Clase 3 uP

Compilador C para PIC CCS C

1

Compilador C para PICCCS PIC COMPILER Un compilador convierte un lenguaje de alto nivel a instrucciones en cdigo mquina. Un cross-compiler es un compilador que funciona en un procesador (normalmente en PC) diferente al procesador objeto. Varios compiladores C tiene como procesador objetos los PICmicro tal es el caso de HiTECH, MicroChip y CCS.

Los programas son editados y compilados a instrucciones mquina en el PC. El cdigo mquina es cargado del PC al sistema PIC mediante el ICD2. El cdigo es ejecutado en el PIC y puede ser depurado (puntos de ruptura, paso a paso, etc) desde el PC. 2

Compilador C para PICCCS PIC COMPILER Los elementos bsicos de un programa en C

Directivas de preprocesado

Indican al compilador cmo debe generar el cdigo mquina.

Programas Bloques de programa. Siempre debe incluirse una llamada main(). Sentencias Instrucciones que definen lo que hace el programa y la secuencia de ejecucin del mismo. Comentarios Imprescindibles cdigo fuente. como documentacin del

3

Compilador C para PICVARIABLESUna variable es un nombre asignado a una o varias posiciones de memoria RAM. En C es necesario declarar todas las variables antes de poder utilizarlas, indicando el nombre asignado y el tipo de datos que en ella se van a almacenar (opcionalmente tambin el valor inicial asignado).

tipo nombre_variable [=valor];

p.e.:int i;

Los tipos de datos aceptados en C estndar son cinco: char (carcter) int (entero) float (coma flotante en 32 bits) double (coma flotante en 64 bits) void (sin valor) Las variables pueden ser locales o globales. Las variables locales slo pueden ser usadas en la funcin en que se declaran, mientras que las variables globales son compartidas por todas las funciones del programa (deben declararse fuera de cualquier funcin y antes de ser utilizadas). 4

Compilador C para PICVARIABLES El compilador de CCS acepta los siguiente tipos de variable.Especificacin char int float double void int1 int8 int16 int32 short long Significado Tamao carcter 8 bits entero 8 bits coma flotante 32 bits float doble precisin no soportado sin valor nulo entero de 1 bit 1 bit entero de 8 bits 8 bits entero de 16 bits 16 bits entero de 32 bits 32 bits entero de 1 bit 1 bit entero de 16 bits 16 bits Rango 0 a 255 (sin signo) 0 a 255 (sin signo) 6 bits de precisin No para PCM ninguno 0a1 0 a 255 (sin signo) 0 a 65535 (sin signo) 0 a (232-1) 0a1 0 a 65535 (sin signo)

Los tipos de variable short y long pueden tener detrs la palabra int sin efecto alguno. 5

Compilador C para PICVARIABLESTodos los tipos de datos son por defecto sin signo (unsigned) salvo los de tipo float. Para almacenar datos con signo, hay que introducir el modificador signed delante del tipo. El efecto que se consigue es el recogido en la siguiente tabla. Especificacin signed char signed int16 signed long Significado carcter con signo entero con signo coma flotante Tamao 8 bits 16 bits 16 bits Rango -128 a 127 -16384 a 16383 -32768 a 32767

Los nmeros enteros negativos se codifican en complemento a 2. Cuando se opera con distintos grupos de datos en una misma expresin, se aplican una serie de reglas para resolver las diferencias. En general se produce una promocin hacia los tipos de datos de mayor longitud presentes en la expresin.

6

Compilador C para PICFUNCIONESLas funciones son los bloques constructivos fundamentales en C. Todas las sentencias deben encontrarse dentro de funciones. Las funciones deben ser definidas antes de ser utilizadas. Formato general de definicin de una funcin:

tipo_dato_return nombre_func (tipo param1 , tipo param2 , ) { cuerpo de la funcin (sentencias); }Las funciones pueden devolver un valor a la sentencia que las llama. El tipo de dato devuelto se indica mediante tipo_dato (char, int16, long). Si no se indica nada, se entiende que devuelve un entero. Si no devuelve nada, debe incluirse una especificacin tipo void. 7

Compilador C para PICFUNCIONESLa manera que tiene una funcin para devolver un valor es mediante la sentencia return. return (expresin); return expresin; La expresin debe proporcionar el mismo tipo de dato que el especificado en la funcin. Si no debe devolver nada, se finaliza con return; Cuando una funcin se encuentra con una sentencia return se vuelve a la rutina de llamada inmediatamente y las sentencias posteriores a return no se ejecutan. Adems de con las sentencia return, las funciones terminan su ejecucin y vuelven al lugar desde donde se les llam cuando alcanzan la llave de cierre de funcin } tras ejecutar la ltima sentencia de la misma.

8

Compilador C para PICFUNCIONESAdems de devolver valores, una funcin tambin puede recibir parmetros (denominados argumentos) segn se indic en su definicin.int suma (int a , int b) { return (a+b); } main() { int c; c = suma (10 , 23); } Parmetros formales

Argumentos de llamada

Los argumentos se pueden pasar a las funciones por valor o por referencia. La llamada por valor copia el argumento de llamada en el parmetro formal de la funcin (No modifica su valor en la funcin de partida). La llamada por referencia usa la direccin de la variable que se pasa a la funcin (se consigue usando punteros o arrays). 9

Compilador C para PICOPERADORESEl lenguaje C define numerosos operadores mediante los cuales se construyen las expresiones (combinacin de operadores y operandos).

De asignacin

Aritmticos

10

Compilador C para PICOPERADORESRelacionales

Lgicos

De bits

11

Compilador C para PICOPERADORESIn/decremento

Desplazamiento bit

Direccin/indireccin

En lenguaje C profesional es muy frecuente usar abreviaturas. As, por ejemplo, es ms habitual ver a += b; que a = a + b;12

Compilador C para PICOPERADORES

13

Compilador C para PICDECLARACIONES

14

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia if Se ejecuta una sentencia o bloque de cdigo si la expresin que acompaa al if tiene un valor distinto a cero (verdadero). Si es cero (falso) contina sin ejecutar la sentencia o bloque de sentencias.if (expresin) sentencia; sentencia 1; sentencia 2; ... }{

Sentencia if-else Se evala una expresin y, si es cierta, se ejecuta el primer bloque de cdigo (o sentencia 1). Si es falsa, se ejecuta el segundo.if (expresin) sentencia 1; else sentencia 2;

(expresin) ? (sentencia 1) : (sentencia 2);

15

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia if-if/elseIf (P1 !=0) c=20; else c=0; If (a>b) { If (a>d) c = 15; else c=0; }

If (a>b) { If (a>d) c = 15; } else c=0;

16

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia switch Substituye a if-else cuando se realiza una seleccin mltiple que compara una expresin con una lista de constantes enteras o caracteres. Cuando se da una coincidencia, el cuerpo de sentencias asociadas a esa constante se ejecuta hasta que aparezca break.switch (expresin) { case constante 1: grupo 1 de sentencias; break; case constante 2: grupo 2 de sentencias; break; ... default: grupo n de sentencias; } break es opcional. Si no aparece se sigue con el case siguiente.

No puede haber constantes iguales en dos case de la misma sentencia switch.default es opcional y el bloque asociado se ejecuta slo si no hay ninguna coincidencia con las constantes especificadas.

17

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia switchSwitch (k) { case 0: x=1; break; case 2: c=6; b=15; break; case 3: x=12; break; default: break; }

18

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia de bucle for Se emplea para repetir una sentencia o bloque de sentencias. for (inicializacin ; condicin ; incremento) { sentencia(s); } En la inicializacin se le asigna un valor inicial a una variable que se emplea para el control de la repeticin del bucle. La condicin se evala antes de ejecutar la sentencia. Si es cierta, se ejecuta el bucle. Si no, se sale del mismo. El incremento establece cmo cambia la variable de control cada vez que se repite el bucle. Es posible anidar bucles for para modificar dos o ms variables de control. 19

Compilador C para PICSentencias de control de programa Sentencia de bucle for

For (i=1;i5);

22

Compilador C para PICComentarios Los comentarios se incluyen en el cdigo fuente para explicar el sentido y la intencin del cdigo al que acompaan. Son ignorados por el compilador y no afectan a la longitud ni rapidez de ejecucin del cdigo final. Un comentario se puede colocan en cualquier lugar del programa y pueden tener la longitud y el nmero de lneas que se quiera. Hay dos formatos posibles para los comentarios. Formato 1. Empiezan por // y finalizan con el final de la lnea. // Esto es un comentario. Formato 2. Empiezan por /* y finalizan por */. No es posible anidar comentarios con este formato. /* Esto tambin es un comentario */ /* Pero esto que /* parece un comentario vlido*/ no lo es */ 23

Compilador C para PICC especfico para los PIC Las principales diferencias entre compiladores residen en las directivas (preprocessor commands) y en las funciones integradas (built-in functions). Al final de esta seccin se incluyen sendas listas con las directivas y las funciones integradas correspondientes al compilador de CCS.

Directivas de preprocesado ms habituales: #ASM #ENDASM #BIT id=x.y #BYTE id=x Las lneas entre estas dos directivas deben ser instrucciones ensamblador que se insertan tal y como aparecen. Se crea una variable tipo bit correspondiente al bit y del byte x en memoria. Se crea una variable y se sita en el byte x en memoria. Si ya exista esa variable, se coloca fsicamente en la posicin especificada. 24

Compilador C para PICC especfico para los PIC#DEFINE id texto #DEVICE chip #FUSES options #INCLUDE #INCLUDE fichero #INLINE El identificador se sustituye por el texto adjunto. Define el micro para el que se escribe el cdigo. Define la palabra de configuracin para la grabacin del microcontrolador. Se incluye el texto del fichero especificado en el directorio o fuera de l. La funcin que sigue a esta directiva se copia en memoria de programa cada vez que se le llame. Puede servir para mejorar la velocidad.

#SEPARATE

La funcin que sigue a esta directiva se implementa de manera separada (no INLINE). De esta manera se ahorra ROM25

Compilador C para PICC especfico para los PIC#ORG start Sita el cdigo a partir de una determinada posicin de la memoria de programa Indica que la funcin que sigue es un programa de tratamiento de la interrupcin xxxx. Indica que la funcin que sigue es un programa genrico de tratamiento de interrupcin. No se incluye cdigo de salvaguarda de registros ni de recuperacin como cuando se usa #INT_xxxx. Establece un orden de prioridad en las interrupciones.

#INT_xxxx #INT_GLOBAL

#PRIORITY ints

#USE DELAY (clock = frecuencia en Hz) Define la frecuencia del oscilador que se va a utilizar, que se emplea para realizar los clculos para funciones integradas de retardo. 26

Compilador C para PICpre-processor commands

27

Compilador C para PICbuilt-in functions

28

Compilador C para PICbuilt-in functions

29

Compilador C para PICPIC C COMPILERINICIO > PIC-C > PIC C COMPILER

Se puede Crear o abrir un fichero (FILE > NEW / OPEN) o crear un proyecto (conjunto de ficheros y opciones de compilacin que se utilizan en un programa). Los proyectos tienen la extensin PJT. Para crear un nuevo proyecto PROJECT > NEW > PIC WIZARD / MANUAL CREATE

30

Compilador C para PICPIC C COMPILERPCB (12bit) PCM (14bit) PCH (PIC18)

COMPILAR (F9) MONTARLO

31

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS Existen dos opciones para configurar y manejar los puertos E/S Definiendo los registros como variables localizadas en RAM. Se definen los puertos y los registros de direccin como variables de C y se colocan en las posiciones reales de estos registros en la memoria RAM de datos. Constituye la manera ms directa de trabajar con los puertos E/S. Usando las funciones integradas especficas del compilador. Se definen la direccin de datos si es necesario y se gestionan las entradas y las salidas mediante funciones relativas al manejo de todo el puerto o de bits particulares del mismo. Cuando se usan las funciones integradas del compilador de CCS, el cdigo que introduce el compilador puede variar en cuanto a tamao y tiempo de ejecucin. Depender de la activacin de ciertas directivas de preprocesado:

#USE FAST_IO - #USE FIXED_IO - #USE STANDARD_IO32

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR RAMOPCIN 1. Definiendo los registros en la RAM. Se definen los registros PORTx y TRISx como bytes y se sitan en la posicin correspondiente de la memoria RAM. La directiva C utilizada es #BYTE: #BYTE variable=constante;

#BYTE TRISA = 0x85 //Variable TRISA en 85h.#BYTE PORTA = 0x05 //Variable PORTA en 05h. #BYTE TRISB = 0x86 //Variable TRISB en 86h. #BYTE PORTB = 0x06 //Variable PORTB en 06h.

Una vez definidas estas variables se pueden configurar y controlar los puertos mediante comandos de asignacin.A partir de este punto, estas variables permiten controlar los puertos y se pueden utilizar en sentencias de asignacin.// 8 terminales de entrada // 8 terminales de salida // 4 pin de mayor peso OUT,4 pin de menor peso IN 33

TRISA = 0xFF; TRISB = 0x00; TRISC = 0x0F;

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR RAM Escritura en los puertos: PORTC = 0x0A; // salida del datos 00001010 por el puerto C Lectura de puertos:

valor = PORTA; // Asigna el dato del puerto A a la variable valor.Manejo de sentencias: TRISD=0x0F; if (PORTD & 0x0F) PORTD |= 0xA0; //comprueba los 4 terminales de

// menor peso del puerto D y si son// 1111 saca por los 4 terminales de // mayor peso el dato 1010.

34

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR RAM El compilador de CCS incorpora una serie de funciones integradas que permite manejar los bits de una variable previamente definida. bit_clear (var,bit); bit_set (var , bit); bit_test (var , bit); swap (var); //Pone a 0 el bit especfico (0 a 7) de la variable. //Pone a 1 el bit especfico (0 a 7) de la variable. //Muestra el bit especfico (0 a 7) de la variable. //Intercambia los 4 bits de mayor peso por los 4 //de menor peso de la variable.

bit_set (PORTC , 4); //saca un 1 por el terminal RC4 if (bit_test(PORTB,0)==1) bit_clear(PORTB,1); //si RB0 es 1 borra RB1 Tambin se puede declarar un bit de un registro con una variable mediante la directiva #BIT y trabajar directamente con la variable.

#BIT nombre = posicin.bit

#BIT RA4 = 0x05.4 ...... RA4 = 0; 35

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR RAMEjemplo: LED CONTROLADO POR BOTONRB0/INT RB1 RB2 RB3/PGM RB4 RB5 RB6/PGC RB7/PGD RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX/CK RC7/RX/DT 21 22 23 24 25 26 27 28 11 12 13 14 15 16 17 18

SW1 D1LED-BLUE SW-SPST-MOM

R1180

COMPILAR (F9)MONTARLO

36

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR DIRECTIVAS OPCIN 2. Usando funciones integradas del compilador. El compilador de CCS incorpora una serie de funciones integradas orientadas a trabajar con los puertos E/S. output_X (valor); input_X(); set_tris_X(valor); port_b_pullups (valor); //Por el puerto correspondiente se saca // el valor (0-255). //Se obtiene el valor en el puerto correspondiente. //Carga el registro TRISx con el valor (0-255). //Mediante valor=TRUE o valor=FALSE habilita o //deshabilita las resistencias de pull-up en PORTB.

37

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR DIRECTIVAS Hay una serie de funciones asociadas a un terminal o pin*. El parmetro pin* se define en un fichero include (por ejemplo, 16F876.h) con un formato del tipo PIN_Xn, donde X es el puerto y n es el nmero de pin. #define PIN_A0 40 #define PIN_A1 41 output_low (pin*); output_high (pin*); output_bit (pin* , valor); output_toggle(pin*); output_float (pin*); input_state(pin*); input(pin*); //Pin a 0. //Pin a 1. //Pin al valor especificado. //Complementa el valor del pin. //Pin de entrada, quedando a tensin flotante //lee el valor del pin sin cambiar su sentido // lee el valor del pin.

38

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR DIRECTIVAS La generacin de cdigo para las funciones output_x( ) e input_x( ) depende de la ltima directiva del tipo #USE *_IO que est activa.

#USE FAST_IO (PUERTO) [PUERTO: A] Cada vez que se emplea una funcin output...() se saca el valor directamente al puerto, y cada vez que se emplea una funcin input...() se lee el puerto, pero no se modifican previamente el registro TRIS correspondiente. El usuario debe asegurarse de que los registros TRIS estn cargados adecuadamente antes de llamar a las funciones. Ej. #USE FAST_IO (B) #USE STANDARD_IO (PUERTO) [PUERTO: A] Cada vez que se emplea una funcin output...() se inserta cdigo previo para forzar a que el bit particular o el puerto completo sean de salida (mediante la carga del TRIS correspondiente). Si se trata de una funcin input...() se carga cdigo para definir bit o puerto completo como de entrada. sta es la opcin activa por defecto. Ej. #USE STANDARD_IO (C) 39

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR DIRECTIVAS#USE FIXED_IO (PUERTO_OUTPUTS=pin* , ...) [PUERTO: A] Se genera cdigo relativo a la direccin de los datos de manera previa cada vez que aparece una funcin integrada del tipo input( ) output( ), pero los pines se configuran de acuerdo con la informacin que acompaa a la directiva (slo se indican los pines de salida) y no dependiendo de que la operacin sea de entrada o de salida como sucede con #USE STANDARD_IO(PUERTO) Ej. USE FIXED_IO (B_OUTPUTS = PIN_B2 , PIN_B3) El efecto de colocar una u otra directiva se puede observar en los ficheros *.lst que se generan como resultado de la compilacin. En general se puede decir que resulta ms cmodo gestionar los pines de E/S de modo STANDARD, pero hacindolo de modo FAST se adquiere ms control de lo que se le est mandando al PIC y se optimiza cdigo.

40

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR DIRECTIVAS

41

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR PUNTEROS La memoria se puede acceder en C usando punteros. Los punteros deben ser del tipo INT. #define portb (int *) 0x06 portb es un puntero INT cuyo valor es la direccin del bus del dispositivo. El puerto es accesible mediante el uso del operado *. int p p = *portb En este ejemplo el valor del dato en el puerto direccionado en la posicin de memoria 0x06 (puerto B) es asignado a la variable p. Antes de que el puerto sea leido es necesario establecer si es de entrada o salida #define trisb (int *) 0x86 *trisb = 0xFF

42

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR PUNTEROS Los pines pueden escritos o leidos mediante operadores lgicos.*portb |= 0b00000100; pone el pin 2 del portB a 1

*portb &= 0b11111011;

pone el pin 2 del portB a 0.

Para lee el valor del pin 7 del portB: If (*portb & 0b10000000) {..

43

Compilador C para PICGESTION DE PUERTOS: POR PUNTEROS

44