Mnogi mislijo, da je program za mikrokontroler vselej težko napisati in drago zaprogramirati, vendar to ne drži. Potrebujemo ustrezno zastonjsko razvojno okolje. Programator, ki deluje preko USB, lahko izdelamo sami za manj kot 10 €!.
Razvojna okolja so navadno na voljo v več programskih jezikih, med katerimi so najbolj popularni: jezik C, basic in zbirnik (angl. assembler). Za zmogljivejše mikrokontrolerje so na voljo celo objektni programski jeziki, kot je C++. Razne programske knjižnice, oziroma razvojni okviri omogočajo izdelavo vdelane programske opreme (angl. firmware) za težje probleme, kakršen je podpora komunikacije preko USB.
Izbira mikrokontrolerja in programatorja
Preden se česarkoli lotimo, je dobro ugotoviti, katere funkcionalnosti (pretvorbi A/D in D/A, zajem signalov, impulzno-širinska modulacija, krmiljenje koračnih motorjev, ura realnega časa, merjenje frekvence in zajem signalov, nastavljivost vhodov in izhodov, podpora za: USB, UART, SPI,..) potrebujemo in na podlagi tega izbrati ustrezen mikrokontroler in programator. Pri hobi projektih je navadno odločilno, katere čipe podpira programator, ki morebiti ga že imamo. Sicer pa si želimo zastonjsko razvojno okolje in čim cenejši programator.
Razpoložljivost zastonjskega in/ali plačljivega razvojnega okolja je odvisna predvsem od poslovne politike proizvajalca mikrokontrolerjev. Denimo, pri Microchipu za družino mikrokontrolerjev, PIC18Fxxxxx, omogočajo zastonjsko uporabo zbirnika, večine razvojnih okvirov in enostavnejše različice prevajalnika za jezik C, ki je brez optimizacij. Ostale različice prevajalnika za jezik C so plačljive. Kljub temu je dovolj možnosti za razvoj lastnih aplikacij, saj C omogoča tudi vgradno delov programske kode v zbirniku. Hkrati lahko dober programer s preudarno napisanim programom, brez nepotrebnih spremenljivk in sproščanjem odrabljenih tabel, že sam prihrani večino pomnilnika.
Cene programatorjev se gibljejo od 50 € navzogor. Pri nakupu je potrebno paziti, da se odločimo za takega, ki podpira USB. Starejši za vmesnik UART (RS-232) ali celo za tiskalniška vrata (vmesnik centronix), iz starih zalog so najcenejši, vendar se moramo zavedati, da teh priključkov večina novih osebnih računalnikov nima več, hkrati pa tovrstni programatorji pogosto ne podpirajo najnovejših čipov. Res je, da obstajajo razširitveni vmesniki z RS-232 in/ali tiskalniškimi vrati, ki delujejo preko USB, vendar niso poceni, hkrati pa mnogi programatorji preko njih ne delujejo.
Po drugi strani, lahko programator preko USB naredimo tudi sami za manj kot 10 €. Potrebujemo le enega od predprogramiranih mikrokontrolerjev (npr. MCP2200), ki zna preko USB krmiliti splošno-namenske digitalne vhode in izhode. Vendar moramo nato aplikacijo za programiranje narediti sami.
Več o tej možnosti lahko preberete na spletni strani: http://sites.google.com/site/pcusbprojects.
Izbira razvojnega okolja
Razvojna okolja za programiranje mikrokontrolerjev lahko razdelimo v enostavna in modularna. Prva so namenjena predvsem začetnikom, saj jih namestimo v obliki ene same aplikacije, ki vsebuje vsa potrebna programska in simulacijska orodja ter podporo za več različnih programatorjev. Modularna okolja nudijo veliko več možnosti, vendar pa utegne biti njihova namestitev za začetnika težavna. Pogosto so navodila za uporabo napisana za izkušenega strokovnjaka; pri programskih knjižnicah pa so pogosto kar v obliki komentarjev v programski kodi primerov uporabe.
Programski jezik v enostavnih razvojnih okoljih je praviloma basic, v modularnih pa je C ali C++. Ker imamo v mikrokontrolerju na voljo sorazmerno malo pomnilnika, je samodejna optimizacija programske kode vedno dobrodošla. Pri Microchipu navajajo, da lahko na ta način z istim razvojnim okoljem prihranimo tudi do 50 % pomnilnika; oziroma napišemo program, ki reši toliko zahtevnejši problem.
Mikrokontrolerji: Kako začeti?
2013_SE207_44
