Андрей Олегович Матюшин - Программирование микроконтроллеров: стратегия и тактика

заключения........................................................................347
Литература....................................................................................348
Предметный указатель....................................................................353

ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга не содержит сложных формул и теоретических выкладок. Здесь также нет
кочующих из издания в издание готовых решений. Тем более нет почерпнутых
из оригинальной документации громоздких схем и огромных таблиц с машинными командами процессора: все это при необходимости интересующийся читатель всегда сможет найти сам. Эта книга – руководство «как делать» и «почему именно так», сборник, в который вошли самые разнообразные материалы,
начиная с общих идей и рассуждений и заканчивая конкретными примерами
их реализации.
Цель книги – создать у читателя, уже знакомого с микроконтроллерами,
единое цельное представление о том, какое разнообразие аспектов необходимо учитывать и с каким широким спектром проблем приходится сталкиваться
в практической работе. Несмотря на то что некоторые примеры ориентированы на микроконтроллеры Microchip® PIC18 и PIC24, рассмотренные подходы
и приемы могут оказаться полезными при разработке программного обеспечения
и для других устройств.

БЛАГОДАРНОСТИ
Благодарность моим родителям за помощь и поддержку в моем увлечении радиоэлектроникой и вычислительной техникой.
Благодарность коллективу Центра интеллектуальных медицинских систем
«ИМЕДИС» и его генеральному директору Готовскому Михаилу Юрьевичу,
без поддержки которых эта книга не увидела бы свет.
Благодарность сотрудникам испытательной лаборатории технических средств
по требованиям электромагнитной совместимости (ИЛ ТС ЭМС) ФБУ «РОС­
ТЕСТ–МОСКВА» и ее руководителю Чеботареву Станиславу Николаевичу за
многолетнее плодотворное сотрудничество.

ВВЕДЕНИЕ
Микроконтроллер (microcontroller), как следует из названия, – это всего-навсего маленький (micro) инструмент для управления (control) какими-либо
процессами реального мира. С этой целью в микроконтроллере предусмотрены
периферийные аппаратные средства: порты ввода-вывода, АЦП, ЦАП, счетчикитаймеры, приемопередатчики. Обработка и формирование сигналов, связанных
с этими процессами, осуществляются сердцем микроконтроллера – однокрис­
тальной микропроцессорной системой в соответствии с программным обеспечением, обычно хранящимся в энергонезависимой памяти. Маленьким микроконтроллер делает конструктивное объединение всех перечисленных устройств
на одном кристалле.
Следует понимать, что процессами реального мира управляет не только программное обеспечение, которое всего лишь закодированная последовательность
действий, не отдельно взятый микроконтроллер, для которого как минимум
необходим источник питания, а готовое устройство – система, объединяющая
аппаратные и программные средства. Применение программно-управляемых
компонентов позволяет упростить разработку и поддержку таких систем, поскольку основные затраты переносятся из аппаратной, схемотехнической в программную, алгоритмическую область. По сравнению с аппаратными решениями,
разработка программного обеспечения – «виртуальное конструирование» – имеет неоспоримые преимущества:
•• гибкость алгоритмов цифровой обработки данных;
•• возможность быстрой модификации системы;
•• простота отладки: симуляторы, эмуляторы, внутрисхемные отладчики;
•• повторное использование готовых программ и библиотек;
•• использование стандартной аппаратуры для решения разных задач.
Альтернативным вариантом «виртуального конструирования», обладающим теми
же преимуществами, является разработка с применением программно-конфигурируемых устройств – ПЛИС. Хорошая перспектива у гибридных систем, сочетающих
программно-управляемые и программно-конфигурируемые компоненты.

В принципе, для программного управления можно задействовать мощные
микропроцессорные системы, вычислительные возможности которых позволяют
запускать универсальные операционные системы с широким спектром прикладного программного обеспечения. Однако их применение может оказаться технически невозможным в условиях жестких требований к компактности, надежности, пониженному энергопотреблению, низкой стоимости, наличию встроенных
средств, облегчающих интеграцию с системой и объектом управления. Напротив,
микроконтроллеры предоставляют --">