Архитектура построения и средства защиты СПЦС. Поздышева О.В., Мордовин А.И

2.2. Команды пересылки данных

Команды, выполняющие пересылку данных, можно объединить в следующую таблицу (табл. 2.1).

31

2.3. Команды арифметических операций

Команды, выполняющие арифметические операции, можно объединить в следующую таблицу (табл. 2.2).

32

2.4. Команды логических операций

Команды, выполняющие логические операции, можно объединить в следующую таблицу (табл. 2.3).

33

34

2.5. Команды операций над битами

Команды, выполняющие операции над битами, можно объединить в следующую таблицу (табл. 2.4).

Таблица 2.4

35

2.6. Команды передачи управления

Команды, выполняющие передачу управления, можно объединить в следующую таблицу (табл. 2.5).

Таблица 2.5

36

2.7. Программирование в среде Keil

Для систем с микроконтроллерами 8051 разработаны мощные инструментальные средства, позволяющие снизить до минимума время разработки и отладки программного обеспечения. Среди прочих лидирующие позиции занимают программные средства, разработанные фирмой Keil. Инструментальные средства этой фирмы включают целый ряд мощных приложений, таких как компилятор языка C для микроконтроллеров 8051, известный под названием Keil C51, макроассемблер A51, совместимый с ASM$51, и наконец, удобная графическая оболочка для разработки и отладки программ Keil uVision.

Среда разработки Keil uVision (в настоящее время используются версии 2 и 3) позволяет создавать сколь угодно сложные проекты, состоящие из разных модулей, написанных как на C, так и на языке ассемблера, подключать библиотеки функций и т.д. Кроме того, эта среда включает удобный отладчик (симулятор), позволяющий оценить и быстро проверить работоспособность программы. Хотя при разработке программ можно обойтись только командной строкой, откомпилировав и собрав программу вне среды Keil uVision, графическая среда раз работки все же более удобна, поскольку позволяет автоматизировать сборку программ и проверить их работоспособность с помощью отладчика.

Для разработки и отладки программ в среде Keil желательно иметь установленную графическую среду Keil uVision версии 2 или 3 и компиляторы C51 и A51. Можно использовать демонстрационные версии этих программных инструментов, доступные для скачивания на сайте www.keil.com. Все примеры, приведенные в этой главе, будут работать в демонстрационной версии среды Keil. Более того, для разработки программ на языке C в среде Keil uVision можно использовать и свободно распространяемый компилятор SDCC, который разработан в рамках открытого лицензионного соглашения GNU и не имеет ограничений по размеру

37

исполняемого программного кода. Несмотря на некоторые отличия в синтаксисе, многие (если не большинство) из принципов программирования систем с 8051, используемые в

Keil C51, работают и в SDCC.

2.8.Интерфейс с языком ассемблера

Вцелом ряде случаев, особенно при работе с внешними устройствами, для повышения эффективности программного кода и упрощения разработки программы имеет смысл использовать язык ассемблера. Например, при работе с быстродействующими аналого-цифровыми преобразователями можно применить отдельные процедуры для считывания двоичного кода по интерфейсу SPI. В целом ряде случаев при программировании обмена данными с периферийным оборудованием программист сталкивается с необходимостью реализации сложных алгоритмов обмена данными, требующих использования многочисленных манипуляций с отдельными битами, что при применении только операторов языка высокого уровня может оказаться весьма затруднительным.

Втаких случаях намного быстрее и проще решить задачу, применив в программе на C ассемблерный код. Единственное, что требуется от программиста при разработке ассемблерного кода, – достаточно хорошее понимание программной архитектуры микроконтроллера и системы команд.

Компилятор C51 позволяет работать как со встроенными (inline) ассемблерными вставками, так и с процедурами на ассемблере, которые можно хранить в отдельном файле с расширением .asm. В последнем случае можно оттранслировать исходный ASM-файл при помощи компилятора a51.exe, а затем скомпоновать программу с помощью компоновщика bl51.exe.

38

2.9. Программирование на языке ассемблера в среде Keil

До сих пор мы рассматривали язык ассемблера как вспомогательное средство при разработке программ на Keil C51. Тем не менее в целом ряде случаев, особенно когда не требуется создавать сложный интерфейс пользователя, а требуется лишь работа с оборудованием, программы на языке ассемблера работают очень эффективно. Слабым местом ассемблера традиционно считается трудность реализации математических функций и обработки сложных типов данных (длинных целых чисел, чисел с плавающей точкой), а также функции преобразования различных типов данных. Тем не менее в Интернете имеется масса исходных текстов программ, позволяющих решить эти и другие проблемы, значительно расширив при этом возможности программ на ассемблере. В принципе, настроив среду программирования соответствующим образом и подключив необходимые библиотеки функций, можно решать практически любые задачи по программированию 8051-систем.

Синтаксис этого языка во многом похож на тот, что используется в «классическом» ASM$51. В программе на ассемблере A51 можно определять сегменты кода (абсолютные и перемещаемые), а также сегменты данных, указывая для них тип используемой памяти (DATA, IDATA, XDATA, CONST и

т.д.). Описание языка ассемблера A51 довольно обширно и может занять несколько сотен страниц, поэтому мы не будем углубляться в детали функционирования A51, а на практических примерах посмотрим, как создаются исполняемые файлы программ на ассемблере.

Вначале создадим ассемблерный вариант программы

«Hello, World» вне среды программирования Keil uVision.

Наберем в текстовом редакторе исходный текст программы:

39

NAME PROCS

ESC EQU 1Bh

MAIN SEGMENT CODE myData SEGMENT CODE CSEG AT 0

USING 0 JMP start RSEG MAIN start:

MOV SCON, #50h MOV TH1, #0FDh ORL TMOD, #20h SETB TR1

MOV DPTR, #text next_byte:

CLR TI

CLR A

MOVC A, @A+DPTR CJNE A, #ESC, write_char SJMP $

write_char: MOV SBUF, A JNB TI, $ INC DPTR

SJMP next_byte RSEG myData

text: DB ‘Hello, World’, ESC

END

Поскольку микроконтроллер после включения питания начинает выполнение программы с абсолютного адреса 0 в сегменте программ, то в начале нашего листинга указана директива

CSEG AT 0

40