Gestione di una UART SOFTWARE.

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1 Corso di BASCOM (Capitolo 3 1 ) Corso Teorico/Pratico di programmazione in BASCOM Autore: DAMINO Salvatore. Gestione di una UART SOFTWARE. Capita, a volte in alcune applicazioni, di avere bisogno di più linee seriali di quanto il microcontrollore scelto non ne abbia a disponibili. Cosa fare per risolvere, in modo semplice ed efficiente, il problema? I più esperti penseranno semplicemente di scrivere una procedura, a basso livello, per implementare una opportuna linea di comunicazione Software. La soluzione è perfetta ma, se non si ha la padronanza dell'assembler, è possibile utilizzare una interessante caratteristica del BASCOM che consente di creare delle linee di comunicazioni seriali con delle apposite Istruzioni di questo potente Compilatore. Driver RS232 della Maxim tipo MAX

2 Le istruzioni che il BASCOM mette a disposizione, per gestire una comunicazione seriale, sono del tipo Sospensivo. Questo significa che una volta lanciata l'istruzione che esegue la ricezione dalla linea seriale questa rimane in attesa finche non arriva un carattere. Questo modo di operare, che viene proposto nell'esempio.053, può andare bene per realizzare un piccolo esempio esplicativo ma, di certo, non in un utilizzo reale. Infatti se adoperassi questo sistema per realizzare un colloquo operatore l'utente, durante l'uso, si troverebbe con il programma bloccato dall'attesa di ogni carattere da ricevere. Per superare agevolmente questa grave limitazione è necessario fare ricorso alle possibilità offerte dall' INTERRUPT. Interfaccia MSI 01 nella versione Multi Standard con driver RS 232. Usando come linea di ricezione un segnale in grado di generare Interrupt ed apposite procedure di gestione è possibile ottenere un funzionamento estremamente fluido della comunicazione seriale. L'unica reale limitazione, che può essere imputata alla realizzazione di questa UART Software, è il massimo Baud Rate utilizzabile che, comunque, risulta estremamente accettabile e l'impossibilità di ricevere e trasmettere caratteri contemporaneamente. 180

3 Esempio.053. Generazione e Gestione, in BASCOM 8051, di una UART Software con Driver Seriali in RS 232. Gestione Sospensiva della Comunicazione. Definizioni aggiunte: Dichiarazioni aggiunte: Istruzioni aggiunte: OPEN ; PUT ; GET ; CLOSE. Operatori aggiunti: Nessuno Programma di Esempio.053 del corso BASCOM Programma di gestione di una linea Seriale Asincrona aggiuntiva. Il Mini Modulo GMM 5115 dispone di una sola linea seriale Hardware (hw), collegata alla periferica UART, e questo programma ne aggiunge una seconda di natura Software (sw), collegata a due linee di I/O. La gestione della seriale sw è effettuata tramite le istruzioni ad alto livello del BASCOM che sono Sospensive, ovvero interrompono l'esecuzione del programma durante la trasmissione e la ricezione di caratteri. Paragonando una seriale sw con una hw emergono numerose differenze. La prima differenza che emerge è legata alla massima velocità di comunicazione (Baud Rate) a cui si riesce ad operare. La seconda è il carico di lavoro del Microcontrollore che per una seriale sw è notevolmente superiore. Una terza differenza è l'impossibilità per il Microcontrollore di Ricevere e Trasmettere contemporaneamente sulla linea seriale. Il programma prevede le seguenti operazioni sulla seriale sw: - Comunica con un protocollo fisico di Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità. - Riceve caratteri in modo Sospensivo e li visualizza su console. - Trasmette i caratteri premuti sulla console. 181

4 Dal punto di vista elettrico la seriale sw del Mini Modulo è a livello TTL e normalmente deve essere Bufferata per comunicare, ad una certa distanza, con altri dispositivi seriali esterni. Interfaccia Seriale Software in RS 232. Lo schema rappresentato in figura illustra una tipica interfaccia in RS realizzata con un classico MAX202. Questo tipo di interfaccia consente di comunicare fino a 33 m (100 Feet o Piedi). E' possibile prototipare rapidamente questa interfaccia realizzandola comodamente su una basetta Millefori. Per chi non vuole impegnarsi nella realizzazione rendiamo noto che può adoperare una comoda scheda di interfacciamenti già disponibile e chiamata MSI 0 1. Essa è disponibile con vari tipi di interfacce e trasforma una linea seriale TTL in RS 2 3 2, RS 4 2 2, RS o Current Loop. L'utente è in grado di comunicare con la seriale sw tramite la console dotata di monitor e tastiera, collegata alla seriale hw, con un protocollo fisico costante a Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità. Questa console può coincidere con un sistema in grado di gestire una comunicazione seriale in RS

5 Al fine di semplificarne l'uso si può usare un PC dotato di una linea COMx, che esegue un programma di emulazione terminale come HYPERTERMINAL o l'omonima modalità offerta dal BASCOM 8051 (vedere Configurazioni IDE). Il programma funziona solo se la GMM 5115 è montata sullo zoccolo Z2 della GMM TST3!! Schedina di Interfaccia MSI 01 nella versione RS

6 Esempio.054. Generazione e Gestione, in BASCOM 8051, di una UART Software con Driver Seriali in RS 232. Gestione Non Sospensiva della Comunicazione. Definizioni aggiunte: Dichiarazioni aggiunte: Istruzioni aggiunte: ON INT1 ; ENABLE INT1. Operatori aggiunti: Nessuno Programma di Esempio.054 del corso BASCOM Programma di gestione di una linea Seriale Asincrona aggiuntiva, in Interrupt. Il Mini Modulo GMM 5115 dispone di una sola linea seriale hw, collegata alla periferica UART, e questo programma ne aggiunge una seconda sw, collegata a due linee di I/O. La gestione della seriale sw è effettuata tramite le istruzioni ad alto livello del BASCOM, associate ad un Interrupt, in modo da non risultare Sospensive, ovvero non interrompono l'esecuzione del programma durante la Trasmissione e la Ricezione di caratteri. Paragonando una seriale sw con una hw emergono numerose differenze. La prima differenza che emerge è legata alla massima velocità di comunicazione (Baud Rate) a cui si riesce ad operare. La seconda è il carico di lavoro del Microcontrollore che per una seriale sw è notevolmente superiore. Una terza differenza è l'impossibilità per il Microcontrollore di Ricevere e Trasmettere contemporaneamente sulla linea seriale. Il programma prevede le seguenti operazioni sulla seriale sw: - Comunica con un protocollo fisico di Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità. - Ogni carattere ricevuto viene riconosciuto da un Interrupt, ricevuto e salvato in un Buffer di ricezione Circolare. - I caratteri ricevuti in modo Non Sospensivo vengono visualizzati su console. - Trasmette i caratteri premuti sulla console. 184

7 Dal punto di vista elettrico la seriale sw del Mini Modulo è a livello TTL e normalmente deve essere Bufferata per comunicare, ad una certa distanza, con altri dispositivi seriali esterni. Interfaccia Seriale Software in RS 232. Lo schema rappresentato in figura illustra una tipica interfaccia in RS realizzato con un classico MAX202. Questo tipo di interfaccia consente di comunicare fino a 33 m (100 Feet o Piedi). E' possibile prototipare rapidamente questa interfaccia realizzandola comodamente su una basetta Millefori. L'utente è in grado di comunicare con la seriale sw tramite la console dotata di monitor e tastiera, collegata alla seriale hw, con un protocollo fisico costante a Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità. Questa console può coincidere con un sistema in grado di gestire una comunicazione seriale in RS Al fine di semplificarne l'uso si può usare un PC dotato di una linea COMx, che esegue un programma di emulazione terminale come HYPERTERMINAL o l'omonima modalità offerta dal BASCOM 8051 (vedere Configurazioni IDE). Il programma funziona solo se la GMM 5115 è montata sullo zoccolo Z2 della GMM TST3!! 185

8 Esempio.055. Gestione, in BASCOM 8051, di una UART Software con Driver Seriali in RS 232. Collegamento Completo di un Display QTP 03. Definizioni aggiunte: $SERIALINPUT ; $SERIALOUTPUT Dichiarazioni aggiunte: Istruzioni aggiunte: Operatori aggiunti: Nessuno Programma di Esempio.055 del corso BASCOM Programma di gestione di un Pannello Operatore QTP 0 3 tramite Linea Seriale Asincrona aggiuntiva, in Interrupt. Quick Terminal Panel tipo QTP 03 in RS

9 Il programma comunica con la QTP 0 3 con un protocollo fisico di Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità impostato sulla Linea Seriale sw. Al fine di semplificare il programma, la seriale sw è gestita tramite le Istruzioni ad Alto Livello del BASCOM dedicate alla Console; quest'ultime vengono Ridirezionate sulla seriale sw al posto della seriale hw, tramite un apposito selettore definito nel Sorgente. Dal punto di vista elettrico la linea seriale della QTP 0 3 può essere utilizzata sia in RS che a livello TTL e può quindi essere collegata al Mini Modulo sia con un driver, come ad esempio l'interfaccia MSI 0 1, che direttamente. Le funzionalità del programma riguardano solo un piccolo sottoinsieme di quelle offerte dalla QTP 0 3. Esse sono selezionabili, da operatore tramite un apposito menù, direttamente sulla console dotata di monitor e tastiera collegata alla seriale hw. Il protocollo fisico di comunicazione da adoperare è fissato stabilmente a Baud, 8 Bit x chr, 1 Stop bit, Parità. Questa Console può coincidere con un sistema in grado di gestire una comunicazione seriale in RS Al fine di semplificarne l'uso si può usare un PC dotato di una linea COMx, che esegue un programma di Emulazione Terminale come HYPERTERMINAL o l'omonima modalità offerta dal BASCOM 8051 (vedere Configurazioni IDE). Il programma funziona solo se la GMM 5115 è montata sullo zoccolo Z2 della GMM TST3!! 187