
     TRISD = 0;   // إعداد أطراف المنفذ كمخارج بوضع أصفار فى سجل التحكم
     PORTD = 0;   //كتابة أو إرسال أصفار إلى أطراف المنفذ لإطفاء الليدات كحالة إبتدائية 
 while (1)
      {
      PORTB = 255;  // جميع أطراف المنفذ فى الحالة المرتفعة 
      PORTD = 255;  // جميع أطراف المنفذ فى الحالة المرتفعة 
      Delay_ms (100);  // الانتظار 100 ملى ثانية 
      PORTB = 0;  //جميع أطراف المنفذ فى الحالة المنخفضة 
      PORTD = 0; // جميع أطراف المنفذ فى الحالة المنخفضة 
      Delay_ms (100);  // الانتظار 100 ملى ثانية
      }
    }

الغرض من البرنامج وميض ليدات متصلة بأطراف المنفذ PORTB والمنفذ PORTD للميكروكونترولر بصفى مستمرة على فترات 100 ملى ثانية . خصائص هذا البرنامج تماثل البرنامج الأول فيما عدا أن التعامل هنا يتم مع المنفذ بالكامل كوحدة واحدة

PORTB = 255; // جميع أطراف المنفذ فى الحالة المرتفعة
PORTD = 255; // جميع أطراف المنفذ فى الحالة المرتفعة

أشكال وطريقة التمثيل الأعداد

[F.Abdelaziz]

أشكال وطريقة التمثيل الأعداد
المترجم الميكروسى يمكنه التعامل مع البيانات من النوع : العشرى و الثنائى و السداسى عشرى والثمانى . يمكننا تمثيل القيمة العددية بعدة طرق . للتوضيح , نفترض أننا نريد تحميل القيمة 187 بالسجل PORTB باستخدام الميكروسى :
· التمثيل العشرى Decimal:
لتمثيل عدد عشرى فقط ضع قيمته بدون أى اختصار كما فى السطر التالى :

PORTB = 187;//التمثيل العشرى

ملحوظة هامة :
يجب ألا يبدأ العدد العشرى بالصفر على الأطلاق , لأن الميكروسى سوف يفسره على أنه عدد ثمانى .
مثال :
PORTB = 25 تمثل 25 عشرى .
PORTB = 025 تمثل ثمانى .

· التمثيل السداسى عشرى Hexadecimal :
لتمثيل العدد السداسى عشرى يجب أن يبدأ "بالبادئةprefix" 0x (أو 0X ) قبل العدد السداسى عشرى ( من 0 إلى F) .
مثال :

PORTB = 0Xbb; // تمثيل سداسى عشرى للعدد العشرى 187
Or
PORTB = 0XBB; // تمثيل سداسى عشرى للعدد العشرى 187

· التمثيل الثنائى Binary :
لتمثيل العدد الثنائى يجب أن يبدأ "بالبادئةprefix" 0b (أو 0B ) قبل العدد الثنائى .
مثال :

PORTB; = 0b10111011; // التمثيل الثنائى للعدد العشرى 187
Or
PORTB; = 0B10111011; // التمثيل الثنائى للعدد العشرى 187

التمثيل الثنائى لهذا العدد كما يلى :

ملحوظة : الخانة ذات الأهمية القصوى MSB هى أقصى خانة جهة اليسار . أى خطأ فى تمثيل العدد الثنائى يسبب عدم عمل البرنامج بالطريقة الصحيحة .

· التمثيل الثمانى Octal :
النظام الثمانى ليس واسع النطاق اليوم . على الرغم من ذلك فأن الميكروسى يدعم تمثيل هذا النوع من الأعداد , يجب علينا استخدامها فقط عند الحاجة .
لتمثيل العدد الثمانى يجب أن يبدأ "بالبادئةprefix"0 (zero) قبل العدد الثمانى .
مثال :

PORTD = 0273; // التمثيل الثمانى للعدد العشرى 187

تحذير :
ينبغى عدم الخلط مع الأعداد الثمانية . الأعداد الثمانية يسبقها بادئة هو الصفر مثل 0140 هو عدد ثمانى . الأعداد العشرية لا يسبقها بادئة مثل 140 هو عدد عشرى .

[F.Abdelaziz]

مثال 1 :
نريد إرسال الحالات التالية لأطراف المنفذ PORTB :

RB0 = 0
RB1 = 1
BR2 = 1
RB3 = 0
RB4 = 0
RB5 = 1
RB6 = 0
RB7 = 0

ما هى القيمة العددية التى نضعها فى التعليمة لتمثيل حالات أطراف المنفذ PORTB .

الحل :

التمثيل العشرى :

PORTB=38;

التمثيل الثنائى :

PORTB = 0b00100110;

التمثيل السداسى عشرى :

PORTB = 0x26;

النظام الثمانى :

PORTB = 046;

الحساسية لنوع الحرف فى الميكروسى :

[F.Abdelaziz]

الحساسية لنوع الحرف فى الميكروسى :
فى الميكروسى (على خلاف لغة السى القياسية) يمكننا استخدام الحروف الصغيرة (السفلية) lowercase والكبيرة (العلوية) فى البرنامج uppercase أى لا توجد حساسية لنوع الحرف .
التعامل مع بتات السجل فى الميكروسى :Handling bit registers in mikroC
يمكننا التعامل مع بتات سجلات الميكروكونترولر PIC بطرق مختلفة كما يلى :

PORTA.F5 = 0; // refers to the PIC pin RA5.
PORTD.F7 = 1; // refers to the PIC pin RD7.
TRISB.RB0 = 1; // makes reference to the bit 0 of register TRISB
T0CON.PSA = 0; // refers to bit 3

ويمكن الوصول إلى البت بالطريقة التالية :

RB0 = 0; // refers to pin 0 of PORTB
RA2 = 1;// refers to the pin of PORTA

ملحوظة ليست كل السجلات تسمح بالوصول المباشر لبتاتها .

[F.Abdelaziz]

هياكل التحكم وحلقات التكرار Control structures and loops repeat

أبنية (هياكل) التحكم Control Structures
تستخدم هياكل التحكم فى البرامج فى الأماكن التى تحتاج ألية للعمليات المتكررة أو صنع(اتخاذ) قرار .

الأمر IF
هو بناء " اتخاذ قرار" decision استنادا على النتيجة المنطقية لاختبار . الشكل العام له كما يلى :

if (condition) statement;
or
if (condition) {commands} blocks;

فى لغة السى , أى عدد خلاف الصفر يعتبر "حقيقى" أو صواب true . هذا يعنى أن الشرط فى لغة السى يعتبر "غير حقيقى " أو خطأ false فقط عندما تكون نتيجة تطبيق العوامل بصفر (0). أى قيمة أخرى , حتى لو كانت سالبة تعتبر "حقيقى" true أو غير صفرية .
فى أمر IF , إذا كان الشرط حقيقى (غير صفرى) true (nonzero)فسوف يتم تنفيذ الأمر أو بلوكات الأوامر , وأن لم يكن , إى عندما يكون الشرط صفرى false (0 zero) فسوف يتم تجاهل الأمر .

مثال :

void main ()
{
char a = 10;
char b = 0;
if (a) b --;
}

يتم تعيين المتغير "a" بالقيمة 10 , والتى تختلف عن الصفر إى a=true . بالتالى إذا تم تنفيذ الأمر

if (a) b --;

فسوف يتم تنفيذ تناقص المتغير b .

[F.Abdelaziz]

يمكنك أيضا تشغيل أمر آخر أو بلوك من الأوامر إذا كان تقييم الشرط بصفر false باستخدام الأمر if – else. الشكل العام كما يلى :

if (expression)
command 1
else
Command 2

مثال :

if (x> 5)
z = 10;
else
z = 20;

سطر الأمر if (x> 5) له مهمة اختبار "هل x أكبر من 5صواب ؟ " if x> 5 is true , إذا كان الجواب (النتيجة) صواب true عندئذ يتم تنفيذ السطر z = 10 . وإذا كان الجواب (النتيجة) غير صواب false ,أى "x" أقل من 5 ,عندئذ يتم تنفيذ السطر z = 20 .