Mikrokontrolery cz10.pdf

Też to potrafisz

W niniejszym odcinku szkoły mikro−

procesorowej kończymy omawianie

listy instrukcji procesora 8051. Po−

zostało kilka prostych instrukcji uży−

wanych głównie w pętlach progra−

mowych oraz instrukcja pusta.

W dalszej części artykułu zajmiemy

się dokładnym opisem wszystkich

podprogramów usługowych monitora

– czyli programu komputerka eduka−

cyjnego, który każdy z Was ma zapi−

sany w EPROM−ie swego zestawu.

Poznamy tez proste sposoby na wy−

korzystanie podstawowych zaso−

bów tego programu, dzięki którym

możliwa będzie kontrolowana inge−

rencja we wszystkie mechanizmy

dostępne w Twoim systemie eduka−

cyjnym.

Mikrokontrolery?

To takie proste...

Część 10

Asembler – język maszynowy procesora

Kontynuujemy opis instrukcji z grupy skoków. Pozostała nam do

omówienia dość rzadko wykorzystywana przez początkujących progra−

mistów, instrukcja skoku względem wskaźnika danych DPTR, dwie in−

strukcje skoków warunkowych testujących zawartość akumulatora

oraz dwa typy instrukcji, które dzięki swojej konstrukcji znajdują najszer−

sze zastosowanie przy porównywaniu zawartości niektórych rejestrów

z wartościami stałymi (wykorzystywane np. przy odczycie kodów naciś−

niętego klawisza) lub w pętlach programowych. Oto one:

etyk02:

;właściwe miejsce skoku według pozycji = 1

.....

etyk03:

;właściwe miejsce skoku według pozycji = 2

.....

etyk04:

;właściwe miejsce skoku według pozycji = 3

.....

Poniżej zapoznamy się z instrukcjami skoków warunkowych, któ−

re badają warunek zgodności zadanego bajtu w wew. RAM proceso−

ra (rejestru) z innym rejestrem lub argumentem bezpośrednim (licz−

bą). Dwie z nich JZ i JNZ sprawdzają czy w akumulatorze znajduje

się liczba zero czy nie i na tej podstawie podejmowana jest decyzja

o skoku. Pozostałe instrukcje porównujące wybrane rejestry z innym

lub konkretną liczbą znajdują zastosowanie szczególnie w pętlach

programowych, gdzie konieczne jest wykonanie n–razy określonej

opracji.

JMP A+DPTR

– ang. “Jump Indirect relative to DPTR” – skocz pośrednio względem

rejestru DPTR

– w wyniku tej instrukcji następuje skok pod adres będący sumą aktu−

alnej wartości rejestru DPTR (liczba 16–bitowa) i wartości akumulato−

ra (liczba 8–bitowa). Można powiedzieć że skok następuje pod adres

w pamięci programu umieszczony w DPTR z przesunięciem poda−

nym w akumulatorze. Przesuniecie to traktowane jest jako liczba bez

znaku, czyli z zakresu <0...255>

PC <– A + DPTR

– kod: 01110011

73h

JZ rel

– ang. “Jump if Accumulator is Zero”, skocz jeżeli w akumulatorze jest

liczba 0 (zero)

– sprawdzana jest zawartość akumulatora (A), jeżeli jest równa zero, to

do licznika rozkazów PC dodawane jest przesunięcie “rel” – na zasa−

dach takich jak opisano wczesniej przy okazji omawiania poprzednich

instrukcji skoków z argumentem “rel” (liczba 8–bitowa ze znakiem

w kodzie U2).

PC <– PC + 2, jeśli A = 0, to PC <– PC + rel

– kod: 0 1 1 0 0 0 0 0

– cykle: 2 bajty: 1

– przykład: realizacja skoków w miejsca w programie określone po−

przez numer w zmiennej “pozycja” (umieszczonej – zadeklarowanej

z wewn. RAM procesora)

MOV A, pozycja ;załadowanie numeru pozycji

MOV B, #2 ;2 bo instrukcje w tabeli skoków sa

2–bajtowe (AJMP)

MUL A, B ;obliczenie faktycznego ofsetu

do tabeli skoków

MOV DPTR, #tablica_skokow ;załadowanie adresu

tabeli skoków do DPTR

60h

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji 60h + przesunięcie “rel”)

– przykład:

MOV A, B

;załadowanie rej. B do Acc celem

;sprawdzenia czy = 0

JMP A+DPTR

;wykonanie skoku

tablica_skoków:

;tu zaczyna sie tabela skoków

jest_zero

;jeżeli tak to skok do etykiety “

jest_zero”

AJMP etyk01

;tu nastapi skok gdy “pozycja” = 0

AJMP etyk02

;tu nastąpi skok gdy “pozycja” = 1

AJMP etyk03

;tu nastąpi skok gdy “pozycja” = 2

nie_zero:

;jeżeli nie to wykonuj pozostałe instrukcje

AJMP etyk04

;tu nastąpi skok gdy “pozycja” = 3

.....

jest_zero:

.....

;pozostałe instrukcje programu

.....

etyk01:

;tu nastąpi skok jeżeli rej.B był równy zero

;właściwe miejsce skoku według pozycji = 0

.....

;i zostaną wykonane te instrukcje

.....

;tu mozna umieścić instrukcje

.....

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Też to potrafisz

JNZ rel

– ang. “Jump if Accumulator is Not Zero”, skocz jeżeli akumulator nie

jest = 0 (zero)

– sprawdzana jest zawartość akumulatora (A), jeżeli jest różna od zera,

to do licznika rozkazów PC dodawane jest przesunięcie “rel” – na za−

sadach takich jak opisano wczesniej przy okazji omawiania poprzed−

nich instrukcji skoków z argumentem “rel” (liczba 8–bitowa ze zna−

kiem w kodzie U2).

PC <– PC + 2, jeśli A <> 0, to PC <– PC + rel

– kod: 01110000

choćby w naszym komputerku). Jeżeli chcemy podjąć określone

działanie w zależności od rodzaju klawisza, należy przechowywany

kod klawisza porównać z konkretna liczbą.

czekaj:

MOV A, klawisz

;pobranie kodu wciśniętego klawisza

CJNE A, #65, sprB

;czy wcisnięto klawisz “A” (65 – kod “A”)

........

;tak to wykonuj te instrukcje

sprB:

CJNE A, #66, sprC

70h

;nie to czy wciśnięto klawisz “B”

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji 70h + przesuenięcie “rel”)

........

;tak to wykonuj te instrukcje

– przykład:

MOV A, B

sprC:

CJNE A,#67, sprD

;załadowanie rej. B do Acc celem

sprawdzenia czy = 0

;nie to czy wciśnięto klawisz “C”

.........

;tak to wykonuj te instrukcje

JNZ

nie_zero

;jeżeli nie to skok do etykiety “nie_zero”

sprD:

CJNE A, #68,czekaj

jest_zero:

;jeżeli tak to wykonuj pozostałe instrukcje

;nie to czekaj na kolejne naciśnięcie

klawisza

.....

nie_zero:

.........

;tak to wykonuj te instrukcje

;tu nastapi skok jeżeli rej.B był różny od

zera

CJNE Rn, #dana, rel

– rejestr Rn (R0...R7) zostaje porównany z argumentem bezpośred−

nim, jeżeli nie sa zgodne zostaje wykonany skok

PC <– PC + 3, jeśli Rn <> dana, to PC <– PC + rel

.....

;i zostaną wykonane te instrukcje

.....

gdzie

A oto wspomniana wczesniej grupa instrukcji używana głównie

w pętlach programowych lub przy zwielokrotnionym sprawdzaniu wa−

runków zgodnosci określonych rejestrów z innym lub z argumentami

stałymi. Ogólna postać instrukcji jest następująca:

n = 0...7

dodatkowo: C <– 0 gdy Rn>= dana, lub C<–1 gdy Rn< dana

– kod: 1 0 1 1 0 n2 n1 n0 gdzie n2 n1 n0 określają jeden z rejest−

rów R0...R7 stąd kody: B8h....BFh

– cykle: 2

bajty: 3 (kod instrukcji + dana + przesuniecie “rel”)

CJNE <arg1>, <arg2>, rel

– ang. “Compare and Jump if Not Equal”, porównaj i skocz jeżeli argu−

menty porównania nie są sobie równe

– przykład:

MOV R4, P1 ;odczytanie stanów z portu P1

CJNE R4, #100, nie_100 ;porównanie ich z liczbą 100

SETB P3.0

;równe to ustaw pin 0 portu P3

W instrukcji tej porównywane sa dwa argumenty: arg1 i arg2. Jeżeli

nie są one równe (ich wartości nie sa równe), to do zawartości licznika

rozkazów jest dodawane przesunięcie “rel” na zasadach zgodnych

z omówionymi wcześniej. W efekcie zostaje wykonany skok w progra−

mie. Tu uwaga, skok nastepuje względem instrukcji występującej po in−

strukcji CJNE. Dodatkowo jest zmieniany znacznik przeniesienia C.

I tak, jeżeli w wyniku porównania okaże sie zę argumrent arg1 jest

mniejszy od argumentu arg2 to do znacznika C wpisywana jest jedynka

(znacznik jest ustawiany), w przeciwnym przypadku znacznik jest zero−

wany (C=0). W zalezności od typu argumentów instrukcji możliwe są

cztery przypadki, oto one.

......

nie_100:

CLR

P3.0

;nie równe to zeruj pin 0 portu P3

......

W przykładzie porównywana jest zawartość rejestru R4 z liczbą 100,

jeżeli występuje zgodność, to w porcie P3 zostaje ustawiony najmłod−

szy bit (pin) P3.0,w przeciwnym przypadku jest zerowany. Jest to pros−

ty przykład komparatora liczby 8–bitowej podawanej na port P1 z ze−

wnątrz ze stałą liczbą (w tym przypadku jest to liczba 100).

CJNE A, adres, rel

– porównywany jest akumulator oraz komórka wew. RAM o adresie

podanym bezposrednio jako argument “adres”

PC <– PC + 3, jesli A <> (adres), to PC <– PC + rel

dodatkowo: C <– 0 gdy A>= (adres), lub C<–1 gdy A< (adres)

– kod: 10110101

CJNE @Ri, #dana, rel

– porównywana jest zawartośc komórki w wew. RAM której adres

znajduje sie w rejestrze Ri (R0 gdy i=0, lub R1 gdy i=1) z argumen−

tem bezpośrednim. Jeżeli się różnią to następuje skok.

PC <– PC + 3, jeśli (Ri) <> dana, to PC <– PC + rel

gdzie

B5h

i = 0, 1

dodatkowo: C <– 0 gdy (Ri) >= dana, lub C<–1 gdy (Ri) < dana

– kod: 1 0 1 1 0 1 1 i gdzie i=0, 1 stąd kody: B6h, B7h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + dana + przesuniecie “rel”)

– przykład: sekwencja instrukcji porównania w postaci:

MOV R1, #30h

CJNE @R1, #255, skocz

.......

skocz:

.......

jest równoważna sekwencji

MOV A, #255

CJNE A, 30h, skocz

.......

skocz:

.......

– cykle: 2

bajty: 3 (kod instrukcji + adres + przesunięcie “rel”)

– przykład:

MOV B,#56

check:

CJNE A, B, zwieksz

SJMP koniec

zwieksz:

INC A

SJMP check

koniec:

CLR

......

W przykładzie tym do rejestru B wpisywana jest liczba 56. Nastepnie

sprawdzany jest warunek zgodności akumulatora z rejestrem B, jeżeli

nie są sobie równe, to akumulator jest inkrementowany (dodawana jest

do niego jedynka) – patrz etykieta “zwieksz”. Następnie operacja jest

powtarzana od początku – instrukcja “SJMP check”. Jeżeli w końcu na−

stąpi zgodność obu rejestrów, wykonywany jest skok do etykiety “ko−

niec”, gdzie rejestr B zostaje wyzerowany.

przeanalizuj i zastanów sie dlaczego. Podpowiem tylko, że w przykła−

dzie porównywana jest zawartość komórki pamięci wew. RAM z okreś−

loną liczbą, przy różnicy wystepuje skok.

Ostatnią instrukcją skoków warunkowych jest polecnie DJNZ. Ogól−

na postać instrukcji jest następująca:

CJNE A, #dana, rel

– akumulator zostaje porównany z argumentem bezpośrednim (8–bito−

wą liczbą), jeżeli nie są zgodne nastepuje skok.

PC <– PC + 3, jeśli A <> dana, to PC <– PC + rel

dodatkowo: C <– 0 gdy A>= dana, lub C<–1 gdy A< dana

– kod: 10110100 B4h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + dana + przesunięcie “rel”)

– przykład: niech w zmiennej (rejestrze) “klawisz” będzie przechowy−

wany kod wciśnętego klawisza w systemie mikroprocesorowym (ot

DJNZ <arg>, rel

– ang. “Decrement and Jump if Not Zero”, zmniejsz o jeden i skocz je−

żeli nie równe zero

W wyniku tej operacji od wskazanego argumentu “arg” jest odejmo−

wana jedynka (jest on dekrementowany). Jeżeli w wyniku odjęcia war−

tość argumentu nie jest równa zero, to zostaje wykonany skok zgodnie

z zasadami opisanymi wcześniej w przypadku argumentu “rel”. Stan

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Też to potrafisz

znaczników nie zmienia się. W zalezności od typu argumentu rozróżnia

się dwa typy instrukcji, oto one.

”ręczniacy” powinny tłumaczyć (rozumieć) te 3 litery “DL1” jako liczbę

120. I tak jeżeli w dalszej części programu, juz w samym kodzie pojawi

sie np. instrukcja:

MOV DL1, A

oznaczać to bedzie to samo co instrukcja

MOV

DJNZ Rn, rel

– zmniejszona zostaje zawartość podanego rejestru Rn (R0...R7) o je−

den, a nastepnie jeżeli nie jest równa zero, to następuje skok.

PC <– PC + 2, Rn <– Rn – 1, gdzie n = 0...7

jeżeli Rn <> 0, to PC <– PC + rel

– kod: 1 1 0 1 1 n2 n1 n0 gdzie n2 n1 n0 określają jeden z rejest−

rów R0...R7 stąd kody: D8h...DFh

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + przesunięcie “rel”)

– przykład: sekwencja instrukcji

CLR A

MOV R7, CLR A #26

dodaj:

ADD A, #1

DJNZ R7, dodaj

......

jest równoważna poleceniu

ADD A,#26

co w obu przypadkach powoduje dodanie do akumulatora liczby 26.

78h, A

Podobnie np. jeżeli zechcemy np. załadować liczbę (nie zawartość ko−

mórki spod podanego adresu) 78h np. do rejestru B wykonamy operację:

MOV B, #DL1

co będzie tożsame jako

MOV

Znaczek “#” oznacza że mamy do czynienia z argumentem bezpo−

średnim, czyli liczbą, a nie jak w przykładzie poprzednim z adresem ko−

mórki w wewnętrznej pamięci RAM procesora. Warto to zapamiętać.

Dla zapamiętania jeszcze jeden przykład: niech pod adresem F005h

w obszarze zewnętrznej przestrzeni adresowej procesora (w jakimś

układzie skonstruowanym przez nieznanego elektronika a wykorzystu−

jącym procesor 8051) znajduje się 8–bitowy rejestr pracujacy jako wy−

jście informacji, np. sterujący ośmioma przekaźnikami załączającymi ża−

rówki węża świetlnego – chociażby znany wam już układ 74573. Aby

zapalić co drugą żarówkę należy wykonać proste instrukcje zapisu do

zewnętrznej pamięci danych, zakładając że rejestr jest zatrzaskiwany

pod wpływem (nie bezpośrednio !!!) sygnału /WR – zapisu do ext. RAM

procesora. Zadeklarujmy zatem ten specjalny adres jako nazwę pocho−

dzaca od angielskiego słowa “wąż”:

SNAKE EQU 0F005h

Wykonanie w dalszej części programu sekwencji:

MOV DPTR, #SNAKE ;załaduj adres do wskaźnika

danych

MOV A, #55h ;w liczbie 55h sąsiednie bity

sa różne: 01010101

MOVX @DPTR, A ;i zapisz do rejestru pod

wskazany adres

spowoduje zamierzony efekt. Pierwszą linię można zapisać oczywiście

jako:

MOV

DJNZ adres, rel

– zmniejszona zostaje zawartość komórki pamięcie wew. RAM o poda−

nym bezpośrednio adresie o jeden, a nastepnie jeżeli nie jest równa

zero, to następuje skok.

PC <– PC + 2, (adres) <– (adres) – 1, jeżeli (adres) <> 0, to PC

<– PC + rel

– kod: 11010101 D5h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + adres + przesunięcie “rel”)

– przykład: sekwencja instrukcji przedstawiona poniżej daje taki sam

efekt jak w porzednim przykładzie.

CLR A

MOV B, #26

dodaj:

ADD A, #1

DJNZ B, dodaj

.......

DPTR, #F005h

......

ale jak sami widzicie pierwszy sposób jest bardziej czytelny, bowiem od

razu wiemy czytając program, że w tym miejscu nastapi zapis do rejes−

tru węża świetlnego.

A teraz pora na naprawdę ostatnią instrukcję z listy poleceń proceso−

ra 8051.

NOP

– ang. “No Operation”, nie rób nic

– jest to instrukcja, w wyniku której nie zmienia się stan procesora,

z wyjątkiem licznika rozkazów którym po pobraniu tej instrukcji jest

zwiększany o jeden.

– kod: 00000000

00h

Drugą deklaracją ważną szczególnie a może przede wszysktim dla

komputerowców jest dyrektywa “INCLUDE” – ang. włącz w sensie do−

łącz, dopnij, weź pod uwagę kompilując program”. Służy ona do włącza−

nia podczas kompilacji zbiorów dodatkowych ), oprócz tego, którym jest

celem kompilacji, przy wywołaniu programi kompilatora PASM51.EXE,

w których znajdują się dodatkowe kawałki “kodu” źródłowego użyt−

kownika. W sensie dosłownym mogą to być zbiory tekstowe zawiera−

jące biblioteki (w postaci źródłowej) dodatkowych procedur np. mate−

matycznych.

W praktyce np. kiedy zachodzi potrzeba użycia podprogramu doda−

wania dwóch liczb 32–bitowych w pięciu aplikacjach (programach), nie

warto umieszczać kodu tej procedury w każdym z pięciu zbiorów źród−

łowych. Lepiej i wygodniej jest raz zapisać kod źródłowy takiej procedu−

ry w odzielnym zbiorze np. pod nazwą: “ ADD32.INC ”, po czym w każ−

dym z pieciu aplikacji zapisać 1–liniową deklarację dołączenia tego zbio−

ru podczas kompilacji w postaci:

INCLUDE ADD32.INC

co spowoduje dołączenie treści zbioru ADD32.INC do pliku głównego

w miejscu jej wywołania. Oczywiście jeżeli w zbiorze z podprogramem

wystąpi błąd w zapisie jakiejś instrukcji kompilator automatycznie prze−

rwie tłumaczenie sygnalizując komunikatem odpowiedni błąd z poda−

niem nazwy zbioru włączonego dyrektywą “INCLUDE”.

– cykle: 1 bajty: 1

– przykład: sekwencja instrukcji

MOV A, B

NOP

MUL A, B

zajmie procesorowi o 1 cykl maszynowy więcej niz sekwencja

MOV A, B

MUL A, B

ale efekt działania będzie taki sam w obu przypadkach.

I na tym kończy się lista instrukcji procesora 8051. Teraz pozostaje juz

tylko praktyczne ich wykorzystanie w celu tworzenia programów. Na

początku będą to aplikacje na komputerek edukacyjny, który każdy

z Was powinien już mieć uruchomiony, potem na dowolne układu elek−

troniczne, które już sami będziecie konstruować bazując na proceso−

rach serii 8051 I pochodnych.

Pozostaje jeszcze do wyjaśnienia grupa poleceń nie bedących in−

strukcjami asemblera procesora 8051, lecz będąca deklaracjami przypi−

sania i definiowania ciagów bajtów, akceptowanymi przez wiekszość

kompilatorów (w tym zamieszczony na dyskietce AVT–2250/D program

PASM51.EXE). Dzięki nim czytanie kodu programu przez programistę

jest łatwiejsze, toteż powinni szczególnie pamiętać o tym “kompu−

terowcy”. Ze względu jednak na używanie takich poleceń w naszych

przykładach, szczególną uwagę powinni zwrócić na te część artykułu

także “ręczniacy”.

Pierwszą uzyteczną deklaracją jest polecenie “EQU” (ang. “equal“ –

równy, taki sam, tożsamy) – przypisania nazwie występujacej po lewej

stronie polecenia wartości z prawej strony, np.

DL1 EQU 78h

oznacza że w dalszej części programu przez skrót “DL1” należy rozu−

mieć liczbę szesnastkową 78h (120 dziesiętnie). I tak kompilator oraz

Jak wiecie, kod programu (już po przetłumaczeniu) na procesor skła−

da się z ciągu bajtów instrukcji i danych. Czasami zachodzi potrzeba de−

finiowania w kodzie programu (podczas pisania) tablic wartości stałych,

np. opisujących przebieg sinusa dla kąta pełnego, lub numer ostatniego

dnia każdego miesiąca. Program w czasie pracy za pomoca instrukcji

“ MOVC A, @A+DPTR ” (patrz opis instrukcji) może pobrać takie dane

i wykorzystać je do dalszych obliczeń. Jak zatem zdefiniowac takie cią−

gi bajtów w naszym programie, ano za pomoca dyrektyw: DB – definiu−

jacej bajty, DW – definiujacej 16–bitowe słowa (podwójne bajty) oraz

DD – definiującej 32–bitowe słowa (poczwórne bajty).

Przy tworzeniu takiego strumienia danych (stałych) wszystkie skład−

niki, liczby musza być oddzielone przecinkami. Liczby mozna zapisywać

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

B, #78h

Też to potrafisz

z ogólnie przyjetą zasadą (jak w całym asemblerze) w czterech różnych

postaciach:

– dziesietnej, np. 23, 199, 45, 255, 54675

– szesnastkowej (na końcu litera “h”): 12h, 7Fh, 0ABh, 1234h, itp

– binarnej (na końcu litera “b”): 10101010b, 010b, 010010010010b

– za pomocą kodu znaku (znak w apostrofach): ‘4 – oznacza kod zna−

ku ASCII “4” czyli fizycznie liczbę: 52. Sposób ten w przypadku kom−

pilatora PASM51.EXE daje sie wykorzystać z dyrektywą “DB”. Argu−

mentami “DW” i “DD” mogą być tylko liczby zapisane w trzech po−

przednich formatach.

i wyszukiwanie błędów, a o modyfikacjach nie wspomnę. Przykład ko−

mentarza:

MOV A, B ;załadowanie zawartości rejestru B do akumulatora

Tekstem pochyłym zaznaczono komentarz.

Pozostała jeszcze do omówienia dyrektywa “ORG”, której zadaniem

jest deklarowanie adresu w pamieci programu procesora, od którego

będą umieszczane kolejne, wystepujace po tej dyrektywie, bajty pro−

gramu. I tak np. kiedy piszemy aplikacje na nasz komputerek edukacyj−

ny, liczymy się z tym, że fizyczna pamieć (SRAM) do której ładowany

jest program zaczyna się od adresu 8000h. Dlatego każdy z przykładów

do wklepania zaczyna sie od dyrektywy:

ORG 8000h

co mówi kompilatorowi PASM51.EXE, że występujące instrukcje po tej

dyrektywie ma umieszczać od adresu 8000h począwszy, czyli od po−

czątku fizycznej pamięci SRAM komputerka.

Dyrektywa ORG, tak jak omówione wcześniej, może być używana

wielokrotnie w tym samym kodzie źródłowym programu. Ważne jest

aby “panować”na nią, ale o tego nauczymy sie przy innej okazji, kiedy

zajdzie taka potrzeba.

Korzystając z ostatniego sposobu mozna zapisywać całe teksty (np.

do wyświetlenia potem na dołączonym do komputerka – wyświetlaczu

tekstowym LCD), lub po prostu informacje autorskie o danym progra−

mie, jego wersji, czy dacie powstania.

I tak np. jeżeli chcemy zdefiniowac tablicę cyfr wykorzystywanych

w kodzie szesnastkowym, należy użyć dyrektywy DB w postaci np.

hextab DB ‘0123456789ABCDEF’

co po przetłumaczeniu na kod maszynowy procesor zrozumie jako ciąg

bajtów:

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 65 66 67 68 69 70

zapisanych dziesiętnie.

Czyli można zapisac ten ciąg w inny sposób np.:

hextab DB 48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,65,66,67,68,69,70

W przypadku dyrektywy DW mozna w roli składników umieszczać

liczby 16–bitowe czyli z zakresu: 0...65535, a w przypadku dyrektywy

DD, liczby z zakresu 0... 4294967295, przykłady deklaracji mieszanych:

bigtab DW 1234h, 65535, 1010101001010101b, 1, 0

longtab DD 12345678h, 10000234,0101010b, 1000000000000000000001b

No i ostatnia sprawa dotycząca stosowania etykiet przy skokach wa−

runkowych ale i bezwarunkowych,czy deklaracjach podprogramów. Dla

porządku należy powiedzieć że wszysktie etykiety powinny zaczynać

się od pierwszej kolumny w danej linii tekstu, czyli od pierwszego zna−

ku, dodatkowo należy je zakończyć znakiem dwukropka, np.

etyk01:

etyk02:

dodaj:

przyklad:

Wielkość liter z kodzie źródłowym programu w przypadku kompilato−

ra PASM51.EXE nie ma znaczenia, wyjątek stanowią teksty będace ar−

gumentami instrukcji czy dane w tablicach tworzonych z wykorzysta−

niem dyrektywy “DB” i umieszczone pomiedzy znakami apostrofa, np.

‘tekst’.

Zauważcie, że przed każdą deklaracją umieściłem jakiś wyraz, który jest

po prostu etykietą opisujacą deklarowane stałe. W programie jest to bar−

dzo często niezbędne a nader wygodne. No bo jaki adres zapiszecie do

wskaźnika DPTR przy uzyciu instrukcji “ MOVC A, @A+DPTR ”, ręczniacy

beda musieli po prostu policzyć wszysktie bajty znajdujące sie przed da−

na deklaracją tablicy i wpisać je po kodzie instrukcji MOV DPTR,# ja−

kaś_liczba_16_bitowa, komputerowcy zastosuja polecenie, np.

MOV DPTR, #bigtab

a kompilator PASM51 sam obliczy adres tablicy, gdziekolwiek ona by się

znalazła, a następnie wstawi go za kodem instrukcji MOV DPTR, #nn .

W przypadku dyrektywy “DB” możliwe jest łączenie w jednej lini−

i kilku rodzajów zapisów liczb, np. mieszając teksty z zapisem dziesięt−

nym, np.

tekst1 DB 16, ‘WITAJ CZYTELNIKU’

A propos ten przykład może posłużyć jako ilustracja argumentu wy−

wołania jakiejś procedury (podprogramu) w wyniku którego zostaje wy−

pisany wskazany tekst. Pierwszy bajt w deklaracji tablicy określa fizycz−

ną liczbę znaków w tablicy tekstowej – czyli długość napisu, dalej od ra−

zu wystepuje dany tekst, prawda że logiczne podejście. W ten prosty

sposób procedura wie kiedy dany tekst się kończy. Istnieją także inne

sposobu realizacji tego pomysłu, ale to nie jest w tej chwili tematem na−

szego artykułu.

Każdy program pisany i kompilowany przez komputerowców za po−

mocą programu PASM51.EXE musi się kończyć deklaracją “END”, któ−

ra mówi programowi, że w tym miejscu kończy się tekst źródłowy

i resztę linii jeżeli one istnieją, należy zignorować.

Dodatkowo przy użyciu tego kompilatora w każdym programie źródło−

wym (głównym a nie w zbiorach z podprogramami typu INC) w pierw−

szej linii powinna znaleźć się dyrektywa deklarujaca procesor na który pi−

sany jest dany program. Dyrektywa ta to : “CPU”, za którą powinien zna−

leźć sie argument w postaci nazwy zbioru zawierającego deklaracje typu

EQU – opisujące nazwy wszystkich rejestrów specjalnych oraz bitów

i w ogóle całego nazewnictwa zwiazanego z wybraną kostką.

Na dyskietce AVT–2250/D znajduje sie taki zbiór definicyjny o nazwie

8052.DEF warto go sobie obejrzeć, aby stwierdzić zgodność informacji

przedstawionych przeze mnie w niniejszym artykule. Zbiór taki mozna

oczywiście modyfikować, lecz na wstepnym etapie nauki programowa−

nia radze tego nie robić, a przynajmniej zrobić jego wierną kopię przed

takimi eksperymentami.

Jak każdy program – tekst źródłowy powinien zawierać komentarze

programisty, dzięki czemu późniejsza analiza programu jest łatwiejsza

czy w ogóle możliwa do zrealizowania. Wiekszość asemblerów na

procesory 8051 (ale nie tylko) rozpoznaje znak średnika “;” jako znak

zaczynający w danej linii tekst komentarza. Toteż kompilator analizu−

jąc linię po linii kod źródłowy programu i tłumaczac go, napotkawszy

średnik ignoruje cały tekst od tego znaku aż do końca linii. Jak zdąży−

liście sie zorientować, komentarze mogą być umieszczane na począt−

ku linii wtedy cała linia jest komentarzem, lub po każdej linii z instruk−

cją dla procesora, co znacznie ułatwia późniejszą analize programu

Program monitora (“BIOS”)

Ze względu na ograniczoną objętość a jednoczesnie dość szeroką te−

matykę związaną z programem monitora zawartym w EPROM’ie, a znaj−

dującym się w każdym zestawie edukacyjnym AVT–2250, nie byłem

w stanie opisać szczegółowo tego problemu przy okazji opisu kontruk−

cji i sposobów uruchomienia tego urządzenia w poprzednich numerach

EdW.

Drugim powodem pewnego “ominięcia” tego tematu był fakt bezce−

lowości wyjasniania tego problemu na etapie kiedy nie znaliście jeszcze

listy instrukcji procesora 8051, no przynajmniej większej jej części.

Skoro tak już sie stało i w ostatnich trzech numerach “wałkowa−

liśmy” teoretycznie ten temat, przyszła odpowiednia pora na wyjaśnie−

nie sobie podstawowego pytania: “Co tak naprawdę siedzi w tym

“monitorze” prócz funkcji usługowych które już znacie – czyli operacji

umożliwiających np. ładowanie (LOAD), podglądanie (EDIT) i urucha−

mianie programów (JUMP)”.

Jak wspomaniałem w lekcji nr 4 zamieszczonej w poprzednim stycz−

niowym numerze EdW, w programie “monitora” znajdują się dodatko−

we procedury – podprogramy (użyte określenia są tożsame), dzięki któ−

rym w prosty sposób możliwe jest wywołanie określonego działania na−

szego komputerka z zależności od Twoich potrzeb, czyli np. wyczysz−

czenie pola odczytowego wyświetlacza, odczyt nacisniętego klawisza,

czy wyświetlenie liczby lub pseudo–tekstu w celu poinformowania

uzytkownika o zaistniałym zdarzeniu lub wykonaniu pewnej operacji

przez nasze urządzenie. W tym miejscu szczególnie “komputerowcy”

stwierdzą że sprawa wygląda podobnie jak w przypadku zwykłego PC−ta

czy każdego innego komputera, który posiada przecież dwa podstawo−

we urządzenia wejścia–wyjścia czyli klawiaturę i monitor (u nas jest to

ośmiopozycyjny wyświetlacz 7–segmentowy).

Tym osobom chcę wyjaśnić, że aby zrozumieć znaczenie dodatko−

wych procedur o których mówię, wystarczy porównać “monitor”– pro−

gram komputerka do coraz rzadziej (”niestety” z punktu widzenia elek−

tronika–“hardware’owca” a zarazem programisty) dziś spotykanego

systemu operacyjnego MS–DOS w waszym komputerze. Taki system

oprócz tego że posiada pewne standardowe polecenia, chociażby do

pokazania na ekranie drzewa katalogów na danym napędzie dyskietek

lub dysku twardym (“dir” w PC−tach). Te polecenia można właśnie po−

równać do poleceń dostępnych bezpośrednio (bez pisania programu)

z klawiatury komputerka edukacyjnego. W komputerze (np. PC) trzeba

wpisać polecenie w postaci wyrazu i potwierdzić, u nas w naszym urzą−

dzeniu wystarczy nacisnąć jeden klawisz aby wywołać określoną funk−

cję – porównanie to dotyczy samej zasady posługiwana się programem

monitora jako takim właśnie prościutkim systemem operacyjnym, któ−

ry nagminnie nazywam “monitorem” lub “biosem”.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Też to potrafisz

Jak jednak wiecie (zwracam się nie tylko do komputerowców ale i do

ciekawskich “ręczniaków”), może nie wszyscy, w każdym systemie

operacyjnym istnieją dodatkowe funkcje usługowe, które wykorzysty−

wane są poprzez różne programy, które użytkownik uruchamia z pozio−

mu systemu np. gry, arkusze kalkulacyjne, edytory tekstów, lub inne

specjalistyczne oprogramowanie, praktycznie wszystko. Takie funkcje

np. w sysytemie MS–DOS dostepne są poprzez funkcję systemową

INT21h. Programiści piszący aplikacje np,. w asemblerze x86 lub popu−

larnym Turbo Pascalu z pewnością wiedzą o co chodzi.

Takie też funkcje posiada nasz komputerek,oczywiscie ze względu na

ograniczone możliwości i potrzeby naszego systemiku oraz zupełnie od−

mienną architekturę procesora, są one mocno ograniczone, lecz dla na−

szych zastosowań w zupełności wystarczą.

– przykład:

MOV A, #60h ;liczba 60h do zamiany

LCALL HEXASCII ;wywołanie podprogramu

....... ;po wykonaniu w B będzie

znak ‘6 (liczba 54)

....... ;a w Acc kod znaku ‘0` (liczba 48)

Procedurę można też wywołać w postaci :

LCALL 0235h

co przyniesie taki sam skutek. “Ręczniacy” mogą sobie od ręki

przetłumaczyć na język maszynowy te polecenie jako ciąg bajtów: “ 02,

02, 35h ” – pierwszy bajt to kod instrukcji LCALL, dwa następne to

adres procedury HEXASCII. Tak samo można postępować z każdym

innym wywołaniem, jednak w przypadku “komputerowców” ze wzglę−

du na czytelność programu, należy używać nazw słownych.

Przejdźmy zatem do ich omówienia. Przestawiając wspomniane pod−

programy będę kierował sie pewnym schematem, co z pewnoscia ułat−

wi zrozumienie poszczególnych procedur i pozwoli na ich bezproblemo−

we użycie w programie przykładowym, który przeanalizujemy krok po

kroku w kolejnej lekcji nr 5. Oto schemat:

– umowna nazwa podprogramu oraz jego adres fizyczny (adres wywo−

łania instrukcją LCALL)

– krótki opis działania danego podprogramu, “czyli co w efekcie się

stanie”

– parametry wejściowe (“we:”) wywołania, czyli “co i do jakiego rejes−

tru trzeba załadować przed wywołaniem podprogramu

– parametry wyjściowe (“wy:”), czyli wynik (efekt) działania danej pro−

cedury po jej zakończeniu

– dodatkowo podam w niektórych przypadkach, “co taki podprogram

zmienia (jakie rejestry) w procesorze”. Ta informacja jest bardzo waż−

na, bowiem przecież pisząc jakiś program operujemy na rejestrach

procesora, do których zapisujemy określone wartości, i w których

przechowuujemy wyniki operacji. Niektóre z tych rejestrów (np. aku−

mulator lub rejestr B, czy rejestry R0...R7) są także wykorzystywane

dodatkowo w celu zrealizowania określonej operacji (wewnątrz pod−

programu) a więc ich zawartość jest w wyniku działania danej proce−

dury zmieniana. Konieczne zatem się staje zapamiętanie przechowa−

nie na czas wykonywania podprogramu zawartości tych rejestrów,

aby po zakończeniu procedury, mozna było odtworzyć ich zawartość

pierwotną. Ktoś w tym miejscy moze zadac pytanie: “a dlaczego każ−

dy podprogram po rozpoczęciu swego działania (po wywołaniu) sam

nie zadba i nie przechowa tych rejestrów, po czym je odtworzy po za−

kończeniu działania – przeciez jest to możliwe...”. Tak ale z punktu

widzenia użytkowego, taka sytuacja jest w praktyce po prostu niepo−

trzebna, wydłuża to tylko niepotrzebnie działanie podprogramu, a co

za tym idzie spowalnia działanie programu głównego.

A2HEX (024Eh)

– powoduje wyświetlenie zawartości akumulatora na wyświetlaczu w

postaci dwóch znaków ze zbioru 0...9, A...F, na pozycji (wyświet−

laczu) podanej w rejestrze B

– adres wywołania: 024Eh

– we: Acc – 8–bitowa liczba do wyświetlenia, B – numer wyświetlacza

(1...8) od którego ma sie zaczynać wyświetlana liczba

– wy: wyświetlenie liczby na określonej pozycji

– traci: R0, A i B

– przykład: patrz lekcja nr 4 z poprzedniego numeru EdW, inny

przykład:

;niech w rejestrze pod nazwą “sek” bedą przechowywane sekundy pro−

gramu zegara, który akurat uruchomilismy w naszym komputerku za

pomoca innego podprogramu, w rej. “min” minuty a w rejestrze “godz”

– godziny aktualnego czasu, aby pokazać aktualny czas w postaci np.

GG_ MM_ SS ,gdzie GG – pozycja godzin,

;MM – pozycja minut

;SS – pozycja sekund

(podkreślenie oznacza wygaszoną pozycję wyświetlacza)

np. “12 45 00” (godz 12:45 i 00 sekund) nalezy wykonac sekwencję:

LCALL CLS

;najpierw wyczyścimy całe pole odczytowe

MOV B, #1

;godziny wyświetlimy od 1 wyświetlacza

MOV A, godz

;załadowanie godzin

LCALL A2HEX

;i wywołanie podprogramu

;...... po wykonaniu na DL1 i DL2 będzie

godzina

MOV B, #4

;minuty wyświetlimy od 4 wyświetlacza

MOV A, min

;załadowanie minut

LCALL A2HEX

;i wywołanie podprogramu

;...... po wykonaniu na DL4 i DL5 będą

minuty

HEXASCII (0235h)

Przejdźmy zatem do opisu poszczególnych procedur – podprogramów.

– zamienia liczbę znajdującą się w akumulatorze (Acc) na dwa znaki

ASCII których kody umieszcza w rejestrach B (starszy półbajt) i A

(młodszy półbajt), np. jeżeli w Acc przed wywołanie podprogramu

bedzie liczba 4Fh (wszystkie liczby w kodzie heksadecymalnym), to

po zakończeniu wykonywania procedury będzie: B = ‘4` (52) a aku−

mulator Acc= F (70)

– adres wywołania: 0235h

– we: Acc – 8–bitowa liczba do zamiany

– wy: B – kod starszego półbajtu liczby wejściowej, Acc – to samo ale

młodszy

MOV B, #7

;sekundy wyświetlimy od 7 wyświetlacza

MOV A, sek

;załadowanie sekund

LCALL A2HEX

;i wywołanie podprogramu

;...... po wykonaniu na DL7 i DL8 będą

sekundy

DPTR4HEX (025Fh)

– wyświetla 16–bitową liczbę zawartą w parze rejestrów DPH i DPL

(DPTR) jako 4 znaki 0...9, A...F na pozycji podanej w rejestrze B

(1...5).

– adres wywołania: 025Fh

– we: DPTR – liczba do wyświetlenia, B – numer pozycji na wyświet−

laczu (1...5)

– wy: wyświetla na 4 pozycjach 16–bitowa liczbę z DPTR

– traci: R0, A i B

– przykład:

MOV DPTR,#1998h

;wyświetl aktualny rok

MOV B, #3

;od 3–ciego wyświetlacza

LCALL DPTR4HEX

;wywołanie podprogramu

;po wykonaiu na DL3–4–5–6 będzie

wyświetlony;rok z DPTR

CLS (0274h)

– czyści całe pole wyswietlacza (wstawia spacje na pozycje DL1...8)

– adres wywołania: 0274h

– we: bez parametrów

– wy: czyści wyswietlacz

– traci: R0 i R7 z aktualnie ustawionego zbioru

– przykład:

LCALL CLS

;wyczyszczenie wyświetlacza

Sławomir Surowiński

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: