Разработка программ

Разработка программного обеспечения для микроконтроллеров AVR мало отличается от разработки любых иных программ, разве что от программиста требуется чуть более глубокие знания электроники – хотя бы на уровне понимания действия логических элементов и триггеров. Разумеется, чем лучше программист владеет электроникой, тем более качественные программы он сможет создать. Тесная связь «софта и железа» по сути требует, чтобы программист был электронщиком или же электронщик был программистом. В настоящее время обе ситуации имеют место.

Существует три более-менее устоявшихся подхода к разработке микроконтроллерных устройств:
- от схемы к программе
- от программы к схеме
- смешанный.

Деление, конечно, условное. В первом случае электронщик разрабатывает схему, представляя микроконтроллер неким «черным ящиком», т.е. устройством, которое «как-то само» выполняет определенные действия, формируя выходные сигналы в зависимости от входных. После того, как схема готова, составляется задание программисту, в котором указывается, на каких выводах контроллер какие сигналы должен получать или формировать. Порой на этом этапе требуется корректировка схемы, т.к. далеко не любой вывод контроллера способен выполнить нужную функцию. По заданию программист пишет программу, после чего следует этап отладки «в железе», т.е. в реальной схеме. После этого этапа часто следуют корректировки как схемы, так и программы. В общем, процесс итеративно повторяется до достижения требуемого результата.

При втором подходе программист получает задание на разработку программы первым. В процессе работы он сам выбирает, какой вывод МК будет выполнять то или иное действие (для чего, несомненно, он должен знать архитектуру выбранного контроллера). Когда, как минимум, сделано «распределение выводов», задание на разработку схемы получает и электронщик. Теперь уже он должен рисовать схему с учетом отсутствия свободы выбора выводов микросхемы-микроконтроллера. После того, как программа и схема готовы, следуют этапы отладки, которые не отличаются от предыдущего варианта.

Наконец, при третьем подходе программист и электронщик – это одно и то же лицо, которое по ходу составления схемы пишет и программу. В этом случае этот специалист, зная все нюансы электроники и программирования, «по ходу пьесы» подстраивает одно под другое, т.е. добивается наиболее оптимального взаимодействия всех частей. Ведь не секрет, что желания программиста и электронщика часто взаимопротивоположны, и поиск компромиссов в первых двух рассмотренных вариантах чреват лишними препираниями, в то время как третий подход все трения исключает.

Так как настоящая книга посвящена программным средствам, дальнейшее изложение будет вестись, как будто имеет место второй вариант, т.е. от программы к схеме – так, не обращая излишнего внимания на схемотехнику, проще разобраться в процессе программирования. При этом неизбежные обращения взгляда на схемотехнику будут происходить в предположении, что читатель обладает необходимыми знаниями и навыками в области электроники, т.е. он – электронщик, желающий стать программистом.