Некорректно работает прошивка. Должна мигать светодиодом при переполнении TIMER0

@Medusa Kaiser · Регистрация: 03.09.2013

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте!

Когда-то давно, для общего развития, учился писать на ассемблере для avr и достиг неких результатов. Всё благодаря участникам данного форума, которые проявили ко мне невероятную терпимость!

Теперь было решено, одну из программ переписать с ассемблера на си в рамках факультатива. Но что-то пошло не так и я не смог разобраться что именно, но зацепка есть.

Программа на ассембере

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
#include "def.h"
 
#define LED_PIN 5           
#define T0MAX   40          ; Max value for t0c counter.
 
 
.data
t0c:    .byte 1             ; Counter for timer.
led_on: .byte 1             ; Boolean for led.
 
 
.text                   ;+Interrupts section
.org 0x000
    jmp reset           ; Reset Handler.
.org 0x040
    jmp tim0ovf         ; Timer0 Overflow Handler.
.org 0x06a              ;-Interrupts section
main:
    rjmp main           ; Buzzer.
;main:
 
 
reset:
    ldi r16, hi8(RAMEND)        ; Stack init.
    out SPH, r16
    ldi r16, lo8(RAMEND)
    out SPL, r16
 
    ldi r16, (1<<LED_PIN)       ; High output for led5.
    out DDRB, r16
 
    ldi r16, 1          ; Start with led on.
    ldi XL, lo8(led_on)
    ldi XH, hi8(led_on)
    st X, r16
 
    ldi r16, 0          ; Set counter value.
    ldi XL, lo8(t0c)
    ldi XH, hi8(t0c)
    st X, r16
 
    rcall tim0init
 
    sei             ; Global Interrupt Enable.
 
    rjmp main           ; Start program.
;reset:
 
 
tim0init:
    push r16
 
    ldi r16, 0x00
    out TCNT0, r16          ; Set Timer0 zero time.
    ldi r16, (1<<1)
    sts TIMSK0, r16         ; Set interrupt Timer0 overflow TCNT0.
    ldi r16, 0b00000101
    out TCCR0B, r16         ; Set tick. 14.9.2 of datasheet.
    
    pop r16
    ret
;tim0init:
 
tim0ovf:                ; Timer0 Overflow Handler.
    ldi XL, lo8(t0c)        ; t0c to r16;
    ldi XH, hi8(t0c)
    ld r16, X
 
    inc r16             ; Increment t0c.
    cpi r16, T0MAX          ; Compare with T0MAX.
    brlo 1f             ; Skip if lower.
 
    ldi r16, 0          ; Reset t0c.
 
    ldi YL, lo8(led_on)     ; led_on to r17.
    ldi YH, hi8(led_on)
    ld r17, Y       
 
    cpi r17, 1          ; Is led_on?
    breq 2f             ; If equal jmp.
 
    inc r17             ; led_on = true
    ldi r18, (1<<LED_PIN)
    out PORTB, r18
    rjmp 3f
2:  
    dec r17             ; led_on = false
    ldi r18, (0<<LED_PIN)
    out PORTB, r18
3:
    st Y, r17
1:
    st X, r16           ; Load new value to t0c.
    reti
;tim0ovf:

Содержимое файла `def.h`:

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
#ifndef DEF_H_SENTY
#define DEF_H_SENTY
 
#define DDRB 0x04                                                                 
#define PORTB 0x05                                                                
 
#define XL r26
#define XH r27
#define YL r28
#define YH r29
                    /* Stack pointer. */
#define SPL 0x3D            /* 6.5.1 of datasheet. */
#define SPH 0x3E            /* 6.5.1 of datasheet. */
                    /* RAM pointers. */
#define SRAMSTART 0x100         /* 7.3 of datasheet. */
#define RAMEND  0x8FF           /* 7.3 of datasheet. */
                    /* timer0 section. */
#define TCCR0B 0x25         /* 14.9.2 of datasheet. */                          
#define TIMSK0 0x6E         /* 14.9.6 of datasheet. Interrupt Mask. */
#define TCNT0 0x26          /* 14.9.3 of datasheet. Timer Register. */
 
#endif

Моя попытка переписать это на С:

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
 
enum { pin_led = 5, tim0_max = 40 };
 
volatile int g_tim0_counter = 0;
volatile char g_is_led_on = 1; /* Starts on. */
 
#if 1
ISR(TIMER0_OVF_vect)
{
    g_tim0_counter++;
 
    if (g_tim0_counter > tim0_max) {
        g_tim0_counter = 0;
        
        g_is_led_on = !g_is_led_on;
 
        PORTB = (g_is_led_on<<pin_led);
    }
}
#endif
 
static void init_led()
{
    DDRB = 1<<pin_led;      /* High output for led. */
    PORTB = g_is_led_on<<pin_led;   /* Switch led state. */
}
 
static void init_timer0()
{
    TCNT0 = 0;          /* T0 zero time. */
    TIMSK0 = 1<<1;          /* Set interrupt T0 overflowf TCNT0 */
    TCCR0B = 0b0000101;     /* Set 1/1024 tick. */
}
 
static void init()
{
    /* Is stack init needed?.. */
    init_led();
    init_timer0();
    sei();              /* Enable interrupts. */
}
 
int main()
{
    init();
    for (;;) {
    /* Just chill. */
    }
}

И `Makefile` им собирается, что ассемблерная, что сишная версия:

Code
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
FILENAME = blink_led_tim0
 
MCU = atmega328p
OBJCOPY = avr-objcopy
BAUDRATE = 57600
 
#compiler
GCC = avr-gcc
GCC_FLAGS = -Wall -g -nostdlib -ansi -short-enums
 
#flash
AVRDUDE_FLAGS = -F -V -D
    # -D -- Disable auto-erase for flash. Helps save the bootloader.
    # -F -- Helps if device signature was erased.
    # -V
 
build: $(FILENAME).c
    $(GCC) $(GCC_FLAGS) -mmcu=$(MCU) $< -o $(FILENAME).elf
 
flash: $(FILENAME).elf
    avrdude -b $(BAUDRATE) -c usbasp -p $(MCU) -P usb -U flash:w:$<

Ожидалось, что светодиод будет равномерно мигать, но нет. Мигает неравномерно, а значение в DDRB для светодиода не 1, а 0. Судя по всему, выполняется только подпрограмма `ISR(TIMER0_OVF_vect)`, а `main()` нет. `main()` переносил в начало исходного кода, оно отрабатывало, а всё что в `ISR(TIMER0_OVF_vect)` -- нет.

Проверил с помощью `avr-objdump`, судя по всему, некорректно формируются первые ячейки program memory, через которые и происходит прыжки при прерывании.

`avr-objdump` программы на ассемблере:

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Disassembly of section .text:
 
00000000 <__ctors_end>:
   0:   0c 94 36 00     jmp     0x6c    ; 0x6c <reset>
        ...
 
00000040 <.Loc.1>:
  40:   0c 94 51 00     jmp     0xa2    ; 0xa2 <tim0ovf>
        ...

`avr-objdump` программы на си:

Assembler
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Disassembly of section .text:
 
00000000 <__vector_16>:
   0:   1f 92           push    r1
   2:   0f 92           push    r0
   4:   0f b6           in      r0, 0x3f        ; 63
   6:   0f 92           push    r0
   8:   11 24           eor     r1, r1
   a:   2f 93           push    r18
   c:   8f 93           push    r24
   e:   9f 93           push    r25
  10:   ef 93           push    r30
  12:   ff 93           push    r31
  14:   cf 93           push    r28
  16:   df 93           push    r29
  18:   cd b7           in      r28, 0x3d       ; 61
  1a:   de b7           in      r29, 0x3e       ; 62
 
0000001c <.Loc.1>:
  1c:   80 91 02 01     lds     r24, 0x0102     ; 0x800102 <g_tim0_counter>
  20:   90 91 03 01     lds     r25, 0x0103     ; 0x800103 <g_tim0_counter+0x1>
  24:   01 96           adiw    r24, 0x01       ; 1
  26:   90 93 03 01     sts     0x0103, r25     ; 0x800103 <g_tim0_counter+0x1>
  2a:   80 93 02 01     sts     0x0102, r24     ; 0x800102 <g_tim0_counter>
 
0000002e <.Loc.2>:
  2e:   80 91 02 01     lds     r24, 0x0102     ; 0x800102 <g_tim0_counter>
  32:   90 91 03 01     lds     r25, 0x0103     ; 0x800103 <g_tim0_counter+0x1>
 
00000036 <.Loc.3>:
  36:   87 39           cpi     r24, 0x97       ; 151
  38:   91 05           cpc     r25, r1
  3a:   b4 f0           brlt    .+44            ; 0x68 <.L4>
 
0000003c <.Loc.4>:
  3c:   10 92 03 01     sts     0x0103, r1      ; 0x800103 <g_tim0_counter+0x1>
  40:   10 92 02 01     sts     0x0102, r1      ; 0x800102 <g_tim0_counter>

Как это дело поправить? Изучал исходники других проектов. Вроде всё должно быть нормально, но всё же что-то упускаю.

Добавлено через 1 час 13 минут
Смог найти в чём проблема. Нужно убрать флаг `-nostdlib`.

Добавлено через 56 минут
Гыгы, ещё в ассемблерной части, была ошибка, было так:

Assembler
1
2
ldi r16, (1<<1)
sts TIMSK0, r16         ; Set interrupt Timer0 overflow TCNT0.

А должно было быть так:

Assembler
1
2
ldi r16, (1<<0)
sts TIMSK0, r16         ; Set interrupt Timer0 overflow TCNT0.

Но на ассемблере оно в обоих случая работает. А вот на сишке нет...

А совсем правильно так:

C
1
TIMSK0 = 1<<TOIE0; /* TOIE0 -- бит под номером 0 отвечающий за перерыванию по переполнению таймера0.  */

@shonty · 28.09.2025, 14:44

Сообщение от COKPOWEHEU

Я, когда писал для AVR на асме, прописывал таблицу полностью, со всеми reti. Правда, без .org - не знал тогда про них.

Я сначала также. ОРГи нужны для 328-й и прочих. Для 8-й меги орг-и не нужны.

Сообщение от COKPOWEHEU

И даже если исправить 0b0000_0001 на чуть менее синтаксически некорректное 0b00000001

Как раз очень читабельно, особенно когда например отправлять по интерфейсу байт в котором несколько данных, типа:
0b01_110_11_0, и аврасм такое написание принимает, что радует.

Ещё по поводу записи 0b0000_0001. Дело в том, что в даташите на 328-ю с ошибкой описаны биты регистра TIMSK0

Некорректно работает прошивка. Должна мигать светодиодом при переполнении TIMER0

Должно быть OCIE0B OCIE0A TOIE0.
И что бы не разбираться куда ставить 0, в конец или перед А/В, удобнее порой написать 0b00000001, но ни как не (1<<0)
Возможно поэтому ТС и написал (1<<1), так как компилятор не принял у него TOIE.
А "скопировал" бы таблицу в бинарное представление байта, то ошибки бы не было.

@sharpey · 28.09.2025, 15:10

Сообщение от COKPOWEHEU

в стандарт языка С ввели наконец 0b или оно так и остается "нестандартным"

В рабочем черновике N2596 ISO/IEC 9899:202x (E) от December 11, 2020 в разделе 6.4.4 есть упоминание.

@Medusa Kaiser · 28.09.2025, 15:53 **[ТС]**

Сообщение от locm

Проще будет прошивку отредактировать.

Хорошая идея! У меня получилось.

1) В сишной программе включаю "неправильное" прерывание:

C
1
TIMSK0 = 1<<1;

Собрал, прошил. Светодиод горит и не моргает, прерывание не работает.

2) Использую `avr-objdump -D` к собранной прошивке, интересующие строки:

Code
1
2
3
38:   0c 94 51 00     jmp     0xa2    ; 0xa2 <__bad_interrupt>
3c:   0c 94 51 00     jmp     0xa2    ; 0xa2 <__bad_interrupt>
40:   0c 94 53 00     jmp     0xa6    ; 0xa6 <__vector_16>

3) (Далее я пытался использовать `hexdump`, в интернетах пишут, что у него есть флаг `-R` для revert, но по факту его не оказалась, к счастью, оказалось команда `xxd` умеет не только делать заголовочные файлы для бинарных данных, так ещё получать hex и делать revert).

Делаю `xxd blink_led_tim0.elf > firm.hex`, находим в нём `0c 94 53 00`, которые являются `jmp 0xa6` и предыдущие две последовательности `0c 94 51 00` заменяем на `00 00 00 00` (вроде как nop всё же 00, а не ff, а может то и то, фиг знает).

Далее hex обратно в бинарник кидаем `xxd -r firm.hex > firm.bin`, зашиваем `firm.bin` и... Светодиод мигает, не смотря на то, что прерывание стоит неправильное.

Подытожу. Делал я это просто для себя в рамках факультатива, пользы от этого не то чтобы много, но удовольствие получил. Без вас бы не получилось, большая всем благодарность!

Сообщение от COKPOWEHEU

Ну, знания лишними не бывают.

Ну-с, тут я с вами всё же не согласен. Знаний лишних полно. Но, думаю, в конкретном случае это не лишнее.

@COKPOWEHEU · 28.09.2025, 16:23

Сообщение от shonty

Я сначала также. ОРГи нужны для 328-й и прочих. Для 8-й меги орг-и не нужны.

С ними все-таки надежнее.

Сообщение от shonty

Как раз очень читабельно, особенно когда например отправлять по интерфейсу байт в котором несколько данных, типа:
0b01_110_11_0

Какая разница насколько читабельно (все равно ведь хуже сдвигов), если не компилируется.

Сообщение от shonty

удобнее порой написать 0b00000001

И лазить потом по даташиту, проверяя что же хотел сказать автор этим магическим чиселком? Нет уж спасибо. А еще веселее этот подход будет выглядеть для 32-битных контроллеров.
И да, там действительно иногда приходится вручную ставить биты, поскольку китайцам прописать все дефайны было лень.
В общем, лучше сразу не привыкать к плохому стилю. Если выставляются именованные биты, пишем (1<<bitName). Если поименовать их забыли, пишем (1<<x). А запись 0bxxx оправдана только для битовых полей TCCR1B = (0b11<<WGM12) | (0b001<<CS10), и то только потому что для них производитель почти никогда не пишет констант. Приходится пояснять в комментариях.

Сообщение от sharpey

В рабочем черновике

А, с c23. Значит, пока толком воспользоваться не выйдет.

Сообщение от Medusa Kaiser

вроде как nop всё же 00, а не ff, а может то и то, фиг знает

0xFF - байты, остающиеся в флешке после стирания. "некорректная команда", которая интерпретируется как тот же nop.

@shonty · 28.09.2025, 16:31

The hexadecimal opcode for the NOP (No Operation) instruction in AVR microcontrollers is 0x0000

x86 / x86-64: 0x90
Intel 8048 / MCS-48 family: 0x00
Intel 8051 / MCS-51 family: 0x00
Intel 8080 / Intel 8085 / Z80: 0x00
Intel i860: 0xA0000000

По погоде вобщем))

@COKPOWEHEU · 28.09.2025, 23:50

Сообщение от shonty

По погоде вобщем

Мы говорим все-таки про AVR, там nop это и правда 0x0000.
А 0xFFFF это, повторяю, чистая флеш, которая интерпретируется как "Illegal instruction". Точнее, интерпретировалась бы бы, поддерживай AVR такую ситуацию. В более мощных камнях это приводит к исключению (это почти как прерывание, но генерируется не периферией, а самим кодом), но здесь просто игнорируется.

@Dushevny · 03.10.2025, 11:05

Сообщение от shonty

Я сначала также. ОРГи нужны для 328-й и прочих. Для 8-й меги орг-и не нужны.

Не совсем так. Размер памяти меги8 и более мелких позволяет "дотянуться" из любого адреса программной памяти (в том числе и из вектора) до любого другого адреса командой RJMP, которая занимает 2 байта/1 слово. Поэтому команды JMP у них нет и вектора расположены с таким шагом, чтобы туда влезла команда RJMP. У 16-й и выше меги "дальности" RJMP на всю память уже не хватает, для некоторых обработчиков может потребоваться команда JMP, которая занимает 4 байта/2 слова. Поэтому вектора у 16-й и более крупных мег расположены с шагом 4 байта - чтобы туда влезла JMP. И если всю таблицу заполнить командами JMP - никакие .ORG не потребуются. Однако никто не запрещает на больших мегах в подходящих случаях использовать в векторах более быструю RJMP или RETI, которые занимают по 2 байта и вот после них уже нужен или .ORG или любая (она все равно никогда не будет выполняться) команда размером 2 байта.

@COKPOWEHEU · 03.10.2025, 12:14

В любом случае явная запись адресов нагляднее и безопаснее просто таблицы. Если что, можно свериться с даташитом, а не считать jrmp-ы и не гадать не удалилась ли случайно одна строчка.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Программа опроса у.з. расходомера SLS-720F Argus19 02.09.2026 Программа опроса у. з. расходомера SLS-720F Программа опрашивает один раз в минуту три ультразвуковых расходомера SLS-720F через интерфейс RS-485 по протоколу Modbus RTU. Опрашиваются регистры. . .	Hyper-V: Компьютер должен поддерживать доверенный платформенный модуль 2.0. Maks 31.08.2026 При установке Windows 11 на виртуальную машину Hyper-V 2-го поколения вылезла такая ошибка: Решение: в параметрах виртуальной машины, в разделе "Безопасность" (Security) активировать флаг. . .	Архитектура биовида Стива в Майнкрафте: Зачем бонобо кубический каннибализм anaschu 30.08.2026 Кубический Вагинокапитализм в Minecraft: Математический инвариант ОДУ и рок Стивов-бонобо Главная задача разработанной «Модели Всего» — наглядно продемонстрировать наличие системной «судьбы». . .	Оттачиваю умение писать js программы. russiannick 30.08.2026 Проектом выходного дня стало написание Книги шифров Виженера. Итогом стала версия 200, синий туман. Синий туман назван так, потому что замораживает текст под собой. Нажатие синих кнопок управляют. . .
мат медиц модель 30. презентация проекта anaschu 27.08.2026 хоп хоп хоп хидахоп, а я кладую))	Как у меня протекала болезнь zorxor 27.08.2026 Здравствуйте, друзья! Эта запись блога предназначена именно для вас - для моих дорогих друзей, которые знали меня лично. Чтобы ответить на вопрос - а что же со мной произошло на самом деле? Я учился. . .	Нашел вот забавное видео о измерениях. Лучшее что я видел на эту тему kumehtar 26.08.2026 ILETXiw9bMQ Основная суть и тезисы по измерениям: 0D (Нулевое измерение): точка, не имеющая длины, ширины, высоты или объема. Объект не может перемещаться в 0D. 1D (Первое измерение):. . .	[EasyBuilder Pro] Памятка по разработке для панелей Weintek ФедосеевПавел 26.08.2026 Памятка по разработке для панелей Weintek ВВЕДЕНИЕ Ранее, при реализации проектов основное внимание уделял разработке управляющей программы для контроллера, а панели оператора доставалось время. . .

@shonty 51 / 49 / 2 Регистрация: 23.01.2019 Сообщений: 380
	28.09.2025, 16:31
	The hexadecimal opcode for the NOP (No Operation) instruction in AVR microcontrollers is 0x0000 x86 / x86-64: 0x90 Intel 8048 / MCS-48 family: 0x00 Intel 8051 / MCS-51 family: 0x00 Intel 8080 / Intel 8085 / Z80: 0x00 Intel i860: 0xA0000000 По погоде вобщем)) 1

@COKPOWEHEU 4148 / 2726 / 433 Регистрация: 09.09.2017 Сообщений: 12,080
	03.10.2025, 12:14
	В любом случае явная запись адресов нагляднее и безопаснее просто таблицы. Если что, можно свериться с даташитом, а не считать jrmp-ы и не гадать не удалилась ли случайно одна строчка. 1