Как программировать микропроцессоры

Микропроцессоры — это программируемые устройства, которые могут принимать входные сигналы, выполнять логические операции и выдавать выходные сигналы. Автономные микропроцессоры могут обеспечить высокий уровень управления простыми интегральными схемами, двигателями, исполнительными механизмами и светодиодами. Однажды запрограммированные, они могут многократно выполнять одну и ту же задачу с точностью и аккуратностью, что делает их неотъемлемой частью мехатронного инженерного проектирования.

Шаг 1

Купите микропроцессор, который можно приобрести у многих производителей и который обычно можно найти в Интернете или в магазине электроники. Чтобы снизить затраты, купите микропроцессор, который делает то, что вам нужно, но не больше. Также выберите микропроцессор с внутренним генератором; в противном случае чипу потребуются внешние часы. Если вы планируете вводить или выводить аналоговые сигналы, приобретите микропроцессор с цифро-аналоговым (А/Ц) преобразователем и широтно-импульсной модуляцией. Загрузите техническое описание вашего микропроцессора, так как оно содержит все спецификации и даже пример кода для программирования чипа.

Шаг 2

Напишите программу. Микропроцессоры понимают машинный код, но вы будете использовать язык программирования более высокого уровня, такой как «C» или «Assembly». Напишите программу в интегрированной среде разработки (IDE) для вашего микропроцессора, которая скомпилирует код на язык, понятный машине. Если у вас мало опыта работы с языком программирования на ассемблере, в техническом описании вашего микроконтроллера должны быть ключевые слова и набор инструкций, а на веб-сайте производителя должны быть примеры кодов.

Шаг 3

Протестируйте программу с помощью пакета моделирования IDE. После того, как вы встроили программу в свой микропроцессор, вам будет крайне сложно ее отлаживать и находить ошибки. Поэтому в большинстве пакетов IDE есть возможность имитировать код на экране вашего компьютера. Симулятор IDE допускает построчное выполнение, а также визуальное представление переменных, определенных кодом. Отладка кода с помощью программного обеспечения для моделирования играет неотъемлемую роль во избежание разочарований в будущем, если ваша программа ведет себя не так, как ожидалось.

Шаг 4

Приобретите и подключите универсальный автономный программатор к своему компьютеру. Это устройство подключается к вашему последовательному порту и имеет разъем, который подходит для микропроцессоров с 60-контактным разъемом. Универсальный программатор требует, чтобы вы удалили микропроцессор из вашей схемы; используйте разъем для соединения микропроцессора с остальной частью схемы. Разъемы с нулевым усилием вставки (ZIF) позволяют очень легко извлекать микропроцессоры, не повреждая контакты чипа.

Шаг 5

Вставьте свою программу в свой микропроцессор. В программном обеспечении IDE выберите свой программатор из раскрывающегося меню. Перед добавлением своей программы сотрите предыдущую программу с чипа. Некоторые старые микропроцессоры со стеклянным окном в верхней части имеют память, стираемую УФ-излучением. Чтобы стереть эти устройства, поместите чип под УФ-лампу на 20 минут. Флэш-память стирается программно. В зависимости от размера вашей программы, передача вашей программы в микропроцессор может занять от нескольких секунд до нескольких минут.

Совет

Разъемы с нулевым усилием вставки (ZIF) облегчают удаление и замену микропроцессора в схеме без повреждения контактов.

Предупреждение

Избегайте разочарований, используя симулятор среды IDE для отладки своей программы.