Программное управление технологическим оборудованием

return

Sub2:

…

return

Программа работает следующим образом: с помощью команды btss W0, #0 анализируется бит 0 регистра W0: если он равен 0, то выполняется следующая за инструкцией команда, а если он равен 1, то следующая за командой инструкция пропускается. Таким образом, если бит 0 установлен, то в регистре W2 остаётся адрес вызова процедура Sub1, если же бит 0 сброшен, то в регистр W2 перезаписывается адрес вызова процедуры Sub2. Для того чтобы вызвать процедуру посредством адреса, содержащегося в рабочем регистре W2, выполняется команда «call W2». В данном примере бит 0 регистра W0 принудительно устанавливается в 1, поэтому вызывается процедура Sub1.

В примере значение стартового адреса одной из процедур (Sub1 или Sub2) записывается в регистр с помощью специального оператора handle в одной из команд:

mov #handle(Sub1),W2 mov #handle(Sub2),W2

Команды работы со стеком

Программный стек управляется командами push и pop. Эти инструкции эквивалентны инструкции mov с регистром W15 в качестве указателя приёмника. Для сохранения данных в стек необходимо выполнить следующую команду:

push W0

Значение, содержащееся на вершине стека, может быть получено следующей инструкцией:

pop W0

Во время выполнения инструкции вызова подпрограммы call, значение счётчика команд (PC) сохраняется в стек. Благодаря этому, после завершения работы подпрограммы, основная программа может продолжить своё выполнение с правильной позиции. Сохранение счётчика команд в стек происходит следующим образом: биты 15..0 располагаются по первому доступному адресу в стеке, а биты 22..16 помещаются по следующему адресу, при этом старшие биты второго слова дополняются нолями.

451

2 Пример выполнения работы

Задача: Вычислить значение выражения (25 + 13) * (18 – 9), результаты промежуточных вычислений хранить в регистрах. Выделить младшую тетраду результата и поместить её в старшую.

3 Варианты индивидуальных заданий к лабораторной работе

2.7Загрузить в регистр число 15. Сложить его с 25 и результат поместить на вершину стека. Поместить по адресу 20h внутренней памяти данных младшую десятичную цифру результата, а по адресу 21h – старшую.

2.8Найти разницу чисел 4836 и 2454. Младший байт результата поделить на 2. Поместить по адресу 30h внутренней памяти данных младшую десятичную цифру результата, а по адресу 32h – старшую.

2.9Найти адрес ячейки памяти данных путем перемножения двух чисел 0Сh и 0Eh. В эту ячейку записать результат логической операции "исключающее или" между текущим содержимым регистра W0 и числа

09h.

2.10Найти частное чисел 236 и 59. Результат умножить на 8 используя операции сдвига. По вычисленному таким образом адресу ячейки внутренней памяти данных размесить результат двойного декремента полученного числа.

Загрузить регистр W7 числом 023h. Найти сумму W7 + 32. В ячейку

452

внутренней памяти данных, расположенную по вычисленному таким образом адресу, загрузить число десятичных единиц результата сложения.

3.1Вычислить значение выражения (81 + 64) * (112 - 25) OR 10011010b, сохраняя промежуточные результаты в стеке.

3.2Найти разницу чисел 4801 и 209. Число десятичных единиц старшего байта результата поместить в старшую тетраду порта RA. Младшую тетраду оставить без изменений.

4 Контрольные вопросы

1.Сколько команд включает в себя система команд микроконтроллера?

2.На какие группы разделены команды микроконтроллера?

3.Как длительность машинного цикла микроконтроллера соотносится с его тактовой частотой?

4.Для чего предназначены биты конфигурации микроконтроллера и в чём их особенность?

5.Сколько источников тактирования может иметь микроконтроллер?

6.Каким образом настраивается источник тактирования микроконтроллера?

7.Какую функцию выполняет система прерываний?

8.Какое событие может быть причиной возникновения прерывания?

453

Лабораторная работа 3

Изучение системы программирования микроконтроллеров dsPIC33 с помощью языка программирования ассемблер

Цель работы:

Изучить алгоритмы типовых программ обработки информации, основные правила программирования и наиболее употребительные директивы. Составить алгоритм и программу обработки, исследовать ход её выполнения.

Порядок выполнения работы:

1 Краткие теоретические сведения

1.1 Обзор MPLAB ASM30 ассемблера

Язык ассемблера – машинно-ориентированный язык низкого уровня с командами, соответствующими командам микроконтроллера.

Условно текст программы на ассемблере можно разбить на следующие секции:

1. блок определений

o секция подключаемых файлов;

секция определения битов конфигурации; секция определения констант; секция определения макросов;

1.7секция объявления переменных. блок кода

1.7обработчик прерываний; o основной цикл программы; o подпрограммы

Таким образом, в блоке определений указывается модель используемого контроллера, подключаются заголовочные файлы, объявляются константы и переменные, содержатся иные директивы, определяющие параметры работы ассемблера и варианты сборки программы. В блоке кода содержатся

__reset:

454

main:

nop

goto main

Основу языка ассемблера составляют директивы и инструкции. Директивы ассемблера интерпретируются во время выполнения работы ассемблера и используются для определения секций памяти, инициализации констант, декларирования и определения символов и т.д. Инструкции являются командами микроконтроллера, непосредственно исполняются им во время работы.

1.2 Общий формат инструкций и директив

Общий формат инструкций и директив ассемблера следующий:

[метка:] инструкция [операнды] [;комментарии] [метка:] директива [аргументы] [;комментарии]

Таким образом, каждая строка исходного файла может содержать до четырёх информационных полей:

вметка;

вмнемоника команды;

воперанды команды;

вкомментарии.

Метки используются для отметки позиции в коде. Во время компоновки, метки определяют адреса в памяти. Метки должны начинаться с первой колонки. За меткой должно следовать двоеточие (:). Метка должна начинаться с символа латинского алфавита или символа подчёркивания (_) и может состоять из цифр и букв латинского алфавита и символа подчёркивания (_).

Мнемоники инструкций микроконтроллера, директивы ассемблера и макрокоманды должны начинаться со второй (и далее) колонки.

Операнды и аргументы следуют за мнемоникой команды. Операнды должны быть отделены от мнемоники не менее чем одним символом пробела

455

либо табуляции. Список операндов разделяется запятыми. Операнды используются в инструкциях для обеспечения информации об источнике и приёмнике. Аргументы подобны операндам и используются как источник и приёмник информации директив.

Любой текст до конца строки после символа «;» трактуется как комментарий. Комментарии могут следовать за операндами, мнемониками и метками и могут начинаться в любой колонке. Строковые константы, содержащие символ «;», как комментарий не воспринимается. Так же комментарии могут быть многострочными. В этом случае начало комментариев обозначается сочетанием символов «/*», а конец – сочетанием

«*/».

1.3 Директивы ассемблера

Существует 5 основных типов директив:

директивы контроля – управляют созданием разделов условно компилированного кода;

директивы данных – управляют разделением памяти и назначением символических имён переменным и константам;

директивы листинга – определяют формат и состав файла листинга. Эти директивы позволяют указывать заголовки, нумеровать страницы и настраивать другие параметры;

макро директивы – управляют работой макросов и распределением данных в теле макроса;

директивы объектного файла – используются только при создании объектного файла.

Основные директивы ассемблера перечислены ниже.

.list

Директива .list используется для управления процессом сборки программы. В частности, с помощью данной директивы можно указать используемый микроконтроллер, систему счисления по умолчанию, параметры работы со строками и т.д.. Пример использования директивы:

.list p=p33fj32mc204

456

.include

Директива .include добавляет содержимое указанного файла в исходный файл. Эффект аналогичен копированию полного текста включаемого файла в место расположения директивы. Параметр директивы – подключаемый файл

– может указываться как с полным путём, так и без. Во втором случае поиск файла будет осуществляться в текущей рабочей директории, директории исходного файла и служебных директориях. Пример использования директивы:

.include “p33fj32mc204.inc”

.global

Директива .global используется для того, чтобы позволить меткам, определённым внутри файла, использоваться в другом файле. Пример использования директивы:

.global __reset

.global __OscillatorFail

.global __AddressError

В данном примере метки сделаны глобальными, чтобы компоновщик использовать их как адрес для перехода программы в указанные точки при наступлении соответствующих событий. Метка __reset используется для обозначения начала кода и используется как адрес для перехода из вектора сброса.

.section

Директива .section декларирует секцию памяти. Атрибутами, следующими за директивой, задается расположение секции – например, в памяти RAM либо в программной памяти. Пример использования директивы:

.section .data

.data

Директива используется для информирования ассемблера, что последующие данные будут помещены в секцию инициализированных данных. Если адрес секции не определён, то он будет назначен автоматически при связи объектных файлов.

.text

Директива .text используется для информирования ассемблера, что следующий код будет помещён в секцию программной памяти.

457

.equ

Директива .equ используется для определения символа и присвоения ему значения. Пример использования директивы:

.equ FCY, #7370000

В данном примере символу FCY присваивается литеральное значение 7370000. В таком контексте FCY является константой, которая может использоваться в коде.

.hword

Директива .hword используется для объявления инициализированных данных в пределах секции. Данные могут быть в виде констант, внутренних и внешних меток или их выражений. Пример использования директивы:

MinX: .hword 0x7FFF

.extern

Директива .extern используется для объявления переменной либо метки, которая может использоваться в данном файле кода, однако определена как глобальная в другом файле. Пример использования директивы:

.extern label

.end

Директива .end используется для обозначения окончания ассемблерного исходного файла. Пример использования директивы:

.list

p=p33fj32mc204

; текст программы

.end

1.4 Числовые константы и системы счисления

MPASM поддерживает шестнадцатеричную, десятичную и двоичную системы счисления. Для обозначения числового значения используется символ «#».

Синтаксические правила числовых значений приведены в таблице 1.1.

458

1.5 Текстовые строки

Текстовые строки могут состоять из знаков ASCII. Определение строки завершается специальным символом окончания строки – «\n».

2 Пример выполнения работы

Задача: Вычислить значение выражения (25 + 13) * (18 – 9), результаты промежуточных вычислений хранить в регистрах. Выделить младшую тетраду результата и поместить её в старшую. Проверить корректность выполнения алгоритма и результаты промежуточных вычислений в симуляторе. Указать результат выполнения алгоритма.

Листинг программы:

.include "P33FJ32MC204.inc"

.global __reset

__reset:

.end

459

3 Варианты индивидуальных заданий к лабораторной работе

Разработать программу в соответствии с вариантом задания. Проверить корректность выполнения алгоритма и результаты промежуточных вычислений в симуляторе. Пометить промежуточные значения переменных на каждом шаге и указать результат выполнения алгоритма.

Загрузить в регистр число 15. Сложить его с 25 и результат поместить на вершину стека. Поместить по адресу 20h внутренней памяти данных младшую десятичную цифру результата, а по адресу 21h – старшую.

Найти разницу чисел 4836 и 2454. Младший байт результата поделить на 2. Поместить по адресу 30h внутренней памяти данных младшую десятичную цифру результата, а по адресу 32h – старшую.

Найти адрес ячейки памяти данных путем перемножения двух чисел 0Сh и 0Eh. В эту ячейку записать результат логической операции "исключающее или" между текущим содержимым регистра W0 и числа

09h.

Найти частное чисел 236 и 59. Результат умножить на 8 используя операции сдвига. По вычисленному таким образом адресу ячейки внутренней памяти данных размесить результат двойного декремента полученного числа.

Загрузить регистр W7 числом 023h. Найти сумму W7 + 32. В ячейку внутренней памяти данных, расположенную по вычисленному таким образом адресу, загрузить число десятичных единиц результата сложения.

Вычислить значение выражения (81 + 64) * (112 - 25) OR 10011010b, сохраняя промежуточные результаты в стеке.

Найти разницу чисел 4801 и 209. Число десятичных единиц старшего байта результата поместить в старшую тетраду порта RA. Младшую тетраду оставить без изменений.

4 Контрольные вопросы

Из каких блоков состоит программа на ассемблере?

В чём отличие директив и инструкций?

Укажите синтаксис директив.

Укажите синтаксис инструкций.

Каково назначение литералов?

460