Benutzerhandbuch

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Dipl. Ing. Toralf Riedel
Dipl. Ing. Päd. Alexander Huwaldt
Benutzerhandbuch
SiSy® AVR und AVR ++
gültig ab SiSy-Version 3.10
© Laser & Co. Solutions GmbH
Benutzerhandbuch SiSy AVR
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7. Auflage: Mai 2011
© Laser & Co. Solutions GmbH
www.laser-co.de
www.myavr.de
[email protected]
Tel: ++49 (0) 3585 470 222
Fax: ++49 (0) 3585 470 233
Benutzerhandbuch SiSy AVR
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Inhalt
Seite: 3/120
Inhalt
1
Einleitung ..........................................................................................................................................7
2
Vorbereitung .....................................................................................................................................8
2.1 Installation der Software..............................................................................................................8
2.1.1 Voraussetzungen .................................................................................................................8
2.1.2 Setup von der SiSy-CD........................................................................................................8
2.2 Beschaffen bzw. Herstellen der Hardware................................................................................10
3
Arbeiten mit SiSy AVR, allgemein ..................................................................................................11
3.1 Projektarbeit ..............................................................................................................................11
3.1.1 Was ist ein SiSy-Projekt?...................................................................................................11
3.1.2 Neues Projekt erstellen......................................................................................................11
3.1.3 Vorhandenes Projekt öffnen ..............................................................................................11
3.1.4 Projekt archivieren .............................................................................................................11
3.1.5 Projektarchiv einlesen ........................................................................................................12
3.1.6 Projektarchiv als Email versenden.....................................................................................12
3.2 Die Modellierungselemente von SiSy .......................................................................................12
3.3 Die Fenster für die Modellierung ...............................................................................................14
3.4 Modelle bearbeiten....................................................................................................................15
3.4.1 Modellelemente anlegen....................................................................................................15
3.4.2 Modellelemente auswählen ...............................................................................................15
3.4.3 Modellelemente untersuchen (Report) ..............................................................................15
3.4.4 Modellelemente verschieben .............................................................................................16
3.4.5 Die Größe von Modellelementen verändern......................................................................16
3.4.6 Modellelemente verbinden.................................................................................................16
3.4.7 Modellelemente löschen ....................................................................................................16
3.4.8 Modellelemente kopieren...................................................................................................16
3.4.9 Modellelemente ausschneiden ..........................................................................................17
3.4.10 Diagramme kopieren (flache Kopie) ..................................................................................17
3.4.11 Modelle kopieren (tiefe Kopie) ...........................................................................................17
3.4.12 Die Modellhierarchie bearbeiten (JoJo) .............................................................................17
3.5 Die Ansicht verändern ...............................................................................................................18
3.5.1 Fensterinhalt verschieben..................................................................................................18
3.5.2 Fensterinhalt vergrößern oder verkleinern.........................................................................18
3.5.3 Fensterinhalt farbig oder als Kontur darstellen ..................................................................18
3.5.4 Die Schriftart ändern ..........................................................................................................18
3.6 Druckfunktionen in SiSy ............................................................................................................19
3.6.1 Diagramme drucken...........................................................................................................19
3.6.2 Grafiken und Inhalte drucken (QuickDok)..........................................................................21
3.6.3 Nur Quellcodes drucken ....................................................................................................22
3.6.4 Nutzen der Zwischenablage ..............................................................................................23
3.7 SiSy Add-Ons verwalten ...........................................................................................................24
3.7.1 Einführung..........................................................................................................................24
3.7.2 Add-Ons anzeigen .............................................................................................................25
3.7.3 Add-Ons hinzufügen ..........................................................................................................26
3.8 Zusätzliche Werkzeuge .............................................................................................................27
3.8.1 Einführung..........................................................................................................................27
3.8.2 myAVR Werkzeuge............................................................................................................27
3.8.3 SVL Werkzeuge .................................................................................................................33
3.8.4 Weitere Werkzeuge ...........................................................................................................34
4
Die Hilfefunktionen in SiSy .............................................................................................................35
4.1 Der Assistent .............................................................................................................................35
4.2 Die Online-Hilfe .........................................................................................................................36
4.3 Die allgemeine Hilfe ..................................................................................................................37
5
Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR ....................................................................38
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Seite: 4/116
5.1
5.2
5.3
Inhalt
Voraussetzungen...................................................................................................................... 38
Zielstellung ............................................................................................................................... 38
Vorgehen .................................................................................................................................. 38
6
Das myAVR Controlcenter............................................................................................................. 47
6.1 Einleitung .................................................................................................................................. 47
6.2 Das myAVR Board starten und stoppen (Power Control) ........................................................ 47
6.3 Kommunikation mit dem myAVR Board ................................................................................... 48
6.3.1 Grundlagen (LPT/USB-Variante) ...................................................................................... 48
6.3.2 Einstellungen für die seriellen Verbindung........................................................................ 49
6.3.3 Daten empfangen vom myAVR Board .............................................................................. 50
6.3.4 Darstellung der empfangen Daten .................................................................................... 50
6.3.5 Empfangene Daten speichern........................................................................................... 53
6.3.6 Daten an das myAVR Board senden ................................................................................ 54
7
Der myAVR Simulator MK1/2 ........................................................................................................ 55
7.1 Einleitung .................................................................................................................................. 55
7.2 Den Simulator starten und konfigurieren.................................................................................. 55
7.3 Die Programmsimulation durchführen...................................................................................... 56
7.3.1 Einzelschritte ..................................................................................................................... 56
7.3.2 Langsame und schnelle Simulation .................................................................................. 56
7.3.3 Speicherinhalte anzeigen.................................................................................................. 56
7.3.4 Serielle Kommunikation .................................................................................................... 57
8
Der myAVR Code-Wizard.............................................................................................................. 58
8.1 Einführung ................................................................................................................................ 58
8.2 Grundeinstellungen .................................................................................................................. 59
8.3 Geräteeinstellungen ................................................................................................................. 59
8.4 Unterprogramme ...................................................................................................................... 60
8.5 Projektdaten ............................................................................................................................. 60
8.6 Codegenerierung...................................................................................................................... 61
9
Entwicklung eines großen Programms mit SiSy AVR ................................................................... 62
9.1 Einleitung .................................................................................................................................. 62
9.2 Vorbereitung ............................................................................................................................. 62
9.3 Aufgabenstellung...................................................................................................................... 63
9.4 Hauptprogramm erstellen ......................................................................................................... 63
9.5 Units (Unterprogramme) anlegen und verknüpfen ................................................................... 64
9.6 Übersetzen, Brennen und Test ................................................................................................ 65
9.7 Interrupt-Service-Routine (ISR) im großen Programm............................................................. 65
10
Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR............................................................... 66
10.1 Einleitung .................................................................................................................................. 66
10.2 Vorbereitung ............................................................................................................................. 66
10.3 Aufgabenstellung...................................................................................................................... 68
10.4 Grundstruktur laden.................................................................................................................. 68
10.5 Logik entwerfen ........................................................................................................................ 69
10.6 Befehle eingeben...................................................................................................................... 70
10.7 Übersetzen, Brennen und Test ................................................................................................ 72
10.8 Unterprogrammtechnik im PAP ................................................................................................ 74
10.8.1 Anlegen eines Unterprogramms ....................................................................................... 74
10.8.2 Ein Unterprogramm aufrufen............................................................................................. 76
10.8.3 Unterprogramme mehrmals benutzen .............................................................................. 77
10.9 Interrupt-Service-Routinen (ISR) im PAP................................................................................. 78
10.10
Daten im PAP.................................................................................................................... 79
10.10.1 Anlegen eines Datenobjektes......................................................................................... 79
10.10.2 Datenobjekt benutzen..................................................................................................... 79
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Einleitung
Seite: 5/120
11
Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR ..........................................................................80
11.1 Einleitung...................................................................................................................................80
11.2 Aufgabenstellung.......................................................................................................................80
11.3 Vorbereitung ..............................................................................................................................81
11.4 Struktogramm entwickeln ..........................................................................................................82
12
Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR ....................................................................85
12.1 Einleitung...................................................................................................................................85
12.2 Aufgabenstellung.......................................................................................................................86
12.3 Vorbereitung ..............................................................................................................................86
12.4 Grundstruktur laden...................................................................................................................87
12.5 Systemstruktur entwerfen..........................................................................................................88
12.6 Systemverhalten programmieren ..............................................................................................91
12.7 Übersetzen, Brennen und Testen .............................................................................................92
12.8 Interrupt-Service-Routinen (ISR) im Klassendiagramm............................................................92
13
Der Sequenzdiagrammgenerator ...................................................................................................95
13.1 Einführung in das Sequenzdiagramm .......................................................................................95
13.2 Sequenzen ................................................................................................................................95
13.3 Sequenzen weiter verwenden ...................................................................................................98
13.4 Besonderheiten des SiSy-Sequenzdiagramms.........................................................................98
14
Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy...................................................................................99
14.1 Einleitung...................................................................................................................................99
14.2 Fuse- und Lockbits, Benutzeroberfläche in SiSy AVR .............................................................99
14.3 Fuse- und Lockbits verändern.................................................................................................101
15
Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++ ..........................................................103
15.1 Ein neues Projekt anlegen ......................................................................................................103
15.2 Grundgerüst für Fenster auswählen........................................................................................103
15.3 Schaltfläche mit Hilfe des Control Wizards erstellen ..............................................................104
15.4 Quellcode hinzufügen..............................................................................................................105
15.5 Kompilieren und Linken des fertigen Programms ...................................................................105
15.6 Debugging von SVL Programmen ..........................................................................................106
16
Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm ......................................................................108
16.1 Einführung in die Zustandsmodellierung.................................................................................108
16.2 Erstellen von Zustandsdiagrammen........................................................................................108
17
Weitere Informationen zu SiSy.....................................................................................................112
Versionen und Ausgaben Stand Mai 2011 ......................................................................................112
Anhang: Tastaturbelegung, allgemein..................................................................................................113
Anhang: Mausoperationen ...................................................................................................................115
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Einleitung
Seite: 7/120
1 Einleitung
Sie haben eine Ausgabe des Modellierungswerkzeuges Simple System, kurz SiSy, erworben. Bevor auf die verschiedenen Funktionen des Programms eingegangen wird,
noch einige Worte zum vorliegenden Handbuch. Mit Hilfe des Handbuchs werden dem
Nutzer die Grundlagen der Bedienung von SiSy erläutert. Der Inhalt, die Gestalt und die
Regeln der Modelle werden nur am Rand betrachtet. Das genaue Vorgehen für die
Programmierung eines Mikroprozessors wird an einem Beispiel ausführlich beschrieben. Auf die Grundlagen der Mikroprozessorprogrammierung wird im Rahmen dieses
Handbuches nicht eingegangen. Dazu dienen die myAVR Lehrbücher.
Dem Nutzer wird in diesem Handbuch der Einstieg in das Programm erleichtert und die
umfangreichen Funktionen von SiSy kurz und verständlich beschrieben. Bei der Arbeit
mit SiSy erstellt der Anwender Modelle in Form von Diagrammen und in ihnen enthaltene Symbole. Die Grundlagen der Entstehung und Bearbeitung solcher Diagramme sind
Gegenstand der Betrachtung dieses Handbuchs.
Folgende Darstellungs- und Gestaltungsmittel sind für den Nutzer bei der Arbeit mit
SiSy besonders wichtig:
• die Diagramme als Fenster zur Ansicht und Bearbeitung von Modellen;
• der Navigator als Fenster zur Steuerung und Bewegung in Modellen;
• der Assistent mit Hilfestellungen zum jeweils geöffneten Diagramm und mit Diagrammvorlagen (wenn vorhanden);
• die Menüs und Schalter für Befehle an Navigator, Diagramm und Objekt im Kontext
mit der Modellierung.
Zu den Bezeichnungen im Text:
• Falls ein Menübefehl nur über Untermenüs zu erreichen ist, werden die einzelnen Menübezeichnungen kursiv geschrieben und durch Schrägstriche voneinander getrennt.
Beispiel: Menü Hilfe/über SiSy
•
Titel von Dialogboxen, Schaltflächen und Menüpunkten werden in Anführungszeichen gesetzt.
Beispiel: Dialogbox „Definition“, Schaltfläche „OK“
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Vorbereitung
2 Vorbereitung
In diesem Kapitel werden Sie über notwendige Schritte zur Installation, Konfiguration
und Aufbau einer funktionsfähigen Entwicklungsumgebung informiert.
2.1 Installation der Software
Für die Bearbeitung der Übungen und Aufgaben steht Ihnen die AVR-Entwicklungsumgebung SiSy AVR bzw. SiSy AVR++ zur Verfügung. Sollten Sie SiSy bereits installiert haben, können Sie dieses Kapitel überspringen.
2.1.1 Voraussetzungen
Für die Installation benötigen Sie einen Freischaltcode (Lizenzangaben). Falls Sie diese
Angaben nicht mit der Software erhalten haben, können Sie diese online abrufen von
www.myAVR.de Online-Shop Kontakt/Service
oder fordern Sie diese beim Hersteller an:
Tel:
03585-470222
Fax: 03585-470233
e-Mail: [email protected]
Bitte prüfen Sie, ob die Systemvoraussetzungen für die Installation und die Arbeit mit
SiSy AVR gewährleistet sind.
• für das Board myAVR Board MK2 USB und myAVR Board MK3 einen PCArbeitsplatz oder Notebook mit USB-Anschluss
• für das myAVR Board MK1 LPT einen PC-Arbeitsplatz oder Notebook mit LPT-Port
und mindestens einem COM-Port
• ab Pentium III oder äquivalent
• 800 MB freier Speicherplatz auf der Festplatte
• Windows XP, Windows Vista oder Windows 7
• 256 MB RAM
• Microsoft Internet-Explorer ab Version 7.0
• Maus oder ähnliches Zeigegerät
• Assembler Entwicklungsumgebung (in SiSy bereits integriert)
• myAVR Board
• USB Kabel (myAVR Board MK2 USB) bzw. LPT-Verlängerung (myAVR Board MK1
LPT)
• Null-Modemkabel (bei myAVR Board MK1 LPT)
• Bei Bedarf (z.B. autonomer Einsatz des myAVR Boards) geeignete Spannungsversorgung z.B. 9 V Batterie / stabilisiertes 9 V Netzteil
Des Weiteren sollten Sie Grundkenntnisse in einer beliebigen Programmiersprache besitzen. Die Installation und der erste Start müssen mit Administratorrechten durchgeführt werden.
2.1.2 Setup von der SiSy-CD
Legen Sie die CD „SiSy“ in Ihr CD-ROM-Laufwerk ein. Falls die CD nicht automatisch
startet, wählen Sie bitte im Explorer das CD-ROM-Laufwerk und starten die setup.exe
aus dem Pfad CD-Laufwerk:\Ausgabe\SiSy.
Auf dem Startbildschirm stehen Schaltflächen zur Verfügung zum Installieren der Software und zum Öffnen von Begleitdokumenten.
Für die Installation der Software betätigen Sie die entsprechende Schaltfläche. In Abhängigkeit Ihrer Rechnerkonfiguration kann der Start des Setup-Programms einige SeBenutzerhandbuch SiSy AVR
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kunden dauern. Das gestartete Setup-Programm wird Sie durch die weitere Installation
führen.
Beginn der Installation
Betätigen Sie im Setup-Programm die Schaltfläche „Weiter“. Sie erhalten die Lizenzbestimmungen. Bitte lesen Sie diese sorgfältig durch. Wenn Sie sich mit diesen Bestimmungen einverstanden erklären, bestätigen Sie die Lizenzbestimmungen mit der
Schaltfläche „Annehmen“.
Sie werden im folgenden Dialog dazu aufgefordert, Ihre Lizenzangaben einzugeben.
Danach erscheint die Dialogbox „Komponenten auswählen“, welche Sie mit „Weiter“
bestätigen. Im darauf folgenden Fenster können Sie festlegen, unter welchem Pfad SiSy AVR installiert werden soll. Wenn ein anderer Pfad (bzw. ein anderes Laufwerk) gewünscht wird, ist die Schaltfläche „Durchsuchen“ zu betätigen. Eine Dialogbox erscheint, in der Sie Laufwerk und Verzeichnis auswählen können.
Bestimmen Sie danach den Startmenü-Ordner, in dem die Verknüpfungen von SiSy
eingefügt werden. Sie können den Zielordner ändern. Sie können dies durch auswählen
von „Keine Verknüpfungen erstellen“ unterbinden.
Beginnen Sie nun die Installation durch Betätigen der Schaltfläche „Installieren“. Die
Installation wird nach auswählen von „Fertig stellen“ abgeschlossen.
Sie können nun SiSy AVR starten. Es erscheint auf Ihrem Bildschirm der Dialog „Willkommen in SiSy“. Folgen Sie dann den Hinweisen des Assistenten, indem Sie „Assistent öffnen auswählen“.
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Vorbereitung
Hinweis:
In SiSy sind 2 Dateien enthalten, die Makros beinhalten („handbuch.doc“, „multi.doc").
Von einigen Virenscannern werden diese Makros als „Virus“ erkannt und entsprechend
behandelt. In den Heuristik-Einstellungen des Virenscanners kann diese Behandlung
unterdrückt werden.
2.2 Beschaffen bzw. Herstellen der Hardware
Alle Ausführungen, Übungen und Aufgabenstellungen beziehen sich auf das
myAVR Board als Referenzhardware. Wenn Sie Spaß an Elektronik haben, können Sie
die Hardware auch selbst fertigen. Die Komponenten erhalten Sie als Bausatz oder fertig bestückt inklusive Schaltplan etc. unter www.myAVR.de.
Ausführliche Beschreibungen zur Programmierung mit Assembler, C/C++, BASCOM
sind nicht Inhalt dieses Handbuches. Weiterführende Erklärungen dazu sind im
„myAVR Lehrbuch Mikrocontrollerprogrammierung“ enthalten.
myAVR Board mit LPT- bzw. USB-Port sowie das myMultiProg und der mySmartControl
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Arbeiten mit SiSy AVR, allgemein
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3 Arbeiten mit SiSy AVR, allgemein
Um dem Nutzer zu erläutern, wie er in SiSy modellieren kann, werden zweckentsprechende Definitionen der Begriffe gegeben.
3.1 Projektarbeit
3.1.1 Was ist ein SiSy-Projekt?
Ein SiSy-Projekt ist eine abgegrenzte Menge von verknüpften Elementen für ein zu bearbeitendes Problem. Alle aktuellen Daten sind in einer Projektdatenbank gespeichert.
Die Projektdatenbank besteht aus einer Anzahl von Dateien im Projektverzeichnis, wobei jedes Projekt sein eigenes Verzeichnis hat. Durch das Anlegen eines Projektarchivs
können diese in einer Datei komprimiert werden.
3.1.2 Neues Projekt erstellen
Ein neues Projekt wird eingerichtet und für die Bearbeitung bereitgestellt. Die Definition
(Erstellung) eines neuen Projektes erfolgt durch Vergabe eines Projektdateinamens
und/oder durch Überschreiben eines alten Projektes gleichen Namens. Über die Schaltfläche „Verzeichnis“ kann die vorgeschlagene Pfadangabe geändert werden.
Hinweis:
Falls ein bereits vorhandener Projekt- oder Verzeichnisname gewählt wird, erscheint
folgende Meldung: „Das Verzeichnis ist bereits vorhanden.
Darin befinden sich Projektdateien.
Soll das alte Projekt überschrieben werden?“
Nach der Vergabe eines Projektnamens kann im nachfolgenden Fenster ein Vorgehensmodell ausgewählt werden. Je nach Vorgehensmodell können Vorlagen oder Assistenten das Erstellen eines neuen Projektes unterstützen.
3.1.3 Vorhandenes Projekt öffnen
Ein vorhandenes Projekt wird geöffnet und die abgespeicherten Diagramme und Objekte sowie alle Möglichkeiten für die weitere Bearbeitung werden verfügbar gemacht. Die
Wahl des Projektes erfolgt durch Klicken auf den entsprechenden Namen oder über die
Schaltfläche „Suchen“.
Beim Aktivieren der Checkbox „Beschreibung anzeigen“ werden zum markierten Projekt
Informationen angezeigt. Dazu gehören außer der Beschreibung auch Informationen
zum Bearbeitungsstand.
3.1.4 Projekt archivieren
Menü Projekt/Archiv/Anlegen.
Es kann ein komprimiertes Archiv des Projektes erzeugt werden. Dies ist besonders
aus Gründen der Datensicherheit sinnvoll. Zielverzeichnis und Dateiname für die Archivdatei werden vorgeschlagen und können korrigiert werden. Der Umfang der Archivierung ist festzulegen und die Entscheidung für eine Komprimierung zu treffen, wobei
diese empfohlen wird. Wenn ein Projekt unter einem bereits vorhandenen Archivnamen
angelegt werden soll, wird eine Warnung vor dem Überschreiben angezeigt. Bei Auswahl von „Nein“ wird die Erstellung des Archivs abgebrochen, bei „Ja“ wird das Projekt
archiviert.
Hinweis: SiSy bietet die Möglichkeit des regelmäßigen Abspeicherns verschiedener Arbeitsstände, d.h. ein archiviertes Projekt wird nicht überschrieben. Ein Projektstand
kann in einer neuen Archivdatei abgelegt werden
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Arbeiten mit SiSy AVR, allgemein
3.1.5 Projektarchiv einlesen
Menü Projekt/Archiv/Einlesen.
Hierunter versteht man das Einlesen eines Archivs zum Zweck der Rekonstruktion des
Projektes.
Einlesen bedeutet Entpacken eines archivierten Projektes. Dazu sind der Archivpfad
und der Dateiname des Archivs sowie das Zielverzeichnis anzugeben.
Hinweis:
Wenn im Zielpfad des Entpackens bereits ein Projekt existiert, erscheint eine Überschreibwarnung.
3.1.6 Projektarchiv als Email versenden
Menü Projekt/Archiv/Als Email versenden….
Um Projekte per Email zu versenden, sollten diese zu einem Archiv zusammengefasst
werden. Die Funktion „Projektarchiv als Email versenden“ erzeugt von dem aktuell geöffneten Projekt ein Archiv, startet das Standard-Email-Programm Ihres Systems, legt
eine neue Email an und fügt das Archiv als Anlage ein. Sie können jetzt die Email
schreiben und sofort das Projektarchiv senden.
Hinweis:
Das Standard-Email-Programm Ihres Systems muss ordnungsgemäß eingerichtet und
registriert sein, damit diese Funktion korrekt ausgeführt werden kann. Es ist nicht möglich, diese Funktion mit einem WEB-Browser-Email-Programm zu nutzen.
3.2 Die Modellierungselemente von SiSy
Werkzeug
SiSy stellt für die Bearbeitung der Modelle und Teilmodelle Werkzeuge der entsprechenden Methodik bereit. Werkzeuge sind Editoren, mit denen in einem Fenster die
grafische Darstellung (Diagramme) der Modelle bearbeitet werden kann.
Modellelemente
Modelle bestehen aus Elementen, welche zueinander in Beziehung stehen. Diese Modellelemente werden nach bestimmten Regeln (Metamodell) durch SiSy verarbeitet und
dargestellt (Notation). Modellelemente sind in der Regel Knoten (Objekte), Kanten (Verbindungen), Rahmen, Referenzen auf Modellelemente und Texte. Prinzipiell kann jedes Modellelement verfeinert werden. Typisch ist es Knoten (Objekte) dadurch zu verfeinern, dass „unter“ diesen Objekten weitere Modellelemente angelegt werden. Dabei
entsteht eine Modellhierarchie. Jedes Modellelement verfügt über einen Kurznamen,
einen Langnamen, eine Beschreibung und modellinterne Attribute (Inhalt).
Diagramme
Diagramme sind grafische Darstellungen von Modellen oder Teilmodellen, die mit einem bestimmten Werkzeug erstellt werden. Die Modellierungselemente werden als Objekte in den Diagrammen unter Einhaltung von Regeln zusammengestellt.
Objekte
Objekte sind mögliche Modellelemente in Diagrammen, z.B. „kleines Programm“ in der
„Programmierung“. Objekttypen sind konkrete Ausprägungen von Objekten, die in einem Diagramm angelegt wurden, z.B. Objekttyp „Lauflicht“ vom Objekt „kleines Programm“.
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Referenzen
Die Objekte eines Diagramms können in anderen Diagrammen wiederverwendet werden. Durch das Hineinziehen aus dem Navigator oder aus einem offenen Diagramm
wird eine Referenz vom Originalobjekt erzeugt. Die Referenz ist nur ein Verweis auf das
Original, alle angezeigten Informationen wie Kurzname, Langname und Beschreibung
werden vom Original bezogen. Somit sind die Informationen in allen Referenzen eines
Objektes identisch mit dem Original. Dadurch werden Änderungen dieser Informationen
automatisch auf alle Referenzen übertragen. Weiterhin ist es möglich, diese Referenzierung über einen sogenannten Report auszuwerten.
Kanten
Kanten sind Verbindungselemente zwischen Objekten. Eine Verbindung wird durch
Ziehen mit der Maus (linke Maustaste) vom Verteiler des selektierten Objektes auf das
gewünschte Objekt erreicht. Nach Loslassen der Maustaste und Prüfung der Verbindungszulässigkeit durch SiSy erscheint ein Kanten-Dialog, in dem das Element definiert
und individuelle Einstellungen getroffen werden können.
Hinweis:
Bei Verbindung mit gehaltener STRG-Taste wird die Prüfung vernachlässigt und eine
Zwangsverbindung erreicht.
Rahmen
Ein Rahmen fasst ausgewählte Objekte des Diagramms optisch zusammen. Er besitzt
einen Kurz- sowie Langnamen und eine Objektbeschreibung, kann also als Objekt aufgefasst werden.
Hinweis:
Inhalte von Rahmen sind in Reports oder einer Dokumentengenerierung auswertbar.
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3.3 Die Fenster für die Modellierung
Navigator
Dieser befindet sich im linken, oberen Teil des Fensters. Er ermöglicht dem Anwender
die Orientierung über die in der Projektdatenbank gespeicherten Objekte sowie deren
Bereitstellung für die weitere Verwendung. Nach dem Start von SiSy werden neben
dem Vorgehensmodell eine Reihe leicht zu handhabender Schaltflächen, Menüs und
weitere Hilfsmittel angezeigt.
SiSy-Assistent
Am linken unteren Bildschirmrand befindet sich diese Nutzerunterstützung.
• Er begleitet den Anwender durch das gesamte Projekt und hält immer passende
Informationen zur aktuellen Sicht parat
• Er ist auf die jeweilige Ausgabe von SiSy bezogen.
• Oft können Beispiele als Vorlagen vom Assistenten geladen werden.
Diagrammfenster
Am oberen Bildrand befinden sich das Hauptmenü, das hilfreiche Funktionen zu SiSy
bereithält, und eine Werkzeugleiste, mit deren Hilfe schnell auf nützliche Anwendungen
zugegriffen werden kann. Das Diagrammfenster nimmt die rechte Bildschirmseite ein
und ist der Raum, in dem der Nutzer modelliert. Es enthält:
• das ausgewählte Vorgehensmodell,
• die Objektbibliothek mit den möglichen Objekten des aktuellen Diagramms sowie
• ein Fenster zur Beschreibung des markierten Objekts, in diesem Fall zum Editieren
des Quelltextes.
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Die Bedienelemente/Objektbibliothek
SiSy bietet, wie bei Windows-Anwendungen üblich, die Steuerung von Befehlen über
das Hauptmenü, über die Werkzeugleisten, die Tastatur oder die Objektbibliothek an.
Darüber hinaus enthalten das Kontextmenü und der Navigator Steuerfunktionen.
Die Anzahl der möglichen Befehle in der Menüleiste ist abhängig davon, ob ein Projekt
geöffnet ist. Ist das nicht der Fall, erscheint ein Menü mit wenigen Befehlen. Bei einem
geöffneten Projekt hält SiSy umfangreichere Menüs bereit. Die wichtigsten Menübefehle
befinden sich auch als grafische Schaltfläche in der Werkzeugleiste, die eine schnelle
und effiziente Bedienung des Programms ermöglicht. Die Toolbox-Darstellung bietet
dem Anwender wichtige Programmfunktionen als direkten Link an.
Ein weiteres Bedienelement ist die Objektbibliothek. Sie unterstützt das Anlegen neuer
Objekte.
3.4 Modelle bearbeiten
3.4.1 Modellelemente anlegen
Modellelemente können auf verschiedene Art und Weisen erzeugt werden. Der häufigste Weg ist das Anlegen über die Objektbibliothek. Dabei wird das gewünschte Element
per Drag und Drop von der Objektbibliothek in das dazugehörige Diagrammfenster gezogen. Referenzen auf vorhandene Modellelemente werden üblicherweise dadurch erzeugt, dass diese per Drag und Drop aus dem Navigator in das gewünschte Diagramm
gezogen werden. Verbindungen lassen sich am Einfachsten über den Verteiler herstellen. Sie können aber Modellelemente auch durch kopieren oder importieren anlegen.
3.4.2 Modellelemente auswählen
Die meisten Modellelemente lassen sich in Diagrammen auswählen (selektieren). Das
Selektieren erfolgt in der Regel durch Anklicken (linke Maustaste) mit dem Mauscursor.
Eine Selektion per Klick mit der rechten Maustaste ist ebenfalls möglich, dabei öffnet
sich nach dem Auswählen sofort das Kontextmenü für das selektierte Modellelement.
Das Betätigen der Tabulatortaste bewirkt das Auswählen des nächsten Modellelementes in der Reihenfolge des Anlegens der Elemente. Wird über die Auswahl mit der Tabulatortaste das letzte Element erreicht, beginnt die nächste Iteration wieder beim ersten Modellelement im Diagramm. Durch Betätigen der Umschalttaste kann die Iterationsrichtung umgeschaltet werden. Es ist ebenfalls möglich, mehrere Modellelemente
auszuwählen. Dafür muss beim Selektieren mit der Maus die Umschalttaste gehalten
werden. Bei gehaltener Umschalttaste lassen sich mehrere Objekte (keine Kanten und
Rahmen) durch Ziehen einer Markise mit dem Mauscursor auswählen. Über den Menüpunkt Bearbeiten/Diagramm/Alles auswählen können Sie alle Objekte des aktiven Diagramms selektieren.
3.4.3 Modellelemente untersuchen (Report)
Modellelemente sind in den meisten Fällen nicht isoliert sondern haben vielfältige Beziehungen zu anderen Modellelementen. Um bei Änderungen, wie zum Beispiel Umbenennen oder Löschen, mögliche Auswirkungen auf das gesamte Modell zu überblicken,
bietet der Objektreport die Möglichkeit die Modellbeziehungen des ausgewählten Objektes auszuwerten. Wählen Sie ein Objekt aus und öffnen Sie den Reportdialog über das
Hauptmenü, die Werkzeugleiste oder das Kontextmenü (diagrammabhängig). Wählen
Sie die erforderliche Modellanfrage und starten den Report. Das Ergebnis der Modellanfrage (z.B. Alle angebundenen Objekte) wird als Liste angezeigt. Sie können dann zu
diesen Modellelementen navigieren.
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Arbeiten mit SiSy AVR, allgemein
3.4.4 Modellelemente verschieben
Bestimmte Modellelemente (z.B. Knoten/Objekte) lassen sich im Diagramm frei anordnen. Das Positionieren erfolgt in der Regel durch Drag und Drop mit der Maus. Die Modellelemente werden dabei an einem Raster ausgerichtet. Das Raster erleichtert die
Positionierung. Um die Rasterfangfunktion zu unterbinden, muss beim Drag und Drop
eines Elementes die Umschalttaste betätigt werden. Viele Modellelemente lassen sich
auch über die Cursortasten verschieben. Dabei bewegen sich die Modellelemente in
Richtung der betätigten Taste auf dem Raster. Auch dabei lässt sich durch die Umschalttaste die Rasterfangfunktion unterbinden. Bei Kanten wird ein Stützpunkt verschoben, der in Abhängigkeit der ausgewählten Kantenform zum gewünschten Ergebnis der Darstellung führt. Rahmen haben nur eine eigene Position, solange diese leer
sind. Ein Rahmen bezieht sich in Position und Größe immer auf die darin enthaltenen
Modellelemente (umschließen). Beim Verschieben eines Rahmens mit enthaltenen Elementen wird nicht der Rahmen, sondern die enthaltenen Modellelemente verschoben.
3.4.5 Die Größe von Modellelementen verändern
In machen Diagrammen verfügen Modellelemente über Anfassmarken zur Änderung
der Größe. Die manuelle Größenänderung von Modellelementen ist jedoch in vielen
Diagrammtypen nicht erwünscht. In diesen Diagrammen stehen keine Anfassmarken zu
Größenänderung zur Verfügung. Sollte in Ausnahmefällen eine manuelle Anpassung
der Objektgröße gewünscht sein, kann dies für selektierte Objekte durch die Kombination von gehaltener Steuerungstaste und den Cursortasten bzw. die Tasten Plus, Minus
und Mal des Numerikfeldes erfolgen.
3.4.6 Modellelemente verbinden
Knoten und Rahmen können über Kanten verbunden werden (Verbindungen). Verbindungen werden als Linien mit unterschiedlichen Linientypen und -formen sowie Symbolen (Anfang, Ende, Mitte) und diagrammspezifischen Beschriftungen dargestellt. Das
Verbinden erfolgt in der Regel über den Verteiler (rotes Rechteck an der Unterkante)
eines selektierten Objektes. Dabei wird per Drag und Drop vom Verteiler die Verbindung vom Quellelement zum Zielelement gezogen. Es ist nicht nötig exakt den Rand
des Zielelementes zu treffen sondern besser, die Verbindung weit in das Zielobjekt hinein zu ziehen. Nach dem Loslassen der linken Maustaste wird die Verbindung erzeugt
und die Randpunkte bis zu denen die Verbindung gezeichnet wird (Clipping) automatisch ermittelt. Sie können während des Drag und Drop durch Klick mit der rechten
Maustaste bereits den zukünftigen Stützpunkt der Verbindung festlegen.
3.4.7 Modellelemente löschen
Zu löschende Modellelemente müssen zuerst selektiert werden. Die Löschaufforderung
erfolgt mittels der Taste Entfernen, der Werkzeugleiste oder über das Hauptmenü Bearbeiten/Objekt/Löschen bzw. das Kontextmenü. Der Löschvorgang selbst ist abhängig
von der Art des zu löschenden Modellelementes. Zum Beispiel werden frei stehende
Referenzen ohne Rückfrage gelöscht, Originale werden in zwei Stufen gelöscht. Dabei
erfolgt zuerst das Entfernen aus dem Diagramm und dann auf Anfrage auch das Löschen aus der Datenbank. Objekte die verfeinert oder verknüpft sind lassen sich nicht
ohne erhöhten Aufwand aus dem Modell entfernen. Zuerst müssen die Modellbeziehungen des Elementes aufgelöst werden bis es für den Löschvorgang isoliert ist. Dazu
springt in entsprechenden Fällen der Löschassistent an. Dieser gibt dem Anwender die
Möglichkeit zuerst die Auswirkungen auf das Gesamtmodell zu beurteilen und kann
dann auf Anforderung komplexe Löschvorgänge, zum Beispiel von ganzen Teilmodellen
in der Modellhierarchie, durchführen.
3.4.8 Modellelemente kopieren
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Um eine Kopie eines Modellelementes zu erzeugen wählen Sie im Menü oder in der
Werkzeugleiste den Befehl „Kopieren“. Sie können dieses Objekt jetzt innerhalb des
Projektes in ein Diagramm passenden Typs einfügen. Sollte das Diagramm den Objekttyp nicht akzeptieren, erhalten Sie dazu eine Meldung. Rahmenelemente wie zum Beispiel Klassen können mit deren Inhalt kopiert werden. Dabei werden jedoch Modellelemente in der Verfeinerung nach unten nicht berücksichtigt (flache Kopie). Innerhalb eines Diagramms können Sie von einzelnen Objekten durch Drag und Drop bei gleichzeitig gedrückter Steuerungstaste Kopien erzeugen.
Hinweis:
Beachten Sie, dass eine Kopie immer dem kopierten Element entspricht. Das heißt, die
Kopie eines Originals ist wieder ein neues Original, die Kopie einer Referenz ist eine
neue Referenz auf das ursprüngliche Original.
3.4.9 Modellelemente ausschneiden
Zum Ausschneiden eines Modellelements wählen Sie im Menü oder der Werkzeugleiste
Bearbeiten/Objekt/Ausschneiden. Sie können dieses Objekt jetzt innerhalb des Projektes in ein Diagramm passenden Typs einfügen. Sollte das Diagramm den Objekttyp
nicht akzeptieren, erhalten Sie dazu einen Meldung. Rahmenelemente wie zum Beispiel
Klassen können mit deren Inhalt verschoben werden. Dabei werden auch Modellelemente in der Verfeinerung nach unten berücksichtigt.
Hinweis:
Beachten Sie, dass dieser Vorrang starke Auswirkungen auf die Modellstruktur hat.
Vergewissern Sie sich über den Objektreport über die möglichen Auswirkungen.
3.4.10 Diagramme kopieren (flache Kopie)
Sie können Kopien von gesamten Diagrammen anlegen und einfügen. Dabei unterscheidet man zwischen einer flachen Kopie bei der alle Elemente der gezeigten Ebene
(Diagramm) kopiert werden und einer tiefen Kopie bei der alle Elemente dieser Ebene
und der darunter liegenden Ebenen (Teilhierarchie) kopiert werden. Eine flache Kopie
erzeugen Sie über die Menübefehle Bearbeiten/Diagramm/Diagrammkopie anlegen
(flache Kopie) und Bearbeiten/Diagramm/Diagrammkopie einfügen (flache Kopie).
Hinweis:
Beachten Sie, dass das Einfügen der Diagrammkopie nur in einem Diagramm des gleichen Typs und innerhalb des gleichen Projektes möglich ist.
3.4.11 Modelle kopieren (tiefe Kopie)
Sie können Kopien von gesamten Teilmodellen anlegen und einfügen. Dabei unterscheidet man zwischen einer flachen Kopie bei der alle Elemente der gezeigten Ebene
(Diagramm) kopiert werden und einer tiefen Kopie bei der alle Elemente dieser Ebene
und der darunter liegenden Ebenen (Teilhierarchie) kopiert werden. Eine tiefe Kopie
erzeugen Sie über die Menübefehle Bearbeiten/Diagramm/Diagrammkopie anlegen
(tiefe Kopie) und Bearbeiten/Diagramm/Diagrammkopie einfügen (tiefe Kopie).
Hinweis:
Beachten Sie, dass eine tiefe Kopie dem Wesen nach ein Export und Import von Teilmodellen darstellt. Das Einfügen eines solchen Imports in ein anderes Projekt kann zu
Modellkonflikten führen.
3.4.12 Die Modellhierarchie bearbeiten (JoJo)
Die Modellhierarchie kann durch Einfügen neuer Ebenen oder Auflösen von Modellebenen verändert werden (JoJo). Diese Funktion erreichen Sie am besten über das Hauptoder Kontextmenü. Um eine gewünschte Anzahl von Modellelementen zu einer neuen
Ebene zusammenzufassen, selektieren Sie diese und wählen im Menü Bearbeiten/Objekt/JoJo/Objekte zusammenfassen. Es wird ein neues Objekt erzeugt und in das
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Diagramm eingefügt. Die ausgewählten Objekte wurden dem neuen Objekt untergeordnet. Bei der Funktion JoJo/Objekt auflösen werden die untergeordneten Objekte in das
aktuelle Diagramm eingefügt und das ausgewählte Objekt gelöscht.
3.5 Die Ansicht verändern
3.5.1 Fensterinhalt verschieben
Modelle werden oft viel größer als der sichtbare Bereich des Diagrammfensters. Um
den sichtbaren Teil eines Diagramms zu verändern (Scroll) haben Sie folgende Möglichkeiten:
- die Scrollleisten des Fensters benutzen
- den Diagrammhintergrund per Drag und Drop schieben
- wenn kein Modellelement ausgewählt ist, mit den Cursortasten scrollen
- Menüpunkt Ansicht/Fenstermitte um zum Diagrammursprung zurück zu kehren
Hinweis:
Beachten Sie, dass der Diagrammursprung nicht wie bei einer Textverarbeitung oben
links des Arbeitsbereiches liegt sondern wie bei einer MindMap oder vielen Konstruktionsprogramm (CAD) in der Mitte (Nullpunkt, Fenstermitte) und das Modell sich somit in
alle Richtungen entwickeln lässt. Vergleichen sie dazu die Position der Scrollbalken.
Versuchen Sie auf keinen Fall zu Beginn der Arbeit die Scrollposition oben links herzustellen!
3.5.2 Fensterinhalt vergrößern oder verkleinern
Um einen Überblick über größere Diagramme zu gewinnen, können Sie die Darstellung
vergrößern oder verkleinern (Zoom). Eine elegante Möglichkeit das aktuelle Diagramm
zu zoomen ist das Scrollrad der Maus. Sie können aber auch über das Kontextmenü
oder den Menüpunkt Ansicht feste Zoom-Faktoren einstellen. Die Funktion Ansicht/Zoom/Alles aus dem Menü oder der Werkzeugleiste passt das Diagramm an die
Fenstergröße an. Eine weitere Möglichkeit das Diagramm zu zoomen, erhalten Sie über
die Tasten des Numerikfeldes:
- Numerikfeld + ... Ansicht vergrößern
- Numerikfeld - ... Ansicht verkleinern
- Numerikfeld * ... Ansicht alles (einpassen)
3.5.3 Fensterinhalt farbig oder als Kontur darstellen
Temporär kann die farbige Darstellung von Elementen unterbunden werden. Dazu können Sie über das Kontextmenü oder das Menü Ansicht/Darstellung/Kontur zwischen
farbiger oder Konturdarstellung umschalten.
3.5.4 Die Schriftart ändern
Die in Diagrammen verwendete Schriftart lässt sich über die Werkzeugleiste oder den
Menüpunkt Einstellungen/Schriftart… verändern. Dabei sollte die Schriftgröße 10 bis 12
eingehalten werden.
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3.6 Druckfunktionen in SiSy
Sie haben in SiSy verschieden Möglichkeiten Projektinhalte wie Grafiken, Übersichten,
Quellcodes oder ganze Projektdokumentationen zu drucken. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in SiSy bestimmte Informationen wie zum Beispiel die Darstellung eines Programmablaufplanes sichtbare Elemente eines Diagramms sind und andere Teile wie
zum Beispiel der Quellcode eines Elementes nur über Dialoge oder bei Selektierung
des Elementes sichtbar sind. Je nachdem, welchen Inhalt Sie dokumentieren wollen,
richtet sich die Auswahl der betreffenden Druckfunktion.
3.6.1 Diagramme drucken
Wenn Sie ein einzelnes Diagramm, also den sichtbaren Inhalt eines Diagrammfensters
drucken wollen, gehen Sie wie folgt vor:
• ggf. Projekt öffnen
• das gewünschte Diagramm öffnen
• die Menüfolge Bearbeiten/Diagramm/Drucken… wählen oder das Druckersymbol in
der Werkzeugleiste aktivieren
•
Sie erhalten den Dialog zum Einrichten der Druckseite, wählen Sie die gewünschten
Optionen aus!
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•
Zum Drucken wählen Sie die Schaltfläche „OK“.
Der Ausdruck erfolgt auf dem Standarddrucker des
Systems
•
Im Hintergrund ist die Druckvorschau zu sehen. Der
Druckvorgang kann hier abgebrochen werden, um die
Einstellungen zu überarbeiten. Dabei kann die relative
Position und das Größenverhältnis der Druckseite zum
Diagramm verändert werden. Der Dialog zum Verändern
der Einstellungen lässt sich per Doppelklick auf den
Selektierungsmarken der Druckseite öffnen.
•
Die Druckseitenansicht lässt sich über die Menüfolge
Ansicht/Druckseite ein- und ausblenden
•
Der Druckvorgang kann über das Druckersymbol in der
Werkzeugleiste jederzeit gestartet werden.
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3.6.2 Grafiken und Inhalte drucken (QuickDok)
Viele Projektinformationen sind kein sichtbarer Teil von erstellten Diagrammen. Diese
wurden über Dialoge und Masken eingegeben und stehen als Attribute in der Projektdatenbank zur Verfügung. Um diese Informationen auszudrucken, stellt SiSy für jeden
Diagrammtyp eine Reportfunktion zur Verfügung, mit der die wesentlichen Informationen, Inhalte und Attribute des Diagramms und der Objekte in einem Diagramm, als
Word-Dokument generiert werden.
Für das Generieren des Word-Dokumentes muss auf dem PC MS Word installiert sein.
Unterstützt wird die Version Word 2007.
Die Dokumentengenerierung basiert auf Makros.
Vorgehensweise in Word:
• Wählen Sie die Schaltfläche „Office“
• Menüfolge: Word-Optionen / Vertrauensstellungscenter / Einstellungen für das Vertrauensstellungscenter / Einstellungen für Makros
• Aktivieren Sie unter „Einstellungen für Makros“ den Auswahlpunkt „Alle Makros aktivieren“
• Setzen Sie im Unterpunkt „Entwicklermakroeinstellungen“ den Haken bei „Zugriff auf
das VBA-Projektobjektmodell vertrauen“
Die Reportfunktion zum Generieren des Word-Dokumentes aktivieren Sie über das
Symbol „QuickDok“ in der Werkzeugleiste.
•
•
•
•
(QuickDok) in der
Symbol
Werkzeugleiste wählen
Aus der Liste der angebotenen
Reportfunktionen auswählen
Dateinamen für den Report
vergeben
Makros aktivieren
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3.6.3 Nur Quellcodes drucken
Für das Ausdrucken von Quellcodes bietet SiSy einen speziellen QuellcodeDruckassistenten. Damit ist es möglich Quellcodes formatiert, in Syntaxfarben und mit
Zeilennummern auszudrucken.
•
kleines Programm, Quellcode drucken
o kleines Programm selektieren
o rechte Maustaste „Definieren…“
o Dialogseite „Quellcode“
o Schaltfläche „>>öffnen“
•
Programmablaufplan, Quellcode drucken
o PAP öffnen
o grünes Männchen aktivieren
o „Quellcodedatei öffnen/drucken“
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3.6.4 Nutzen der Zwischenablage
Oft ist es erforderlich in Projektdokumentationen die Diagramme als Bilder einzufügen.
In SiSy werden die Diagramme nicht als Bilder gespeichert sondern zur Laufzeit aus
den Modellinformationen generiert. Um die Bilder der Diagramme weiter zu verwenden,
steht dem Anwender die Funktion „Bild in Zwischenablage“ zur Verfügung. Dabei erstellt SiSy eine skalierbare Vektorgrafik (WMF) und legt diese in die Zwischenablage
(Copy). Die Grafik kann nun von anderen Anwendungen über den Befehl „Einfügen“
(Paste) beliebig weiter verwendet werden.
•
•
•
•
•
gewünschtes Diagramm öffnen
Menüfolge Bearbeiten/Diagramm/Bild in Zwischenablage wählen
Zielanwendung, zum Beispiel Word öffnen
Menüfolge Start/Einfügen oder Start/Einfügen/Inhalte einfügen wählen
Gegebenenfalls einzufügendes Grafikformat wählen
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3.7 SiSy Add-Ons verwalten
3.7.1 Einführung
Das Modellierungswekzeug SiSy besteht aus seinen Kernkomponenten:
- Anwendungssystem SiSy mit
o Rahmenanwendung
o Assistent
o Diagrammfenster
- Laufzeitbibliotheken
o Datenbanktreiber (Repository)
o Grafikbibliotheken
o Metamodell-Engine
o SiSy BASIC Interpreter
- Allgemeine Hilfe (dieses Benutzerhandbuch)
… und installierten Add-Ons.
Die Add-On’s enthalten zusätzliche Komponenten, SiSy-BASIC-Skripte, erweiterte Hilfen und spezielle Informationen für die Modellierung (Metamodell). Dabei können AddOn’s wiederum aus Add-On’s thematisch zusammengestellt werden. Diese zusätzlichen
Bausteine werden während der Laufzeit vor allem durch die Metamodell-Engine verarbeitet. Dadurch können beliebige Modellierungsaufgaben durch SiSy verarbeitet werden. Es ist nur das entsprechende Add-On erforderlich. Für die aktuelle Version von
SiSy sind zum Beispiel folgende Add-On Zusammenstellungen verfügbar:
-
-
-
-
-
-
AVR, Programmierung von AVR Mikrocontrollern
o einfache Programmierung mit dem Zeileneditor in Assembler und C
o grafische Programmierung mit dem Programmablaufplan in Assembler,
dem Struktogramm in C, dem UML-Klassendiagramm in C++ und dem
UML-Statechart in C++
o Codegenerierung mit dem myAVR Code-Wizard für Assembler und C
o myAVR Werkzeuge für Test und Kommunikation mit AVR Controllern
SPRG, einfache Programmierung für Konsolen- und GUI-Anwendungen
o C / C++, JAVA, C#, PASCAL, Assembler
o Integrierter Debugger
UML, objektorientierte Systementwicklung für Konsolen- und GUI-Anwendungen
o Typische UML-Diagramme z.B.: Klassendiagramm, Anwendungsfalldiagramm, Aktivitätsdiagramm, Zustandsdiagramm, Sequenzdiagramm, u.a.
o Codegenerierung für C++, C#, JAVA
o Integrierter Debugger mit Modellnachführung im Schrittbetrieb
SVL, Smart Visual Library
o Einfache bausteinartige Entwicklung von Windows-Anwendungen (RAD
Rapid Application Development) im UML Klassendiagramm
SysML, System Modeling Language
o Fachübergreifende Systementwicklung mit dem OMG Sprachstandard
SA/SD, Strukturierte Techniken zur Systementwicklung
o Round Trip Engineering mit den klassischen Analyse und Entwurfswerkzeugen bis zur Codegenerierung, Strukturierte Analyse, Entity Relationship Diagramm mit SQL-Generierung und Struktogramme mit Codegenerierung
DOKGEN, Dokumentengenerierung
o Generieren von Dokumentationen direkt aus den Modellen heraus.
GPM / QM, Geschäftsprozessmodellierung und Qualitätsmanagement
o Modellierung von integrierten Managementsystemen
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Aus den verfügbaren Add-Ons werden entsprechend der unterschiedlichen Einsatzgebiete des Modellierungswerkzeuges SiSy spezielle Ausgaben zusammengestellt. Die
jeweiligen Ausgaben können jederzeit durch weitere Add-Ons ergänzt werden. Es sind
unter anderem folgende SiSy-Ausgaben verfügbar (Stand Mai 2011):
-
Ausgabe
SiSy Professional
Preis
2800,- €
umfasst alle verfügbaren Add-Ons
-
SiSy Business
2300,- €
umfasst Add-Ons für Prozessmodellierung, Qualitäts- und Projektmanagement
-
SiSy Developer
499,- €
umfasst umfangreiche Add-Ons zur Systementwicklung
-
SiSy AVR ++
199,- €
umfasst die Add-Ons AVR, ausgewählte Teile der UML, SVL und SysML
-
SiSy AVR
99,- €
beinhaltet nur das Add-On AVR
3.7.2 Add-Ons anzeigen
Um die Liste der installierten Add-On’s anzuzeigen nutzen Sie den Menüpunkt Einstellungen/Add-Ons hinzufügen. Um den Dialog zu verlassen wählen Sie die Schaltfläche
Abbrechen.
Liste der installierten
Add-On’s
Hinweis:
Beachten Sie, dass Änderungen an den Add-On’s in jedem Fall Auswirkungen auf die
Funktionalität von SiSy und abhängiger Add-On’s haben.
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3.7.3 Add-Ons hinzufügen
Für das Hinzufügen von Add-On’s nutzen Sie den Menüpunkt Einstellungen/Add-Ons
hinzufügen. Wählen Sie im Add-On Dialog die Schaltfläche Hinzufügen um ein Add-On
zu installieren. SiSy Add-On’s besitzen die Dateierweiterung *.exp.
Add-On auswählen
und installieren
Installation
bestätigen
Hinweis:
Für die Installation von Add-On’s sollten Sie Administratorrechte besitzen. Beachten
Sie, dass Änderungen an den Add-On’s in jedem Fall Auswirkungen auf die Funktionalität von SiSy und abhängiger Add-On’s haben.
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3.8 Zusätzliche Werkzeuge
3.8.1 Einführung
Bestimmte Add-On’s installieren als zusätzliche Komponenten externe Programme.
Diese sind nach der Installation über den Menüpunkt Werkzeuge erreichbar.
3.8.2 myAVR Werkzeuge
Das myAVR ControlCenter
Das myAVR Controlcenter ist ein universelles Terminalprogramm zur Kommunikation
mit dem myAVR Board und anderen Mikrocontrollerapplikationen, die über eine serielle
Schnittstelle (UART) oder USB Anbindung mit virtuellem COM-Port zum PC verfügen.
Es kann für Test- und Debug-Meldungen sowie Visualisierung und Protokollierung von
Messdaten genutzt werden. Dazu bietet das myAVR Controlcenter umfangreiche Konfigurationsmöglichkeiten.
Sie finden im Kapitel „Das myAVR Controlcenter“ ausführliche Informationen für dessen
Handhabung. Das Controlcenter kann einzeln über das Menü Werkzeuge oder im Zusammenhang mit einer Mikrocontrolleranwendung aus dem jeweiligen Diagramm für die
Entwicklung des Programms (z.B. Klassendiagramm, Programmablaufplan, usw.) aufgerufen werden.
Hinweis:
Das myAVR Controlcenter verfügt über spezielle Fähigkeiten die myAVR Programmer
vom Typ MK2 und MK3 anzusteuern. Informieren Sie sich über die Möglichkeiten der
Spannungsversorgung und der Kommunikation dieser Programmer in den jeweiligen
technischen Beschreibungen. Diese Dokumente stehen Ihnen im Downloadbereich von
www.myAVR.de zur Verfügung.
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Das myAVR ProgTool
Das myAVR ProgTool ist ein Werkzeug zum Programmieren von AVR-Mikrocontrollern.
Sie können den Programmspeicher, den EEPROM und die Fuse-/Lock-Bits der unterstützten AVR-Mikrocontroller komfortabel programmieren.
Brennen:
Der Inhalt der ausgewählten Dateien wird im unteren Bereich des Fensters angezeigt.
Die Inhalte der Eingabefelder bleiben nach dem Schließen erhalten und sind nach erneutem Öffnen des Tools wieder verfügbar.
Signalfarben:
rötlich gefülltes Datei-Eingabefeld: Datei existiert nicht
bläulich gefülltes Datei-Eingabefeld: Datei existiert
graue Schrift: Element inaktiv
Flash brennen:
Aktivieren Sie zunächst die Auswahl "Flash brennen". Wählen Sie anschließend per
Schaltfläche "Suchen..." die gewünschte Datei (*.elf, *.hex, *.raw, *.bin) aus. Der Dateiname kann ebenso per Hand in das Eingabefeld eingegeben werden.
Bei Auswahl einer *.elf-Datei, wie sie zum Beispiel mit WinAVR erstellt wird, erfolgt eine
automatische Konvertierung in das Intel-HEX-Format. Sind in der ELF-Datei die Sektionen ".eeprom", ".fuses" bzw. ".lock" enthalten, werden diese extrahiert und als Werte für
EEPROM und die Fuses verwendet.
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EEPROM brennen
Aktivieren Sie zunächst die Auswahl "EEPROM brennen". Wählen Sie anschließend per
Schaltfläche "Suchen..." die gewünschte Datei (*.eep, *.elf, *hex, *.raw, *.bin, *.txt) aus.
Der Dateiname kann ebenso per Hand in das Eingabefeld eingegeben werden.
Fuses brennen:
Sie ereichen die Fuse- und Lock-Bit Konfiguration über "Bearbeiten" auf der Seite
"Brennen". Aktivieren Sie zunächst die Auswahl "Fuses brennen" sowie die gewünschten Fuses (Low-, High- und Extended Fuse sowie Lock-Bits). Tragen Sie die hexadezimalen Werte entsprechend der Datenblätter des zu programmierenden Mikrocontrollers
ein. Sie können die Werte auch über die Schaltfläche "Bearbeiten" einstellen.
Sie können die Fuse- und Lock-Bits in einer Listenansicht nach Ihren Bedürfnissen konfigurieren. Dazu muss vorher im Reiter "Hardware" der korrekte Controller ausgewählt
sein. Wollen Sie die aktuellen Werte auslesen oder verändern, müssen Sie auch den
richtigen Programmer einstellen und anschließen.
Beachten Sie, dass bei fehlerhaften Einstellungen der Fuse- und Lock-Bits der Mikrocontroller unter Umständen nicht mehr programmierbar oder gar erreichbar sein kann.
Auslesen eines Controllers:
Zum Auslesen muss die richtige Hardware (Controller und Programmer) eingestellt
sein. Die aktuellen Einstellungen sehen Sie im Kopfteil der Seite.
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Lesen Sie die Daten des Flash- oder EEPROM-Speichers durch Betätigen der jeweiligen Schaltfläche aus. Dieser Vorgang kann je nach Speichergröße länger dauern. Es
wird der komplette Speicher ausgelesen, haben Sie also etwas Geduld.
Nach erfolgreichem Auslesen werden die gelesenen Daten dargestellt. Nicht belegte
Speicherbereiche am Ende der Daten werden vor der Darstellung entfernt.
Sie können die ausgelesenen Daten in eine Datei speichern. Die Speicherung erfolgt im
Intel-HEX-Format.
Hardware einstellen:
Wählen Sie vor dem Brennen immer die korrekte Programmierhardware und den zu
programmierenden Controllertyp aus. Die Einstellungen werden beim Schließen gespeichert und sind nach erneutem Öffnen wieder verfügbar. Mit "Test" bzw. "?" kann der
aktuelle Controller und der verwendete Port ermittelt werden.
Signalfarben:
gelb: Test läuft
grün: Test war erfolgreich
rot: Test ist fehlgeschlagen
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Besonderheiten:
- mySmartUSB, myAVR Board, myMultiProg : MK2, MK3, light /
mySmartControl MK2: 8K, 16K, 32K /
mySmartControl MK3
o
o
o
o
o
o
-
myAVR Board MK1, myMultiProg MK1:
o
o
o
o
o
-
Board muss an einem COM-Port angeschlossen sein
externe Spannungsversorgung muss angeschlossen sein
Board muss eingeschaltet sein (Power)
ISP-Pin muss verbunden sein
korrekter COM-Port muss im Feld "Anschluss:" eingetragen sein
Anschluss wird nicht automatisch ermittelt
AVR ISP mk-II:
o
o
o
o
o
-
LIB-USB-Treiber muss installiert sein
JTAG ICE mk-II muss angeschlossen sein
Spannungsversorgung der Ziel-Hardware muss eingeschaltet sein
korrekte USB-Port-Nummer muss im Feld "Anschluss:" eingetragen sein
Anschluss und Controller können per "?" ermittelt und überprüft werden
STK 500:
o
o
o
o
o
o
-
LPT-Kabel muss angeschlossen sein
Board muss angeschlossen sein
evtl. externe Spannungsversorgung anschließen
der korrekte LPT-Port muss im Feld "Anschluss:" eingetragen sein
Anschluss und Controller können per "?" ermittelt und überprüft werden
JTAG ICE mk-II:
o
o
o
o
o
-
USB-Treiber muss installiert sein (CP210X)
mySmartUSB muss angeschlossen sein
virtueller COM-Port (COMx) muss aktiv sein
Port-Einstellungen sind nicht notwendig, da der Programmer automatisch
gefunden wird
Ziel-Hardware wird vom mySmartUSB mit Spannung versorgt
Über "Test" kann der verwendete Controller ermittelt werden
LIB-USB-Treiber muss installiert sein
AVR ISP mk-II muss angeschlossen sein
Spannungsversorgung der Ziel-Hardware muss eingeschaltet sein
korrekte USB-Port-Nummer muss im Feld "Anschluss:" eingetragen sein
Anschluss und Controller können per "?" ermittelt und überprüft werden
AVR Dragon:
o
o
o
o
o
LIB-USB-Treiber muss installiert sein
AVR Dragon muss angeschlossen sein
Spannungsversorgung der Ziel-Hardware muss eingeschaltet sein
korrekte USB-Port-Nummer muss im Feld "Anschluss:" eingetragen sein
Anschluss und Controller können per "?" ermittelt und überprüft werden
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Ausgabe:
Die Aktionen werden im Ausgabefenster protokolliert. Neben anderen Informationen
werden Anzahl der übertragenen Bytes und Dauer der Aktion angezeigt. Zustand und
Ergebnis der Aktionen werden durch Signalfarben und Ausgaben angezeigt.
Signalfarben:
hellgrauer Hintergrund: keine Aktion, wartend
hellgelber Hintergrund: Aktion wird momentan ausgeführt
hellroter Hintergrund: Aktion wurde nicht erfolgreich ausgeführt, Fehler
hellgrüner Hintergrund: Aktion wurde erfolgreich beendet
Problembehandlung:
- Allgemein: Überprüfen Sie, ob alle Kabel richtig angeschlossen sind und überprüfen Sie, ob die Stomversorgung der Zielplattform ausreichend ist.
- Bei USB-Verbindungen trennen Sie diese kurz (ca. 20s) um eine Reinitialisierung des USB-Treibers durchzuführen.
- mySmartUSB funktioniert nicht:
o USB-Treiber (CP210x) nicht installiert -> Treiber installieren
o mySmartUSB im Datenmodus -> in Programmiermodus schalten (DIP)
- mySmartControl funktioniert nicht:
o USB-Treiber (CP210x) nicht installiert -> Treiber installieren
o kein Bootloader vorhanden -> Bootloader nachrüsten
Hinweis:
Das myAVR ProgTool ist nur in SiSy Ausgaben mit dem Add-On AVR verfügbar.
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3.8.3 SVL Werkzeuge
Der SVL-DebugMonitor
Für die Fehlersuche im laufenden Betrieb einer Windowsanwendung die auf der SVLKlassenbibliothek basiert, steht Ihnen der SVL-Debugmonitor zur Verfügung. In der folgenden Darstellung sehen Sie eine typische Anwendung des Debugmonitors. Dabei
fungiert der Debugmonitor als lokaler Server und die Anwendung als Client. Der Debugmonitor muss immer zuerst gestartet werden und danach erst die Anwendung. Sie
können in der SVL Hilfe unter den Stichwort „SDebug“ detaillierte Informationen zur
Nutzung der Debugschnittstelle abrufen.
debug.stop=false;
debug.print("Starte Fensteraufbau");
// Controls erzeugen
btnEnde.createCtrl(this,"Ende",-100,-30);
_AddEventCall_OnCommand(btnEnde.getID(),destroy);
debug.print("Ende Fensteraufbau");
debug.stop=true;
Hinweis:
SVL Anwendungen können nicht mit jeder SiSy Ausgabe erstellt werden. Sie benötigen
dazu die entsprechenden Add-On’s beziehungsweise die entsprechende Ausgabe von
SiSy. Bei der Nutzung des Debugmonitors kann es zu Warnhinweisen Ihrer Firewall
kommen. Es ist für die korrekte Funktion des Debugmonitors notwendig, die Verbindung
zwischen Anwendung und Debugmonitor nicht zu blockieren.
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Das SVL-Werkzeug RegExp
Reguläre Ausdrücke sind Regeln für die Suche in Zeichenketten. Man definiert also mit
dieser Syntax Suchmuster. Benutzen Sie dieses Werkzeug um die Syntax eines gewünschten regulären Ausdruckes zu testen. Sie erhalten zusätzlich den C++ Code für
die Anwendung des getesteten regulären Ausdrucks mit der SVL. Weitere Informationen finden Sie in der SVL-Hilfe unter den Stichwort „SRegExp“
Hinweis:
SVL Anwendungen können nicht mit jeder SiSy Ausgabe erstellt werden. Sie benötigen
dazu die entsprechenden Add-On’s beziehungsweise die entsprechende Ausgabe von
SiSy.
3.8.4 Weitere Werkzeuge
Entsprechend der installierten Add-On’s Ihrer SiSy Ausgabe können weitere Werkzeuge
verfügbar sein.
-
mySmartUSB Terminal
mySmartUSB-Light SupportBox
myAVR BitmapEditor
UML Tools
Language Tools
Export/Import Tools
…
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Die Hilfefunktionen in SiSy
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4 Die Hilfefunktionen in SiSy
Nutzen Sie die zahlreichen Hilfen und Vorlagen, die SiSy dem Entwickler bietet!
4.1 Der Assistent
Der Assistent ist hilfreich bei der Unterstützung und Führung des Nutzers im Umgang
mit SiSy. Er befindet sich standardmäßig im linken, unteren Bildschirmbereich. Der Assistent kann über die Werkzeugleiste ( -Symbol) geöffnet werden, falls dies nicht beim
Programmstart erfolgte. Der Assistent begleitet Sie im gesamten Projekt. Sie erhalten
immer passende Informationen zum aktuellen Diagrammtyp und haben die Möglichkeit,
durch verschiedene Links weitere Hilfethemen aufzurufen oder Vorlagen in Ihr Projekt
zu laden.
Beachte: Der Assistent ist auf die jeweilige Ausgabe von SiSy, die verfügbaren
Add-Ons und das gewählte Modell bezogen.
Bedeutung der verwendeten Symboliken im Assistenten:
weitere Informationen anzeigen;
öffnet eine Hilfedatei (*.chm, *.hlp, *htm)
Demovideo zur Handhabung zeigen;
öffnet eine Animation oder
Videomitschnitt der Bildschirmarbeit
(AVI, ScreenCam- oder FLASH-Film)
entsprechendes Diagramm öffnen, das
so geöffnete Diagramm kann über die
Schließen-Schaltfläche des Diagramms
wieder geschlossen werden;
eine Diagrammvorlage laden;
Vorschau zur Diagrammvorlage;
zurück zur Startseite des Assistenten;
Beispiel 1
ein kleines Skript zu Arbeitsschritten anzeigen;
nächster Schritt (Arbeitsschritt);
Verweis auf den Standardassistenten dieser Sicht;
blaue Schrift
und
blaue Symbole sind mit Links hinterlegt und können per Mausklick aktiviert werden.
Beispiele für Assistenten:
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Benutzerhandbuch SiSy AVR
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Die Hilfefunktionen in SiSy
4.2 Die Online-Hilfe
Bei der Eingabe von Quellcode im dafür vorgesehenen Editorfenster werden reservierte
Worte (Bezeichner, Schlüsselworte) der gewählten Programmiersprache durch verschiedenfarbiges Einfärben (Syntaxfarben) hervorgehoben. Zu den hervorgehobenen
Bezeichnern existiert in der Regel auch eine kurze Online-Hilfe und eine ausführlichere
Hilfe. Die Online-Hilfe ist ein Pop-Up-Fenster, welches automatisch eingeblendet wird,
wenn Sie mit dem Mauszeiger auf einen Befehl zeigen. In dem Pop-Up ist eine kurze
Hilfestellung zu dem Bezeichner eingeblendet. Steht eine Hilfe mit ausführlicheren Informationen zur Verfügung, wird in dem Pop-Up (STRG+Klick für Hilfe) angezeigt.
Register-Hilfe
Bei der Eingabe von bekannten Registernamen wird die Bezeichnung des Registers
und dessen Adresse eingeblendet. Durch betätigen der Taste „STRG“ und gleichzeitigem Klick auf das Register öffnet eine Hilfedatei mit dem entsprechenden Hilfethema zu
dem eingegeben Register.
Bit-Hilfe
Wenn für ein Register detaillierte Informationen zu der Bedeutung/Funktion der einzelnen Bits vorliegen, wird zusätzlich im Pop-Up eine Kurzreferenz der Bits angezeigt.
Durch drücken der Taste „STRG“ sowie Klick auf das Register öffnet SiSy eine Hilfedatei mit dem entsprechenden ausführlichen Hilfethema.
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Die Hilfefunktionen in SiSy
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Befehlshilfe
Bei der Eingabe von Befehlen wird in der Regel die Bedeutung bzw. Funktion des Befehls und ein kurzes Syntaxbeispiel eingeblendet. Durch drücken der Taste „STRG“ sowie Klick auf den Befehl öffnet SiSy eine Hilfedatei mit dem entsprechenden ausführlichen Hilfethema.
4.3 Die allgemeine Hilfe
SiSy bietet neben der direkten Hilfe bei der Eingabe von Schlüsselworten auch eine
allgemeine Hilfe an.
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
5 Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
Schauen wir uns als nächstes kurz in der Entwicklungsumgebung SiSy AVR um. Für
die Entwicklung von Mikrocontrollerlösungen bietet sich für den Einstieg die einfache
Programmierung (kleines Programm) an.
5.1 Voraussetzungen
Für die Bearbeitung der folgenden Aufgaben benötigen Sie die aufgeführte Software
und Hardware.
Software:
• SiSy AVR bzw. SiSy AVR++ ab Version 3.00
Hardware:
• Ein bestücktes myAVR Board
• Programmierkabel (USB bzw. LPT)
• eventuell Nullmodemkabel für die COM Schnittstelle
• 9 V Netzteil oder Batterie bei Bedarf (z.B.: autonomer Einsatz)
• Patchkabel
5.2 Zielstellung
Der Schnelleinstieg zur Mikrocontroller-Programmierung soll Ihnen helfen, SiSy AVR
kennen zu lernen und erste Schritte in der hardwarenahen Programmierung mit SiSy zu
gehen.
Zielstellung für das erste Beispielprogramm: Die drei LEDs auf dem myAVR Board sollen nacheinander aufleuchten und damit ein „Lauflicht“ erzeugen.
5.3 Vorgehen
Ein neues Projekt anlegen
Starten Sie SiSy und wählen Sie „Assistent öffnen“. Danach klicken Sie im SiSyAssistent auf den Menüpunkt „Neues Projekt anlegen“, vergeben Sie den Projektnamen
„Lauflicht“. Bestätigen Sie diesen Dialog mit „OK“. Wählen Sie als nächstes das Vorgehensmodell „Programmierung“. Es folgt ein Fenster, welches Sie mit „Weiter“ bestätigen. Als nächstes wählen Sie Ihren Programmer und Ihren Controller aus. Klicken Sie
nun auf „Speichern“. Den folgenden Dialog bestätigen Sie mit „OK“. Im darauf folgenden Fenster wählen Sie die Taktrate Ihres Mikrocontrollers aus. Mit einem Klick auf
„Fertig stellen“ beenden Sie dieses Fenster. Daraufhin erscheint ein Auswahlfenster.
Wählen Sie „leeres Diagramm“ aus. Beenden Sie das Fenster über „Weiter“ sowie „Fertig stellen“.
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
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Hinweis:
In SiSy legen Sie stets ein Projekt an. In dieses Projekt integrieren Sie Ihr Programm
bzw. mehrere Programme. Unabhängig vom Programmnamen benötigt jedes Projekt
einen Namen.
Wenn in ihrer SiSy Ausgabe mehrere Vorgehensmodelle (Hauptebenen) zur Verfügung
stehen, wird eine Auswahl der Hauptebene angeboten. Mit der Auswahl des Vorgehensmodells (VGM) entscheiden Sie über das Profil des Projektes. Wenn ein Projekt
klein und die Modellierung von Programmablaufplänen nicht erforderlich ist, wählt man
das einfachere Vorgehensmodell; in dem gezeigten Beispiel „Programmierung“. Bei
komplexen Projekten, für die neben kleinen Programmen auch Programmablaufpläne,
Struktogramme oder Klassendiagramme nötig sind, wird das komplexere Vorgehensmodell „AVR-Vorgehensmodell“ ausgewählt.
Die Auswahl des Vorgehensmodells bestimmt im weiteren Projektverlauf die von SiSy
zur Verfügung gestellten Werkzeuge. Bei Auswahl des einfachen Vorgehensmodells
„Programmierung“ stehen dann zum Beispiel keine grafischen Werkzeuge wie der Programmablaufplan zur Verfügung. Damit sind die Menüs und Objektbibliotheken entsprechend übersichtlicher.
Verfügbare Werkzeuge
- kleines Programm ASM
- kleines Programm C
- großes Programm ASM
- großes Programm C
- Programmablaufplan ASM
- Struktogramm C
- Klassendiagramm C++
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
Verfügbare Werkzeuge
- kleines Programm
- kleines Programm
- großes Programm
- großes Programm
ASM
C
ASM
C
Im weiteren Verlauf werden entsprechend der Auswahl des Vorgehensmodells unterschiedliche Hilfen zum Erstellen eines Programms angeboten. Für Einsteiger empfiehlt
sich zuerst die Nutzung des Vorgehensmodells „Programmierung“.
Bei jedem neuen Projekt müssen die Grundeinstellungen zur verwendeten Zielplattform
vorgenommen werden (Mikrocontrollertyp, Taktrate, Programmer und I/O-Port).
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
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Werden keine Einstellungen vorgenommen, so geht SiSy von einem mySmartUSB MK2
Programmer an COM 3 aus. Als Mikrocontroller wird ein Atmega8 mit 3,6864 MHz verwendet.
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
Kleines Assembler-Programm anlegen
Erstellen Sie ein Programm für den AVRMikrocontroller, indem Sie per Drag & Drop
aus der Objektbibliothek ein „kleines Programm“ in das Diagrammfenster ziehen.
Das Kontextmenü öffnet sich nun automatisch. Für spätere Bearbeitungen, markieren Sie das Objekt und wählen Sie aus
dem Kontextmenü (rechte Maustaste) „Definieren“.
Auf der Registerkarte „Definition“ tragen
Sie den Programmnamen ein (im Beispiel
„Lauflicht“) und wählen die Programmiersprache aus, hier „AVR Assembler“.
Zielplattform und Programmer einstellen
Kontrollieren Sie auf der Registerkarte „Extras (AVR)“ den ausgewählten Mikrocontroller. Die Option „Vorgaben benutzen“
überträgt automatisch die Grundeinstellungen (Mikrocontrollertyp, Taktrate, Programmer und I/O-Port) des Projektes in die
lokalen Einstellungen. Sollen die lokalen
Einstellungen unter „Extras (AVR)“ von den
Projekteinstellungen abweichen, muss die
Option „Vorgaben benutzen“ abgeschaltet
werden.
Definition kleines Programm
Einstellungen Extras (AVR)
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
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Programmgerüst laden, Quellcode erstellen
Über die Registerkarte „Programmgerüst“
können Sie das folgende Grundgerüst für ein
AVR Assemblerprogramm laden; in der Registerkarte „Quellcode“ können Sie den Quellcode eigenständig eintragen.
Hinweis:
Den Quellcode können Sie auch im Beschreibungsfenster/Editorfenster der SiSy-Benutzeroberfläche eintragen bzw. korrigieren.
Laden Sie die Vorlage für das Programmgerüst oder erstellen Sie den folgenden Quellcode.
Vergleichen Sie dazu auch den Abschnitt zum
myAVR Code-Wizard (Abschnitt 7). Das Programmgerüst darf erst geladen werden, wenn
der Zielcontroller ausgewählt wurde; die Vorlagen sind controllerspezifisch.
Grundgerüst laden
;+----------------------------------------------------------------------------;| Title
: Assembler Grundgerüst für ATmega8
;+----------------------------------------------------------------------------;| Prozessor
: ATmega8
;| Takt
: 3,6864 MHz
;| Sprache
: Assembler
;+----------------------------------------------------------------------------.include
"AVR.H"
;-----------------------------------------------------------------------------begin:
rjmp
main
; Power-on Reset
reti
; INT0 External Interrupt Request 0
reti
; INT1 External Interrupt Request 1
reti
; TIMER2 COMP Timer/Counter2 Compare Match
reti
; TIMER2 OVF Timer/Counter2 Overflow
reti
; TIMER1 CAPT Timer/Counter1 Capture Event
reti
; TIMER1 COMPA Timer/Counter1 Compare Match A
reti
; TIMER1 COMPB Timer/Counter1 Compare Match B
reti
; TIMER1 OVF Timer/Counter1 Overflow
reti
; TIMER0 OVF Timer/Counter0 Overflow
reti
; SPI, STC Serial Transfer Complete
reti
; USART, RXC USART, Rx Complete
reti
; USART, UDRE USART Data Register Empty
reti
; USART, TXC USART, Tx Complete
reti
; ADC ADC Conversion Complete
reti
; EE_RDY EEPROM Ready
reti
; ANA_COMP Analog Comparator
reti
; TWI 2-wire Serial Interface
reti
; SPM_RDY Store Program Memory Ready
;-----------------------------------------------------------------------------main:
ldi
r16,hi8(RAMEND)
; Main program start
out
SPH,r16
; Set Stack Pointer to top of RAM
ldi
r16,lo8(RAMEND)
out
SPL,r16
;Hier Init-Code eintragen.
;-----------------------------------------------------------------------------mainloop:
wdr
;Hier den Quellcode eintragen.
rjmp
mainloop
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
Quellcode in Assembler erstellen
Das Lauflicht soll über die LEDs angezeigt und von dem Prozessorport D gesteuert
werden. Die Realisierung erfolgt über je ein Bit im Register R18. Dieses wird mit dem
Befehl Bit-Rotation nach rechts verschoben und an PORT D des Prozessors ausgegeben. Auf Grund der Prozessorgeschwindigkeit muss die Ausgabe des Lauflichtes für
unser Auge verzögert werden. Geben Sie folgenden Quellcode ein bzw. ergänzen Sie
die Programmvorlage!
;-------------------------------------------------------------------------------;* Titel
:Lauflicht für myAVR Board
;* Prozessor
:ATmega8 mit 3,6864 MHz
;* Schaltung
:PORT D.2 bis PORT D.4 an LED 1 bis 3
;* Datum
:31.01.2011
;* Autor
:Dipl. Ing. Päd. Alexander Huwaldt
;-------------------------------------------------------------------------------.include
"avr.h"
;-------------------------------------------------------------------------------; Reset and Interruptvectoren
; VNr. Beschreibung
begin:
rjmp
main
; 1
POWER ON RESET
reti
; 2
Int0-Interrupt
reti
; 3
Int1-Interrupt
reti
; 4
TC2 Compare Match
reti
; 5
TC2 Overflow
reti
; 6
TC1 Capture
reti
; 7
TC1 Compare Match A
reti
; 8
TC1 Compare Match B
reti
; 9
TC1 Overflow
reti
; 10
TC0 Overflow
reti
; 11
SPI, STC Serial Transfer Complete
reti
; 12
UART Rx Complete
reti
; 13
UART Data Register Empty
reti
; 14
UART Tx complete
reti
; 15
ADC Conversion Complete
reti
; 16
EEPROM Ready
reti
; 17
Analog Comparator
reti
; 18
TWI (I²C) Serial Interface
reti
; 19
Store Program Memory Redy
;-------------------------------------------------------------------------------; Start, Power ON, Reset
main:
ldi
r16 , lo8(RAMEND)
out
SPL , r16
; Init Stackpointer LO
ldi
r16 , hi8(RAMEND)
out
SPH , r16
; Init Stackpointer HI
ldi
r16 , 0b11111111
; PORT D auf Ausgang
out
DDRD , r16
ldi
r16 , 0b00000000
; Alle Bits auf LOW
out
PORTD , r16
ldi
r17 , 0b00000000
ldi
r18 , 0b00000001
; 1 Lauflicht-Bit
;-------------------------------------------------------------------------------mainloop:
wdr
inc
r16
; Wait
brne
skip
inc
r17
; Wait
brne
skip
rcall up1
; Lauflicht
skip:
rjmp
mainloop
;-------------------------------------------------------------------------------up1:
rol
r18
; Bit-Rotation
out
PORTD , r18
ret
;--------------------------------------------------------------------------------
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
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Compilieren und Linken
Der eingegebene Quellcode muss nun in Maschinencode für den AVR-Prozessor übersetzt werden. Wählen Sie dazu die Schaltflächen „Kompilieren“ und „Linken“. Bei fehlerfreier Übersetzung liegt das Programm als „Lauflicht.hex“ vor und kann auf den FLASHProgrammspeicher des Prozessors gebrannt werden.
Nur compilieren *.s
oder *.cc und *.o
Datei wird erstellt
Nur linken
*.hex Datei
wird erstellt
Nur brennen *.hex
Datei wird übertragen
Starten des myAVRControlcenter zum
Testen (ON/OFF)
Alle Schritte
durchführen
Hardware anschließen und brennen
Das myAVR Board verfügt über eine ISP (In System Programming) Schnittstelle. Der
Prozessor muss also nicht für die Programmierung aus dem System entfernt werden,
um ihn in einem gesonderten Programmiergerät zu brennen, sondern kann im myAVR
Board direkt programmiert werden. Dazu schließen Sie entsprechend Ihrer Boardvariante das Programmierkabel an den LPT- oder USB-Port Ihres Rechners an.
Zum Brennen wählen Sie die Schaltfläche „Brennen“. Bei erfolgreichem Brennvorgang
erhalten Sie im Ausgabefenster vom myAVR ProgTool folgende Meldung:
Ausgabefenster myAVR ProgTool
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Entwicklung eines kleinen Programms mit SiSy AVR
Mikrocontrollerlösung testen
Verkablung
Um das Programm zu testen ist es nötig, den Port D
mit den LEDs zu verbinden.
• Wenn vorhanden, ziehen Sie die Batterie bzw.
das Netzteil und das Programmierkabel ab.
• Verbinden Sie die LEDs mit dem Prozessorport D
entsprechend dem folgenden Schema.
Nutzen Sie die Patchkabel!
• Prüfen Sie die Verbindungen und schließen Sie
die Batterie/das Netzteil oder das Programmierkabel wieder an und nehmen Sie die Mikrocontrollerlösung in Betrieb.
• Es ist jetzt an den LEDs ein Lauflicht zu sehen.
• Gratulation!
Das ist Ihre erste Mikrocontrollerlösung mit dem
myAVR Board.
Beim Kompilieren, Linken und Brennen des Schnellstart-Beispiels öffnet sich ein Ausgabefenster und zeigt Protokollausgaben der Aktionen an. Beim Brennen öffnet sich
zusätzlich das myAVR ProgTool. Wenn die Hardware ordnungsgemäß angeschlossen,
von der Software erkannt und das Programm erfolgreich auf den Programmspeicher
des Mikrocontrollers übertragen wurde, schließen Sie das myAVR ProgTool. Die letzte
Ausschrift hat folgenden Inhalt:
brenne Daten neu
Ende.
Ausgabefenster mit "Brenn"-Protokoll
Inbetriebnahme, Test und Datenkommunikation mit der Mikrocontrollerlösung erfolgen
über das myAVR Controlcenter. Dabei wird über die Schaltfläche „Start“ das Board mit
der nötigen Betriebsspannung versorgt und der Controller gestartet. Der Datenaustausch mit dem myAVR Board ist möglich, wenn das Null-Modemkabel an Rechner und
Board angeschlossen ist, sowie die Mikrocontrollerlösung dafür vorgesehen ist. Es können Texte und Bytes (vorzeichenlose ganzzahlige Werte bis 255) an das Board gesendet und Text empfangen werden. Die empfangenen Daten werden im Protokollfenster
angezeigt. Vergleichen Sie dazu den folgenden Abschnitt zum myAVR-Controlcenter.
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Das myAVR Controlcenter
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6 Das myAVR Controlcenter
6.1 Einleitung
Das myAVR Controlcenter ist ein universelles Terminalprogramm zur Kommunikation
mit dem myAVR Board und anderen Mikrocontrollerapplikationen, die über eine serielle
Schnittstelle (UART) oder USB Anbindung mit virtuellem COM-Port zum PC verfügen.
Es kann für Test- und Debug-Meldungen sowie Visualisierung und Protokollierung von
Messdaten genutzt werden. Dazu bietet das myAVR Controlcenter umfangreiche Konfigurationsmöglichkeiten.
6.2 Das myAVR Board starten und stoppen (Power Control)
Wenn Sie ein myAVR Board MK1 LPT oder MK2 USB besitzen, können Sie die Spannungsversorgung des Boards aus dem Controlcenter heraus steuern. Dazu wählen Sie
die Einstellungen für die serielle Verbindung und Power-Control.
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Das myAVR Controlcenter
Mit dem Aktivieren der Power-Control-Funktion wird beim Betätigen der Schaltfläche
„Start/Stopp“ die rechnerseitige Spannungsversorgung des myAVR Boards und die
RESET-Leitung angesteuert.
Bei einer externen Spannungsversorgung, zum Beispiel durch einen 9V Block oder das
myAVR Netzteil, hat die Power-Control-Funktion keine Wirkung auf die Boardspannung.
In diesem Fall bezieht sich die Wirkung ausschließlich auf die RESET-Leitung, um den
Controller zu starten bzw. zu stoppen. Beachten Sie, dass beim myAVR Board MK1
LPT die Spannungsversorgung über den LPT-Port für eine serielle Kommunikation und
den Betrieb des LC-Displays nicht ausreicht, dafür wird die Verwendung eines myAVR
Netzteils empfohlen.
6.3 Kommunikation mit dem myAVR Board
6.3.1 Grundlagen (LPT/USB-Variante)
Die zwei myAVR Boardversionen unterscheiden sich grundsätzlich in der technischen
Realisierung der seriellen Kommunikation. Das myAVR Board MK1 LPT verfügt über
eine gesonderte RS232 Schnittstelle (COM-Port) und wird über ein Nullmodemkabel an
einen physisch vorhandenen COM-Anschluss des PC angeschlossen.
LPTVerlängerung
Null-ModemKabel
Das myAVR Board MK2 USB verfügt über den USB Programmer mySmartUSB MK2.
Dieser stellt gleichzeitig einen virtuellen COM-Port für die Kommunikation zur Verfügung.
USB-Kabel A/B
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Das myAVR Controlcenter
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6.3.2 Einstellungen für die seriellen Verbindung
Für eine erfolgreiche Kommunikation mit dem myAVR Board ist es wichtig, dass Sender
und Empfänger von seriellen Daten die gleichen Parameter für die Datenübertragung
konfiguriert haben. Auf der PC Seite werden die Kommunikationsparameter im Controlcenter über die Schaltfläche für die Einstellungen der Verbindung konfiguriert.
Im Mikrocontrollerprogramm sind die gleichen Parameter bei der Initialisierung der
UART zu wählen. Beachten Sie die eingestellte Taktquelle (hier Quarz mit 3,6 MHz).
#define
F_CPU
3686400
#define
BAUD
9600
#include
<avr\io.h>
Beispiel für die Konfiguration
//-----------------------------------------------------------------------der UART des Mikrocontrollers
// UART initialisieren
void initUART()
(µC) mit 9600 Baud.
{
sbi(UCSRB,3);
// TX aktiv
sbi(UCSRB,4);
// RX aktivieren
UBRRL=(uint8_t)(F_CPU/(BAUD*16L))-1;
// Baudrate festlegen
UBRRH=(uint8_t)((F_CPU/(BAUD*16L))-1)>>8; // Baudrate festlegen
}
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Das myAVR Controlcenter
6.3.3 Daten empfangen vom myAVR Board
Das myAVR Controlcenter empfängt Daten über den gewählten COM-Port und stellt
diese im Protokollfenster dar. Damit können Statusmeldungen, Fehlermeldungen oder
auch Messwerte erfasst werden. Die Voraussetzung ist, dass die serielle Verbindung
hergestellt (Nullmodemkabel oder USB Kabel), korrekt konfiguriert und aktiviert wurde.
Die Kommunikation beginnt mit dem Betätigen der Schaltfläche „Start“ und endet mit
dem Betätigen der Schaltfläche „Stopp“. Der Zustand (in Betrieb/Halt) wird über das
Symbol (rot/grün, EIN/AUS) rechts neben der Schaltfläche angezeigt.
6.3.4 Darstellung der empfangen Daten
Die empfangenen Daten werden fortlaufend im Protokollfenster dargestellt. Der Darstellungsmodus kann während der Kommunikation umgeschaltet werden. Das Controlcenter bietet folgende Darstellungsmodi:
• Text
• Zahl
o Dezimal
o Hexadezimal
• Grafik (Oszi)
Die Daten des folgenden Programmbeispiels sollen als Testdaten dienen:
//---------------------------------------------------main()
{
uint8_t a=′A′;
// Zeichen
initUART();
// Initialisierungen
while (true)
// Mainloop-Begin
{
putChar(a);
// Zeichen senden
a++;
// nächstes Zeichen
myWait_1000ms();
// Pause
}
// Mainloop-Ende
}
//----------------------------------------------------
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Das myAVR Controlcenter
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Der Textmodus
Der Textmodus dient zur Visualisierung alphanumerischer Werte im ASCII Format (Zeichenketten). Zahlen, die mit Zeichenketten gesendet werden, müssen vom Mikrocontrollerprogramm zuvor ins ASCII-Format gewandelt werden (siehe itoa und sprintf).
Über die Schaltfläche „Anpassen “ lässt sich das Protokollfenster weiter konfigurieren.
Die Zeilenbreite und das Zeichen für einen Zeilenumbruch lassen sich auswählen. Es
können wichtige/gesuchte Textstellen im Protokollfenster hervorgehoben werden.
Der Zahlenmodus
Der Zahlenmodus visualisiert die empfangenen Datenbytes (8 Bit, Werte von 0 bis 255)
als Dezimal- oder Hexadezimalzahlen. Dezimalzahlen werden dreistellig mit führender
Null dargestellt.
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Das myAVR Controlcenter
Die Anzeige kann über die Schaltfläche „Anpassen“ weiter konfiguriert werden. Dabei
werden die Zeilengröße oder das Zeilenumbruchzeichen sowie das Format der Zahlendarstellung (Hexadezimal/Dezimal) ausgewählt.
Es können wichtige/gesuchte Zahlenwerte im Protokollfenster hervorgehoben werden.
Hexadezimale Zahlen sind durch den Präfix 0x zu kennzeichnen. Mehrere Werte können mit Leerzeichen getrennt angegeben werden.
Der Grafikmodus
Messwerte können auch grafisch visualisiert werden. Dabei werden die Werte fortlaufend und byteweise (Wertebereich 0 bis 255) als Punkte in einem Koordinatensystem
visualisiert. Die X-Achse repräsentiert den zeitlichen Verlauf, die Y-Achse den Wertebereich der Daten. Die Anzeige kann als einzelne Punkte oder Linien erfolgen.
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Das myAVR Controlcenter
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6.3.5 Empfangene Daten speichern
Bei der Erfassung von Messdaten die vom Mikrocontroller an den PC gesendet werden
ist es oft wichtig, diese in eine Datei zu speichern. Damit wird eine Weiterverarbeitung
der Daten in entsprechenden Programmen (z.B.: EXCEL) möglich. Das myAVR
Controlcenter ermöglicht es, Protokolldaten aufzuzeichnen (Log-Datei, Rekorderfunktion). Um diese Funktion zu aktivieren, wählen Sie die Option „Daten aufzeichnen“
Über die Schaltfläche „Einstellungen“ muss der Dateiname und Pfad der Log-Datei angegeben werden. Zusätzlich ist es möglich, das Format und die Blockgröße (Zeilenumbruch) festzulegen. Die Weiterverarbeitung der Daten erfolgt entsprechend der Möglichkeiten der Zielanwendung (z.B.: Öffnen, Importieren oder Zwischenablage).
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Das myAVR Controlcenter
6.3.6 Daten an das myAVR Board senden
Über das Controlcenter können Daten im Text- oder Zahlenformat an den Mikrocontroller gesendet werden. Das folgende Programm dient als Veranschaulichung dieser
Funktion.
//------------------------------------------------------main()
{
uint8_t zeichen;
initUART();
// Initialisierungen
while (true)
// Mainloop-Begin
{
zeichen=getChar();
// Zeichen abholen
putChar(zeichen);
// Zeichen zurücksenden
}
// Mainloop-Ende
}
//-------------------------------------------------------
Text senden
Es können einzelne Zeichen, aber auch Zeichenketten gesendet werden. Mit der zugehörigen Schaltfläche „Senden“ wird immer der gesamte Inhalt der Eingabezeile „Text“
gesendet.
Zahlen senden
Zahlenwerte von 0 bis 255 (1 Byte) können einzeln oder als Zahlenfolge gesendet werden. Zwischen den Werten ist ein Leerzeichen als Trennzeichen einzufügen. Zahlen,
die größer sind als 255, werden auf den niederwertigen Teil gekürzt. Es ist möglich,
Zahlen im Hexadezimalformat zu schreiben (Präfix 0x). Mit der zugehörigen Schaltfläche „Senden“ wird immer der gesamte Inhalt der Eingabezeile „Zahl“ gesendet.
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Der myAVR Simulator MK1/2
Seite: 55/120
7 Der myAVR Simulator MK1/2
7.1 Einleitung
Mikrocontrolleranwendungen werden zur Laufzeit auf dem entsprechenden Zielsystem
verarbeitet. Nicht jede Zielhardware verfügt über eine eigne Debughardware. Für das
myAVR Board MK1 und MK2 mit dem ATmega8 bietet der myAVR Simulator MK1/2 die
Möglichkeit, Assemblerprogramme auf einer virtuellen Hardware zu simulieren. Der Simulator ist vor allem zu Lernzwecken und für Einsteiger konzipiert und verfügt nicht
über alle Möglichkeiten der kompletten AVR-Controllerfamilie.
Anzeige der benutzten
Arbeitsregister
Schaltflächen für:
ASM-Datei laden und
Zusatzfenster öffnen
Textfeld
zur
Eingabe
von
Registerwerten
Schaltflächen
zur Steuerung
Eingabe:
Taster
Poti
Lichtsensor
Ausgabe:
Eingabe:
Taster
Speaker
Poti
LEDs
Lichtsensor
Flags und
aktueller
Befehl
Port-Pins des ATmega8
7.2 Den Simulator starten und
konfigurieren
Der Simulator kann über das Menü
Werkzeuge oder aus dem Diagrammfenster für die Programmierung von AVR
Assemblerprogrammen gestartet werden.
Wird der Simulator aus dem Menü Werkzeuge gestartet, muss die gewünschte
Assemblerdatei vor der Simulation geladen werden. Als nächstes sind die Hardwareverbindungen zu Ein- und Ausgabegeräten herzustellen. Die Anschlusspunkte sind dazu jeweils nacheinander
mit der Maus anzuklicken. Mit der rechten Maustaste kann Farbe und Form der
virtuellen Patchkabel geändert werden.
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Der myAVR Simulator MK1/2
7.3 Die Programmsimulation durchführen
7.3.1 Einzelschritte
Die einfachste Form der Simulation ist der Einzelschrittbetrieb. Dabei wird Anweisung
für Anweisung ausgeführt. Die Schaltfläche „Step“ simuliert dabei das Taktsignal des
Controllers. Die Abarbeitung eines Befehls erfordert eine dem realen Befehl entsprechende Anzahl von Steps (Takten, vgl. Datenblatt des ATmega8). Die meisten Befehle
des AVR RISC-Core benötigen einen Takt zur Abarbeitung.
Quelltextanzeige
Aktuelle Zeile
Schaltfläche „Step“
Aktueller Befehl
7.3.2 Langsame und schnelle Simulation
Die Schaltfläche „Go“ simuliert einen kontinuierlichen Takt. Es ist nicht mehr nötig, die
Schaltfläche „Step“ zu betätigen. Mit der Schaltfläche „slow/fast“ kann die Simulationsgeschwindigkeit umgeschaltet werden. Die Quellcodeanzeige und die aktuelle Programmzeile werden während der schnellen und langsamen Simulation nachgeführt,
jedoch kann das Auge nur der langsamen Simulation folgen.
Quelltextanzeige
Aktuelle Zeile
Schaltfläche „Go“
Schaltfläche „slow/fast“
7.3.3 Speicherinhalte anzeigen
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Der myAVR Simulator MK1/2
Seite: 57/120
Es ist möglich im Schrittbetrieb oder während der automatischen Simulation die Speicherinhalte von FLASH, EEPROM und SRAM zu betrachten und Änderungen zu verfolgen. Die Speicheranzeigen öffnen Sie mit den entsprechenden Schaltflächen.
Schaltflächen:
SRAM, EEPROM
und FLASH
Speicheranzeige mit
HEX Dump und
ASCII
7.3.4 Serielle Kommunikation
Ein wesentlicher Bestandteil zahlreicher Mikrocontrolleranwendungen ist die Kommunikation mit einem Personalcomputer. Der Simulator verfügt über ein Terminal zur seriellen Kommunikation über die UART des ATmega8 und ist dem myAVR Controlcenter
nachempfunden. Sie können zwischen Text-, Hex- und Grafikanzeige wählen.
Schaltflächen:
SRAM, EEPROM
und FLASH
Terminal mit TextHEX– und Grafikausgabe
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Der myAVR Code-Wizard
8 Der myAVR Code-Wizard
8.1 Einführung
Der myAVR Code-Wizard ist ein Assistent zum Erstellen von Assembler- und C-Codes
für die Konfiguration und Anwendungsentwicklung von AVR Mikrocontrollern. Dabei
wählt der Nutzer Schritt für Schritt im Dialog mit dem Assistenten die gewünschten Konfigurationen und Programmbausteine aus. Der Code-Wizard generiert kompilierungsfähigen Quellcode in der gewünschten Programmiersprache (AVR C oder AVR Assembler), der als komplette Anwendung geladen wird. Der Entwickler muss nur noch die projektspezifische individuelle Logik ergänzen. Der gesamte Programmrahmen in Form
von Hauptprogramm, fertige Initialisierungssequenz, Unterprogramme und Interruptroutinen wird von Code-Wizard generiert.
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Der myAVR Code-Wizard
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8.2 Grundeinstellungen
Die Zielsprache wurde vor dem Start des Code-Wizards ausgewählt. Für die Generierung von korrektem Quellcode ist es notwendig, den Controllertyp und die Taktgeschwindigkeit festzulegen.
8.3 Geräteeinstellungen
Über den Dialogbereich können Schritt für Schritt die Komponenten des gewählten
Controllertyps konfiguriert werden.
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Der myAVR Code-Wizard
8.4 Unterprogramme
Neben der Möglichkeit die Hardwarekomponenten des gewünschten Controllers zu konfigurieren, bietet der Code-Wizard auch eine Reihe typischer Unterprogramme. So verfügt er über einen Warteroutinen-Rechner zum generieren präziser Wartefunktionen.
8.5 Projektdaten
Der letzte Punkt im Code-Wizard ist die Eingabe der Projektdaten. Aus diesen wird eine
Programmkopfdokumentation generiert und dem kompletten Quellcode vorangestellt.
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Der myAVR Code-Wizard
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8.6 Codegenerierung
Der vollständige Quellcode wird zur Kontrolle dem Anwender angezeigt. Es können jetzt
noch Änderungen vorgenommen werden, indem man die betreffenden Punkte im Navigationsbereich auswählt und die Parameter ändert. Mit Bestätigung des Quellcodes
wird dieser als komplettes Programm eingefügt.
//------------------------------------------------------------------------// Titel : Test der seriellen Verbindung
//------------------------------------------------------------------------// Funktion : empfängt und sendet Daten per UART (9600,8,n,1)
// Schaltung : Nullmodemkabel anschließen
//------------------------------------------------------------------------// Prozessor : ATmega8
// Takt : 3686400 Hz
// Sprache : C
// Datum : 20.1.2011
// Version : 1.0
// Autor : Dipl. Ing. Päd. Huwaldt
// Programmer:
// Port :
//------------------------------------------------------------------------// created by myAVR-Code-Wizard
//------------------------------------------------------------------------#define
F_CPU
3686400
#include <avr\io.h>
#include <avr\interrupt.h>
//-----------------------------------------------------------------------// Initialisierungen
//-----------------------------------------------------------------------void init()
{
// Ports initialisieren
...
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Entwicklung eines großen Programms mit SiSy AVR
9 Entwicklung eines großen Programms mit SiSy AVR
9.1 Einleitung
Für die Entwicklung eines größeren Programms ist es unzweckmäßig, alle Befehle in
eine Datei (Unit) zu schreiben. Der Grund dafür ist, dass bei mehr als 60 bis 80 Zeilen
Quellcode die Übersicht über die Programmstruktur verloren geht. Selbst die Unterteilung in Unterprogramme reicht ab einer bestimmten Größe von Programmen nicht mehr
aus. SiSy erlaubt zwar in kleinen Programmen bzw. je Unit 10 Kilobyte Code. Das sind
in Assembler zum Beispiel über 1000 Zeilen. Ein kleines Programm bzw. eine einzelne
Unit sollte jedoch nie mehr als 80 bis 120 Zeilen haben. Wird diese Grenze erreicht,
sollte das Programm in logische Einheiten (Units, Module) gegliedert werden. Dabei
fasst man alles zusammen, was zu einer bestimmten Funktionalität oder einer bestimmten Baugruppe wie zum Beispiel dem AD-Wandler gehört. Physisch entstehen dabei
mehrere Dateien, die für sich genommen wieder übersichtlich sind da diese dann nur 80
bis 120 Zeilen Code enthalten. Das Übersetzungsprogramm (Assembler, Compiler, Linker) sorgt dann dafür, dass alle einzelnen Units zu einem vollständigen Programm zusammengefügt werden.
Das folgende Kapitel erläutert an einem sehr kleinen Beispiel die Handhabung der
Komponenten eines großen Programms, welches in mehrere Units zerlegt wird.
9.2 Vorbereitung
Starten Sie SiSy und legen Sie ein neues Projekt
an. Wählen Sie das Vorgehensmodell „Programmierung“.
Nehmen
Sie
die
Grundeinstellungen für die verwendete AVR Hardware
vor oder lassen Sie die myAVR-Hardware automatisch suchen. Erstellen Sie ein leeres Diagramm!
Ziehen Sie aus der Objektbibliothek ein Objekt vom
Typ „Programm“.
Legen Sie Name und Sprache für das Programm
fest.
Überprüfen
Sie
gegebenenfalls
die
Einstellungen unter Extras AVR.
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9.3 Aufgabenstellung
Es ist eine Mikrocontroller-Anwendung mit der Technik des großen Programms (Zerlegen in mehrere Units) zu entwerfen und in der Sprache Assembler zu realisieren.
Aufgabe:
Entwickeln Sie eine Mikrocontrollerlösung, bei der ein Taster eine LED schaltet.
Schaltung:
Port D.2 = Taster 1
Port B.0 = LED
9.4 Hauptprogramm erstellen
Öffnen Sie das Diagrammfenster für ein großes Programm,
indem Sie auf dem Symbol rechte Maustaste ->
Kontextmenü -> nach unten (öffnen) wählen. Legen Sie
eine Unit an. Diese Unit bildet das Hauptprogramm.
Nennen Sie die Unit „main“. Damit wird durch die
Entwicklungsumgebung erkannt, dass es sich hierbei um
das Hauptmodul
handelt. Erstellen Sie hier das
Hauptprogramm, nutzen Sie die angebotene Vorlage
„Grundgerüst“.
;-----------------------------------.include "AVR.H"
;-----------------------------------; Reset and Interrupt vectoren
begin:
rjmp
main
reti
reti
reti
reti
;...
main:
ldi
r16, lo8(RAMEND)
out
SPL, r16
ldi
r16, hi8(RAMEND)
out
SPH, r16
; Hier Init-Code eintragen.
;----------------------------------mainloop: wdr
; Hier Quellcode eintragen.
rjmp mainloop
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Entwicklung eines großen Programms mit SiSy AVR
9.5 Units (Unterprogramme) anlegen und verknüpfen
Zur Gliederung des großen Programms wird dieses in mehrere kleine Einheiten (Units/
Module) zerlegt. Diese Einheiten werden nach fachlichen/inhaltlichen Gesichtspunkten
gebildet. So kann man alle Initialisierungsaufgaben in der Unit „init“ zusammenfassen.
Eine Unit kann aus einer Funktion/Unterprogramm oder mehreren Funktionen/Unterprogrammen bestehen. Im einfachsten Fall enthält jede Unit ein Unterprogramm. Legen Sie zusätzlich zur Haupt-Unit „main“ die Unit „init“ an.
Die Hauptunit benutzt die Unit „init“. Daher ist eine
Verbindung von der Hauptunit „main“ zur Unit „init“
zu ziehen. Selektieren Sie die Unit „main“ und
ziehen vom Verteiler (rot) eine Verbindung auf die
Unit „init“.
Dabei wird in der Hauptunit „main“ ein Include-Eintrag für die Unit „init“ erzeugt.
Erstellen Sie die Initialisierungsroutine für die benötigten digitalen Ein und Ausgänge.
;---------------------------------------init:
push
r16
sbi
DDRB,0
; B.0 Ausgang
cbi
PORTB,0 ; B.0 LED aus
cbi
DDRD,2
; D.2 Eingang
sbi
PORTD,2 ; D.2 PullUp
pop
r16
ret
;----------------------------------------
Ergänzen Sie den Code des Hauptprogramms.
…
rcall
init
;----------------------------------mainloop: sbic
PIND,2
rjmp
led_aus
led_an:
sbi
PORTB,0
rjmp
mainloop
led_aus: cbi
PORTB,0
rjmp
mainloop
;----------------------------------.include “init.s“
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9.6 Übersetzen, Brennen und Test
Zum Übersetzen, Brennen und Testen wählen Sie im Aktionsmenü
den entsprechenden Menüpunkt. Im Ausgabefenster erscheint das Protokoll der ausgeführten
Aktionen. Des Weiteren öffnet sich für kurze Zeit das myAVR ProgTool.
Kompiliere die Datei main.s.
Linke die Datei grossesProgramm.elf.
brenne Daten neu
Öffne myAVR ControlCenter
Ende.
Über das myAVR Controlcenter können Sie das myAVR Board Starten und Stoppen um
die Mikrocontrollerlösung zu testen. Überprüfen Sie gegebenenfalls die Einstellungen
entsprechend Absatz 6, „Das myAVR Controlcenter“.
9.7 Interrupt-Service-Routine (ISR) im großen Programm
Interrupt-Service-Routinen (im weiteren ISR) sind besondere Formen von Unterprogrammen. Diese werden von einer Interruptquelle des Mikrocontrollers (Timer, ADC,
UART, usw.) bei entsprechenden Ereignissen automatisch an beliebiger Stelle im Programmfluss aufgerufen (Unterbrechung, engl. Interrupt). Es ist nötig die Interruptquelle
entsprechend zu konfigurieren. Es empfiehlt sich für jedes interruptfähige Gerät eine
eigene Unit anzulegen. Diese ist mit der Haupt-Unit zu verbinden.
;------------------------------------------; Interruptvectoren
...
rjmp onADC ;15 ADC Conversion Complete
...
;------------------------------------------initADC:
ldi
r16,0
out
ADMUX,r16
ldi
r25,0b10011101
out
ADCSRA,r25
ret
;------------------------------------------onADC:
...
reti
;-------------------------------------------
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Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
10 Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
10.1 Einleitung
Für die Entwicklung eines Programmablaufplans (PAP) sind konkrete Vorstellungen
über die Systemlösung und Kenntnis der Hardware nötig. Ein Programmablaufplan
kann aus einer genauen Aufgabenstellung abgeleitet werden.
Beispielaufgabe:
Entwickeln Sie eine Mikrocontrollerlösung, bei der ein Taster eine LED schaltet. Der
Controller ist so zu initialisieren, dass an Port B.0 der Taster und an Port B.1 die LED
angeschlossen ist. Danach ist fortlaufend der Taster abzufragen. Wenn der Taster gedrückt ist, wird die LED eingeschaltet, sonst bleibt die LED aus.
PAP zur Beispielaufgabe
10.2 Vorbereitung
Starten Sie SiSy und legen Sie ein neues Projekt an. Wählen Sie das AVRVorgehensmodell.
Nehmen
Sie
die
Grundeinstellungen für die verwendete
AVR Hardware vor oder lassen Sie die
myAVR-Hardware automatisch suchen.
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Danach öffnet sich die typische Benutzeroberfläche von SiSy mit einem leeren Vorgehensmodell und Sie können mit der Arbeit
beginnen.
Ziehen Sie als nächstes aus der Objektbibliothek ein Objekt vom Typ „PAP“ in das leere
Diagramm. Benennen Sie den PAP mit „Aufgabe1“. Beachten Sie die Einstellungen zum
Controllertyp und Programmieradapter unter
„Extras (AVR)“; vgl. Abbildung, „Anlegen des
Objektes „PAP“ und Einstellungen“.
Anlegen des Objektes „PAP“ und Einstellungen
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Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
Der
nächste
Schritt
ist
das
Aufstellen
des
Programmablaufplanes. Dazu muss das Diagramm unter dem
Symbol geöffnet werden. Wählen Sie rechte Maustaste „nach
unten (öffnen)“, um in dieses Diagramm zu gelangen.
PAP öffnen
10.3 Aufgabenstellung
Es ist im ersten Schritt eine einfache Mikrocontroller-Anwendung mit der Technik des
Programmablaufplanes zu entwerfen und in der Sprache Assembler zu realisieren.
Aufgabe:
Entwickeln Sie eine Mikrocontrollerlösung, bei der ein Taster eine LED schaltet.
Schaltung:
Port B.0 = Taster 1
Port B.1 = LED
10.4 Grundstruktur laden
Wenn ein Diagramm leer ist, bietet SiSy typische Vorlagen zum Importieren an, siehe
Abbildung „Diagrammvorlagen“. Diese können dann weiterbearbeitet werden. Wählen Sie die Diagrammvorlage
„Mainprogramm-Grundgerüst“.
Abbildung „Grundgerüst PAP“ zeigt den PAP zu diesem
Grundgerüst.
Diagrammvorlagen
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Grundgerüst PAP
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10.5 Logik entwerfen
Um die Programmlogik im PAP abzubilden, muss die Vorlage um die fehlenden Elemente ergänzt werden. Des Weiteren sind die Elemente durch gerichtete Verbindungen
(Kanten) in der Reihenfolge ihrer Abarbeitung zu verbinden.
Um ein Objekt im Diagramm zu ergänzen, wird der entsprechende Objekttyp in der Objektbibliothek mit der Maus ausgewählt und per Drag & Drop an die entsprechende Position im Diagramm gezogen. Objekte können mit dem Mauscursor per Klick selektiert
und mittels Drag & Drop auch verschoben werden. Selektierte Objekte lassen sich mit
der Taste „Entf“ löschen. Verbindungen zwischen den Objekten können über den rot
markierten „Verteiler“ von selektierten Objekten hergestellt werden. Dazu ist das Ausgangsobjekt zu selektieren mit dem Mauscursor auf den roten Verteiler zu klicken und
bei gedrückter linker Maustaste eine Verbindung zum Zielobjekt zu ziehen. Um Objekte
zu benennen, können Sie einen Doppelklick auf dem betreffenden Objekt durchführen
oder über rechte Maustaste in den Dialog „Definieren“ gelangen.
Objekte in das Diagramm einfügen und verbinden
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Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
Zeichnen Sie den folgenden Programmablaufplan (vgl. Abbildung „Logikentwurf im
PAP“):
Logikentwurf im PAP
10.6 Befehle eingeben
Nachfolgend soll aus dem Programmablaufplan Assemblerquellcode generiert werden.
Dazu ist es nötig, die einzelnen Elemente des PAP mit den entsprechenden Assembleranweisungen zu versehen. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten.
Codevorlage PAP
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Definition PAP-Element
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Zum einen bietet SiSy beim ersten Öffnen eines jeden Elementes typische CodeVorlagen an, die über die Schaltfläche „Laden“ dem Element zugewiesen werden können. Wird der Definieren-Dialog mit der Schaltfläche „OK“ beendet, so wird die Auswahl
im Objekt gespeichert und beim nächsten Aufruf des Dialoges „Definieren“ erscheinen
die Code-Vorlagen nicht mehr, sondern das Element kann ganz normal bearbeitet werden. In Abbildung „Codevorlage PAP“ und „Definition Pap-Element“ sind beide Varianten des Dialoges „Definieren“ zu sehen“.
Die zweite Möglichkeit besteht beim Selektieren von Elementen über den Quellcodeeditor oberhalb des Diagrammfensters, vgl. Abbildung „Quellcodefenster im PAP“ und Abbildung „Quellcodeeingabe PAP“.
Quellcodefenster im PAP
Quellcodeeingabe PAP
Geben Sie die gezeigten Quellcodes in die Objekte ein!
Bedingungen haben spezielle Vorlagen, die eine Codegenerierung bei übersichtlichem
Programmablaufplan vereinfachen.
Jede Bedingungsvorlage ist so konstruiert, dass eine JA/NEIN Entscheidung erzeugt
werden kann. Findet der Codegenerator das
Schlüsselwort JA an einer der folgenden Verbindungen,
setzt
er
diese
in
eine
Sprunganweisung
„breq“
um.
Das
Schlüsselwort NEIN wird in „brne“ umgewandelt. Alternativ können statt dieser
Schlüsselworte auch der Sprungbefehl selber
an eine der Kanten geschrieben werden (breq,
brne, brge, brlo, usw.)
Codevorlage Bedingung
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Quellcode einer Bedingung
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Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
Auch das Element „IN/OUT“ verfügt über
spezifische Vorlagen. Diese sind gegebenenfalls mit zu ergänzen. Dazu sind spitze
Klammern als Platzhalter in den Vorlagen
eingefügt.
Vorlagen für IN/OUT
Ergänzen Sie den Quellcode der gezeigten Elemente!
10.7 Übersetzen, Brennen und Test
Sind alle betreffenden Elemente mit Quellcode hinterlegt, kann aus dem Programmablaufplan der komplette Quellcode generiert, kompiliert, gelinkt und auf den Mikrocontroller übertragen werden. Die gewünschte Funktion kann aus dem Aktionsmenü ausgewählt werden (Abbildung „Auswahl aus Aktionsmenü“).
Hinweis:
Beachten Sie, dass für das Brennen des Controllers das Programmierkabel angeschlossen sein muss und bei Bedarf eine geeignete Spannungsquelle anzuschließen
ist.
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Funktionalitäten des Aktionsmenüs
Benennung
Funktion
Alles Ausführen
Quellcode generieren, kompilieren, linken, brennen
Nur Quelltext erstellen
Quellcode generieren mit allen Marken
Kompilieren
Quellcode zu Objektdatei übersetzen
Linken
Objektdatei zu ELF-Datei binden
Brennen
ELF-Datei an den Controller übertragen
Auswahl aus Aktionsmenü
Testen
myAVR Controlcenter öffnen
Quelltextdatei öffnen
Quellcodedatei öffnen
Quelltext bereinigen
Quellcode von überflüssigen Marken bereinigen
Im Ausgabefenster werden die jeweiligen Aktionen angezeigt.
Ausgabefenster
Bei Compilerfehlern werden diese ebenfalls im Ausgabefenster mit der entsprechenden
Zeilennummer angezeigt. Um zu dem Fehler zu gelangen, genügt meist ein Klick auf
die Fehlermeldung. Das betreffende Objekt wird selektiert und die Zeile hervorgehoben.
Fehlerbehandlung
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Nachdem das Programm erfolgreich übersetzt und auf den Controller übertragen
wurde, kann die Anwendung getestet werden. Dazu ist bei Bedarf das myAVR
Controlcenter zu öffnen und die vorgegebenen Verbindungen auf dem Board zu stecken. Über die Schaltfläche „Start/Stopp“
kann das myAVR Board ein und ausgeschaltet werden.
10.8 Unterprogrammtechnik im PAP
Unterprogramme sind ein wichtiges Gestaltungsmittel für übersichtliche Mikrocontrollerprogramme. Sie werden für in sich abgeschlossene Aufgaben (Verarbeitungsschritte)
benutzt, die auch mehrfach im Gesamtprogramm genutzt werden können.
10.8.1 Anlegen eines Unterprogramms
Ziehen Sie den Objekttyp „Unterprogramm“ aus der Objektbibliothek in das gewünschte
Diagramm. Mit Doppelklick oder über rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Definieren
auf dem Element können Sie dem Unterprogramm einen Namen geben.
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Damit ist ein Objekt angelegt, welches im aktuellen Diagramm als Aufruf (call) des Unterprogramms zu verstehen ist. Die Funktionalität des Unterprogramms wird in einem
gesonderten Programmablaufplan für das Unterprogramm entworfen. Dazu ist das Diagramm „unter“ bzw. „hinter“ Unterprogramm zu öffnen. Um das zum Unterprogramm
zugehörige Diagramm zu öffnen, wählen Sie auf dem Objekt rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Nach unten (öffnen).
Sie erhalten eine Vorlagenliste für die Grundstruktur von Unterprogrammen. Bitte laden
Sie die Vorlage „Grundgerüst Unterprogramm“. Auf dem Objekt „START“ können Sie
eine benutzerdefinierte Sprungmarke festlegen (Rechtsklick -> Definieren), die durch
den Codegenerator erstellt und verwendet werden soll. Die Vorlage muss entsprechend
der vorgesehen Logik abgeändert werden.
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Entwicklung eines Programmablaufplans mit SiSy AVR
push
push
push
push
r16
r17
r18
r19
pop r19
pop r18
pop r17
pop r16
10.8.2 Ein Unterprogramm aufrufen
Das Unterprogrammsymbol muss zum Aufruf an der entsprechenden Position im Programmablaufplan eingefügt werden. Der Codegenerator erzeugt dann entsprechend
einen Unterprogrammaufruf und den Code für das Unterprogramm selbst. Dazu ist in
das Diagramm zurückzukehren, in dem das Symbol „Unterprogramm“ angelegt wurde
(zum Beispiel rechte Maustaste -> Kontextmenü-> nach oben…). Das Unterprogramm
ist korrekt eingebunden, wenn es vollständig und eindeutig im Programmfluss integriert
ist (mindestens ein eingehender Pfeil und genau ein ausgehender Pfeil).
UP aufrufen
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10.8.3 Unterprogramme mehrmals benutzen
Ein wesentliches Merkmal von Unterprogrammen ist, dass diese von verschiedenen
Stellen im Programm aufgerufen (call) werden können und auch dorthin zurückkehren
(return). Um diese Möglichkeit zu nutzen, bietet SiSy das Anlegen von Referenzen an.
Vergleichen Sie dazu Absatz 3.2 „Die Modellierungselemente von SiSy“. Um ein Unterprogramm zu referenzieren (wiederholend zeigen und einbinden) gehen Sie wie folgt
vor:
1. zeigen Sie im Navigator das gewünschte Unterprogramm an
a. über den Schnellzugriff,
dort lässt sich das Original per Drag & Drop ablegen, oder
b. über die Navigatorsortierung „Unterprogramme“
Navigator -> rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Programmablaufpläne
2. das gewünschte Zieldiagramm, in dem das Unterprogramm verwendet werden
soll, öffnen
3. per Drag und Drop das Unterprogramm in das Zieldiagramm ziehen, dabei wird
nur eine Referenz (Link) auf das Original angelegt.
4. Referenz wie oben beschrieben in den Programmfluss integrieren
Unterprogramme im Navigator anzeigen
UP aufrufen
Unterprogramm referenzieren
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10.9 Interrupt-Service-Routinen (ISR) im PAP
Interrupt-Service-Routinen (im weiteren ISR) sind besondere Formen von Unterprogrammen. Diese werden von einer Interruptquelle des Mikrocontrollers (Timer, ADC,
UART, usw.) bei entsprechenden Ereignissen automatisch an beliebiger Stelle im Programmfluss aufgerufen (Unterbrechung, engl. Interrupt). Es ist demzufolge nicht vorgesehen, eine ISR in den Programmfluss zu integrieren.
Um eine ISR zu erzeugen, ziehen Sie ein Objekt vom Typ INT-Routine aus der Objektbibliothek in das Diagramm des Hauptprogramms und definieren einen Namen.
Über rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Definieren … legen Sie die Sprungmarke und den
Typ des Interrupt fest. Damit erfolgt durch den
Codegenerator die Zuordnung der ISR zum
entsprechenden Interruptvektor. Beachten Sie,
dass die Liste der Interrupts abhängig vom gewählten Controllertyp ist.
Zum Entwerfen der ISR-Logik wählen Sie auf
dem Objekt rechte Maustaste -> Kontextmenü
-> nach unten … Ihnen wird das Grundgerüst
einer ISR als Diagrammvorlage angeboten. Laden Sie die Diagrammvorlage.
Vervollständigen Sie danach die ISR-Logik. Die
ISR wird nicht in den Programmfluss integriert.
push
push
push
push
in
push
r16
r17
r18
r19
r16,SREG
r16
pop
out
pop
pop
pop
pop
r16
SREG,r16
r19
r18
r17
r16
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10.10 Daten im PAP
Konstante Daten, die im Programmspeicher (FLASH) des Mikrocontrollers abgelegt
werden, können als Datenobjekt deklariert werden. Die im Datenobjekt deklarierten
Daten werden durch den Codegenerator immer ans Ende des Quellcodes gestellt. Die
zu generierende Marke/Marken für die Datenelemente können vom Entwickler frei gewählt werden.
10.10.1
Anlegen eines Datenobjektes
Zum Anlegen eines Datenobjektes ziehen Sie das betreffende Objekt per Drag & Drop
aus der Objektbibliothek in das gewünschte Diagramm. Per Doppelklick können Sie
einen Namen vergeben (Beachte: Menüfolge Einstellungen/Menü bei Doppelklick).
Die Marke und die Daten selbst können über rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Definieren… festgelegt werden.
10.10.2
Datenobjekt benutzen
Im Quellcode werden die Daten über die vergebenen Markennamen angesprochen.
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Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
11 Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
11.1 Einleitung
Struktogramme (SG) oder auch Nassi-Shneiderman-Diagramme sind ein Entwurfsmittel
der strukturierten Programmierung. Strukturiert meint in dem Fall, dass zur Realisierung
eines Algorithmus auf das Verwenden von Sprunganweisungen (Goto, Jump) verzichtet
wird. Für das Formulieren eines Algorithmus stehen dem Entwickler drei normierte
Grundstrukturen zur Verfügung: Sequenz (Folge von Anweisungen), Alternative (Auswahl bzw. bedingte Anweisung), Iteration (Schleife, wiederholte Anweisung).
Struktogramme werden als Darstellungsmittel für
strukturierte Sprachen wie C oder PASCAL verwendet, da hier im Gegensatz zu Assembler in der
Regel auf Sprunganweisungen verzichtet wird.
11.2 Aufgabenstellung
Um die Arbeitsweise und den Umgang mit dem
Struktogrammeditor in SiSy zu erlernen, realisieren
Sie bitte das folgende Beispiel.
Es soll eine Mikrocontrollerlösung entwickelt werden, bei der auf Tastendruck eine LED eingeschaltet wird. Dabei soll der Taster an Port B 0 und die
LED an Port B 1 angeschlossen werden
Beispiel für SG
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Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
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11.3 Vorbereitung
Das Struktogramm kann je SiSy Projekt ein Hauptprogramm verwalten. Es ist also nötig, für jedes neue Struktogramm-Projekt auch ein neues SiSy-Projekt zu erzeugen.
Starten
Sie
ggf.
SiSy.
Erstellen Sie ein neues SiSy-Projekt (Hauptmenu -> Projekt -> Neu) mit dem Namen
„Test_SG“. Wählen Sie das Vorgehensmodell „AVR-Vorgehensmodell“. Danach erscheint ein Dialogfenster mit verschiedenen Diagrammvorlagen.
Legen Sie im weiteren Verlauf die AVR - Grundeinstellungen für das Projekt fest. Ziehen Sie ein Objekt vom Typ „SG“ (Struktogramm) per Drag & Drop in das Diagrammfenster. Legen Sie den Namen für das Struktogramm fest.
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Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
11.4 Struktogramm entwickeln
Um das Struktogramm zu entwickeln, muss das Struktogrammfenster geöffnet werden.
Wählen Sie dazu auf dem Objekt rechte Maustaste -> Kontextmenü -> nach unten (öffnen).
Führen Sie folgende Arbeitsschritte aus, um den Algorithmus für die oben genannte
Aufgabe (10.2) zu entwerfen:
1. Konfigurieren Sie Port B 0 als Eingang und Port B 1 als Ausgang. Ziehen Sie dafür eine „Verarbeitungsroutine“ aus der Objektbibliothek in das Struktogramm.
2. Fügen Sie eine „WHILE-Schleife“ ein.
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Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
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3. Ergänzen Sie die Mainloop durch eine „Alternative“ per Drag and Drop. Achten
Sie darauf, dass die Alternative innerhalb der Mainloop liegt. Geben Sie den Titel
und die Bedingung für die Alternative ein.
4. Als nächstes sind die Aktionen (DO-Elemente) in der Alternative zu ergänzen.
Ziehen Sie dafür erneut jeweils eine „Verarbeitungsroutine“ in die Alternative des
Struktogramms.
5. Tragen Sie den C-Quellcode zum Ein- und Ausschalten der LED in die DOElemente ein. Selektieren Sie dazu das betreffende DO-Element per Doppelklick.
Mit ESC verlassen Sie den Editiermodus.
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Entwicklung eines Struktogramms mit SiSy AVR
6. Generieren Sie den Quellcode für dieses Struktogramm und lassen Sie sich den
Quellcode anzeigen.
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
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12 Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
12.1 Einleitung
Mit objektorientierten Programmiersprachen hat der Entwickler mächtige Sprachmittel,
um komplexe Systeme realisieren zu können. C++ ist eine weit verbreitete objektorientierte Standardsprache. Als Visualisierungsmittel objektorientierter Programme gilt die
international standardisierte Beschreibungssprache UML (Unified Modeling Language).
SiSy AVR bietet dem Entwickler das UML Klassendiagramm mit Codegenerierung für
AVR C++. Der folgende Abschnitt beschreibt die Handhabung des Klassendiagramms
in SiSy AVR. Die Abbildung zeigt Ihnen eine Kurzübersicht der Modellierungselemente
des UML Klassendiagramms.
Kurzübersicht Elemente des UML Klassendiagramms
Schreibweise von Attributen:
Attribute beginnen mit einem Kleinbuchstaben.
Sichtbarkeit name : Typ = Initialwert {Merkmal}
# temperatur : uint8_t = 25
Schreibweise von Operationen:
Operationen beginnen mit einem Kleinbuchstaben.
Sichtbarkeit name (Parameter:Typ = Standardwert, ...) : Rückgabetyp {Merkmal}
+ setTemperatur ( temp : integer = 25 ) : bool
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
12.2 Aufgabenstellung
Um die Arbeitsweise und den Umgang mit dem Klassendiagramm in SiSy zu erlernen, realisieren Sie bitte
das folgende einfache Beispiel.
Es soll eine Mikrocontrollerlösung entwickelt werden,
bei der auf Tastendruck eine LED eingeschaltet wird.
Dabei soll der Taster an Port B 0 und die LED an Port
B 1 angeschlossen werden
12.3 Vorbereitung
UML Beispiel
Starten Sie ggf. SiSy.
Erstellen Sie ein neues SiSy-Projekt (Hauptmenu -> Projekt -> Neu) mit dem Namen
„Test_UML“. Wählen Sie das Vorgehensmodell „AVR-Vorgehensmodell“. Danach erscheint ein Dialogfenster mit möglichen Diagrammvorlagen.
Legen Sie im weiteren Verlauf die AVR-Grundeinstellungen für das Projekt fest. Ziehen
Sie ein Objekt vom Typ „Klassendiagramm“ per Drag & Drop in das Diagrammfenster.
Legen Sie den Namen für das Klassendiagramm fest.
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
Seite: 87/120
12.4 Grundstruktur laden
Um das Klassenmodell zu entwickeln, muss das Klassendiagramm geöffnet werden.
Wählen Sie dazu auf dem Objekt rechte Maustaste -> Kontextmenü -> nach unten (öffnen).
Die Struktur einer objektorientierten Mikrocontrollerlösung in SiSy erfordert im Klassenmodell eine Applikationsklasse (Hauptklasse), die sich dadurch auszeichnet, dass diese
über eine Methode (Operation) mit dem Namen main verfügt. Der Codegenerator erzeugt eine Instanz diese Klasse und ruft die Main-Methode auf.
#define cpp_Test_UML
#define F_CPU 3686400
#include <avr\io.h>
main (void)
{
Controller MyApp;
MyApp.main();
}
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
12.5 Systemstruktur entwerfen
Die Systemstruktur einer objektorientierten Anwendung bildet die Objekte und deren
Beziehungen im Programm ab, welche im realen System als physische Elemente vorhanden sind. Als Bauplan der Objekte dienen Klassendeklarationen, welche die Eigenschaften (Attribute) und das Verhalten (Methoden/Operationen) der Objekte beschreiben. Das Klassendiagramm beschreibt also die Struktur der Klassen (Baupläne der Objekte) und die Beziehungen zwischen den Klassen. In unserer Aufgabenstellung finden
wir die Objekte des Systems als Substantive, deren Beziehungen und Verhalten als
Verbalphrasen.
Es soll eine Mikrocontrollerlösung entwickelt werden, bei der durch drücken eines Tasters eine LED
eingeschaltet wird. Dabei soll der Taster an Port B 0 und die LED an Port B 1 angeschlossen werden
Daraus lässt sich folgende Klassenstruktur ableiten:
Klassenstruktur, Systementwurf mit dem UML Klassendiagramm
Zum Erstellen dieses Klassenmodells sind folgende Arbeitsschritte nötig:
1. Klassen einfügen und definieren, ziehen Sie dazu das Objekt vom Typ „Klasse“ per Drag & Drop aus der Objektbibliothek in das Diagramm. Definieren Sie
den Namen der Klasse und setzen die Option „diese Klasse generieren“.
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
Seite: 89/120
2. Klassen verbinden, selektieren Sie die Klasse, von der aus eine Verbindung
gezogen werden soll. Ziehen Sie per Drag & Drop ausgehend vom roten Verteiler eine Verbindung auf die gewünschte Klasse. Wählen Sie den Verbindungstyp,
zum Beispiel „Assoziation gerichtet“ und beschriften Sie die Verbindung.
3. Operationen und Attribute einfügen und definieren, ziehen Sie dazu ein Objekt vom Typ „Operation“ oder „Attribut“ aus der Objektbibliothek auf die Klasse,
in die das Attribut oder die Operation eingefügt werden soll. Bestätigen Sie die
Sicherheitsabfrage zum Einfügen des Elementes.
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
Definieren Sie Zugriff (Sichtbarkeit), Name, Typ und Parameter der Operation bzw.
Zugriff (Sichtbarkeit), Name, Typ und Initialwert des Attributes.
Vervollständigen Sie das Klassenmodell entsprechend der Abbildung.
Hinweis: Bei der Funktion pressed() ist bei
Rückgabevariable/-wert
„false“ einzutragen.
endgültiger Systementwurf mit dem UML Klassendiagramm
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
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12.6 Systemverhalten programmieren
Die Operationen müssen mit der entsprechenden Logik versehen werden. Sie können
den Quellcode der Operationen bearbeiten, indem Sie die gewünschte Operation selektieren und im Beschreibungs- / Quellcodefester die Befehle eingeben.
led_rot.init();
taster_1.init();
run();
Controller
do {
if (taster_1.pressed())
led_rot.on();
else
led_rot.off();
} while (true);
# led_rot : LED
# taster_1 : Taster
+ main() : void
+ run() : void
verbunden
Taster
LED
+ init() : void
+ pressed() : bool
cbi(DDRB,0);
sbi(PORTB,0);
verbunden
+ init() : void
+ on() : void
+ off() : void
//Eingang
//PullUp
if (!(PINB&0x01))
return true;
else
return false;
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sbi(DDRB,1);
off();
sbi(PORTB,1);
cbi(PORTB,1);
//Ausgang
//LED off
//LED on
//LED off
Benutzerhandbuch SiSy AVR
Seite: 92/119
Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
12.7 Übersetzen, Brennen und Testen
Die Codegenerierung aus dem UML Klassendiagramm, das Kompilieren, Linken und
Brennen kann über das Aktionsmenü gestartet werden.
Sie erhalten im Ausgabefenster ein Protokoll der ausgeführten Aktionen.
12.8 Interrupt-Service-Routinen (ISR) im Klassendiagramm
Interrupt-Service-Routinen (im weiteren ISR) werden in AVR C++ durch das Schlüsselwort ISR gekennzeichnet. Sie bilden eigenständige Funktionen. Die Besonderheit bei
der Realisierung einer ISR liegt darin, dass es sich hier um ein C-Makro handelt und
nicht um eine echte Funktion. Diese können also keine Methode einer Klasse sein. Um
eine ISR im Klassendiagramm zu realisieren gehen Sie wie folgt vor (Erweiterung des
Beispiels um die Klasser Timer und der ISR Timer0 Overflow):
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
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1. Die Klasse für die interruptfähige Komponente modellieren und die Methode einfügen, welche beim Interrupt ausgeführt werden soll. In unserem Beispiel ist es
die Klasse Timer mit der Methode overflow. Die Initialisierung des Timers
muss entsprechend erfolgen.
2. Ergänzen Sie das Klassendiagramm weiter entsprechend der Abbildung.
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Entwicklung eines Klassendiagramms mit SiSy AVR
Beispiel:
#include
<io.h>
// Instanz der interruptfähigen Klasse anlegen
Timer Timer0;
// Interuptmakro mit aufruf der betreffenden Methode
ISR (TIMER0_OVF_vect)
{
Timer0.overflow();
}
In der Interrupt-Service-Routine rufen Sie einfach die Methode der betreffenden Klasse
auf.
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Der Sequenzdiagrammgenerator
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13 Der Sequenzdiagrammgenerator
13.1 Einführung in das Sequenzdiagramm
Sequenzdiagramme sind eine wichtige Darstellungstechnik der UML für die Dokumentation des Systemverhaltens und der Interaktion von Objekten. SiSy verfügt über die
Möglichkeit aus objektorientiertem Programmcode, wie zum Beispiel dem C++ Quellcode einer Klassenmethode, automatisch das entsprechende Sequenzdiagramm zu generieren. Dabei wird bereits während der Eingabe des Quellcodes simultan das
Sequenzdiagramm erstellt. Der Entwickler ist damit in der Lage, die Reihenfolge der
Nachrichten und die beteiligten Objekte mit deren Lebenszeit zu überblicken.
Quellcode der
ausgewählten Methode
Automatisch generiertes
UML Sequenzdiagramm
Selektierte Methode im
UML Klassendiagramm
13.2 Sequenzen
Eine leere Methode:
Quellcode der
ausgewählten Methode
Lifeline mit Typ der aktuellen
Instanz (self) und Name der ausgewählten Methode (message)
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Der Sequenzdiagrammgenerator
Eine einfache synchrone Nachricht: Instanz.Nachricht (Parameter);
Eine Nachricht mit Antwort: Variable = Instanz.Nachricht (Parameter);
Explizites Erzeugen einer Instanz mit new: Instanz = new Typ;
Explizites Zerstören einer Instanz mit delete: delete Instanz;
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Der Sequenzdiagrammgenerator
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Eine lokale Instanz:
Eine Alternative:
Eine Schleife:
Nachricht an unbekannten Empfänger:
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Der Sequenzdiagrammgenerator
Nachricht an die aktuelle Instanz:
13.3 Sequenzen weiter verwenden
Sie können das automatisch erzeugte Sequenzdiagramm weiter verwenden, indem Sie
es auf einen Drucker ausgeben oder die Darstellung in die Zwischenablage kopieren
um diese zum Beispiel in eine Textverarbeitung einzufügen.
13.4 Besonderheiten des SiSy-Sequenzdiagramms
Für die direkten Zugriffe auf öffentliche Attribute einer Klasse trifft die UML derzeit keine
verbindlichen Regeln. Es wird davon ausgegangen, dass Klassenattribute prinzipiell
geschützt sind und nur über Methoden (Operationen) ein Zugriff erfolgen kann (Kapselung und Nachricht). Des Weiteren kann man davon ausgehen, dass auch eine leere
(void) Antwort eine Antwort ist und angezeigt werden sollte. Dazu kann die Darstellung
entsprechend über das Kontextmenü des Sequenzdiagramms angepasst werden.
Direkte Attributzugriffe werden
gezeigt
Auch wenn kein
Rückgabewert übernommen wird,
wird die leere Antwort angezeigt
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Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy
Seite: 99/120
14 Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy
14.1 Einleitung
Fuse- und Lockbits (engl. fuse = Sicherung, engl. lock = Schloss) nennt man die Bits in
bestimmten Registern des AVR zum Konfigurieren des Controllers. Die Fusebits müssen über ein entsprechendes Interface (Software) eingestellt werden. Der normale Programmiermodus verändert die Fuse- und Lockbits nicht. Je nach Controllertyp sind unterschiedliche Fuse- und Lockbits verfügbar. Die verbindliche und exakte Beschreibung
findet man im jeweiligen Datenblatt des Controllers. Das falsche Setzen der Fuse- und
Lockbits zählt zu den häufigsten Problemen bei der Programmierung von AVRControllern, daher sollte hier mit Umsicht vorgegangen werden. Das Verändern der Fusebits sollte man nicht als Anfänger vornehmen. Das geöffnete Datenblatt zur Überprüfung der Konfiguration ist das wichtigste Instrument um Fehler zu vermeiden.
14.2 Fuse- und Lockbits, Benutzeroberfläche in SiSy AVR
Sie erreichen die Benutzeroberfläche zum Auslesen, Verändern und Programmieren
der Fuse- und Lockbits in SiSy AVR wie folgt:
1. Hauptmenü -> Werkzeuge -> myAVR ProgTool -> Fuse- und Lockbits
2. Auf Programm-Objekten wie „kleines Programm“, „Programm“, „PAP“ usw.
rechte Maustaste -> Kontextmenü -> Definieren … Dialogfeld Extras (AVR) ->
Schaltfläche „Fuse- & Lock-Bits“.
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Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy
Beim Start der Fuse- und Lockbits-Benutzeroberfläche wird eine Verbindung zum Controller aufgebaut, der Controllertyp ermittelt, die Fuse- und Lockbit-Definitonen des Controllers geladen, die Fuse- und Lockbit Einstellungen des Controllers ausgelesen und
angezeigt. Dieser Vorgang kann je nach Controllertyp und Verbindung einige Sekunden
dauern. Die Verbindung zum Controller wird, solange diese Benutzeroberfläche offen
ist, dauerhaft offen gehalten.
Fuse- und Lockbits des ATmega8
Die Benutzeroberfläche passt sich dem ermittelten Controller und den dazugehörigen
Definitionsdaten automatisch an. Es werden immer nur die Optionen angezeigt, die zum
ermittelten Controller gehören. Vergleichen Sie dazu immer das betreffende Datenblatt.
Es ist nicht zulässig, den Programmer oder den Controller während der Sitzung zu entfernen oder zu wechseln. Dazu ist dieses Fenster zu schließen, danach der Controller
oder Programmer zu wechseln und die Benutzeroberfläche erneut zu starten.
Fuse- und Lockbits des ATtiny15
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Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy
Seite: 101/120
14.3 Fuse- und Lockbits verändern
Zum Verändern der Fuse- und Lockbits sollte der entsprechende Abschnitt im Datenblatt des Controllers studiert werden. Über die Dialogfelder Low-, High- und ExtendedFuse- sowie Lockbits können die einzelnen Optionen bequem ausgewählt werden. Die
Änderungen werden im Anzeigebereich für die Fuse- und Lockbits visualisiert. Erst mit
dem Betätigen der Schaltfläche „Jetzt Schreiben“ werden die neuen Einstellungen an
den Controller übertragen.
Beachte: Falsche Einstellungen der Fuse- oder Lockbits können dazu führen, dass der
Controller in der aktuellen Hardware nicht mehr angesprochen werden kann.
Häufige Fehleinstellungen durch unerfahrene Entwickler sind:
-
Reset disable -> führt dazu, dass kein ISP mehr möglich ist
ISP enable ausgeschaltet -> führt dazu, dass kein ISP mehr möglich ist
Taktquelle umgeschaltet -> führt u.U. dazu, dass der Controller nicht arbeitet
Im Folgenden wird die Vorgehensweise beschrieben, wie die Taktquelle eines
ATmega8 vom internen 1 MHz Oszillator auf intern 8 MHz umgeschaltet wird.
1. Das Board und den Programmer anschießen.
2. Benutzeroberfläche für das Verändern der Fuse- & Lockbits starten.
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Seite: 102/119
Einstellungen Fuse- und Lock-Bits mit SiSy
3. In der Liste der Optionen nach unten scrollen und Int. RC. Osc. 8MHz auswählen. Vergleichen Sie dazu die Beschreibung im Datenblatt des ATmega8.
4. Die Optionsseite wieder zurückscrollen und die veränderten Fusebits überprüfen.
5. Die Schaltfläche „Jetzt Schreiben“ wählen und die Sicherheitsabfrage bestätigen.
Danach sollten die Einstellungen überprüft werden durch das Betätigen der
Schaltfläche „Hardware Auslesen“.
Über die Schaltfläche „Verlassen“ kann die Sitzung zum Verändern der Fuse- und
Lockbits beendet werden. Die Verbindung zum Controller und Programmer wird dann
geschlossen.
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Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++
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15 Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++
Das nachfolgende Programmbeispiel kann nur nachgearbeitet werden, wenn in Ihrer
SiSy-Ausgabe das Add-On „SVL“ enthalten ist. In Sisy AVR++ ist es standardmäßig
integriert.
Die Funktion des nachfolgenden Programms ist es, ein Fenster mit zwei Schaltflächen
zu erstellen, welche das Fenster schließen bzw. eine Message Box erzeugen.
15.1 Ein neues Projekt anlegen
Starten Sie SiSy und wählen Sie „neues Projekt erstellen“. Vergeben Sie den Projektnamen „SVL_Button“ und bestätigen Sie mit OK. Wählen Sie nun das Vorgehensmodell
„UML mit SVL (Smart Visual Library)“ und laden Sie als Diagrammvorlage „Smart Visual
Library (SVL)“, welches neben Beispielen und Tutorials auch ein Grundgerüst für SVLAnwendungen beinhaltet.
15.2 Grundgerüst für Fenster auswählen
Sie sehen eine Auswahl an Tutorials und Beispielen sowie „Meine Programme“. Wählen
Sie das Klassendiagramm „Mein_erstes_Programm“ mit der rechten Maustaste aus und
klicken Sie auf „nach unten (öffnen)“. Sie sehen das verfeinerte Klassendiagramm, welches das Grundgerüst für Ihr Programm ist.
Mit der Aktion „Erstellen & Ausführen“, welche Sie über das grüne Ampelmännchen erreichen, wird der dazugehörige Quellcode generiert, das Programm kompiliert und ausgeführt. Als Ergebnis erhalten Sie ein Fenster, welches bereits eine Schaltfläche für das
Schließen des Fensters besitzt.
Diesem Fenster kann man nun beliebig viele Controls, d.h. Elemente (Button, Checkbox, Textfeld etc.), hinzufügen und diesen einzelnen Controls entsprechende Funktionen zuweisen.
Dies erreicht man über eine direkte Eingabe des Quelltextes oder über den integrierten
Control Wizard, welcher das schnelle Einfügen und Konfigurieren der Controls ermöglicht und Bestandteil sowie Arbeitsmittel in der Abarbeitung dieses Beispiels ist.
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Seite: 104/119
Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++
15.3 Schaltfläche mit Hilfe des Control Wizards erstellen
Fügen Sie nun dem Fenster eine weitere Schaltfläche hinzu. Dazu wählen Sie aus der
Objektbibliothek den Typ „Attribut“ und ziehen ihn per Drag & Drop Verfahren in die
Klasse „MainWnd“.
Daraufhin öffnet sich automatisch der Control Wizard, welcher das Anlegen von
Controls und Funktionen erleichtert indem er Schritt für Schritt alle notwendigen Anweisungen ausführt.
Wählen Sie im ersten Schritt „SButton : SButton“ und klicken Sie auf „Weiter“ um eine
Schaltfläche zu erzeugen.
Als nächstes wählen und geben Sie als Beschriftung des Elements den Namen „Message“ ein. Der Variablenname wird dabei automatisch vergeben. Klicken Sie nun „Weiter“ um zum nächsten Schritt zu gelangen, welcher sich mit der Positionierung der
Schaltfläche beschäftigt. Diesen und den Folgeschritt (Tooltipp) überspringen Sie, indem Sie dreimal auf „Weiter“ und dann auf „Fertig stellen“ klicken. Die Schaltfläche und
die Funktion OnButtonMessage() wird nun erstellt und der entsprechende Quellcode,
welcher zur Generierung notwendig ist, wird automatisch erzeugt.
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Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++
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15.4 Quellcode hinzufügen
Damit die neu erzeugte Schaltfläche per Mausklick eine MessageBox aufruft, müssen
Sie der Funktion OnBtnMessage() noch den entsprechenden Quellcode hinzufügen.
Dazu wählen Sie in der Klasse „MainWnd“ die Funktion OnBtnMessage() aus und fügen
nun folgenden Quellcode ein:
messageBox("Mein erstes SVL-Programm","SVL");
15.5 Kompilieren und Linken des fertigen Programms
Klicken Sie auf das grüne Ampelmännchen und wählen Sie „>>> Erstellen & Ausführen“
um das Projekt zu kompilieren und zu linken. Das Programm wird nach erfolgreichem
Abschließen des Vorgangs automatisch gestartet.
Sollten Sie keine Fehler im Ausgabefenster erhalten haben, dann können Sie nun durch
einen Klick auf die Schaltfläche „Message“ eine MessageBox mit der Nachricht „Mein
erstes SVL-Programm“ erzeugen.
Für eine andere Positionierung der Schaltfläche klicken Sie in der linken unteren Ecke
auf das SVL-Logo und wählen „Positionierung“. Nun können Sie per Drag & Drop Verfahren die einzelnen Elemente des Fensters neu positionieren.
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Seite: 106/119
Entwicklung eines Windows-Programms mit SiSy AVR++
15.6 Debugging von SVL Programmen
SiSy verfügt über ein Debug-Interface um C oder C++ Programme zu debuggen. Unter
Debugging versteht man bestimmte Arbeitstechniken zur Fehlersuche in laufenden
Programmen. Dazu gehören vor allem der Schrittbetrieb, Unterbrechungspunkte, Kontrollausgaben und Datenüberwachung. Der integrierte Debugger ermöglicht es Ihnen,
sowohl auf Quellcodeebene als auch auf Modellebene Fehler zu suchen. Das Starten
des Debuggers erfolgt in der Regel über das Aktionsmenü des aktiven Diagramms.
Den Debugger starten:
Der Debugger startet und wird mit dem dazugehörigen Quelltext angezeigt. Dabei wird
in jedem Fall ein Unterbrechungspunkt beim Programmstart (main / WinMain) gesetzt
und das Programm dort angehalten. Jetzt kann der Anwender weitere Unterbrechungspunkte hinzufügen. Die Position an der ein Programm angehalten wurde, ist im Quelltext als Zeile markiert. Wenn die entsprechende Position im Modell ermittelt werden
konnte, wird das Modellfenster nachgeführt und das betreffende Element selektiert.
SiSy mit geöffneten Debugger im Klassendiagramm:
Unterbrechungspunkte können im Quellcodeeditor des Diagrammfensters hinzugefügt
werden. Nutzen Sie dazu den Menüpunkt Breakpoint umschalten im Kontextmenü des
Editors.
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Seite: 107/120
Die Schaltflächen des Debuggers:
step (over)
einen Schritt: dient dazu, das Programm Schritt für Schritt ablaufen zu lassen. Dies
hilft vor allem bei der Fehlersuche, da hier Zeile für Zeile des Quellcodes entsprechend
des Programmablaufs abgearbeitet wird. Funktionen werden dabei jedoch als ganze
Einheit betrachtet.
step in to
einen Schritt hinein: verzweigt das Programm zusätzlich in die Einzelanweisungen
von aufgerufenen Funktionen.
restart
Programm neu starten
go
Programm laufen lassen
end
Debugger beenden; kann auch erfolgen, wenn das Programm nicht komplett abgearbeitet wurde.
help
Hilfe zu Debugger öffnen: hier werden weitere Hinweise zum Debugger gegeben.
menu
Auswahl-Menü öffnen: ein Drop-Down Menü wird geöffnet, aus dem wie in der Abbildung dargestellt, verschiedene DebugAnsichten gewählt werden können.
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Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm
16 Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm
16.1 Einführung in die Zustandsmodellierung
Viele Problemstellungen in der Softwareentwicklung lassen sich als eine Folge von Zuständen und Zustandsübergängen (Zustandsautomat, state machine) verstehen und
auch als solche implementieren. Dabei handelt es sich im Quellcode um oft recht aufwendige Fallunterscheidungen bzw. if/else Konstruktionen. SiSy ist mit dem entsprechenden Add-On in der Lage, aus UML-Zustandsdiagrammen den entsprechenden
Quellcode automatisch zu generieren.
Notationsübersicht Zustandsdiagramm (Auszug)
Notation
Bezeichnung
Startknoten
Zustand
Zustandsübergang
Endknoten
Beschreibung
Ein Startknoten aktiviert Abläufe. Startknoten besitzen nur
ausgehende Kanten.
Zustände eines Objektes sind
gekennzeichnet durch zustandsspezifische Aktivitäten
beim Einnehmen, während
und beim Verlassen des Zustandes (entry, do, exit)
Ein Zustandsübergang (transition) repräsentiert mindestens
zwei Aktivitäten. Eine Aktivität
vom Typ „exit“ beim alten und
eine Aktivität vom Typ „entry“
beim neuen Zustand.
Ein Endknoten beendet Abläufe und besitzt nur eingehende
Kanten.
16.2 Erstellen von Zustandsdiagrammen
Das Zustandsdiagramm mit Quellcodegenerierung erhalten Sie über ein spezielles
Attribut im Klassendiagramm der UML. Dieses Zustandsattribut kann in mit einem Zustandsdiagramm verfeinert werden. Dabei wird der Quellcode in spezielle Klassenmethoden generiert. Der Entwickler kann selbst Methoden definieren, die an der Verarbeitungslogik des Zustandsautomaten (state machine) beteiligt sind. Voraussetzung ist es,
ein neues Projekt mit einem Klassendiagramm anzulegen.
Die Aufgabe welche mit einem Zustandsdiagramm gelöst werden soll lautet wie folgt:
Ein Controller steuert einen Wächter (guard) der einen Sensor überwacht und entsprechend einen Aktor (actuator) ansteuert.
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Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm
Seite: 109/120
Der Wächter (guard) ist ein Zustandsautomat (state machine). Somit ist der Klasse
„Guard“ ein Zustandsattribut zuzuordnen. Dazu muss ein Objekt vom Typ Zustandsattribut per Drag und Drop aus der Objektbibliothek in die betreffende Klasse gezogen
werden. Die Zugehörigkeit zum Zustandsdiagramm wird mit der Zusicherung {sm} gekennzeichnet.
Für die Verarbeitungslogik des Zustandsautomaten soll eine eigene Methode angelegt
werden, welche in der Hauptschleife der Mikrocontrolleranwendung (mainloop) zyklisch
aufgerufen wird. Damit die Methode im Zustandsdiagramm verfügbar ist, muss diese
mit einer entsprechenden Zusicherung versehen werden (z.B.: {sm::do}). Dazu muss
aus der Objektbibliothek per Drag und Drop eine Operation (Methode) in die betreffende
Klasse gezogen und wie folgend dargestellt definiert werden.
Diese Methode benötigt keine Statements. Der Codegenerator fügt beim Bilden der
Anwendung hier Code entsprechend der Modellierung im Zustandsdiagramm ein. Es ist
jedoch nötig, die Verarbeitungsfunktion kontinuierlich aufzurufen um die Zustandswechsel auszulösen (trigger). Das erfolgt in diesem Fall in der Methode run(). Es gibt in den
SiSy-Klassenbibliotheken
spezielle Klassen, die
bereits einen Zustandsautomaten
abbilden.
Wird von solchen Basisklassen abgeleitet, sind
die Auslöser (trigger) für
den Zustandsautomaten
bereits implementiert.
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Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm
Für eine schnelle Realisierung der Klassen „Sensor“ und „Actuator“ wird im folgenden
Beispiel das myAVR Programmiermodell Tempos benutzt. Dabei müssen den Klassen
lediglich geeignete Templates (Muster) aus der Tempos-Bibliothek zugewiesen werden.
Die Modellierung der Zustände und Zustandswechsel erfolgt in Verfeinerung des Zustandsattributes. Dazu selektieren Sie das Zustandsattribut und wählen im Kontextmenü den Menüpunkt nach unten (öffnen). Dabei wird bereits eine Auswahl typischer Zustandsvarianten als Diagrammvorlage angeboten. Wählen Sie die Vorlage 1-1.
Die Zustände des Wächters sollen ON und OFF sein. Dabei wird nach dem Start der
Zustand OFF eingenommen. Die Zustandswechsel erfolgen in Abhängigkeit der Sensorwerte. Wird der Zustand OFF eingenommen, muss der Aktor ausgeschaltet werden,
wird der Zustand ON eingenommen, ist der Aktor einzuschalten. Während der Zustände
ist der Sensor fortlaufend zu überwachen.
Im ersten Schritt sind die Zustände zu benennen.
Danach werden die Entry-Aktivitäten beschriftet.
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Programmieren mit dem UML Zustandsdiagramm
Seite: 111/120
Um weitere Aktionen (entry/do/exit) einzufügen, müssen per Drag und Drop Objekte
vom Typ Aktion in die betreffenden Zustände gezogen werden. Das Ereignis/Aktivitätstyp ist auszuwählen und die Aktivität zu beschriften.
Die Zustandsübergänge müssen definiert werden indem festgelegt wird, wann der Zustandswechsel erfolgen darf und unter welchen Bedingungen. Des Weiteren sollte der
Zustandsübergang eine Bezeichnung erhalten.
actuator.off();
actuator.on();
Ist das Zustandsmodell erarbeitet, können die nötigen Statements für den Programmcode eingearbeitet werden. Dazu wird die betreffende Aktivität selektiert und im Quellcodeeditor die entsprechenden Befehle eingegeben. Danach kann im dazugehörigen
Klassendiagramm (rechte Maustaste Menüpunkt nach oben) das Programm gebildet,
übertragen und getestet werden.
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Seite: 112/119
Weitere Informationen zu SiSy
17 Weitere Informationen zu SiSy
Versionen und Ausgaben Stand Mai 2011
Die Laufzeitkomponenten von SiSy, das Metamodell, Add-On’s sowie spezifische Skripte, Dokumente und Daten sind lizenzpflichtige Produkte. Ausgenommen sind zusätzlich
bzw. nachträglich installierte Komponenten Dritter, die von SiSy als Modellierungswerkzeug lediglich zum Beispiel über Skripte angesprochen werden oder in die sich SiSy
über offengelegte Schnittstellen eingebettet hat. Solche Produkte unterliegen den Lizenz und Nutzungsbedingungen des jeweiligen Herstellers bzw. Herausgebers.
Ausgaben
- SiSy Professional
umfasst alle verfügbaren Add-Ons
-
SiSy Business
umfasst Add-Ons für Prozessmodellierung, Qualitäts- und Projektmanagement
-
SiSy Developer
umfasst umfangreiche Add-Ons zur Systementwicklung
-
SiSy AVR ++
umfasst die Add-Ons AVR, ausgewählte Teile der UML, SVL und SysML
-
SiSy AVR
beinhaltet nur das Add-On AVR
Lizenzmodelle
Evaluation License
-
erlaubt die Nutzung auf einem Arbeitsplatzrechner für Evaluierungszwecke
Lizenzlaufzeit 1 Jahr
-
Education License
erlaubt die Nutzung auf einem Arbeitsplatzrechner für Ausbildungszwecke
Vorraussetzung: Bildungseinrichtung, Student, Schüler, keine kommerzielle Nutzung
-
Private License
erlaubt die Nutzung auf einem Arbeitsplatz für private oder hausinterne Zwecke
Vorraussetzung: ausschließlich für private, nicht kommerzielle Nutzung
in Unternehmen hausinterne Nutzung der mit SiSy erstellten Produkte
-
Single License
erlaubt die Nutzung auf einem Arbeitsplatz kommerzielle Zwecke oder
in öffentlichen Verwaltungen
-
Enterprise License
erlaubt die Nutzung auf bis zu 20 Arbeitsplatzen für kommerzielle Zwecke oder
in öffentlichen Verwaltungen
Ausgabe
SiSy Professional
SiSy Business
SiSy Developer
SiSy AVR ++
SiSy AVR
Enterprise
25.000,- €
20.000,- €
9900,- €
4900,- €
1900,- €
Benutzerhandbuch SiSy AVR
Single
2800,- €
2300,- €
890,- €
399,- €
299,- €
Private
990,- €
890,- €
499,- €
199,- €
99,- €
Education
590,- €
399,- €
199,- €
99,- €
49,- €
Evaluation
Anfrage
Anfrage
Anfrage
Anfrage
Anfrage
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Anhang: Tastaturbelegung, allgemein
Seite: 113/120
Anhang: Tastaturbelegung, allgemein
Die Tastenbelegung ist abhängig vom jeweiligen Diagramm und der verwendeten Ausgabe:
F1
Hilfe wird geöffnet
F2
Zoomen
F4
Textfeld / Infofeld vergrößern
F5
Farbe bei Rahmen wird geändert; Form am Anfang einer Verbindung ändert sich
F6
Bei Rahmen und Verbindungen ändert sich die Form
F7
Bei Rahmen und Verbindungen ändert sich der Linientyp
F8
Form am Ende einer Verbindung ändert sich
F9
Bewirkt, dass der Mittelpunkt einer Kante auf Null gesetzt wird
ESC
Im Diagramm: Nach oben
Im Dialog: Bricht ihn ab ohne zu speichern
Tab
In der Reihenfolge, in der die Objekte erstellt wurden, werden sie
markiert
Umschalttaste
+ Enter
Objektbeschreibung wird geöffnet
Leertaste
Objektbeschreibung wird geöffnet
Alt + Enter
Dialog Definieren
Strg + Enter
Diagramm nach unten
Strg + `R
Report für selektiertes Objekt
Strg + `A`
Executebefehl ausführen (nur in bestimmten Ausgaben)
Strg + `D`
Diagrammreport wird aufgerufen
Strg + `I`
Import von Diagrammen
Strg + `T`
Tokensteuerung starten/beenden
Strg + `X`
Export von Diagrammen
Strg + `+`
Selektiertes Objekt wird vergrößert (nur in bestimmten Ausgaben)
Strg + `-`
Selektiertes Objekt wird verkleinert (nur in bestimmten Ausgaben)
Strg + `*`
Ursprüngliche Objektgröße wird wiederhergestellt
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Seite: 114/119
Strg + Maustaste
Anhang: Tastaturbelegung, allgemein
Selektiertes Objekt wird innerhalb des Diagramms kopiert
Strg + Cursortasten:
- Cursor nach links
Selektiertes Objekt wird in X-Richtung verkleinert
- Cursor nach rechts Selektiertes Objekt wird in X-Richtung vergrößert
- Cursor nach oben Selektiertes Objekt wird in Y-Richtung vergrößert
- Cursor nach unten Selektiertes Objekt wird in Y-Richtung verkleinert
Enter
Editormodus zum Definieren der Objekte
Entf
Löschen
Cursortasten
Selektiertes Objekt wird verschoben (in Verbindung mit der Umschalttaste sind größere Schritte möglich)
`+`
Diagramm vergrößern
`-`
Diagramm verkleinern
`*`
Einpassen des Diagramms
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Anhang: Mausoperationen
Seite: 115/120
Anhang: Mausoperationen
Die Maus hat in SiSy eine Anzahl von nützlichen Funktionen, welche die Arbeit in Projekten erleichtern.
Selektion
Klick auf Objekt
Objekt ist markiert und kann separat weiterbearbeitet werden.
Selektion aufheben
Klick auf Fensterhintergrund
Aufhebung der Objektmarkierung.
Mehrfachselektion
Umschalttaste + Klick auf Objekt
Selektion/Markierung von mehreren Objekten zur Weiterbearbeitung.
Markise
Mit Shift und gedrückter linker Maustaste auf Fensterhintergrund und Ziehen eines Rechtecks über zu markierende Objekte.
Verschieben
Drag & Drop im Diagramm
Objekt mit linker Maustaste anfassen und verschieben. Objekte werden am Raster verschoben.
Umschalttaste + Drag & Drop im Diagramm
Verschieben von Objekten ohne Raster.
Fensterinhalt schieben
Linke und rechte Maustaste drücken + Verschieben der
Maus im Diagramm
Der komplette Diagramminhalt wird geschoben.
Objekt kopieren
STRG + Drag & Drop
Maustaste gedrückt halten und Mauszeiger vom Objekt auf
den Fensterhintergrund führen. Eine Originalkopie des Objektes wird im aktuellen oder in einem anderen Diagramm
erzeugt.
Referenz erzeugen
Drag & Drop aus Navigator
Ziehen des gewünschten Objektes aus dem Navigator in das
Diagramm. Es wird eine Referenz des gewählten Objektes
erzeugt.
Drag & Drop aus Objektbibliothek
Rot beschriftete Objekte können nur als Referenz erzeugt
werden. Eine Liste zur Auswahl des gewünschten Typs erscheint.
Strg + Drag & Drop aus Objektbibliothek
Eine Liste zur Auswahl der gewünschten Referenz des Originalobjektes erscheint.
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Seite: 116/119
Anhang: Mausoperationen
Drag & Drop aus anderem Diagramm
Ziehen des gewünschten Objektes aus dem Quelldiagramm
in das Zieldiagramm. Es wird eine Referenz des gewählten
Objektes erzeugt.
Objekt anlegen
Drag & Drop aus Objektbibliothek
Ein Objekt aus der Objektbibliothek wird im Diagramm angelegt und steht zur Verfeinerung bereit.
Objekt anhängen
Drag & Drop Verteiler auf Fensterhintergrund
Durch Ziehen einer Kante vom Verteiler auf den Fensterhintergrund wird ein neues Objekt erzeugt. Nach Auswahl des
Objekttyps sind die Objekte miteinander verbunden.
Objekte verbinden
Drag & Drop Verteiler zu Objekt
Klick auf den Verteiler des zu verbindenden Objektes. Bei
gedrückter linker Maustaste auf das gewählte Objekt ziehen.
Verbindung aus Objektbibliothek (in der UML)
Hierbei wird erst die gewünschte Verbindung in der Objektbibliothek angeklickt und danach die beiden zu verbindenden
Objekte im Diagramm nacheinander.
Verbindung anordnen
Drag & Drop Mittelpunkt
Beliebige Gestaltung der Verbindung durch Ziehen mit der
Maus.
Verbindung ändern
Drag & Drop Anfangs-/Endpunkt einer Kante
Für die Verbindung wird ein neues Zielobjekt gewählt.
Objekt definieren
Doppelklick auf Objekt
Durch Doppelklick auf Objekte öffnet sich das Kontextmenü.
Bei Abschalten des Menüs unter Einstellungen/Menü bei
Doppelklick erscheint eine Zeile zur Namensgebung. Mit
ESC wird die Eingabe bestätigt.
Doppelklick auf Verteiler
Es wird der Definieren-Dialog aufgerufen, in dem das Objekt
benannt und beschrieben werden kann.
Kontextmenü öffnen
Klick mit rechter Maustaste auf Objekt
Fenster neu zeichnen
Doppelklick auf Fensterhintergrund
Hinweis: Doppelklick mit linker Maustaste wirkt wie Enter.
Fenster aktualisieren
Benutzerhandbuch SiSy AVR
Strg + Doppelklick auf Fensterhintergrund
Die vom Programm ausgeführten aber noch nicht sichtbargemachten Befehle werden im Fenster erstellt. Das Fenster
wird aktualisiert.
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