WprowadzenieATmega.pdf

SławomirCięszczyk

Wprowadzenie do programowania mikrokontrolera ATMEGA32 w asemblerze

PodstawoweinformacjeomikrokontrolerzeATMEGA32:

• 32KBpamięciprogramutypuFLASH(ilośćcykliprogramowania10000)

• 1024BpamięciEEPROM(ilośćcykliprogramowania100000)

• 2KBwewnętrznejpamięciSRAM

• dwa8bitoweTimerzpreskaleramiijednostkamiporównującymi

• jeden16bitowyTimer

• 8kanałów10bitowegoprzetwornikaADC

• ModułUSARTtransmisjiszeregowej

• ModułTWI–transmisjatypuI 2 C

• Komparatoranalogowy

• 4porty(32wpełniprogramowalneliniewejścia/wyjścia)

Mikrokontrolery AVR posiadają architekturę harwardzką. Została w nich rozdzielona

przestrzeń pamięci programu i pamięci danych. W przestrzeń pamięci danych pierwsze 32

bajtyzajmująrejestryrobocze,wszystkieonemogąbyćwykorzystywanetakjakakumulator

wprocesorachtypu8051.

Przestrzeńpamięcidanych

adresy

0x00 R0

0x01 R1

0x02 R2

4 4

0x1F R31

0x20 I/O

0x21 I/O

4 4

0x5F I/O

0x60 SRAM

0x61 SRAM

4 4

0x85F SRAM

I/O–przestrzeńwejściawyjścia(64adresy)

SRAM–pamięć(2048bajtów)

1. Porty

W mikrokontrolerach AVR porty oznaczamy odpowiednio PORTA, PORTB, PORTC,

PORTD.Poszczególnelinieportów:

PORTA0–liniazerowaPORTA,

PORTB7–liniasiódmaPORTB.

DoobsługikaŜdegoportu dedykowane są trzy rejestry PORTX, PINX, DDRX, gdzie X

oznaczanazwęportuA,B,CiD.Rejestryteznajdująsięwpodstawowejprzestrzeniwejścia

wyjścia.

JeŜeli port ma pracować jako wyjściowy to naleŜy ustawić odpowiednio rejestr DDRX.

Np. aby ustawić cały port A jako wyjściowy naleŜy wpisać do rejestru DDRA wartość

SławomirCięszczyk

0FF=0b11111111. Następnie stan poszczególnych linii wyjściowych ustalamy wpisując

odpowiedniewartościdorejestruPORTA.

Zmiana stanu rejestrów dotyczących portów moŜe być dokonana poprzez operacje na

całymporcielubnaposzczególnychbitach.Operacjebitowe:

sbi–ustawbitwrejestrzefunkcyjnym,

cbi–wyzerujbitwrejestrzefunkcyjnym,

sbiDDRA,DDA1–ustawiamtrybwyjściowyliniipierwszejportuA,

sbiPORTA,PORTA1–ustawiamliniepierwsząportuAnajedynkę,

cbiPORTA,PORTA1–zerujliniepierwsząportuA,

sbiDDRA,2–ustawliniedrugąportuAjakowyjściową,

cbiPORTA,2–zerujliniedrugąportuA(wcześniejustawionąjakowyjściową).

Operacje na całym porcie (bajcie). Najczęstszym sposobem modyfikacji rejestrów

funkcyjnych (podstawowa przestrzeń wejwyj) jest wykorzystanie rozkazu out, który

powoduje załadowanie do wybranego rejestru funkcyjnego zawartości określonego rejestru

roboczego.

outPORTA,R16

outDDRA,R16

Aby więc wpisać tym sposobem interesująca nas daną do rejestru funkcyjnego najpierw

musimy umieścić ja w rejestrze roboczym. Ładowanie rejestru roboczego stałą w sposób

bezpośredniwykonujemynastępująco:

ldiR16,0xFF–załadująwartością255rejestrR16.

Przy czym taką operację wykonać moŜemy jedynie na rejestrach górnych (zakres R16

R31). Ostatecznie aby ustawić wszystkie linie portu B jako wyjściowe potrzebna jest

następującasekwencja:

ldiR16,0xFF

outPORTB,R16

Program który zapala diodę podłączoną do linii 7 portu A, wykorzystujący bitowe

operacjelogicznewyglądałbędzienastępująco:

.INCLUDE”m32def.inc”

;pliknagłówkowydlaAtmega32

sbi

DDRA,7

sbi

PORTA,7

LOOP:

rjmp LOOP

Zwykorzystaniemoperacjibajtowych:

.INCLUDE”m32def.inc”

;pliknagłówkowydlaAtmega32

out

DDRA,R16

ldi

R16,0b10000000

out

PORTA,R16

LOOP:

rjmp LOOP

Abyzmienićstanjednejliniisensowniejszywydajesięsposóbbitowy.

W celu wykorzystania współpracy portów z klawiaturą i odczyt stanu klawisza

musimy przestawić linie portu odpowiedzialne za jego stan w tryb wejściowy. Nasza

klawiatura zbudowana jest w taki sposób, iŜ wciśnięcie klawisza powoduje zwarcie linii do

masy poprzez odpowiedni rezystor. JeŜeli klawisz nie jest naciśnięty to linia wejściowa mu

odpowiadająca nie jest podłączona do Ŝadnego potencjału. Teoretycznie w układach typu

TTLoznaczatodlaliniiwejściowejstan wysoki.MogątutajpojawićsięróŜnezakłóceniai

niepewne działanie. Dlatego teŜ linie wejściową połączoną do tego typu klawisza naleŜy

ldi

R16,0xFF

SławomirCięszczyk

podciągnąć rezystorem do napięcia zasilania. Mikrokontrolery AVR posiadają wewnętrzne

rezystory podciągające. Najpierw naleŜy przestawić daną linie na tryb wejściowy, np. cały

portB.

ldi

R16,0x00

;clr R16

out DDRB,R16

Po resecie mikrokontrolera linie portów są ustawione jako wejściowe, nie ma więc

konieczności ich modyfikacji. Samo podłączenie rezystorów podciągających następuje

poprzezzapisjedynkinawymaganelinieportuwrejestrzePORTX:

ldi

R16,0xFF

;ser R16

out PORTB,R16

Odczyt danej linii następuje poprzez odczytanie rejestru PINX. Stan portu odczytać

moŜnawykorzystującrozkazin:

in R16,PINA

JeŜeli działanie programu ma być uzaleŜnione od stanu jednej linii to uŜyć naleŜy

rozkazów testujących pewien warunek i jeśli jest on spełniony to następuje pominięcie

jednegorozkazu.Instrukcjamitakimidziałającymiwobszarzerejestrówfunkcyjnychsąsbic

orazsbis.

sbic–pomićinstrukcjęjeŜeliodpowiednibitjestwyzerowany,

sbis–pomińinstrukcjęjeŜeliodpowiednibitjestustawiony.

FragmentprogramuuzaleŜnionegoodwarunku:

sbic PINB,PINB2

rjmp Bit_ustawiony

Bit_wyzerowany:

...

Bit_ustawiony:

...

lubteŜodpowiednio:

sbis PINB,PINB2

rjmp Bit_wyzerowany

Bit_ustawiony:

...

Bit_wyzerowany:

ProgramzapalającyigaszącydiodęwzaleŜnościodstanuklawisza:

.INCLUDE ”m32def.inc”

ldi

R16,0xFF

out

DDRA,R16 ;trybwyjściowyportuA

out

PORTB,R16 ;podciąganiemłodszejczęściportuB

LOOP:

sbi

PORTA,PORTA1 ;ustawlinie

KLAWISZ1:

sbic PINB,PINB0

rjmp KLAWISZ1

cbi

KLAWISZ2:

sbic PINB,PINB1

ldi

R16,0x0F

SławomirCięszczyk

rjmp KLAWISZ2

rjmp LOOP

Kolejny program wykorzysta klawisze do przedstawienia zawartości tablicy na linijce diod

podłączonej do portu A. Niezbędna do tego jest deklaracja tablicy oraz odczyt pamięci

danych.Tablicędeklarujemynastępująco:

TABLICA:

.DB 1,3,10,14,20

Aby odczytać pamięć programu uŜyć musimy adresowania pośredniego z uŜyciem rejestru

indeksowegoZorazinstrukcjilpm.OdczytjestmoŜliwydowszystkichrejestrówroboczych

R0R31.PamiętaćnaleŜy,iŜmikrokontrolerjest8bitowyapamięćprogramuzawierasłowa

16 bitowe. Aby moŜliwe było odczytanie obydwu 8 bitowych części zarezerwowano

najmłodszy bit rejestru indeksowego Z do takich celów. Bit wyzerowany oznacza odczyt

młodszej części słowa a bit ustawiony starszej części. Wpływa to równieŜ na ograniczenie

adresów w pamięci moŜliwych do odczytania do 64kB (32ksłów). Sekwencja odczytu

pierwszejkomórkipamięci(młodszejczęścisłowa)TABLICYwyglądanastępująco:

ldi ZH,high(TABLICA<<1)

ldi ZL,low(TABLICA<<1) ;ustawiamadresrejestruindeksowego

lpm R16,Z+ ;młodszaczęśćpierwszegosłowatablicy

lpm R17,Z ;starszaczęśćsłowapierwszegotablicy

PoniewaŜ uŜycie dyrektywy DB powoduje umieszczenie 2 bajtów w jednym słowie w

kolejnościodnajmłodszegodonajstarszego.

Rejestr 16 bitowy Z składa się z dwu 8 bitowych rejestrów ZH=R31 i ZL=R30. Istnieją

jeszczedwarejestryindeksowe:

X,XH=R27iXL=R26

Y,YH=R28iTL=R29

Innym 16 bitowym rejestrem jest wskaźnik stosu SP składający się z dwu rejestrów SPH i

SPL.

AdresyprzerwańodposzczególnychźródełwAtmega32:

Addres Nazwa Opis

$000jmp RESET ;Reset Incicjalizacja

$002jmp EXT_INT0 ;IRQ0 Zewnętrzne

$004jmp EXT_INT1 ;IRQ1 Zewnętrzne

$006jmp EXT_INT2 ;IRQ2 Zewnętrzne

$008jmp TIM2_COMP ;Timer2 Porównanie

$00Ajmp TIM2_OVF ;Timer2 Przepełnienie

$00Cjmp TIM1_CAPT ;Timer1 Przechwycenie

$00Ejmp TIM1_COMPA ;Timer1 PorównanieA

$010jmp TIM1_COMPB ;Timer1 PorównanieB

$012jmp TIM1_OVF ;Timer1 Przepełnienie

$014jmp TIM0_COMP ;Timer0 Porównanie

$016jmp TIM0_OVF ;Timer0 Przepełnienie

$018jmp SPI_STC ;SPI Koniectransmisji

$01Ajmp USART_RXC ;USART Odebranybajt

$01Cjmp USART_UDRE ;UDR Koniectransmisjiwychodzącej

$01Ejmp USART_TXC ;USART Pustybufornadawczy

$020jmp ADC ;ADC Zakończonakonwersja

$022jmp EE_RDY ;EEPROM Gotowy

$024jmp ANA_COMP ;Analog ComparatorZmianastanuwyjscia

$026jmp TWI

;TWI Aktywnośćmodułu

$028jmp SPM_RDY

;FLASH

Konieczapisupamięci

Jak widać na obsługę przerwania zarezerwowano jedynie miejsce niezbędne do

wykonania skoku do innego miejsca w programie gdzie znajdzie się właściwa procedura

obsługi.

Przerwania są aktywne pod warunkiem włączonego ogólnego zezwolenia na przerwania

(flagaIwrejestrzestatusowymSREG)

SławomirCięszczyk

ListainstrukcjiATMega32

INSTRUKCJEARYTMETYCZNEILOGICZNE

ADDRd,Rr DodajdwarejestryRd←_Rd+Rr

ADCRd,Rr DodajdwarejestryzCARRYRd←_Rd+Rr+C

ADIWRdl,K DodajstałądosłowaRdh:Rdl←_Rdh:Rdl+K

SUBRd,Rr OdejmijrejestrodrejestruRd←_RdRr

SUBIRd,K OdejmijstałąodrejestruRd←_Rd–K

SBCRd,Rr OdejmijrejestrodrejestruzCARRYRd←_RdRrC

SBCIRd,K OdejmijstałąodrejestruzCARRYRd←_RdKC

SBIWRdl,K OdejmijstałąodsłowaRdh:Rdl←_Rdh:RdlK

ANDRd,Rr LogicznyAND,dwarejestryRd←_Rd__Rr

ANDIRd,K LogicznyAND,rejestristałaRd←_Rd__K

ORRd,Rr LogicznyOR,dwarejestryRd←_RdvRr

ORIRd,K LogicznyOR,rejestristałaRd←_RdvK

EORRd,Rr ExclusiveOR,dwarejestryRd←_Rd__Rr

COMRd Dopełnieniedo$FFRd←_$FF__Rd

NEGRd Dopełnieniedo$00Rd←_$00__Rd

SBRRd,K Ustawbit(y)wrejestrzeRd←_RdvK

CBRRd,K Wyczyśćbit(y)wrejestrzeRd←_Rd__($FFK)

INCRd IncrementujRd←_Rd+1

DECRd DekrementujRd←_Rd__1

TSTRd TestczyzerolubminusRd←_Rd__Rd

CLRRd WyczyśćrejestrRd←_Rd__Rd

SERRd UstawrejestrRd←_$FF

MULRd,Rr MnoŜenieunsignedR1:R0←RdxRr

MULSRd,Rr MnoŜeniesignedR1:R0←RdxRr

MULSURd,Rr MnoŜeniesignedandunsignedR1:R0←RdxRr

FMULRd,Rr MnoŜeniefractionalunsignedR1:R0←(RdxRr)<<1

FMULSRd,Rr MnoŜeniefractionalsignedR1:R0←(RdxRr)<<1

FMULSURd,Rr

MnoŜeniefractionalsignedandunsignedR1:R0←(RdxRr)<<1

INSTRUKCJEORGANIZUJĄCEROZGAŁĘZIENIA

RJMPk SkokwzględnyPC←_PC+k+1

IJMP Skokpośrednido(Z)PC←_Z

JMPk SkokbezpośredniPC←k

RCALLk SkokwzględnyześlademPC←_PC+k+1

ICALL SkokpośredniześlademPC←_Z

CALLk SkokbezpośredniPC←k

RET PowrótzproceduryPC←_STACK

RETI PowrótzobsługiprzerwaniaPC←_STACK

CPSERd,Rr Porównaj,pomińjeślirówneif(Rd=Rr)

CPRd,Rr PorównajRd__RrZ,N,V,C,H1

CPCRd,Rr PorównajzCARRYRd__Rr__C

CPIRd,K PorównajrejestrzestałąRd__K

SBRCRr,b Pomińjeślibitwrejestrzerówny0if(Rr(b)=0)PC←_PC+2or3

SBRSRr,b

Pomińjeślibitwrejestrzerówny1if(Rr(b)=1)PC←_PC+2or3

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: