25_03.pdf

Też to potrafisz

Niniejszy, trzeci z kolei odcinek kursu

programowania poświęcony liście in−

strukcji procesora 8051, jest ostatnim

„teoretycznym” kawałkiem niezbęd−

nych informacji, dzięki którym wspólnie

krok po kroku utworzymy pierwszy

prawdziwy program.

Przy okazji pragnę wspomnieć że w lis−

tach napływających od Was drodzy Czy−

telnicy, często poruszacie sprawę niedo−

sytu wiedzy oraz informacji na temat

przytaczanych w lekcjach przykładów.

Otóż sprawa kompleksowego a jedno−

cześnie przystępnego przedstawienia

problemów związanych z programowa−

niem mikrokontrolerów nie jest taka

prosta, nawet z mego punktu widzenia.

Przekonałem się że nie da się w jednym

odcinku naszego cyklu przedstawić

wszystkich zagadnień użytych w jednej

z naszych lekcji. Zbyt wiele informacji

„zazębia” się za siebie, toteż proszę

o cierpliwość, wszystkie niejasne in−

strukcje z przykładów zostaną w kolej−

nym odcinku wyjaśnione do końca.

Mikrokontrolery?

To takie proste...

Część 9

Asembler – język maszynowy procesora

Jak wspominałem w poprzednim odcinku,

przyszła pora na zapoznanie się z ostatnią gru−

pą instrukcji, a mianowicie skokami oraz wy−

wołaniami podprogramów.

Pierwsze z nich dzielimy na:

– skoki warunkowe

– skoki bezwarunkowe

Dodatkowo, w przypadku skoków warun−

kowych, warunek przy którym następuje

skok, może spełniać określony bajt z we−

wnętrznej pamięci danych procesora (np. kie−

dy dany bajt

Argument taki zostaje w efekcie dodany do

licznika rozkazów PC, co w efekcie powoduje

skok do innej części programu – w przód lub

wtył.

Na początek poznajmy więc skoki warunko−

we testujące bity znajdujące się w obszarze

wew. RAM procesora, oczywiście.

Jak widać z przykładu korzystając z instrukcji

JC nie podawaliśmy argumentu bezpośred−

niego, czyli liczby, tylko określiliśmy za pomo−

ca etykiety „przenies” miejsce w programie

źródłowym do którego ma nastąpić skok, je−

żeli warunek będzie spełniony. Taki sposób

zapisu jest jak widać prostszy, nie musimy li−

czyć przesunięcia sami, które to jest zresztą

ilością bajtów kodu programu pomiędzy in−

strukcją skoku JC a miejscem skoku. Ta moż−

liwość dotyczy jednak tych z Was drodzy

Czytelnicy, którzy posiadają komputery i mo−

gą skorzystać z kompilatora zawartego na

dyskietce AVT–2250/D lub każdego innego.

W przypadku osób które „ręcznie” tłuma−

czą kod programu, sprawa się nieco kompli−

kuje, ale nie do tego stopnia, aby nie dać so−

bie z nią rady. W kolejnych lekcjach pokażę

jak prosto obliczać przesunięcia w tej in−

strukcji oraz pozostałych, tam gdzie wystę−

puje symbol „rel”, pamiętajcie o nim przy

lekturze dalszej części artykułu!

W tym miejscu istotna uwaga dla wszyst−

kich. Otóż jak widać wartość przesunięcia

nie może przekroczyć liczb z zakresu U2 czy−

li –128...127, innymi słowy skok względny

może odbyć się tylko w pewnym „otocze−

niu” (“w górę” lub „w dół”) od instrukcji

skoku. Jeżeli wartość przesunięcia jest

ujemna, to skok nastąpi oczywiście w kie−

runku mniejszych adresów (do PC zostaje

dodana liczba ujemna), w przeciwnym przy−

padku w kierunku adresów wzrastających.

W przypadku umieszczenia etykiety (miejs−

ca) skoku poza tym zakresem, prawidłowe

obliczenie przesunięcia będzie niemożliwe

(dla „ręczniaków”), a w przypadku korzysta−

nia z kompilatora 8051 (”komputerowcy”)

wystąpi komunikat o błędzie kompilacji mó−

wiący o przekroczeniu zakresu skoku

względnego. Programiście w takim przypad−

konkretna liczba to następuje

skok) lub bit. W tym ostatnim przypadku pro−

cesor sprawdza czy bit jest ustawiony (=1)

czy wyzerowany (=0) i podejmuje decyzję

o skoku lub nie. A co może w programie

zmienić takim czy inny bit?, a no jakaś in−

strukcja która została wykonana wcześniej,

a wyniku której dany bit został ustawiony lub

wyzerowany. W języku programistów bit (bi−

ty), którego znaczenie jest istotne dla działa−

nia programu, który informują o tym czy, np.

przy dodawaniu dwóch liczb 8–bitowych na−

stąpiło przeniesienie (kiedy wynik > 255), na−

zywa się „flagą”. Określeniem tym będziemy

się dość często posługiwać, toteż warto je

zapamiętać.

Warto też sobie wyjaśnić co oznacza samo

pojęcie skoku fizycznie dla pracy procesora.

Otóż jeżeli procesor wykonuje kolejne instruk−

cje programu, to za każdym pobraniem kolej−

nej instrukcji zwiększa się automatycznie licz−

nik rozkazów PC, o którym mówiliśmy już

wcześniej. Jeżeli procesor napotka na instruk−

cję skoku, to argumentem (tej instrukcji) w ta−

kim przypadku, jest liczba będąca:

– przesunięciem (liczba w kodzie U2, zakres

<–128...127>, która jest dodawana do bie−

żącej wartości PC

lub

– wartością bezwzględną licznika rozkazów

PC (w przypadku skoków bezwarunkowych)

JC rel

– ang.”jump if Carry” – skocz jeżeli znacznik

przeniesienia C jest ustawiony

– sprawdzany jest bit przeniesienia C w sło−

wie PSW (adres bajtu: D0h), jeżeli jest usta−

wiony (=1) to do licznika rozkazów PC jest

dodawana 8–bitowa liczba „rel” (zapisana

w kodzie U2), zostaje wykonany skok

względny

PC <– PC + 2, jeśli C=1, to PC <– PC + rel

– kod: 01000000 40h

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji 40h

+ przesunięcie „rel”)

– przykład:

MOV A,#20h ;załadowanie do

akumulatora liczby 32

ADD A,B ;dodanie do

akumulatora bieżącej

wartości rej. B

JC przenies ;czy nastąpiło

przeniesienie, tak to skocz do

etykiety

;”przenies”

MOV B,#0

;nie, to wyzeruj rejestr B

.....

;po czym wykonuj dalsze

instrukcje

.....

przenies:

;tu nastapi skok jeżeli

znacznik C był ustawiony

CLR C

;w efekcie nastąpi jego

wyzerowanie

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/98

Też to potrafisz

ku nie pozostaje nic innego jak poprawić

błąd modyfikując program źródłowy.

można zrealizować pętlę nieskończoną

(„zawiesić” procesor), używając instrukcji

skoku warunkowego. Zauważmy przecież,

że warunek: że bit 70h jest wyzerowany bę−

dzie spełniony zawsze, toteż za każdym ra−

zem nastąpi skok do etykiety „zeruj”

w miejsce programu gdzie następuje zero−

wanie bitu 70h, i cała pętla się powtarza.

......

;instrukcje programu

......

;tu zaczyna się podprogram, którego (w tym

przykładzie) zadaniem jest wysłanie

;poprzez końcówki portu P1 procesora sek−

wencji kodów ASCII odpowiadających

;kolejnym literom tekstu „Hello from AVT−

–2250”, aż do momentu napotkania kodu

;zerowego (“0”).

JNC rel

– ang.”jump if not Carry” – skocz jeżeli znacz−

nik przeniesienia C jest wyzerowany

– sprawdzany jest bit przeniesienia C w sło−

wie PSW (adres bajtu: D0h), jeżeli jest wy−

zerowany (=0) to do licznika rozkazów PC

jest dodawana 8–bitowa liczba „rel” (zapi−

sana w kodzie U2), zostaje wykonany skok

względny

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

– kod: 01010000 50h

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji 50h

+ przesunięcie „rel”)

– przykład:

MOV A,#20h ;załadowanie do

akumulatora liczby 32

JBC bit, rel

– ang.”jump if Bit Set and Clear Bit ” – skocz

jeżeli bit jest ustawiony i wyzeruj go

– sprawdzany jest bit, którego adres podany jest

w „bit”, jeżeli jest ustawiony (=1) to zostaje wy−

zerowany po czym do licznika rozkazów PC jest

dodawana 8–bitowa liczba „rel” (zapisana w ko−

dzie U2), zostaje wykonany skok względny

PC <– PC + 3, jeśli (bit)=1, to (bit)<–0

i PC <– PC + rel

– kod: 0 0 0 1 0 0 0 0 10h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji 10h

+ adres bitu + przesunięcie „rel”)

– przykład: wykonanie sekwencji instrukcji

ADD A, B

PISZ: ;etykieta – nazwa

podprogramu

MOV DPTR, #tekst

;załaduj do wskaź

nika DPTR

adres tesktu

CLR A ;wyzeruj akumulator

MOVC A,@A+DPTR

;pobierz kolejny

znak z tekstu

(do akumulatora)

dodaj:

ADD A,#1

;dodanie do akumulatora

liczby 1

koniec ;czy koniec tekstu ( znak

= Acc = 0 )?, tak to skocz

MOV P1, A

;nie to wyślij kod na koń−

cówki portu P1

JNC dodaj

;czy nastąpiło przeniesie

nie, nie to dodaj jeszcze raz

;dodaj do akumulatora

zawartość rejestru B

INC

DPTR

;przesuń adres na kolejną

literę tekstu

.....

;w efekcie akumulator będzie

inkrementowany aż do

JBC

C, et01 ;jeżeli nastąpiło przeniesienie

to wyzeruj C i skocz

SJMP next

;i skocz do „next” aby

pobrać kolejną literę

.....

;czasu kiedy osiągnie

wartość 00h, a do

znacznika C

;zostanie wpisana „1”–ka,

potem zostaną wykonane

.....

;jeżeli nie to wykonuj

dalsze instrukcje

koniec:

RET ;instrukcja zakończenia

podprogramu i powrotu do

;głównej części programu

;a to jest zdefiniowany przykładowy tekst,

zakończony kodem (bajtem) „0”

;w celu identyfikacji końca tekstu.

tekst

.....

et01:

MOV P1, A ;tu nastąpi skok jeżeli było

przeniesienie

funkcjonalnie jest równoważne sekwencji:

ADD A, B

.....

;dalsze instrukcje

JB bit, rel

– ang.”jump if Bit Set” – skocz jeżeli bit jest

ustawiony

– sprawdzany jest bit, którego adres podany

jest w „bit”, jeżeli jest ustawiony (=1) to do

licznika rozkazów PC jest dodawana 8–bito−

wa liczba „rel” (zapisana w kodzie U2), zo−

staje wykonany skok względny

PC <– PC + 3, jeśli (bit)=1, to PC <– PC + rel

– kod: 00100000

;dodaj do akumulatora

zawartość rejestru B

DB‘ HELLO FROM AVT–2250, 0

et01

;jeżeli nastąpiło

przeniesienie skocz

LCALL adr16

– ang. „subroutine call” – skocz do podpro−

gramu

– licznik rozkazów PC zostaje zwiększony o 3,

jest ładowany na stos w efekcie czego

wskaźnik stosu jest zwiększany o 2, a do

licznika rozkazów PC zostaje wpisany

16–bitowy adres bezpośredni, podany jako argu−

ment przy wywołaniu instrukcji „LCALL”. Dzięki

tej instrukcji możliwe jest wywołanie podprogra−

mu w dowolnym obszarze pamięci (64kB) po−

przez podanie bezpośredniego adresu.

PC <– PC + 3

SP <– SP + 1, (SP) <– PC 7–0 ,

SP <– SP + 1, (SP) <– PC 15–8

PC <– adr16

– kod: 00010010 12h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji

12h + bardziej znaczący bajt „adr16”

+ mniej znaczący bajt „adr16”

– przykład: wypisanie liczby 12h na wyświet−

laczu komputerka edukacyjnego przy pomo−

cy instrukcji A2HEX standardowo umiesz−

czonej w kodzie monitora systemu (w EP−

ROM dołączonej do zestawu).

A2HEX EQU 024Eh ;deklaracja

adresu podpro−

gramu w

monitorze

MOV A, #12h ;wypisz liczbę

12h jako 2 znaki

w HEX

MOV B, #3 ;na pozycji

3 wyświetlacza

LCALL A2HEX ;pod adresem

024Eh znajduje

się gotowy

;podprogram do wypisywania

akumulatora w

;postaci 2 cyfr HEX

W efekcie wykonania przykładu na wy−

świetlaczach zostanie wypisana liczba 12h.

W postaci „12”.

.....

;jeżeli nie to wykonuj

dalsze instrukcje

......

et01:

CLR C

20h

;tu nastąpi skok jeżeli było

przeniesienie, zeruj C

– cykle: 2

bajty: 3 (kod instrukcji 20h

+ adres bitu +

przesunięcie „rel”)

MOV P1,A

przeanalizuj i zastanów się dlaczego?

– przykład:

7Fh, zeruj ;jeżeli bit o adresie 7Fh = 1

to skocz do etykiety „zeruj”

To tyle jeżeli chodzi o skoki warunkowe

operujące na bitach, teraz pora na kilka in−

strukcji skoków warunkowych operujących

na bajtach, bezwzględnych oraz wywołań

podprogramów.

MOV A,B

;jeśli nie to dodaj do

akumulatora rejestr B

.....

;i wykonuj dalsze instrukcje

.....

zeruj:

CLR A

;jeżeli bit był ustawiony to

wyzeruj akumulator

ACALL adr11

– ang. „subroutine call on page”, skocz do

podprogramu na stronie

– licznik rozkazów PC jest zwiększany o 2, na−

stępnie ładowany jest na stos (najpierw

młodszy bajt, potem starszy), wskaźnik stosu

jest zwiększany o 2, a do bitów 0...10 liczni−

ka PC zostaje wpisany 11–bitowy adres bez−

pośredni podany jako argument instrukcji:

„adr11”. Pięć najstarszych bitów licznika roz−

kazów PC nie ulega zmianie, toteż skok zo−

staje wykonany w obrębie 2 kilobajtowej

„strony” pamięci programu, na której wystę−

puje następna po „ACALL adr11” instrukcja.

PC <– PC + 2,

SP <– SP + 1, (SP) <– PC 7–0 ,

SP <– SP + 1, (SP) <– PC 15–8

PC 10–0 <– adr11

– kod: a10 a9 a8 1 0001

gdzie: a10, a9, a8 zależą od numeru strony

stąd: 11h, 31h, 51h, 71h, 91h, B1h, D1h, F1h

– cykle: 2 bajty: 2 (kod instrukcji

+ młodszy bajt adresu „adr11” – bity a7...a0)

– przykład:

ACALL PISZ

JNB bit, rel

– ang.”jump if Bit not Set” – skocz jeżeli bit

jest wyzerowany

– sprawdzany jest bit, którego adres podany

jest w „bit”, jeżeli jest wyzerowany (=0) to

do licznika rozkazów PC jest dodawana

8–bitowa liczba „rel” (zapisana w kodzie

U2), zostaje wykonany skok względny

PC <– PC + 3, jeśli C=0, to PC <– PC + rel

– kod: 00110000 30h

– cykle: 2 bajty: 3 (kod instrukcji 30h

+ bajt + przesunięcie „rel”)

– przykład:

CLR C

;wyzerowanie znacznika

przeniesienia

zeruj:

MOV 70h, C ;wyzerowanie bitu

a adresie 70h

JNB 70h,zeruj ;jeżeli bit 70h jest =0 to

skok do etykiety „zeruj”

Podany przykład, z praktycznego punktu wi−

dzenia jest nieprzydatny, lecz pokazuje jak

;wywołanie podprogramu

......

;po zakończeniu go

zostają wykonane kolejne

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/98

Też to potrafisz

RET

– ang. „return from subroutine”, powróć

z podprogramu

– adres powrotu z podprogramu (zapamiętana

wcześniej podczas instrukcji ACALL lub

LCALL wartość licznika PC) jest wpisywany

do licznika rozkazów PC. Wskaźnik stosu zo−

staje mniejszony o 2. W efekcie następuje

powrót z podprogramu. Instrukcją tą musi

kończyć się każdy podprogram (z wyjątkiem

podprogramów obsługi przerwań, wywoły−

wanych automatycznie przez procesor).

PC 15–8 <– (SP), SP <– SP – 1

PC 7–0 , <– (SP), SP <– SP – 1

– kod: 00100010

wołania instrukcji SJMP. W tym przypadku ar−

gumentem instrukcji jest przesunięcie (tak jak

wspominany wczesniej parametr „rel” przy

okazji omawiania insturkcji skoków warunko−

wych operujących na bitach), wyrażone po−

przez liczbę 8–bitowa zapisaną w kodzie U2.

– na stronie (instrukcja AJMP – „absolute jump

on page”), gdzie skok może nastapić w obsza−

rze 2 kilobajtowej strony. W tym przypakdu ar−

gumentem instukcji jest 11–bitowy adres bez−

pośredni, który podajemy po mnemoniku

AJMP. W praktyce można ten skok określić ja−

ko „średni” (w stosunku do krótkiego SJMP)

– długi (instrukcja LJMP – „long jump”), gdzie

skok może nastapić w dowolne miejsce

w obszarze 64kB przestrzeni pamięci progra−

mu procesora. W tym przypadku argumen−

tem skoku jest 16–bitowy adres bezpośred−

ni podawany jako argument tej instrukcji.

stąd: 01h, 21h, 41h, 61h, 81h, A1h,

C1h, E1h

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji

+ młodszy bajt adresu

„adr11” – bity a7...a0)

– przykład:

MOV

P1,A

AJMP

koniec

.....

koniec:

22h

Po przesłaniu zawartości akumulatora do por−

tu P1 (na końcówki tego portu) procesor omi−

nie instrukcje w liniach oznaczonych wielo−

kropkiem i wykona skok do miejsca (etykie−

ty) programu oznaczonej jako „koniec”.

– cykle: 2 bajty: 1

– przykład: patrz procedura „PISZ” przy okaz−

ji omawiania instrukcji ACALL. Procedura

„PISZ” została zakończona instrukcją po−

wrotu z podprogramu „RET”, dzięki której

mogło nastąpić odtworzenie pierwotnego

stanu licznika PC i dzięki temu powrót do

programu głównego. Tak powinien kończyć

się każdy Twój podprogram.

Ktoś może w tym miejscu zapytać, „po co

ta komplikacja, przecież wystarczyłby w za−

sadzie tylko jeden typ skoku, taki który daje

największe możliwości, czyli LJMP?”. Tak

ale w przypadku pisania programów na pro−

cesory jednoukładowe istnieje potwierdzo−

na w praktyce zasada, że: „każdy bajt kodu

jest cenny, toteż program należy pisać tak

aby zajmował jak najmniej miejsca”. I tu le−

ży sedno sprawy, otóż trzy wymienione ro−

dzaje instrukcji skoków różnią sie objętością

zajmowaną w kodzie programu. I tak skok

krótki SJMP oraz na stronie AJMP zajmuja

2 bajty kodu, natomiast skok długi LJMP za−

jmuje 3 bajty, ktoś powie że to mała różnica,

otóz moi drodzy będziecie mogli się o tym

jeszcze przekonać że często 1 dodatkowy

bajt wolny w programie to recepta na zreali−

zowanie i dokończenie niejednego progra−

mu. Przejdźmy zatem do szczegółow.

SJMP rel

– ang. „Shot Jump” – skok bezwarunkowy

krótki

– do zawartości licznika rozkazów PC jest do−

dawane 8–bitowe przesunięcie (liczba ze

znakiem w kodzie U2 z zakresu

<–128...127>). W efekcie wykonywany jest

skok w obrębie 256 bajtów od kolejnej po

SJMP instrukcji.

PC <– PC + 2, PC <– PC + rel

– kod: 10000000

RETI

– ang. „return from interrupt”, powróć z pod−

programu obsługi przerwania

– adres powrotu z podprogramu obsługi prze−

rwania jest wpisywany do licznika rozkazów

PC. Wskaźnik stosu zostaje mniejszony o 2.

Instrukcją tą musi kończyć się każdy pod−

program, który jest wywoływany automa−

tycznie przez procesor w przypadku zgło−

szenia przerwania i żądania jego obsługi.

PC 15–8 <– (SP), SP <– SP – 1

PC 7–0 , <– (SP), SP <– SP – 1

– kod: 00110010

80h

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji 80h

+ przesunięcie „rel”)

– przykład:

MOV A,B

;dowolne insturkcje

programu

CLR B

;——−−−−−−−− „” ————

.....

stop:

SJMP stop

32h

– cykle: 2 bajty: 1

– przykład: omówimy przy okazji dokładnego

opisu systemu przerwań oraz możliwości

praktycznych zastosowań.

;i przykład pętli

nieskończonej, którą

powinien dla

;bezpieczeństwa kończyć

się każdy program

AJMP adr11

– ang. „Absolute Jump”, skocz bezwarunko−

wo na stronie

– licznik rozkazów zostaje zwiększony o 2, na−

stępnie do jego bitów 0–10 zostaje wpisany 11−

–bitowy adres bezpośredni podany jako para−

metr. Pozostałe 5 bardziej znaczących bitów nie

zmienia się. W efekcie wykonania tego polece−

nia następuje skok pod adres na stronie pamię−

ci programu o wielkości 2 kilobajty, na której

jest umieszczona kolejna instrukcja po AJMP.

PC 10–0 <– adr11

– kod: a10 a9 a8 0 0 0 0 1 ,gdzie: a10, a9,

a8 zależą od

numeru strony

Teraz zapoznam Was, drodzy Czytelnicy

z trzema bardzo często używanymi instruk−

cjami skoków bezwarunkowych. W liście in−

strukcji procesora 8051 istnieją trzy rodzaje

instrukcji skoku bezwarunkowego. Róznica

między nimi polega na „odległości” (o ile

bajtów programu dalej można skoczyć) po−

między instrukcją skoku a miejscem w któ−

re następuje skok. I tak mamy do czynienia

ze skokiem :

– krótkim (instrukcja SJMP – „short jump”),

gdzie skoczyć możemy w obrębie 256 bajtów

(w góre o 127 lub w dół o 128) od miejsca wy−

END

;deklaracja końca

programu (to nie jest

instrukcja!)

A oto pozostałe instrukcje skoków, jedna

bezwarunkowa oraz pozostałe warunkowe

sprawdzające warunek równości bajtu o po−

danym adresie lub rejestru z innym bajtem

lub argumentem bezpośrenim.

Dokończenie listy instrukcji w następnym

numerze.

Sławomir Surowiński

Lekcja 4

W dzisiejszej lekcji poćwiczymy sobie użycie

niektórych z przedstawionych instrukcji wywo−

łań podprogramów. Na wstępie jednak kilka

wyjaśnień. Otóż jak zdążyliście się zorientować

z poprzednich lekcji w przykładach podawałem

listingi programów, w których występowały in−

strukcje wywołań „dziwnych” procedur np.

LCALL A2HEX

ROM zawarty jest program monitora – o tym

już wiecie. Dzięki niemu możliwa jest komuni−

kacja i ładowanie programów z komputera PC

lub ręcznie. Monitor jest na tyle mądry że do−

datkowo komunikuje się z użytkownikiem za

pomocą 8–mio pozycyjnego wyświetlacza i lo−

kalnej klawiatury. No ale przecież ten „moni−

tor” to w końcu też kawałek programu napisa−

ny za pomocą tych samych instrukcji , które

poznawaliście przez ostatnie 3 odcinki nasze−

go kursu. To właśnie dzięki niemu całe urzą−

dzenie żyje i pozwala na niezłą zabawę.

Oprócz zawartych w monitorze funkcji uak−

tywnianych klawiszami np. „LOAD”, „EDIT”,

itp. istnieje kilka bardzo użytecznych procedur

które są potrzebne no chociażby do wypisania

aktualnej wartości rejestru DPTR na wyświet−

laczu (tak się dzieje np., przy edycji pamięci

RAM kiedy na 4 pierwszych wyświetlaczach

DPTR jest wyświetlany jako 4 znaki w kodzie

szesnastkowym.

A czy zastanawiałeś się drogi Czytelniku,

jak to się dzieje, że po naciśnięciu przez Cie−

bie odpowiedniego klawisza, układ reaguje

lub

LCALL CLS (2)

Otóż moi drodzy w programie monitora któ−

ry macie w swoim komputerku w pamięci EP−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/98

(1)

Też to potrafisz

np. uaktywniając odpowiednią funkcję moni−

tora? Do tego celu wykorzystywany jest inny

podprogram (także zawarty w monitorze) któ−

rego zadaniem jest oczekiwanie na naciśnię−

cie klawisza a następnie podjęcie decyzji „co

z tym fantem dalej robić...”. Takie przykłady

można by mnożyć.

Ja w każdym razie w kolejnym odcinku

przedstawię Ci pełną listę dodatkowych pro−

cedur (podprogramów) które będą niezmier−

nie przydatne przy tworzeniu wspólnych pro−

gramów.

Ci z „komputerowców”, którzy już nabyli

dyskietkę AVT2250/D mogą zapoznać się z ta−

ką listą czytając zbiór „BIOS.INC”, w którym

są zawarte definicje adresów wszystkich po−

trzebnych procedur . Dodatkowo umieszczo−

no w nich opis i sposób wywołania, czyli para−

metry wejściowe podprogramu, oraz efekt

działania.

Pamiiętajj,, wszystkiie one są częściią progra−

mu moniitora ii tak samo jjak napiisany przez Ciie−

biie program są ciiągiiem określlonych iinstrukcjjii,,

w wyniiku dziiałłaniia których otrzymujjesz okreś−

llony efekt,, np.. na wyświietllaczu..

Ze względu na ograniczona objętość artyku−

łu, w dzisiejszej lekcji wykorzystamy tylko nie−

które procedury (podprogramy).

Dla przykładu skorzystajmy z podprogramu

którego zadaniem jest wypisanie na wyświet−

laczu na pozycji określonej w rejestrze B, licz−

by znajdującej się w akumulatorze w postaci

heksadecymalnej (szesnastkowej). Procedu−

ra ta znajduje się w monitorze pod adresem

024Eh.

Ciekawa jest też procedura CLS – w wyniku

wykonania jej całe pole odczytowe zostaje wy−

czyszczone. Adres tego podprogramu w moni−

torze to 0274h. Procedura ta jest bezparamet−

rowa, wystarczy ją wywołać aby uzyskać za−

mierzony efekt.

zawarty jest przetłumaczony kod (tekst pogru−

biony) niezbędny dla „ręczniaków” – przetłu−

maczcie sami i porównajcie wynik!

Przyjrzyjmy się listingowi dokładnie i przea−

nalizujmy go linia po linii. Dla uproszczenia bę−

dę używał dodatkowych oznaczenia (K)

w przypadku gdy linia ma znaczenie tylko dla

„komputerowców”, oraz (R) gdy linia ma zna−

czenie dla „ręczniaków”. gdy nie występuje

żadne z oznaczeń, informacja jest istotna dla

wszystkich. A więc zaczynamy (Lx – numer li−

nii, np. L4 – linia nr 4)

L1: (K), deklaracja zbioru który zawiera nie−

zbędne definicje rejestrów procesora 8052 (a

także 8051 oczywiście)

L2: deklaracja EQU – równoważności, ozna−

cza że w dalszej części programu słowo „licz−

ba” jest równoważne (literowo) wyrażeniu

„45h”, a 45h to zapisana w kodzie szesnastko−

wym liczba.

L3: deklaracja EQU – podobnie jak poprzed−

nio, tym razem słowo „pozycja” będzie ozna−

czało wyrażenie „3”, u nas jest to numer po−

zycji na wyświetlaczu, na której ma być wy−

świetlona 2–pozycyjna liczba z akumulatora.

L4: deklaracja ORG – nakazuje kompilatoro−

wi (K) przetłumaczenie (kompilację) instrukcji

występujących po tej deklaracji począwszy od

adresu wskazanego w parametrze ORG, czyli

w naszym przypadku będzie to 8000h – począ−

tek zewnętrznej pamięci w komputerku edu−

kacyjnym. Dla „ręczniaków” jest to informacja

aby wprowadzać kod programu (pogrubiony

tekst) od adresu 8000h korzystając oczywiście

z funkcji „EDIT” komputerka.

czyli wspomniana liczba 45h – prawda że się

zgadza!

L7: musimy także powiedzieć procedurze

A2HEX, żeby wyświetliła liczbę od pozycji 3 na

displeju, toteż ładujemy jako drugi parametr

„pozycję” (która oznacza po prostu „3”)..

Uff!

L8: wreszcie właściwe wywołanie podpro−

gramu A2HEX. „Ręczniacy” będą musieli wpi−

sać adres bezpośredni procedury, który poda−

łem wcześniej, stąd w linii po lewej stronie lis−

tingu mamy sekwencję kodu: 12 02 4E, pierw−

sza liczba to kod instrukcji LCALL, następne

dwie to adres procedury A2HEX – sprawdź!

W efekcie po wykonaniu tego podprogramu

na wyświetlaczach DL3 i DL4 pojawi się liczba

„45”, czyli to co chcieliśmy!

L8: tu mamy omawiany przy okazji prezen−

towania instrukcji skoków bezwarunkowych,

przykład instrukcji SJMP , która została użyta

do zatrzymania programu. Instrukcja użyta

w ten sposób spowoduje że procesor będzie

skakał w kółko pod adres etykiety „stop”, czy−

li pod adres pod którym znajduje się instrukcja

SJMP ... „i tak w koło Macieju...”, w efekcie

można powiedzieć że program będzie krążył

w pętli nieskończonej, i tylko klawisz „M”

– powrotu do monitora może nas wybawić

z tego ślepego zaułka.

Ktoś może powiedzieć, „.... ale po co właś−

ciwie ta instrukcja SJMP, przecież i tak to już

koniec programu...”.

Koniec dla nas drodzy Czytelnicy, my o tym

doskonale wiemy, bo takie było założenie, ale

biedny procesor, kiedy wróci z podprogramu

A2HEX, będzie „pożerał” kolejne bajty kodu

programu, i jeżeli nie napotka na sensowne za−

kończenie w pętli nieskończonej (jak w przy−

kładzie) zacznie pobierać kolejne bajty progra−

my spoza adresu 800Dh, a tam co jest?, a no

same „śmieci” Kochani – sprawdźcie to fun−

kcją EDIT monitora.

Stąd zaczyna się prawdziwa część programu.

L5: dobrze by było aby po rozpoczęciu wy−

konywania naszego programu wyświetlacz nie

był zapisany jakimiś znakami, zupełnie nam

niepotrzebnymi. W tym celu profilaktyczne

wywołujemy podprogram CLS – czyszczący

wyświetlacz.

L6: do akumulatora zostaje załadowana licz−

ba do wyświetlenia, tym razem jest to liczba

45h. Te polecenie można zapisać także jako:

„ mov A, #45h ”.

„Ręczniacy” tak będą musieli postąpić, bo−

wiem nie korzystają z mądrego kompilatora,

Zadanie

Wypisać dowolną 8–bitową liczbę na wy−

świetlaczu w postaci heksadecymalnej.

Załóżmy że chcemy aby liczba pojawiła się

na 3–ciej i 4–tej pozycji, należy wykonać

i skompilować (komputerowo lub ręcznie prze−

tłumaczyć) instrukcje:

Nie musze tłumaczyć, co się wtedy może

stać. Nielogiczna sekwencja bajtów spowodu−

je niekontrolowane działanie procesora,

w efekcie czego najprawdopodobniej układ

dojdzie do końca pamięci programu FFFFh po

czym licznik rozkazów PC zostanie wyzerowa−

ny a w związku z tym na wyświetlaczu zoba−

czymy znajomy napis „HELLO”, oznajmiający

nam że właśnie zrestartowaliśmy nasz kompu−

terek. Dodatkowo stanie się to tak szybko że

efekt naszej pracy zostanie nie zauważony

przez nasze czujne oko.

Dlatego stosowanie na końcu programu

takiego skoku jest wskazane w każdym przy−

padku.

No dobrze skoro wiecie o co chodzi, to ra−

dzę poeksperymentować z innymi wartościa−

mi akumulatora oraz zmieniać np. pozycję wy−

świetlania, pamiętając że może ona zawierać

się w granicach 1...7.

CPU

8052.DEF

0045

liczba equ

45h

;liczba do wyswietlenia

0003

pozycja equ

;pozycja na ktorej ma byc

;wyswietlona liczba

8000

org

8000h

8000 120274

lcall

CLS

;wyczyszczenie wyswietlacza

8003 7445

mov

A, #liczba

;zaladowanie liczby

8005 75F003

mov

B, #pozycja

;i pozycji na displeju

8008 12024E

lcall

A2HEX

;wyswietlenie

800B 80FE stop:

sjmp

stop

;stop programu

W kolejnej lekcji omówię wszystkie pozo−

stałe procedury dostępne w monitorze oraz

podam ich adresy wywołań, wtedy będziemy

modli naprawdę „poszaleć”. Nabywcy dyskie−

tek AVT2250/D mogą się z nimi już teraz za−

poznać czytając zbiory BIOS.INC i CONST.INC.

800D

END

Pamiętajmy, że jest to listing programu, czy−

li że komputerowcy wpisują tylko deklaracje

i instrukcje wraz z ewentualnymi komentarza−

mi (po średniku), bez pierwszej kolumny liczb

określającej adres bieżącej instrukcji (tekst po−

chyły), oraz bez drugiej kolumny liczb w której

który wie że od momentu deklaracji w linii

2 (L2) słowo „liczba” oznacza „45h”. Popatrz−

cie zresztą na kod tej linii po lewej stronie (po−

grubione liczby) – 7445 = 74 45, pierwsza to

kod instrukcji „mov A, #dana ”(patrz wkładka

z tabelą instrukcji 8051), druga to argument,

Wesołej zabawy!

Sławomir Surowiński

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/98

Też to potrafisz

instrukcje

.....

jest_zero:

JMP @A+DPTR

– ang. „Jump Indirect relative to DPTR” –

skocz pośrednio względem rejestru DPTR

– w wyniku tej instrukcji następuje skok pod

adres będący sumą aktualnej wartości re−

jestru DPTR (liczba 16–bitowa) i wartości

akumulatora (liczba 8–bitowa). Można po−

wiedzieć że skok następuje pod adres w pa−

mięci programu umieszczony w DPTR

z przesunięciem podanym w akumulatorze.

Przesuniecie to traktowane jest jako liczba

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

PC <– A + DPTR

– kod: 01110011

etyk02:

;właściwe miejsce skoku

według pozycji = 1

;tu nastapi skok jeżeli

rej.B był równy zero

.....

etyk03:

;właściwe miejsce skoku

według pozycji = 2

.....

;i zostaną wykonane te

instrukcje

.....

etyk04:

.....

;właściwe miejsce skoku

według pozycji = 3

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 rozka−

zów PC dodawane jest przesunięcie „rel” –

na zasadach takich jak opisano wczesniej

przy okazji omawiania poprzednich instrukcji

skoków z argumentem „rel” (liczba 8–bito−

wa ze znakiem w kodzie U2).

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

– kod: 01110000

.....

73h

Poniżej zapoznamy się z instrukcjami sko−

ków warunkowych, które badają warunek

zgodności zadanego bajtu w wew. RAM

procesora (rejestru) z innym rejestrem lub

argumentem bezpośrednim (liczbą). Dwie

z nich JZ i JNZ sprawdzają czy w akumula−

torze znajduje się liczba zero czy nie i na tej

podstawie podejmowana jest decyzja

o skoku. Pozostałe instrukcje porównujące

wybrane rejestry z innym lub konkretną licz−

bą znajdują zastosowanie szczególnie

w pętlach programowych, gdzie konieczne

jest wykonanie n–razy określonej opracji.

– cykle: 2 bajty: 1

– przykład: realizacja skoków w miejsca

w programie określone poprzez numer

w zmiennej „pozycja” (umieszczonej – za−

deklarowanej 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

JMP @A+DPTR;wykonanie skoku

tablica_skoków: ;tu zaczyna sie tabela

skoków

AJMP etyk01 ;tu nastapi skok gdy

„pozycja” = 0

AJMP etyk02 ;tu nastąpi skok gdy

„pozycja” = 1

AJMP etyk03 ;tu nastąpi skok gdy

„pozycja” = 2

AJMP etyk04 ;tu nastąpi skok gdy

„pozycja” = 3

70h

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji 70h

+ przesuenięcie „rel”)

– przykład:

MOV A, B ;załadowanie rej. B do

Acc celem sprawdzenia

czy = 0

JNZ nie_zero ;jeżeli nie to skok do

etykiety „nie_zero”

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 rozka−

zów PC dodawane jest przesunięcie „rel” –

na zasadach takich jak opisano wczesniej

przy okazji omawiania poprzednich instrukcji

skoków z argumentem „rel” (liczba 8–bito−

wa ze znakiem w kodzie U2).

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

– kod: 01100000

jest_zero:

;jeżeli tak to wykonuj po

zostałe instrukcje

.....

nie_zero: ;tu nastapi skok jeżeli

rej.B był różny od zera

.....

;i zostaną wykonane te

instrukcje

60h

.....

A oto wspomniana wczesniej grupa instruk−

cji używana głównie w pętlach programo−

wych lub przy zwielokrotnionym sprawdza−

niu warunków zgodnosci określonych rejes−

trów z innym lub z argumentami stałymi.

Ogólna postać instrukcji jest następująca:

– cykle: 2

bajty: 2 (kod instrukcji 60h

+ przesunięcie „rel”)

– przykład:

MOV A, B

;załadowanie rej. B do

Acc celem sprawdzenia

czy = 0

.....

;pozostałe instrukcje

programu

.....

etyk01:

jest_zero ;jeżeli tak to skok do ety

kiety „jest_zero”

;właściwe miejsce skoku

według pozycji = 0

CJNE <arg1>, <arg2>, rel

nie_zero:

;jeżeli nie to wykonuj po

zostałe instrukcje

.....

;tu mozna umieścić

– ang. „Compare and Jump if Not Equal”, po−

równaj i skocz jeżeli argumenty porównania

nie są sobie równe

W instrukcji tej porównywane sa dwa argu−

menty: arg1 i arg2. Jeżeli nie są one równe

(ich wartości nie sa równe), to do zawartoś−

ci licznika rozkazów jest dodawane przesu−

nięcie „rel” na zasadach zgodnych z omó−

wionymi wczesniej. W efekcie zostaje wy−

konany skok w programie. Tu uwaga, skok

nastepuje względem instrukcji występują−

cej po instrukcji CJNE. Dodatkwo jest zmie−

niany znacznik przeniesienia C. I tak, jeżeli

w wyniku porównania okaże sie zę argum−

rent arg1 jest mniejszy od argumentu arg2

to do znacznika C wpisywana jest jedynka

(znacznik jest ustawiany), w przeciwnym

przypadku znacznik jest zerowany (C=0).

W zalezności od typu argumentów instruk−

cji możliwe są cztery przypadki, oto one.

– porównywany jest akumulator oraz komór−

ka wew. RAM o adresie podanym bezpo−

srednio 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 B5h

– 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 B

......

W przykładzie tym do rejestru B wpisywana

jest liczba 56. Nastepnie sprawdzany jest

warunek zgodności akumulatora z rejest−

rem B, jeżeli nie są sobie równe, to akumu−

lator jest inkrementowany (dodawana jest

do niego jedynka) – patrz etykieta „zwiek−

sz”. Następnie operacja jest powtarzana od

początku – instrukcja „SJMP check”. Jeżeli

w końcu nastąpi zgodność obu rejestrów,

wykonywany jest skok do etykiety „ko−

niec”, gdzie rejestr B zostaje wyzerowany.

CJNE A, #dana, rel

– akumulator zostaje porównany z argumen−

tem bezpośrednim (8–bitową 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) „kla−

wisz” będzie przechowywany kod wciśnę−

tego klawisza w systemie mikroprocesoro−

wym (ot choćby w naszym komputerku).

Jeżeli chcemy podjąć określone działanie

CJNE A, adres, rel

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: