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ROM
組み込みソフトウェア工学
第９回 プログラムのROM化，LCD・セン
サー用関数の仕様
本日の内容
プログラムのROM化
ROM化について
ROMのフォーマット
ROMの書き込み
LED・SW の使い方
LCD・センサー用関数の仕様
実習
プログラムのＲＯＭ化
エディタ
ソース
ソース
ファイル
ソース
ファイル
ファイル
オブジェクト
ファイル
ライブラリ
コンパイラ
エラー
リスト
リンカ
実行モジュール
（ロードモジュール）
エラー
リスト
ターゲットシステム
ターゲットシス
テムのＲＯＭ
へ書き込む
変換
プログラム
書き込みツール
書込用
ファイル
インテルHex
モトローラS
など
プログラムのＲＯＭ化
• コンパイル
– ソースプログラムをＣＰＵ（ＭＰＵ）の命令に翻訳し
て，機械語（オブジェクトプログラム）を生成する
– コンパイラはプログラムの各部分を属性により，
コード部，データ部，スタック部などに分ける
– コンパイルした時，命令のアドレスは仮のアドレ
スが振られている
• リンカ
– 複数のオブジェクトやライブラリを結合して，実行
モジュールを生成する
– 各モジュールにおける命令のアドレスはリンク作
業によりアドレスの調整が行われ，アドレスの再
配置（リロケーション）が行われる
プログラムのＲＯＭ化
#include <stdio.h>
main()
{
printf("hello, world¥n");
}
CGROUP
DGROUP
GROUP
GROUP
TEXT
DATA,BSS
TEXT
CSEG
0000
0000
DATA
DSEG
0000
0000
BSS
DSEG
0000
0000
0000
TEXT
CSEG
0000
; #include <stdio.h>
Z1のアドレスは
0000
; main()
0000．つまりまだ
0000
0000
main_::
確定してない
0000
; {
0000
;
printf("hello, world¥n");
0000 B80000
MOV
AX,Z1
0003 50
PUSH
AX
0004 E80000
CALL
printf_
0007 83C402
ADD
SP,2
000A
; }
000A C3
RET
000B
printfのアドレスは
000B
0000．つまりまだ
確定してない
000B
0000
0000 68
0001 65
0002 6C
0003 6C
0004 6F
0005 2C
0006 20
0007 77
0008 6F
0009 72
000A 6C
000B 64
000C 0A
000D 00
000E
000E
000E
000E
000E
000E
000E
DATA
Z1:
DSEG
EVEN
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
104 (h)
101 (e)
108 (l)
108 (l)
111 (o)
44 (,)
32 ( )
119 (w)
111 (o)
114 (r)
108 (l)
100 (d)
10 (¥n)
0
EXTRN
printf_
;core used: 1123/35648
END
リンクによりアドレスを再配置（確定）させる
プログラムのＲＯＭ化
main 関数
printf のアドレ
スを呼び出し
00000000 : 4D 5A C1 01 02 00 00 00 20 00 01 00 FF FF 00 00 : MZ...... .......
00000010 : 00 00 65 7D 00 00 00 00 1E 00 00 00 01 00 00 00 : ..e}............
00000020 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 : ................
000001F0
00000200
00000210
00000220
:
:
:
:
00
B8
BA
8B
00
96
20
DA
00
03
00
D1
00
50
EB
E3
00
E8
13
FF
00
F9
8B
97
00
FF
DA
00
00
83
D1
00
00
C4
E3
4A
00
02
83
83
00
C3
BF
FA
00
51
00
00
00
52
00
7D
00
56
00
E7
00
8B
74
BE
00
C8
08
00
:
:
:
:
................
...P顋.ζ..QRV曲
. ...芹.繝....t.
芹......J・.}鄒.
00000380
00000390
000003A0
000003B0
000003C0
:
:
:
:
:
C6
5A
6C
79
00
8D
59
64
00
5E
8B
0A
00
80
E5
00
00
8B
5D
6F
72
0E
C3
75
00
32
68
74
77
00
65
20
00
E8
6C
6F
77
75
6C
66
00
FE
6F
20
77
E8
2C
6D
2B
7D
20
65
62
FE
77
6D
00
5F
6F
6F
77
5E
72
72
62
:
:
:
:
:
.洪...2.鑾.閘._^
ZY句].hello, wor
ld..out of memor
y...r.w.w.w+b.wb
.
アドレスがリンクに
より確定している
このデータをターゲットシステムに書き込む
どうやって書き込むのか？
プログラムのＲＯＭ化
• ＲＯＭ化とは
– 一般的に組み込みシステムを動作させるプログ
ラムはファームウェアと呼ばれる
– ファームウェアは最終的に ROM 書かれる
– ROM にデータを書く（ROM化）には 専用の装置
（ROM ライタ）を用いる
– ROM ライタは指定したＲＯＭのアドレスに指定
データを書き込む作業を行う
– 指定データに指定アドレスを定義しているファイ
ルは特殊な形式となっており，大体２種類に分類
される
• モトローラSフォーマット形式
• インテルHEXフォーマット形式
プログラムのＲＯＭ化
ロードモジュール
code
ロードモジュールを
ＲＯＭに書き込む
data
ROM
ROMに書かれ
たファームウェア
code
命令コード
data
初期値のある変数
stack
実行
RAM
stackには
実体がない
code
copy
高速化のためメモリ
にコピーして実行す
る場合もある
data
実行した段
階で実体が
生成される
data’
初期値のない変数
stack
スタック領域
プログラムのＲＯＭ化
モトローラＳフォーマット
– 複数のレコード形式
– ファイルはプレーンテキスト
– １レコード １行
スペースを入れて区
切りを分かり易くして
いますが，本来はス
ペースはありません
S0
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S2
S8
0E
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
04
0000 73616D706C652020202020 CF
000000 92ED73CEE943A2EFB87E3B89FEB2D26D
000010 965AC3175EF077E199BBE27692E95088
000020 83DD62C6B4CA5308E78180CDF48728E8
000030 B16B70761456AA139CE4D64EEC32695A
000040 BA394E06E75A2BEEEF39E5F384CF66EA
000050 76BB9E91D6D9C7C75B16EEFC0483AFE6
000060 FFA84075CA1AB10A985071E4F6B215DA
000070 AEF35550ECA157649FFA31682202A995
000080 1CD23EFDA5336DC2AA6B2D869257BC22
000090 21BA9D9B9DD5E2523038A77A8ED7DFCF
0000A0 D7605385BFCCE77FEC351FC2A0E7E329
0000B0 97B97F5A339EEEF8D677581B8F2BD9FD
0000C0 FAFA84F6610EA8AA2753518167891257
0000D0 D8980275F42305C0595F4D316F262085
0000E0 4B47DB36D32137A92370CBA93066D214
0000F0 ABFE2FD4298DAE1180998DA574EF3BD1
000000 FB
85
6C
2A
0D
67
87
BC
59
AC
06
B6
0B
57
E8
11
20
データ
レコード形式
バイト数
S1 : ２バイトアドレス
S2 : ３バイトアドレス
S3 : ４バイトアドレス
S8 : 終了レコード
ロードアドレス
書き込み対象とな
る先頭アドレス
チェックサム
バイトカウントおよ
びデータの加算し
た結果の１の補数
プログラムのＲＯＭ化
インテル・ＨＥＸフォーマット
– 複数のレコード形式
– ファイルはプレーンテキスト
– １レコード １行
スペースを入れて区
切りを分かり易くして
いますが，本来はス
ペースはありません
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:10
:00
0000
0010
0020
0030
0040
0050
0060
0070
0080
0090
00A0
00B0
00C0
00D0
00E0
00F0
0000
レコードの開始
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
01
92ED73CEE943A2EFB87E3B89FEB2D26D
965AC3175EF077E199BBE27692E95088
83DD62C6B4CA5308E78180CDF48728E8
B16B70761456AA139CE4D64EEC32695A
BA394E06E75A2BEEEF39E5F384CF66EA
76BB9E91D6D9C7C75B16EEFC0483AFE6
FFA84075CA1AB10A985071E4F6B215DA
AEF35550ECA157649FFA31682202A995
1CD23EFDA5336DC2AA6B2D869257BC22
21BA9D9B9DD5E2523038A77A8ED7DFCF
D7605385BFCCE77FEC351FC2A0E7E329
97B97F5A339EEEF8D677581B8F2BD9FD
FAFA84F6610EA8AA2753518167891257
D8980275F42305C0595F4D316F262085
4B47DB36D32137A92370CBA93066D214
ABFE2FD4298DAE1180998DA574EF3BD1
FF
データ
バイト数 ロードアドレス レコード形式
書き込み対象とな
る先頭アドレス
8A
71
2F
12
6C
8C
C1
5E
B1
0B
BB
10
5C
ED
16
25
00 : データ
01 : 終了
02 : 拡張
03 : エントリアドレス
チェックサム
バイトカウントから
データまでの加算し
た結果の２の補数
プログラムのＲＯＭ化
• ＲＯＭデータの書き込み方法（１）
– ＲＯＭそのものにデータを書き込む
１つのＲＯＭに書き込む
（大体が実験用）
多数のＲＯＭに書き込む
（量産用途向け）
ターゲット
ROMを搭載
ROM
プログラムのＲＯＭ化
• ＲＯＭデータの書き込み方法（２）
– 通信を通じてデータを書き込む
シリアル通信 など
CPU
ROM
周辺
RAM
内部に ROM が搭載されている
このROMにコードと
データを直接書き込む
本日の内容
プログラムのROM化
ROM化について
ROMのフォーマット
ROMの書き込み
LED・SW の使い方
LCD・センサー用関数の仕様
実習
SW と共用の LED
RB0 - 7
RD0 - 5
通常のLED
LED と PORT の関係
PORTB
7
6
5
4
3
2
1
LED #1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
bit 7 ～ 1までが LED
で使われている
なお，SW1～7と共用
1
bit5 ～ 0 が LED で
使われている
0
PORTD
7
LED
6
5
4
3
#8
#9
#10
2
#11 #12
0
#13
LED の点灯
LDE は port D に接続
port D の初期化
/* Set Port D config */
TRISD = 0xC0;
// bit 0-5 OUT, bit6-7 IN
port D に出力
PORTD = <DATA> & 0x3F; // output to bit 0-5
但し port D は bit 0 ～ 5 までの 6bit が LED の出力に対応
しており，bit 6，7は対応していないので注意
SW の使い方
実習用ボードには SW が９個存在する
RC5
Pull-UP 抵抗
RBx
RCx
SW 1～7
SW 8，9
・RB1～7 および RC0～1 を in に設定
・SWx を押すと RxDATA に SW の状況が入る
入力した情報が 1 の時： SW OFF
入力した情報が 0 の時： SW ON
SW の使い方
SW は port B に接続，一部 port C も使用
port B および port C の初期化
/* Set Port B*/
ANSELH = 0x00; // AN Disable (RB5-RB0)
WPUB = 0x00;
// Pull-up disable
INTCON = 0x00; // Intrauppt disable
IOCB = 0x00;
// Intrauppt charge disable
CCP1CON = 0x00;
CM2CON1 = 0x02;
OPTION_REG = 0xFF; // Pull-up disable
TRISB = 0xFF;
// IN
/* Set Port C */
RCSTA = 0x00;
SSPCON = 0x00;
TRISC = 0x03;
PORTC = 0x00;
// Serial disable (RC7-6)
// Serial disable (RC5-4)
// OUT(2-7), IN(0,1)
// Low
port B の初期化
（入力設定）
port C の初期化
（入力および出力設定）
SW の使い方
スイッチの状態の読み込み
port B は bit 1～7
が SW で使われる
<data> = PORTB & 0xFE;
<data> = PORTC & 0x03;
port C は bit 0～1
が SW で使われる
各SWの状態を調べるには
例えば SW4 の状態を調べたい
SW4 は port B の bit 4 である
このbitが 1 のとき，SW は OFF，0 のとき，SW は ON
SW
7
6
5
4
3
2
1
#7
#6
#5
#4
#3
#2
#1
0
よって bit 4 だけが 1 か 0 かを判断すれば良い
if( (PORTB & 0x10) == 0 ) { /* SW4 is ON */
bit 4 以外は 0 に固定し
てしまう
bit 4 が 0 のとき，SWは
ON となる
LED をビット毎に制御するには
例えば 6 つある LED の 3 つ目を光らせたい！
この LED の 3 つ目は port D の bit 2 である
LED ---
---
#8
#9
7
6
5
4
#10 #11 #12 #13
3
2
1
0
よって bit 2 だけを 1 にすればよい
その他の bit はそのまま変更しないようにする
OR 演算子
LED = PORTD | 0x04; // bit 2 is 1, other is condition of Port D
PORTD = LED ;
bit 2 は 1 にして，それ以
LED に対して出力する
外は前のままとする
本日の内容
プログラムのROM化
ROM化について
ROMのフォーマット
ROMの書き込み
LED・SW の使い方
LCD・センサー用関数の仕様
実習
LCD ・センサー 用関数
lcd_disp.c
lcd_disp.h
LCD 表示関数用ヘッダファイル
sensor.c
LCD 表示関数用ファイル
timer，ロータリーエンコーダ関数用ファイル
sensor.h
timer，ロータリーエンコーダ関数用ヘッダファイル
情報工学セミナー 第４回
24
LCD 表示用関数 (lcd_disp)
void init_lcd( void )
void disp_number( int number, int x, int y)
液晶のカーソル位置を指定する
void write_char( char c )
液晶に rs 分の文字データを表示させる
void locate( int x, int y)
液晶の指定場所に数値を１文字表示させる
void write_lcd( int code, int rs )
液晶表示器を初期化する
液晶に１文字表示させる
void write_str( char *s )
液晶に文字列を表示させる
情報工学セミナー 第４回
25
LCD の表示位置
X
0
Y
0
1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
センサー用関数 (sensor)
void sensor_init( void )
各種センサーの状態の初期化
char check_Rotary( void )
ロータリーエンコーダの回転状況を読み取る
return : 回転状態の読み取り
short check_Tempture( void )
0 : not move
1 : 時計方向に１クリック動く
2 : 反時計方向に１クリック動く
温度センサーの状態を読み取る
return : 温度（℃）
void timer0_init( void )
timer0 の初期化
情報工学セミナー 第４回
27
Rotary Encoder の使い方
rot_dir = check_Rotary();
switch( rot_dir ) {
case CW:
<処理>
break;
case CCW:
<処理>
break;
default:
break;
}
Rotary エンコーダの状態の読み取り
rot_dir に状態が入っている
時計回りで１つ動いたときの処理を記述
反時計回りで１つ動いたときの処理を記述
特に動きが無い時は抜ける
timer0 を使った割り込み処理
static void interrupt rtcc_isr( void ) {
T0IF = 0;
/* Timer Interrupt Flag CLS */
<割り込み処理の記述>
}
割り込み処理の記述
void main ( void ) {
タイマー0 を動作させる
:
timer0_init();
/* Timer0 Initilize */
:
timer0 による割り込み処理を許可
/* Timer0 Interrupt */
T0IE = 1; /* Enable Interrupt */
GIE = 1; /* Enable Global Interrupt */
}
全体の割り込みを許可
Timer による割り込みについて
16F887 にはタイマーが全部で３つある
Timer0 , Timer1 , Timer2
割り込み用許可のレジスタ ： INTCON
16F887 仕様書 p.31～p.32 参照
T0IE : Timer0 Overflow Interrupt Flag
TMR1IE : Timer1 Overflow Interrupt Enable bit
TMR2IE : Timer2 to PR2 Match Interrupt Enable bit
TME1IF : Timer1 Overflow Interrupt Flag bit
TME2IF : Timer2 to PR2 Interrupt Flag bit
本日の内容・まとめ
プログラムのROM化
ROM化について
ROMのフォーマット
ROMの書き込み
LED・SW の使い方
LCD・センサー用関数の仕様
実習
実機の貸し出しについて
木曜日のみ講義後もマイコン機器とプログラム書き
込み用ツールを当日限りで使うことを前提に貸し出
します．
講義後に貸し出しを受けたいグループは申し出て下
さい．
グループ番号と貸し出し時間を記載してください．な
お貸し出し時間は１８時までとします．
貸し出しは木曜日当日のみとなります．必ず返却し
て下さい．
もし木村が居ない場合，７１１室の研究生らに返却
をして下さい．