برنامج فلوكود لبرمجة الميكروكنترولر

ما هو برنامج فلوكود

فلوكود برنامج يستخدم لبرمجة الميكروكنترولر باستخدام مخطط التدفق. يحتوى فلوكود على رموز أساسية   main icons  لرسم مخطط التدفق ومكونات إلكترونية electronic components تسمح لك بإنشاء نظام إلكتروني افتراضي على الشاشة. وكذلك يتم من خلاله تحديد المداخل والمخارج للمتحكم .  وكذلك توصيل مداخل البيك بالمفاتيح والحساسات او مولدات نبضات خارجية.. وتوصيل المخارج بالليدات او العارضات او شاشات العرض LCD  العادية والملونة وغيرها ...كل تلك العناصر موجودة بالبرنامج للمحاكاة والتجربة. والشكل التالى يوضح شكل كل من الرموز والمكونات.

مجموعة المكونات كبيرة فهى تتضمن مفاتيح تشغيل بسيطة simple switches وليدات  LEDsوشاشة عرض LCD  وعارضات سباعية 7segments وغيرها ومزيد من المكونات المتقدمة مثل البلوتوث وخوادم الانترنت. يسمح فلوكود بإنشاء النظم المعقدة التي يمكن تطويرها وإدارتها بسرعة ويدعم فلوكود المتحكمات من النوع فلاش من عائلات PIC12F ، PIC16F ،PIC18F

عملية البرمجة بالفلوكود

لكى نتعرف على عملية البرمجة بفلوكود يجب اولا معرفة الطريقة التقليدية لبرمجة المتحكمات وبالتحديد المتحكمات من نوع البيك PIC microcontroller والتى تم شرحها سابقا. تمر عملية البرمجة التقليدية  لأى ميكروكنترولر وبأية لغة برمجة بأربعة مراحل أساسية :

1- رسم المسار الخطي للمشروع : وهو ما يسمى بمخطط التدفق flowchart  والذى يحدد مراحل تنفيذ خطوات البرنامج حسب متطلبات المشروع.

2- كتابة البرنامج : فى هذه المرحلة نقوم بكتابة كود البرنامج انطلاقا من مخطط التدفق بأى لغة برمجة للمتحكمات مثل لغة التجميع او السى او البيسيك  (assembly, C, basic) وذلك بطريقة يدوية.

3- إعداد ملف: HEX   تختص هذه المرحلة بترجمته كود البرنامج الى ملف Hex (النظام السادس عشر للأعداد) وهو ما يفهمه الميكروكنترولر  وتتم هذه العملية باستخدام مترجمCompiler  خاص بكل لغة برمجة وبعد ضبط الإعدادات الضرورية للمتحكم.

4- نقل البرنامج داخل المتحكم:  وفى هذه المرحلة يتم نقل (حقن) ملف Hex (البرنامج) الى شريحة المتحكم بواسطة برنامج خاص ومبرمجة مناسبة programmer وجهاز حاسوب.

والشكل التالى يوضح مراحل البرمجة التقليدية للميكروكنترولر.

  

برنامج فلوكود 'Flowcode' يوفر طريقة سهلة لبرمجة البيك ميكروكنترولر بأسلوب جديد وميسر وذلك عن طريق رسم رموز وأشكال هندسية محددة وواضحة الدلالة فى شكل مخطط تدفق، حيث انه بمجرد الانتهاء من تصميم مخطط التدفق للبرنامج على شاشة الكمبيوتر وبضغطة زر واحدة يتم الترجمة الى الرمز العددي المطلوب. وهنا توجد عملية تحتاج الى الفهم !!! وهى ان فلوكود يمرر البرنامج الذى قمنا بتصميمه من خلال عدد من العمليات قبل ان يتم إرساله الى البيك ميكرو اذا كان من هذا النوع.

أولا يقوم فلوكود بمعالجة البرنامج للحصول على كود السى C code ثم بعد ذلك يتم تمريره من خلال المجمع assembler للحصول على كود الاسمبلى وفى النهاية يتم تحويله الى نظام العد الساس عشر او كود الهيكس Hex code وهذا مايفهمه البيك ميكرو. كود الهيكس هذا يتم ارساله بعد ذلك الى الميكروكنترولر.

لإرسال رمز الهيكس الى الميكروكنترولر فإن فلوكود يمتلك برنامج فرعى للقيام بذلك يسمى PPP ويمكن استخدام اى برنامج أخر للحرق مثل  Winpic800 او IC prog وبمساعدة دائرة المبرمجة programmer  يمكن حقن المتحكم بالبرنامج والشكل التالى يوضح العمليات المختلفة التى يمر بها البرنامج داخل فلوكود.

 

يقوم البرنامج الفرعى PPP بحرق كود الهيكس في ذاكرة البرنامج program memory للميكروكنترولر والتى هى من النوع EPROM هذا يعني أن البرنامج لا يفقد او يضيع فى حالة إزالة الميكروكنترولر من المبرمجة لاستخدامه فى دائرة المشروع. بالإضافة الى أن استخدام هذا النوع من الذاكرة يتيح لنا إعادة استخدامها وإعادة الكتابة عليها (ذاكرة البرنامج) عن طريق برنامج جديد..

مميزات البرمجة بالفلوكود

تعتبر الميزة الكبرى لبرنامج Flowcode هو أنه يتيح لمن لديهم خبرة قليلة فى البرمجة باللغات الاخرى القدرة على إنشاء برامج لأنظمة إلكترونية معقدة في غضون دقائق وعلى ذلك فإنه يتميز بالتالى:

يوفير الجهد والوقت وذلك عن طريق سهولة وسرعة تصميم النظم الالكترونية المعتمدة على الميكروكنترولر.

أداة سريعة ومرنة فلديه مجموعة من الوظائف الفرعية عالية المستوى التى تؤدى الى سرعة تطوير النظام. بالإضافة الى إنسيابية البرمجة التى تتيح للمستخدمين التطوير المستمر فى تصميم البرامج.

يعطى نتائج بدون أخطاء حيث أن نتيجة ما يتم رؤيته من تصميم ومحاكاة على شاشة الحاسوب هو بالفعل ما يحدث على أرض الواقع بعد تحميل البرنامج داخل الميكروكنترولر.

يخدم اللغات الأخرى فهو يسمح لك بعرض C code و ASM code لجميع البرامج التى تم إنشاءها.

 خطوات تنفيذ المشروع بفلوكود
تتلخص خطوات تنفيذ المشروع باستخدام برنامج فلوكود الى ثلاثة خطوات رئيسية فقط:

الخطوة الأول : تصميم البرنامج  Program Design

يتم البدء فى إنشاء مخطط التدفق لبرنامج المشروع عن طريق استخدام خاصية السحب والإسقاط بزر الماوس الأيسر  drag  and drop  للرموز والمكونات المطلوبة من واجهة برنامج فلوكود لتصميم المشروع المطلوب. ثم يتم النقر على كل رمز أو عنصر لضبط الإجراءات والخصائص التي نحتاج إليها.

الخطوة الثانية: محاكاة المشروع  Project Simulation

بمجرد الانتهاء من تصميم البرنامج المطلوب فإن فلوكود يتيح لنا إمكانية محاكاة النظام وذلك عن طريق الضغط على الزر المخصص لذلك فى قائمة التحكم للبرنامج. يتيح لنا فلوكود رؤية تأثير كل خطوة من البرنامج على المكونات والمتحكم وذلك على الشاشة مباشرة. يمكن التبديل والتغيير فى القيم ورؤية تأثير هذه التغيرات على سير البرنامج وبالتالى على نتائج المشروع.

الخطوة الثالثة: توليد كود الهيكس Hex code Generation

عندما ننتهى من المحاكاة والحصول على الشكل االنهائى للمشروع وبعد الرضا الكامل عن النتائج. نقوم بالنقر على زر واحد خاص بتوليد ملف الهيكس فى صورته النهائية تمهيدا لإرساله الى الميكروكنترولر باستخدام أحد البرامج المعروفة للحرق مثل Win800 , IC prog وطبعا بمساعدة المبرمجة. ويجب ملاحظة ان كود الهيكس المتولد من فلوكود (مرورا بكود السى والاسمبلى) يكون متوافق مع معظم أنواع المبرمجات.

واجهة برنامج فلوكود

فلوكود له واجهة سهلة الاستخدام حيث أنه يمكن ببساطة سحب وإسقاط الرموز المرفقة مع البرنامج على الشاشة لإنشاء نظام إلكتروني دون الدخول فى كتابة سطور التعليمات المرهقة كما فى اللغات الاخرى.  الشكل التالى يوضح واجهة برنامج فلوكود عند تشغيله.

 

شريط أدوات الرموز  Icons toolbar

يعرض هذا الشريط الرموز المختلفة التى يتم بها بناء تعليمات البرنامج. وعن طريق سحب وإسقاط الرموز المرغوب فيها من شريط أدوات الرموز فى المكان المناسب فى صفحة العمل يتم إنشاء مخطط تدفق المشروع تدريجيا وعادة يتواجد شريط الرموز على يسار صفحة العمل.

 

شريط أدوات المكونات  Components toolbar

يعرض هذا الشريط المكونات الخارجية التي يمكن توصيلها إلى المتحكم فى صفحة المشروع . ويتم ذلك عن طريق النقر على العنصر المرغوب فيه وسيتم إضافته إلى المتحكم ويظهر على صفحة العمل فى الحال. ويتواجد شريط المكونات أعلى صفحة العمل.

 

 

شريط أدوات القوائم والمحاكاة  Menu and simulation toolbar

يسمح لك هذا الشريط بفتح الملفات ، إغلاق الملفات ، حفظ الملفات  الخ ، وأيضا يسمح لك القيام بعملية المحاكاة للمشروع وتوليد الملفات الخاصة بالمشروع ومنها ملف الهيكس Hex والذى يعتبر الهدف من عملية البرمجة

 

تم بحمد الله وتوفيقه

********