مدخلك الشخصى إلى الميكروكونترولر PIC :Your Personal Introductory Course - الصفحة 2

F.Abdelaziz · 27-04-2014, 12:28 PM

الخطوة التالية : كتابة البرنامج :
بمجرد اكتمال مخطط الانسياب ، يجب عليك تحميل "قالب برنامج الميكروكونترولر PIC" على جهاز الكمبيوتر ( سوف نتناول ذلك قريبا) وكتابة البرنامج الخاص بك به . كل هذا يمكن القيام به ببرنامج نصوص بسيط مثل المفكرة Notepad والذى يأتى مع النوافذ (أو أى حزمة تطوير أخرى مناسبة ) .

F.Abdelaziz · 27-04-2014, 12:30 PM

الخطوة التالية : التجميع (الترجمة) :
عندما تنتهى من كتابة البرنامج ، يكون جاهزا للترجمة . وهذا يعنى تحويل ما كتبته ( والذى يتكون فى الغالب من الكلمات) إلى سلسلة من الأعداد التى يفهمها الكمبيوتر وسوف تكون قادرة على الاستخدام للتحميل على الميكروكونترولر PIC . هذا الشكل الجديد للبرنامج يتكون فقط من الأعداد وهو يسمى الكود السداسى عشر hex code أو الملف السداسى عشر hex file ويكون له الامتداد (.hex) .
فى الأساس ، لغة الميكروكونترولر PIC "المعقدة" التى سوف تتعلمها قريبا هى هنا ببساطة لجعل كتابة البرنامج أكثر سهولة . جميع البرامج الأولية تتكون من أعداد ( بعض الأشخاص يكتب البرامج فعليا باستخدام الأعداد فقط ولكن ذلك بالتأكيد ليس من المستحسن كما أن إصلاح المشاكل يكون مثل الكابوس ) . لذلك فإن المجمع (المترجم) أو الأسمبلر ، وهو قطعة من البرمجيات تقوم بترجمة كلماتك إلى أعداد . إذا فشلت فى التعرف على أحد كلماتك فسوف تسجل خطأ (الخطأ الأكيد) . وقد تسجل تحذير للأخطاء المحتملة ( أشياء بالتأكيد غير عادية ولكن ليس بالضرورة غير صحيحة) . الشىء الآخر الذى قد تعطيه لك هو "رسالة" message ( شىء لايكون خطأ ، ولكن عند الترجمة كان غير مألوف .
لا تقلق إذا كنت مرتبكا نتيجة للغة الأسمبلى ، فكل شىء سوف يكون واضحا كلما تقدمت فى البرمجة الفعلية .
فأنت الأن يجب أن تكون على استعداد لبدء كتابة البرنامج الأول الخاص بك .....

F.Abdelaziz · 27-04-2014, 06:34 PM

سجلات الملف The file registers :
"مفتاح" الميكروكونترولر PIC هو "سجلات الملف" file registers الخاصة به . إذا فهمتها تكون قد قطعت نصف الطريق . تخيل أن الميكروكونترولرPIC كأنه "خزانة ملفات" (مثل الشانون) ، به العديد من الأدراج ، كل درج يحتوى على عدد ذو 8 بت ( بايت) . هذه الأدراج هى سجلات الملف . بالإضافة إلى سجلات الملف هذه يوجد "السجل العامل" working register . هذا السجل يكون مختلف لأنه ليس جزءا من خزانة الملفات . هذا السجل ضرورى لأنه لا يمكن إلا فتح درج واحد فقط (أى سجل ملف واحد فقط) فى نفس الوقت . لذلك ، تخيل نقل عدد من أحد الأدراج إلى درج آخر . أولا ، تقوم بفتح الدرج الأول ، وأخذ العدد خارجه ثم إغلاقه ، والآن ... أين يكون العدد ؟ الإجابة تكون أنه فى "السجل العامل" ، كنوع من الجسر bridge (قنطرة عبور) بين اثنين من سجلات الملف ( فكر فيه على أنه العامل الذى يقف أمام خزانة الملفات لخدمتها) . يتم حفظ العدد مؤقتا فى السجل العامل حتى يتم فتح الدرج الثانى ، حيث يتم وضع العدد بهذا الدرج .

وكما ترى من الشكل أعلاه ، يتم تخصيص (تعيين) رقم معين لكل سجل ملف . يجب عليك استدعاء سجلات الملف بأسمائها الفعلية عند كتابة البرنامج ( لأن ذلك يكون أسهل بكثير فى المتابعة) ، ومن ثم فإن المترجم (الأسمبلر) سوف يترجم هذه الأسماء إلى أرقام مرة أخرى عند إنشاء الملف السداسى عشر .
لا تقلق بشأن أسماء ووظائف سجلات الملف هذه ، فسوف يتم مناقشتها فى وقت لاحق .
ومع ذلك ، يمكن تلخيصها فيما يلى :
• السجلات "00" إلى "06" لها وظائف محددة "أغراض خاصة" .
• والسجلات من "07" إلى "1F" هى سجلات "أغراض عامة" ، والتى يكون لك السيطرة الكاملة
عليها . يمكنك استخدام سجلات ملف الأغراض العامة لتخزين الأرقام ويمكن أن تعطى لها الاسم الذى تريده . وبطبيعة الحال سوف تحتاج إلى إخبار المترجم كيف يترجم الأسماء الخاصة بك إلى أرقام .
على سبيل المثال ، إذا كنت تريد استخدام سجل الملف "0C" لتخزين عدد الساعات التى مرت ، فربما كنت تريد أن تسميها باسم مثل "الساعات" Hours . لكن ، عندما يعمل المترجم خلال البرنامج الخاص بك ، فإنه لن يفهم ما قصدته بكلمة ‘Hours’ إلا إذا كنت قد أعلنته أولا . سوف تعرف كيف وأين تعلن سجلات الملف الخاصة بك قريبا ، عندما ننظر فى قالب البرنامج .
قبل ذلك ، نحتاج لمقدمة موجزة للسجلات "05" و "06" :
المنافذ ports هى الوصلات بين الميكروكونترولر PIC والعالم الخارجى ، فهى مدخلاته inputs ومخرجاته outputs . المنفذ الأول ، Port A ، لديه أربعة بتات فقط ، أى أنه يحتفظ بنبل nibble بدلا من بايت كامل ، وهو السجل الوحيد الذى يفعل ذلك . كل بت bit تقابل طرف دخل / خرج خاص ، لذلك فإن البت bit 0 بالمنفذ Port A تقابل الطرف المسمى RA0 ( الطرف 17 فى PIC16F54 والطرف 6 فى PIC16F57 كما فى الشكل أدناه ) .

ولذلك عندما تكتب عدد 8-bit إلى المنفذ Port A ، يتم تجاهل الأربعة بتات ذات القيمة الأعلى ، وكذلك عندما تقرأ عدد 8-bit من المنفذ Port A ، يتم قراءة الأربعة بتات ذات القيمة الأعلى كأصفار "0" .
على سبيل المثال ، دعنا نقول أن RA0, RA1, RA2 , RA3 تعمل كمداخل inputs ، وهناك مفتاح ضاغط بين كل دخل والجهد (+5 V) . إذا تم الضغط على جميع هذه المفاتيح الضاغطة ، فإن العدد العشرى "15" ( العدد الثنائى "1111") سوف يكون فى المنفذ Port A .
وعلى العكس ، إذا كانت الأطراف تعمل كمخارج وتم توصيلها جميعا إلى ليدات كما فى الشكل أدناه ، فإن تحريك (نقل) العدد "15" إلى المنفذ Port A سوف يؤدى إلى تشغيل الليدات الأربعة .

تمرين :
باعتبار الترتيب الموجود بالشكل إعلاه ، فمن أجل إنشاء أضواء متحركة (جراى) chase مكونة من أربعة ليدات ( كما بالشكل أدناه) ، يجب نقل سلسلة من الأعداد إلى المنفذ Port A واحد تلو الآخر . فما هى هذه الأعداد (مطلوب الإجابة بالثنائى والعشرى والسداسى عشر) ؟
المنفذ Port B ( والمنفذ Port C بالميكروكونترولر PIC16F57 ) هو ببساطة منفذ دخل / خرج آخر ، تماما مثل المنفذ Port A فى جميع النواحى ما عدا أن لديه 8 بتات ( أى يحفظ بايت) . المنفذ Port C بالميكروكونترولر PIC16F57 هو السجل "07" ، لذلك لاحظ أن سجلات الأغراض العامة فى هذا الجهاز تبدأ من "08" فصاعدا .

http://fathallaabdelaziz.forumarabia.com/

F.Abdelaziz · 12:57 AM

قالب البرنامج A program template :
فى هذا الجزء والأجزاء اللاحقة سوف نبدأ فى النظر فى "التعليمات" . قد تجد أنها غير مألوفة ، ولكن لحسن الحظ هناك عدد قليل من القواعد العامة التى يمكن استخدامها لفك شفرة التعليمات المجهولة .
القاعدة الأولى :
أينما تواجه الحرف "f" فى التعليمة ، فهو يشير إلى "سجل ملف" file register .
والحرف "w" دائما تقريبا يعنى "السجل العامل" working register ، والحرف "b" تشير إلى البت bit فى الغالبية العظمى من الحالات . وأخيرا الحرف "l" عادة يشير إلى "الحرفى" literal ، وهو ما يعنى فعليا "العدد" . ولذلك فإن التعليمة التى تحتوى على الحرف "l" تتطلب "عدد" ليتم تحديده بعد ذلك . على سبيل المثال ، التعليمة المستخدمة فى المثال القادم (bsf) "تحدد" set بت فى سجل الملف ( تجعلها بواحد) .
مثال :

كود:

(Label) bsf porta, 0 ; turns on LED

هناك عدد قليل من العناصر الأساسية لكتابة برنامج PIC ، واحدة من هذه القواعد هى " بنية السطر" . المثال السابق يوضح "عينة لسطر برمجة" .
• "الاختيارى" الأول هو التسمية أو العنوان label ، وهو مطلوب إذا كنت تريد أن تقفز إلى هذا المكان فى البرنامج .
• بعد ذلك تأتى "التعليمة الفعلية" : وهى "bsf" ، وتعنى "ماذا أنت فاعل" .
• بعد ذلك يأتى "المفعول به" إى المقصود بالفعل .
• وأخيرا يأتى شرح بكلمات خاصة بك بما قمت بفعله للتو . من المهم أن تلاحظ أنه يمكنك كتابة ما تريد فى برنامج PIC طالما أنه يأتى "بعد فاصلة منقوطة" . وإلا فإن المترجم سيحاول ترجمة ما كتبته ( على سبيل المثال ‘turns on LED’ ) ، وبالطبع سوف يفشل ويعطىك خطأ ERROR . أثناء قيام الأسمبلر بالمسح خلال السطر تلو الآخر ، فسوف يقفز إلى أسفر إلى السطر التالى بمجرج أن يأتى إلى الفاصلة المنقوطة . لا أستطيع أن أؤكد كم هو مهم شرح كل سطر تكتبه . أولا ما كتبته قد يكون له معنى إثناء كتابته ، ولكن عند العودة إلية بعد فترة من الوقت ، سوف يكون من الصعب فهمه .
وثانيا ، فإنه يسمح لشخص آخر أن يقرأ خلال البرنامج الخاص بك بسهولة معقولة . يمكن فى بعض الأحيان أن يكون من الصعب جدا كتابة شرح جيد ، لأنه يجب أن يكون واضح جدا وفى نفس الوقت غير طويل جدا .
مثال :

كود:

bsf porta, 0 ; sets bit 0 of Port A

التعليق أعلاه يعنى القليل جدا ( فمن السهل أن ترى أن البت bit 0 يتم تحديدها) . فمن الأفضل القول "لماذا" كتبت ما كتبته ، والآثار المترتبة على ذلك .

F.Abdelaziz · 28-04-2014, 02:03 AM

الآن دعونا ننظر فى "قالب البرنامج" ، مع الوضع فى الاعتبار أن هذا ما هو إلا مثال بسيط وقد ترغب فى إضافة أو إزالة عناوين من أجل القالب الشخصى الخاص بك . بشكل عام ، مع البرنامج بأكمله ، تكون فكرة جيدة استخدام الفراغات بين الأشياء ، وتقسيم الأقسام ذات الصلة بسطور . أقترح إنشاء ذلك بعلامة التساوى (=) ، وبيطبيعة الحال تحتاج للفاصلة المنقوطة ( فى بداية كل سطر .

كود:

Program template
;************************************
; written by: *
; date: *
; version: *
; file saved as: *
; for PIC… *
; clock frequency: *
;************************************
; PROGRAM FUNCTION: _______________________________________
;______________________________________________________________
list P = 16F5x
include “c:\pic\p16f5x.inc”
;============
; Declarations:
porta equ 05
portb equ 06
(portc equ 07)
org 1FFh
goto Start
org 0
;===========
; Subroutines:
Init clrf porta ; resets input/output ports
clrf portb
(clrf portc)
movlw b’xxxx’ ; sets up which pins are inputs and which
tris porta ; are outputs
movlw b’xxxxxxxx’
tris portb
(movlw b’xxxxxxxx’
tris portc)
retlw 0
;=============
; Program Start:
Start
call Init
Main
(Write your program here)
END

F.Abdelaziz · 29-04-2014, 03:35 AM

الجزء الأول :
"رأس أو مقدمة أو عنوان البرنامج " المحاط بسطرين لرمز النجمة (*) ( بهدف الأناقة ليس إلا ) :

كود:

;************************************
; written by: *
; date: *
; version: *
; file saved as: *
; for PIC… *
; clock frequency: *
;************************************

يحتوى هذا الجزء على بعض العناوين (الرؤوس) التى تسمح لأى قارىء آخر الحصول بسرعة على فكرة البرنامج . أهم ما يوجد به :
• "for PIC…." ، لكى يتم إدراج رقم نموذج الجهاز مثل 16F54 أو 16F57 ، اعتمادا على الميكروكونترولر PIC الذى تستخدمه .
• clock frequency: لبيان تردد المذبذب ( مقاومة / مكثف أو كريستال ) الذى قمت بتوصيله . الميكروكونترولر PIC يحتاج إلى إشارة ثابتة (مستقرة) لتخبره متى يتحرك (ينتقل) إلى التعليمة التالية ( فى الواقع ينفذ تعليمة كل أربع دورات للساعة ) ، لذلك إذا ، على سبيل المثال ، قمت بتوصيل مذبذب
4 MHz ( أى أربعة ملايين إشارة كل ثانية) فإن الميكروكونترولر PIC سوف ينفذ مليون تعليمة فى الثانية الواحدة . فى هذه الحالة يكون تردد الساعة 4 MHz .

F.Abdelaziz · 29-04-2014, 03:39 AM

الجزء الثانى :

كود:

;_______________________ list P = 16F5x include “c:\pic\p16f5x.inc” ;============

والأهم أكثر بكثير من هذه العناوين هى الإجراءات (الأفعال) الأولية الفعلية التى يجب أداؤها .
• السطر list P = 16F5x : وهو غير مكتمل . يتم استبدال 5x برقم الميكروكونترولر PIC الذة تسنخدمه ( على سبيل المثال 54) ، ولذلك سوف تكون عينة السطر هى list P = 16F54 . هذا السطر "يخبر المترجم" (الأسمبلر) بنوع الميكروكونترولر PIC الذى تستخدمه .
• السطر include “c:\pic\p16f5x.inc” : يمكن المترجم لتحميل ما يعرف باسم "ملف البحث أو التفتيش " look-up file . هذا الملف مثل "قاموس الترجمة " للمترجم . سوف يفهم المترجم معظم البنود التى كتبتها ، ولكنه قد يحتاج للبحث ترجمات لبعضها الآخر . جميع سجلات الملف ذات الوظائف الخاصة (00 to 07) يتم إعلانها (تعريفها) فى ملف البحث . عند تثبيت برمجيات PIC سيتم تلقائيا إنشاء ملفات البحث هذه ووضعها فى دليل ( على سبيل المثال
“C:/Program Files/Microchip/MPASM Suite/” ) . أقترح عليك نسخ ملفات البحث ذات الصلة ( بالامتداد .inc) فى مجلد يسمى "PIC" على محرك الأقراص "C" بحيث يكون من الأسهل أن تتذكر المسار الصحيح ، ولكن هذا الأمر متروك لك . وبغض النظر ، يجب أن تكتب مسار صالح لملف البحث .

F.Abdelaziz · 29-04-2014, 03:45 AM

الجزء الثالث :

كود:

;============ ; Declarations: porta equ 05 portb equ 06 (portc equ 07) org 1FFh goto Start org 0 ;===========

بعد ذلك يأتى فراغ من أجلك لعمل الإعلانات (التعريفات)declarations الخاصة بك . هذه الإعلانات ، بمعنى من المعانى ، هى الإضافات الخاصة بك إلى قاموس الترجمة . فإذا كان عليك أن تعلن Hours على أنها سجل الملف 0C ، يجب أن تكتب ما يلى :

كود:

;============ ; Declarations: Hours equ 0Ch

قد تحتاج أيضا إلى إعادة إعلان بعض سجلات الملف لوظائف محددة . وذلك لأن المترجم قد يكون حساس للحروف الصغيرو والكبيرة . على سبيل المثال ، ملف البحث يعلن سجل الملف "05" باعتباره PORTA . وقد يكون من الأفضل كتابته بالشكل porta ( قد تفضل أن تترك كل شىء على ما هو عليه ولكننا بصدد التوضيح) ، لذلك سوف يتم إعادة "05" باعتباره porta جنبا إلى جنب مع باقى الإعلانات الأخرى كما يلى :

كود:

;============ ; Declarations: porta equ 05h Hours equ 0Ch

وهذا يعنى أنه يمكنك كتابة porta أو PORTA وسوف يفهم المترجم كل منهما باعتباره سجل الملف "5" ، من المفضل أيضا إعلان أرقام سجلات الملف بترتيب تصاعدى .
أسفل الإعلانات يوجد ثلاثة سطور :

كود:

org 1FFh goto Start org 0

الغرض من هذه السطور لضمان أن تقوم الشريحة بتشغيل البرنامج بدءا من القسم المسمى (المعنون) labelled بكلمة "البداية" start . لفهم هذا المبدأ يجب أن تفهم أن "كل سطر تعليمة" ( وليس مجرد فراغ أو سطر ببعض التعليقات) يكون "له رقم معين" (أو عنوان address ) يخصص (يعين) له .
مثال رقم 1 :

كود:

start 0043 bsf porta, 0 ; turns on LED ; (This is to prove comments aren’t counted) 0044 goto start ; loops back to start

لاحظ كيف أن السطور التى بها تعليمات فقط هى التى لها عناوين ( البداية تكون مجرد تسمية وليست تعليمة). الآن ، مواقع العناوين تكون منهجية ، العد التصاعدة كلما ذهبت إلى أسفل البرنامج ، إلا إذا ذكرت غير ذلك . يمكنك فعليا تسمية السطر التالى بعنوان معين ، وبالتالى فإنه فى السطر التالى سوف يستمر العد التصاعدى .
بعد ذلك يأتى أمر المترجم "org" ، متبوعا برقم العنوان الذى ترغب فى إعطائه للسطر التالى .
مثال رقم 2 :

كود:

start 0043 bsf porta, 0 ; turns on LED org 3 ; makes the address number of the next ; instruction 3 0003 bsf porta, 1 ; turns on buzzer 0004 goto start ; loops back to start

لاحظ أن الأمر "org" لا يتم إعطاؤه عنوان . وهذا بسبب أنه ليس تعليمة من التعليمات الذى يقوم الميكروكونترولر PIC بتنفيذها ، بل هو ملاحظة من أجل المترجم لتخبر بلصق التعليمة التالية عند (على سبيل المثال) العنوان "0003" فى ذاكرة برنامج الميكروكونترولر PIC . المثال السابق لن يعمل ، لأنه بعد تنفيذ العنوان "0043" ، فإن الشريحة ستحاول تنفيذ العنوان "0044" ، ولكن بغض النظر عن ذلك فإن المثال يوضح مبدأ عمل الأمر "org" .
الميكروكونترولر PIC16F54 له "512" عنوان ( 200h بالسداسى عشر) فى ذاكرة البرنامج الخاصة به ، وبعبارة أخرى أنه يمكن حفظ البرامج التى تصل إلى "512" تعليمة فى الطول .
أول تعليمة يتم تنفيذها عندما يتم تشغيل الميكروكونترولر PIC ( أو عند إعادة التعيين reset) هى المسماه "متجه إعادة التعيين" reset vector ، وتشير للعنوان 1FFh بالنسبة للميكروكونترولر PIC16F54 . ونحن نريد أن يبدأ الميمروكونترولر PIC من عند مكان فى البرنامج والذى قمنا سميناه start ، لذلك حتى نضمن أن التعليمة الموجودة عند العنوان 1FFh تكون goto start . فى القالب ، يتم استخدام "org" لوضع التعليمة goto start عند العنوان 1FFh ، مما يجعلها أول ما يتم تنفيذه . ومع ذلك ، فإن التعليمات اللاحقة يجب أن تبدأ العد من الصفر ، وبالتالى فإن الأمر التالى يكون "org 0 " . كتابة عنوان ذاكرة البرنامج بواسطة التعليمة يوضح كيف تعمل :

كود:

org 1FF 01FF goto start org 0 ;=========== ; Subroutines: 0000 Init clrf porta ; 0001 clrf portb ; etc.

التعليمة الأولى التى يتم تنفيذها (goto start) تجعل الشريحة تذهب (تقفز) إلى الجزء من البرنامج المسمى "start" ، وبالتالى سوف يبدأ الميكروكونترولر PIC فى تشغيل البرنامج من المكان الذى قمت بكتابة start فيه . الأنواع المختلفة من الميكروكونترولر PIC لها متجهات إعادة تعيين مختلفة ، لذلك يجب تغيير قالب البرنامج وفقا لذلك .