24_11(2).pdf

Też to potrafisz

W kolejnym odcinku naszego cyklu

o mikrokontrolerach 8051 kontynuu−

jemy szczegółowy opis instrukcji

procesora ze zwróceniem uwagi na

składnię instrukcji oraz skrótowe

przykłady zastosowania. Podczas

analizy z pewnością przyda się za−

mieszczona we wkładce poprzed−

niego numeru EdW, tabela ze spi−

sem wszystkich instrukcji. I choć

dzisiejszy odcinek może wydać się

nieco monotonny, to trzeba pamię−

tać, że nauka każdego języka, tak

porozumiewania się jak i programo−

wania inteligentnych układów elekt−

ronicznych jest niezbędna każdemu

elektronikowi − hobbyście.

Mikrokontrolery?

To takie proste...

Część 8

Asembler – język maszynowy procesora

Kontynuując opis instrukcji przedsta−

wimy kolejno grupę najważniejszych in−

strukcji dotyczących przemieszczania da−

nych w strukturze rejestrów procesora.

Dodatkowe instrukcje umożliwiające sko−

ki warunkowe oraz wywoływanie pod−

programów, przedstawimy w ostatniej,

trzeciej części opisu asemblera.

<d>. We wszystkich przypadkach (oprócz

jednego) argumentami instrukcji MOV są

wyrażenia 8–bitowe: rejestry, dane adre−

sy pośrednie itp. Jedynie załadowanie

16–bitowego wskaźnika adresu DPTR

wymaga odpowiedniego 16–bitowego

(stałej) argumentu.

Poniżej opiszemy wszystkie możliwe

przypadki użycia instrukcji MOV.

– kod: 1 110011i stąd: E6h, E7h

– cykle: 1

bajty: 1

– przykład:

;przed wywołaniem

instrukcji R1 zawiera

wartość 34h

MOV A, @R1 ;załadowanie zawartości

komórki o adresie 34h do

;akumulatora

Operacje przemieszczenia

danych

1. Instrukcja MOV

Instrukcją służącą do przekazywania

danych pomiędzy rejestrami procesora

pamięcią wewnętrzną jest: „MOV” (ang.

„move” – przesuń, przenieś)

W zależności od tego co i gdzie

„przenosimy”, polecenie to może mieć

kilkanaście różnych postaci w zależności

od zastosowanych argumentów. Jedno−

cześnie warto wiedzieć, że polecenie to

w praktyce nie powoduje dosłownego

„przemieszczenia danej, lub zawartości

rejestru, ale jej skopiowanie ze źródła do

miejsca przeznaczenia.

Ogólne instrukcję MOV można zapi−

sać jako:

MOV <d> <s>

gdzie: <d> jest miejscem przeznaczenia

–tam dokąd ma być skopiowana dana ze

źródła (ang. „destination”) ,a <s> źród−

łem pobrania danej (ang. „source”).

W wyniku wykonania instrukcji MOV za−

wartość źródła <s> zostaje umieszczona

(skopiowana) w obiekcie przeznaczenia

MOV A, #dana

– instrukcja załadowania 8–bitowej liczby

„dana” do akumulatora

A <– dana

kod: 0 1110100

MOV A, Rn

– do akumulatora zostaje załadowana zawar−

tość rejestru Rn

A <– Rn

– kod: 11101n2 n1 n0 gdzie n2...n0

wskazują na R0...7 stąd: E8h–EFh

– cykle: 1

74h

– cykle: 1

bajty: 2 (kod instrukcji:

74h + dana)

– przykład:

MOV A,#100 ;załadowanie do

akumulatora liczby 100

bajty: 1

– przykład:

MOV R7,#0

MOV A, R7 ;wyzerowanie akumulatora

......

MOV Rn, A

– do rejestru Rn (R0...R7) zostaje załadowana

zawartość akumulatora

Rn <– A

– kod: 1 1111n2 n1 n0 gdzie n2...n0

wskazują na R0...7 stąd: F8h–FFh

– cykle: 1

MOV A, adres

– do akumulatora zostaje załadowana zawar−

tość komórki wewnętrznej pamięci RAM

o adresie: „adres”

A <– (adres)

–kod: 11100101 E5h

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji E5h

+ 8–bitowy adres)

– przykład:

MOV A, 20h ;załadowanie do A

zawartości komórki

o adresie 20h

bajty: 1

– przykład:

MOV R3, A

;przepisanie zawartości

akumulatora do rejestru R3

MOV Rn, adres

– do rejestru Rn (R0...R7) zostaje załadowana

zawartość komórki o adresie „adres”

Rn <– (adres) gdzie n = 0...7

– kod: 1 0101n2 n1 n0 gdzie n2...n0

wskazują na R0...7 stąd: A8h–AFh

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji + adres)

– przykład:

MOV A, @Ri

– do akumulatora zostaje załadowana zawartość ko−

mórki wewn. RAM, której adres znajduje się w re−

jestrze R0 (i=0), lub R1 (i=1)

A <– (Ri)

gdzie i = 0 lub 1

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97

Też to potrafisz

MOV R4, 65h ;załadowanie do rejestru

R4 zawartości komórki

o adresie 65h

MOV 45h, #100;komórce o adresie 45h

zostaje nadana wartość 100

o konkretnym zdarzeniu. Ponieważ takie

komunikaty są z reguły niezmienne,

w praktyce programista umieszcza je

w kodzie programu (pamięci stałej).

Dzięki takiemu działaniu instrukcja

MOVC umożliwia odczytanie całego kodu

programu użytkownika, co często w prakty−

ce nie jest pożądane, bo pozwala na np.

„nielegalny” odczyt i skopiowanie przez

osobę niepowołaną („hackera”) programu

utworzonego przez programistę. Jest to

oczywiście naruszeniem praw autorskich

danego projektu, ale łamiącemu prawo pi−

ratowi pozwala np. na powielenie ciekawe−

go urządzenia (np. sterownika) bez zgody

jego autora. Na szczęście procesor 8051

i wszystkie z jego rodziny mają wbudowa−

ne mechanizmy sprzętowego zabezpiecze−

nia przed taką sytuacją. Istnieje bowiem

możliwość permanentnego zablokowania

instrukcji MOVC wywoływanej z zewnę−

trznej pamięci programu (napisanego np.

przez hackera). Sytuacja ta dotyczy oczy−

wiście aplikacji wykorzystujących proceso−

ry z wewnętrzną pamięcią programu (87xx,

89xx) gdzie przezorny programista umieścił

kod programu w wewnętrznej pamięci pro−

gramu, uniemożliwiając tym skopiowanie

go przez osoby niepowołane. W przypadku

aplikacji z kodem programu umieszczone−

go w zewnętrznej pamięci programu (np.

EPROM) nie istnieje możliwość zabezpie−

czenia programu – hacker może w po pros−

tu wyjąć z układu pamięć EPORM (ROM)

i odczytać ją na dowolnym programatorze

(bez stosowania instrukcji MOVC) .

MOV @Ri, A

– do komórki o adresie znajdującym się w re−

jestrze R0 (i=0) lub R1 (i=1) zostaje wpisana

zawartość akumulatora

(Ri) <– A

– kod: 1 1 1 1 0 1 1 i gdzie i = 0 lub 1

stąd: F6h, F7h

– cykle: 1

MOV Rn, #dana

– do rejestru Rn (R0...R7) zostaje wpisana

8–bitowa liczba

Rn <– dana gdzie n = 0...7

– kod: 01111n2 n1 n0 gdzie n2...n0

wskazują na R0...7 stąd: 78h–7Fh

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji + dana)

– przykład: jeżeli chcemy np. wpisać do rejes−

tru R6 liczbę 16 można wydać komendę

MOV R6, #10h ;10h szesnastkowo to 16

dziesiętnie

bajty: 1

– przykład:

CLR A ;wyzerowanie akumulatora

MOV @R1, A ;wyzerowanie komórki

o adresie w R1

MOV adres, A

– do komórki o adresie „adres” zostaje wpi−

sana zawartość akumulatora

(adres) <– A

– kod: 11110101 F5h

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji + adres)

– przykład:

MOV 00h, A ;wpisanie zawartości

akumulatora do komórki

o adresie 0

;instrukcja równoznaczna

zapisowi MOV R0, A w

;przypadku gdy

aktywnym zbiorem rej.

roboczych jest 0.

MOV @Ri, adres

– do komórki o adresie znajdującym się w re−

jestrze R0 (i=0) lub R1 (i=1) zostaje wpisana

zawartość komórki o adresie „adres”

(Ri) <– (adres)

– kod: 1 0 1 0 0 1 1 i

gdzie i = 0 lub 1

stąd: A6h, A7h

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres)

– przykład:

MOV R0, #11h

MOV @R0,10h ;przepisanie zawartości

komórki o adresie 10h do

komórki

;sąsiedniej o adresie 11h

MOV @Ri, #dana

– do komórki o adresie znajdującym się w re−

jestrze R0 (i=0) lub R1 (i=1) zostaje wpisana

wartość stała (liczba)

(Ri) <– dana

– kod: 0 1 1 1 0 1 1 i

MOV adres, Rn

– do komórki o adresie „adres” zostaje wpi−

sana zawartość rejestru Rn (R0...R7)

(adres) <– Rn gdzie n = 0...7

– kod: 10001n2 n1 n0 gdzie n2...n0

– wskazują na R0...7 stąd: 88h–8Fh

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres)

– przykład:

MOV 30h, R5 ;wpisanie do komórki

w wew. RAM zawartości

rejestru ;R5.

gdzie i = 0 lub 1

stąd: 76h, 77h

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji + dana)

– przykład:

MOV @R0, #255 ;jeżeli wcześniej

rejestr R0 miał

wartość np. 30h, to w

;efekcie tej operacji

do komórki o adresie

30h zostanie

; wpisana liczba 255

MOV adres1, adres2

– przepisanie zawartości komórki o adresie

„adres2” do komórki o adresie „adres1”

(adres1) <– (adres2)

–kod: 10000101

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + adres2

+ adres1)

– przykład:

MOV 7Fh, 7Eh ;przepisanie zawartości

dwóch sąsiadujących

komórek w

;wew. RAM procesora

MOVC A, @A+DPTR

– do akumulatora zostaje załadowana dana z pa−

mięci programu spod adresu będącego sumą

bieżącej wartości wskaźnika danych DPTR i za−

wartości akumulatora. Najpierw procesor two−

rzy 16–bitowy adres poprzez dodanie DPTR

i A potem pobiera spod tego adresu daną (bajt

kodu programu) i umieszcza ją z akumulatorze.

A <– (A + DPTR)

– kod: 1 0 0 1 0 0 1 1

MOV DPTR, #dana16

– instrukcja załadowania 16–bitowego, bez−

względnego adresu do wskaźnika danych

DPTR

DPTR <– dana16 gdzie „dana16” jest

liczbą 16–bitową (zakres: 0...FFFFh)

– kod: 1 0 0 1 0 0 0 0 90h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + starszy

bajt + młodszy bajt liczby „dana16”)

– przykład:

MOV DPTR,#0 ;wyzerowanie wskaźnika

danych

93h

– cykle: 2

bajty: 1

– przykład:

MOV DPTR, #tablica

MOV adres, @Ri

– do komórki o adresie „adres” zostaje wpi−

sana zawartość komórki której adres

znajduje się w rejestrze R0 (i=0) lub R1 (i=1)

(adres) <– (Ri)

– kod: 1000011i gdzie i = 0 lub 1

stąd: 86h, 87h

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres)

– przykład:

MOV R1, #32

MOV 32h, @R1 ;przepisanie zawartości

komórki o adresie 32h na nia

;samą (fizycznie operacja

ta nie ma efektu)

;załadowanie

adresu tablicy

do wskaźnika

DPTR

2. Instrukcja MOVC

Podobną do instrukcji MOV jest

MOVC. Służy ona także do przemieszcza−

nia danych z tym że przemieszczanie do−

tyczy tylko pobierania danych (bajtów)

znajdujących się w kodzie programu, czy−

li w wewn. lub zewnętrznej pamieci pro−

gramu procesora. W praktyce instrukcję

tę wykorzystuje się do pobierania danych

stałych (np. tablic przy konwersji arytme−

tycznej lub logicznej. Innym często spoty−

kanym przypadkiem jest generowanie

standardowych komunikatów (teksto−

wych) np. na wyświetlaczach LCD

w określonych sytuacjach pracy proceso−

ra w celu poinformowania użytkownika

MOV

A,#3

;pobierz czwarty

element tablicy

(nie trzeci, bo od

;elementy są

numerowane

od zera)

MOVC A, @A+DPTR

;pobranie

elementu –

litera ‘A’

.......

;gdzie tablica

może być

zdefiniowana

w programie

jako np.:

MOV adres, #dana

– do komórki o adresie „adres” zostaje wpi−

sana wartość stałą (8–bitowa liczba)

(adres) <– stała

– kod: 01110101 75h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji + adres

+ dana)

– przykład:

tablica DB

‘ WITAJ KOLEGO!’

MOVC A, @A+PC

– do akumulatora zostaje załadowana dana

z pamięci programu spod adresu będącego

sumą wartości: licznika rozkazów PC (na−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97

Też to potrafisz

stępnej po tej instrukcji) i zawartości aku−

mulatora. W praktyce przy wykonaniu tej in−

strukcji, adres pobrania jest równy sumie

zawartości akumulatora oraz wartości liczni−

ka rozkazów – będzie to adres następnej po

MOVC instrukcji.

A <– (A + PC)

– kod: 10000011

A <– (DPTR)

– kod: 11100000

E0h

tu P2 procesora, co w wielu przypadkach

jest wręcz niezbędne. Można by oczywiście

zaadresować tę pamięć za pomocą instrukcji

MOVX A, @DPTR (podając wtedy adres

MOV DPTR, #0124h), ale wtedy zniszczeniu

uległy by stany pozostałych, nie dołączonych

do pamięci, końcówek portu P2.

– cykle: 2

bajty: 1

– przykład:

aby odczytać zawartość komórki z zewn.

RAM o adresie np. 1240h nalezy wykonać

instrukcje:

MOV DPTR, #1240h ;załadowanie

adresu (16–bit) do

wskaźnika DPTR

MOVX A, @A+DPTR ;i odczyt danej spod

tego adresu

83h

– cykle: 2

bajty: 1

MOVX @Ri, A

– do obszaru zewnętrznej pamięci danych

o adresie znajdującym się w rejestrze Ri (R0

gdy i=0 lub R1 gdy i=1) zostaje przesłana za−

wartość akumulatora. Innymi słowy jest to

zapis do zewnętrznej pamięci danych.

(Ri) <– A gdzie Ri = R0, lub R1

– kod: 1 111001i

– przykład:

CLR A ;wyzerowanie akumulatora

MOVC A, @A+PC ;pobranie do

akumulatora kodu

rozkazu NOP (00h)

......

;dana znajduje się

w akumulatorze

NOP

......

MOVX @DPTR, A

– do komórki zewnętrznej pamięci danych

o podanym w DPTR adresie zostaje przesła−

na zawartość akumulatora – innymi słowy

jest to operacja zapisu do zewnętrznej pa−

mięci danych.

(DPTR) <– A

– kod: 11110000

gdzie i = 0,1

stąd: F2, F3

3. Instrukcja MOVX

Instrukcja MOVX służy do przesyłania

danej pomiędzy akumulatorem a zewnęt−

rzną pamięcią danych. Wykonanie tej in−

strukcji uaktywnia sygnały /RD (przy od−

czycie z zewnętrznej pamięci) lub /WR

(przy zapisie) procesora – piny P3.7 i P3.6.

Dodatkowo porty P0 i P2 pełnią wtedy ro−

lę magistrali systemowej dzięki której wy−

stawiany jest adres oraz przekazywana

dana do zewnętrznej pamięci danych.

Jak już zapewne wiesz z poprzednich

odcinków naszego cyklu zewnętrzna pa−

mięć danych można zaadresować w dwo−

jaki sposób.

Pierwszą metodą jest użycie pełnego

16–bitowego adresu. W takim przypadku

procesor odczytując lub zapisując daną

w tej pamięci (właśnie dzięki instrukcji

MOVX) młodszą część adresu zatrzaskuje

w zewnętrznym latch u (np. 74573),star−

szą wystawia na port P2.

Często jednak używana kostka pamię−

ci SRAM jest mniejszej pojemności

i większość linii adresowych starszego

bajta (adresu) nie jest wykorzystana do

sterowania pamięcią. W takim przypadku

możliwe jest adresowanie pamięci za po−

mocą tzw. „stronicowania”. Ten sposób

omówiliśmy już w poprzednich odcin−

kach szkoły mikroprocesorowej. Jak za−

pewne pamiętasz w takim trybie adreso−

wania procesor przy obsłudze zewnętr−

znej pamięci danych wystawia tylko

młodszą część adresu (A0...A7), nato−

miast port P2 nie jest modyfikowany, co

pozwala użytkownikowi na pełna kontro−

lę sposobu i kierunku ustawienia jego

końcówek – a więc jest metodą na mak−

symalne wykorzystanie cechy „jed−

noukładowości” procesora.

I tak dwa wspomniane dwa tryby ad−

resowania zewnętrznej RAM maja swoje

odzwierciedlenie w liście instrukcji z wy−

korzystaniem rozkazu MOVX, oto one.

– cykle: 2

bajty: 1

– przykład:

weźmy sytuacje z poprzedniego przykładu,

ale tym razem chcemy zapisać daną znajdu−

jącą się w akumulatorze do komórki o adre−

sie 00h na stronie 7 (innymi słowy fizyczny

adres komórki będzie równy: 0700h), w tym

celu należy wykonać ciąg instrukcji:

SETB P2.2 ;ustawienie linii

adresowej A10

SETB P2.1 ;ustawienie linii

adresowej A9

SETB P2.0 ;ustawienie linii

adresowej A8 (strona: 7)

MOV R1, #00h ;załadowanie

adresu komórki

do wskaźnika

MOVX @R1, A ;i zapisane danej

z akumulatora

w zewn. RAM

F0h

– cykle: 2

bajty: 1

– przykład:

aby zapisać daną w obszarze zewnętrznej

pamięci danych pod adresem np. 8000h na−

leży wykonać instrukcje:

MOV A, ...... ;w miejsce kropek należy

wpisać źródło danej

MOV DPTR, #8000h

;podajemy też

adres zapisu

MOVX @DPTR,A

;i zapisujemy

daną w zewn.

pamięci

Tryb stronicowania

(niepełnego adresu)

......

MOVX A, @Ri

– do akumulatora zostaje przesłana zawartość

komórki w obszarze zewn. pamięci danych

spod adresu znajdującego się w rejestrze

R0 (i=0) lub R1 (i=1): adres 8–bitowy

A <– (Ri) gdzie Ri = R0, lub R1

– kod: 1 1 1 0 0 0 1 i

gdzie i = 0,1

4. Instrukcje przesyłania wymiany danych

ze stosem

PUSH adres

– ang. „push onto stack”, prześlij na stos

– w wyniku tej operacji zawartość wskaźnika

stosu SP jest zwiększana o 1, po czym na

wierzchołek stosu (adresie w wew. RAM

wskazywanym przez SP) zostaje zapisana

zawartość komórki z wew. RAM o podanym

adresie bezpośrednim „adres”. Innymi sło−

wy wykonywana jest operacja „przesłania

na stos”.

SP <– SP + 1, (SP) <– (adres)

– kod: 1 1000000

stąd: E2, E3

– cykle: 2

bajty: 1

– przykład:

niech w układzie z procesorem 8951 pracu−

jącym z wewn. pamięcią programu znajduje

się zewnętrzna pamięć danych w postaci

kostki SRAM 2kB – typ 6116.

Linie adresowe A0...A7 tej pamięci są dołą−

czone do zatrzasku młodszej części adresu

szyny procesora (patrz poprzednie odcinku

cyklu). Trzy starsze linie A8...A10 są dołą−

czone np. do pinów P2.0, P2.1 i P2.2 proce−

sora, pozostałe końcówki portu P2

(P2.2...P2.7) są wykorzystywane np. do ste−

rowania przekaźnikami jakiegoś urządzenia

zewnętrznego. Aby odczytać daną z tej pa−

mięci np. spod adresu 24h na stronie pierw−

szej (strony liczone od 0 do 7, bo 2kB / 256

= 8 stron) należy wykonać instrukcje:

CLR P2.2 ;wyzerowanie linii

adresowej A10

CLR P2.1 ;wyzerowanie linii

adresowej A9

SETB P2.0 ;ustawienie linii

adresowej A8 (strona: 1)

MOV R1, #24h ;załadowanie

adresu komórki

do wskaźnika

MOVX A, @R1 ;i przesłanie jej zawartości

do akumulatora

C0h

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji

C0h + adres)

– przykłady:

PUSH ACC ;przesłanie akumulatora

na stos

PUSH B

;przesłanie rejestru B

na stos

PUSH 20h

;przesłanie zawartości

komórki o adresie 20h

na stos

PUSH DPH

;przesłanie 16–bitowego

wskaźnika danych na stos

PUSH DPL

;w dwóch instrukcjach,

starsza i młodsza część

DPTR

.....

Tryb pełnego adresu

(16–bitowego)

POP adres

– ang. „pop from stack” ,zdejmij ze stosu

– w wyniku tej operacji dana znajdująca się

pod adresem w wewn. RAM określonym

w SP zostaje wpisana do komórki o poda−

nym adresie bezpośrednim „adres”. Na−

stępnie wskaźnik stosu SP zostaje zmniej−

szony o 1. Innymi słowy wykonywana jest

operacja „zdjęcia ze stosu”.

MOVX A, @DPTR

– do akumulatora zostaje załadowana dana

(bajt) z zewnętrznej pamięci danych (odczyt

z zewnętrznej pamięci danych) spod adresu

w DPTR

......

Zauważ że przy takim zaadresowaniu pamię−

ci nie uległy modyfikacji piny P2.3...P2.7 por−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97

Też to potrafisz

(adres) <– (SP), SP <– SP – 1

– kod: 11010000

D0h

A 3–0 <–> (Ri) 3–0

– kod: 1 1 0 1 0 1 1 i

gdzie i = 0,1

e) przykład:

SETB C

ADDC A,#0 ;inkrementacja

akumulatora

z wykorzystaniem C

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji

stąd: D6h, D7h

– cykle: 1

D0h + adres)

– przykład: jeżeli w poprzednim przykładzie

załadowaliśmy na stos rejestry w w/w kolej−

ności, to aby poprawnie je odtworzyć nale−

ży zdjąć je w kolejności odwrotnej, czyli:

POP DPL

POP DPH

bajty: 1

– przykład:

MOV A, #5Ah

MOV @R1, #A5h

XCHD A, @R1

.... ;teraz w akumulatorze

będzie liczba 55h, a pod

;adresem @R1 liczba AAh

Operacje na bitach

Do tej pory omawialiśmy instrukcje

operujące na bajtach danych. Procesor

8051 i mu pochodne zawiera bardzo po−

mocny zestaw instrukcji do wykonywa−

nia operacji na pojedynczych bitach.

Dzięki temu możliwe jest wykonanie

wielu często niezbędnych operacji, jed−

na z nich było omówione wcześniej stro−

nicowanie zewnętrznej pamięci danych

(przykład z instrukcją MOV @Ri,A). Trze−

ba wiedzieć że większość rejestrów

specjalnych SFR procesora posiada

możliwość bezpośredniego adresowa−

nia ich bitów. I tak np. akumulator (A)

składa się z 8–miu adresowanych bitów

Acc.7 ... Acc.0

Toteż aby np. ustawić wybrane bity te−

go rejestru nie trzeba modyfikować całoś−

ci a jedynie wyzerować lub ustawić wy−

brani bit. Dla przykładu prześledzimy sytu−

ację kiedy chcemy wyzerować bit 4 aku−

mulatora bez ingerowania w pozostałe,

można wykonać te zadanie dwojako:

– poprzez instrukcję iloczynu logicznego:

ANL A, #11101111b ;wyzerowanie

bitu 4

akumulatora

– lub poprzez instrukcję działającą na po−

jedynczym bicie:

CLR Acc.4

Instrukcje operujące na bitach nabiera−

ją szczególnie praktycznego znaczenia

przy badaniu stanu końcówek (portów)

mikroprocesora lub przy ich sterowaniu

(ustawianiu na nich poziomów logicznych

niskich lub wysokich oraz przy ustawianiu

w stan wysokiej impedancji). Problemem

tym zajmiemy się przy okazji kolejnej lek−

cji ze szkoły mikroprocesorowej.

....

;odtworzenie wskaźnika

DPTR

CLR bit

a) ang. „clear bit” ,zeruj bit

b) w wyniku tej operacji wyzerowany zostaje

bit którego adres podany jest bezpośrednio

(bit) <– 0

c) kod: 1 1 0 0 0 0 1 0 C2h

d) cykle: 1 bajty: 2 (instrukcja C2 + adres bitu)

e) przykład:

CLR

POP 20h

;następnie komórki

o adresie 20h

POP B

;i rejestru B

POP ACC

;wreszcie akumulatora

....

AFh

;zablokowanie systemu

przerwań (EA w słowie

IE = 0)

5. Dodatkowe instrukcje przemieszczania

danych

XCH A, Rn

– ang. „exchange register with accumulator”,

wymień akumulator z rejestrem

– w wyniku tej operacji zawartość akumulato−

ra zostaje wymieniona z zawartością rejest−

ru Rn (R0...R7), wymieniona tzn. że liczba

znajdująca się w A znajdzie się w Rn, i od−

wrotnie.

A<–> Rn

– kod: 11001n2 n1 n0 gdzie n2...n0

wskazują na R0...7 stąd: C8h–CFh

– cykle: 1

....

Przykład ten można także zapisać w postaci

CLR EA

bajty: 1

SETB bit

a) ang. „set bit”,ustaw bit

b) w wyniku tej operacji ustawiony zostaje bit

którego adres podany jest bezpośrednio

(bit) <– 1

c) kod: 1 1 0 1 0 0 1 0 D2h

d) cykle: 1 bajty: 2 (instrukcja + adres bitu)

e) przykład:

SETB P1.2 ;ustawienie wysokiego

poziomu logicznego

;na wyprowadzeniu

2 portu P1 (pin 3 procesora)

– przykład:

MOV A, #10 ;nadanie wartości

akumulatorowi

MOV R4, #23 ;nadanie wartości

rejestrowi R4

CPL C

a) ang. „complement carry” ,zaneguj flagę

przeniesienia

b) w wyniku tej operacji flaga C zostaje zane−

gowana

C <– /C

c) kod: 1 0 1 1 0 0 1 1

XCH A, R4

;wymiana danych

....

;teraz w A jest liczba 23,

a w R4 liczba 10

XCH A, adres

– w wyniku tej operacji zawartość akumulato−

ra zostaje wymieniona z zawartością komór−

ki w wew. pamięci RAM o podanym adresie

bezpośrednim

A <–> (adres)

– kod: 11000101 C5h

– cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji C5 + adres)

– przykład:

MOV A,#99

MOV 00h, #0

XCH A, 00h ;teraz w akumulatorze

będzie 0

B3h

d) cykle: 1

bajty: 1

e) przykład:

SETB C

; C=1

CPL

;teraz C=0

CPL bit

a) ang. „complement bit” ,zaneguj bit

b) w wyniku tej operacji zanegowany zostanie

bit,którego adres podany jest bezpośrednio

(bit) <– /(bit)

c) kod: 1 0 1 1 0 0 1 0

B2h

d) cykle: 1 bajty: 1

e) przykład: wykonanie instrukcji

neg: CPL P1.0

SJMP neg

spowoduje nieprzerwane generowanie na

pinie 1 procesora fali prostokątnej

o częstotliwości równej: ..... (jako ćwiczenie

powinieneś sam wpisać wartość – odpo−

wiedź w kolejnym odcinku naszego cyklu).

....

XCH A, @Ri

– w wyniku tej operacji zawartość akumulato−

ra zostaje wymieniona z zawartością komór−

ki w wew. RAM o adresie znajdującym się

w rejestrze R0 (i=0) lub R1 (i=1)

A <–> (Ri)

– kod: 1100011i

CLR C

a) ang. „clear carry”,zeruj flagę przeniesienia

b) w wyniku tej operacji wyzerowany zostaje znacz−

nik (bit w rejestrze PSW) przeniesienia C

C <– 0

c) kod: 1 1 0 0 0 0 1 1

gdzie i = 0,1

stąd: C6h, C7h

– cykle: 1 bajty: 1

– przykład: wykonanie instrukcji

MOV R1, #20h

CLR A

XCH A, @R1

jest równoważne

MOV A, 20h

MOV 20h, #0

zastanów się dlaczego ?

ANL C, bit

a) ang. „AND direct bit to carry” ,iloczyn lo−

giczny znacznika C i bitu o adresie podanym

jako bezpośredni

b) w wyniku tej operacji zostanie wykonany

iloczyn logiczny flagi przeniesienia C oraz bi−

tu o adresie „bit”, a wynik zostanie umiesz−

czony w C

C <– C

C3h

d) cykle: 1

bajty: 1

e) przykład:

CLR C ;wyzerowanie przeniesienia

SUBB A, B

;aby odjąć A – B bez pożyczki

....

(bit)

c) kod: 1 0 0 0 0 0 1 0 82h

d) cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres bitu)

e) przykład:

ANL C, D6h ;iloczyn flagi przeniesienia

C i flagi przeniesienia

;pomocniczego AC

(jej adres w słowie

PSW to D6h)

SETB C

a) ang. „set carry”,ustaw flagę przeniesienia

b) w wyniku tej operacji ustawiona zostaje fla−

ga przeniesienia

C <– 1

c) kod: 1 1 0 1 0 0 1 1

XCHD A, @Ri

– w wyniku tej operacji młodszy półbajt (bity

3–0) akumulatora zostaje wymieniony

z młodszym półbajtem komórki w wew.

RAM o adresie zawartym w rejestrze Ro

(i=0) lub R1 (i=1).

D3h

d) cykle: 1

bajty: 1

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97

Też to potrafisz

ANL C, /bit

a) ang. „AND complement of direct bit to car−

ry”,iloczyn logiczny znacznika C i zanego−

wanego bitu o adresie podanym jako bezpo−

średni

b) w wyniku tej operacji zostanie wykonany

iloczyn logiczny flagi przeniesienia C oraz za−

negowanego bitu o adresie „bit”, a wynik

zostanie umieszczony w C

C <– C

c) kod: 1 0 1 0 0 0 0 0 A0h

d) cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres bitu)

e) przykład:

ORL C, /D7h ;równoważne ustawieniu

znacznika C

;bo zsumowano C przed

zanegowane C

;(adres C w PSW to D7h)

Załóżmy że bit1 zdefiniowaliśmy jako:

bit1 EQU 20h ;EQU to deklaracja

równoważności

– przypisania

;nazwie umownej

(wyrazowi) konkretnego

adresu

a bit 2 jako

bit2 EQU 30h

Chcąc teraz przenieść zawartość bitu 1 do

bitu 2 często początkujący wykonują błędną

operację:

MOV bit2, bit1

co w efekcie nie powoduje przeniesienia bi−

tu 1 do 2 ale przepisanie zawartości komórki

wew. RAM o adresie 20h do komórki o adre−

sie 30h – wykonywana jest zatem operacja

na bajtach ,a nie przenoszenie bitów (patrz

instrukcja: MOV adres1, adres2 )

Prawidłową odpowiedzią na postawione za−

danie będzie wykorzystania instrukcji MOV

działających na bitach i znaczniku przenie−

sienia C w postaci sekwencji:

MOV C, bit1 ;najpierw załaduj bit1 do C

MOV bit2, C ;a potem C do bitu 2,

w efekcie przeniosłeś bit1

do 2

/(bit)

c) kod: 1 0 1 1 0 0 0 0 B0h

d) cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres bitu)

e) przykład:

ANL C, /D7h ;równoważne

wyzerowaniu znacznika C

;bo wymnożono C przed

zanegowane C

;(adres C w PSW to D7h)

MOV C, bit

a) ang. „move direct bit to carry” ,przenieś za−

wartość bitu o podanym adresie bezpośred−

nim do znacznika przeniesienia C

b) w wyniku tej operacji zawartość bitu o po−

danym adresie „bit” zostanie przepisana do

znacznika przeniesienia C

C <– (bit)

c) kod: 1 0 1 0 0 0 1 0 A2h

d) cykle: 1 bajty: 2 (kod instrukcji A2h + adres

bitu)

e) przykład:

MOV C, P1.7 ;odczyt stanu końcówki

7 portu P1 i wpisanie go

do C

ORL C, bit

a) ang. „OR direct bit to carry”,logiczna suma

znacznika C i bitu o adresie podanym jako

bezpośredni

b) w wyniku tej operacji zostanie wykonana

suma logiczna flagi przeniesienia C oraz bitu

o adresie „bit”, a wynik zostanie umiesz−

czony w C

C <– C (bit)

c) kod: 0 1 1 1 0 0 1 0 72h

d) cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji + adres bitu)

e) przykład:

ORL C, D6h ;suma flagi przeniesienia

C i flagi przeniesienia

;pomocniczego AC

(jej adres w słowie PSW

to D6h)

MOV bit, C

a) ang. „move carry to direct bit”, przenieś za−

wartość znacznika C do bitu o podanym ad−

resie bezpośrednim

b) w wyniku tej operacji zawartość znacznika

przeniesienia C zostanie przepisana do bitu

o podanym adresie bezpośrednim „bit”

(bit) <– C

c) kod: 1 0 0 1 0 0 1 0

92h

....

W dzisiejszym odcinku to wszystkie

instrukcje,w trzeciej części – ostatniej

opisującej listę poleceń procesora 8051

zapoznasz się drogi Czytelniku z instruk−

cjami skoków warunkowych, bezwarun−

kowych i do podprogramów. Po zapozna−

niu się z pozostałymi poleceniami roz−

poczniemy wspólne tworzenie pierw−

szych aplikacji (programów) na procesor

8051 przy wykorzystaniu zmontowanego

przez Ciebie komputerka edukacyjnego.

Na razie w celu przećwiczenia omó−

wionych dzisiaj instrukcji zapraszam do

wnikliwej lektury „Lekcji 3” szkoły mikro−

procesorowej.

d) cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji

+ adres bitu)

e) przykład: – pytanie?...

jak przenieść zawartość jakiegoś bitu (o podanym

adresie bezpośrednim do innego o innym adresie

bezpośrednim – czyli wykonać operację :

(bit2) <– (bit1)

Otóż do wykonania tego niezbędny jest

znacznik C, nie można bowiem wykonać ta−

kiej operacji bezpośrednio jednym rozkazem.

Nie istnieje w 8051 instrukcja która by wyko−

nywała taką operację przeniesienia zawartoś−

ci jednego bitu do drugiego bezpośrednio.

ORL C, /bit

a) ang. „OR complement of direct bit to car−

ry”,suma logiczna znacznika C i zanegowa−

nego bitu o adresie podanym jako bezpo−

średni

b) w wyniku tej operacji zostanie wykonana

suma logiczna flagi przeniesienia C oraz za−

negowanego bitu o adresie „bit”, a wynik

zostanie umieszczony w C

C <– C ∪

/(bit)

Sławomir Surowiński

Jako uwieńczenie analizy drugiej

części listy instrukcji procesora 8051

proponuję abyśmy przećwiczyli przesy−

łanie danych pomiędzy procesorem

a zewnętrzną pamięcią danych, umiesz−

czoną na płytce komputerka – układ U4.

Otóż wspólnie napiszemy prostą proce−

durę testującą wszystkie komórki tej pa−

mięci, z dodatkowym wyświetlaniem na

wyświetlaczu aktualnie testowanego

adresu i ewentualnych błędów. Wyko−

rzystamy przy tym m.in. instrukcję

MOVX,a pamięć będziemy adresować

z wykorzystaniem pełnego 16–bitowego

adresu.

Popatrzmy zatem i przeanalizujmy lis−

ting przykładowego programu, realizują−

cego procedurę testowania pamięci.

Program zasadniczo składa się

z 3 części:

– w pierwszej na wyświetlaczu wypisywa−

ny adres aktualnie testowanej komórki

– w drugiej: testowana jest komórka pa−

mięci przez zapisanie w niej, odczyt

i weryfikację wartości testowej: czyli

dwóch liczb: 55h i AAh. Wybrano właś−

nie takie liczby, bowiem jak pewnie za−

uważyłeś są one kombinacjami zer i jedy−

nej na przemian: 55h = 01010101b,a AAh

= 10101010h, co pozwala na spraw−

dzenie wszystkich 8–miu bitów danej

komórki pamięci.

– w trzeciej części inkrementowany jest

adres wskaźnika DPTR po czym jeżeli

nie przekracza on założonego obszaru

pamięci (8100h...9FFFh) wykonywany

jest skok na początek procedury i tes−

towana jest następna komórka.

W przypadku wykrycia błędu następu−

je skok do etykiety „blad” w której

w efekcie zostaje wypisany komunikat

„Err” – skrót od „error” – z angielskiego

„błąd” wraz z widniejącym adresem

wadliwej komórki.

W przypadku przetestowania całego

zakresu pamięci wypisany zostaje komu−

nikat o zakończeniu: „End” – koniec.

Zauważmy że testowany obszar za−

czyna się od adresu 8100h, a nie np.

8000h, dlaczego? Otóż pamiętajmy że

w obszarze 8000h....8040h znajduje się

kod naszego programu, toteż gdybyśmy

wpisali jako wartość początkową adres

8000h, program zostałby zamazany

i komputerek zawiesiłby się.

Ta sama uwaga dotyczy adresu koń−

cowego, w przypadku pamięci 8kB

(6264). Posiadacze komputerków

z 32kB RAM (62256) mogą zakończyć

testowanie pamięci na adresie FFFFh.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97

Lekcja 3

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: