Základy programování v 8051
| SW: MCU 8051 IDE | |
|
| |
Úvod do programování jednočipových mikropočítačů
SW: MCU 8051 IDE
Jednočipový mikropočítač řady 8051 je v současné době nepsaným standardem v mikroprocesorové technice. Jeho architektura a instrukční soubor se staly základem pro celou řadu vyšších typů jednočipových mikropočítačů.
Úkolem této části je popis elementárních programátorských technik a postupů, které je nutno zvládnout pro programování konkrétních aplikací. Předpokládá se alespoň základní znalost architektury 8051, jeho instrukcí a používání překladače.
Přesuny dat a zápis konstant
Přesuny dat v paměti procesoru provádí instrukce:
MOV <oper1>,<oper2>
Začneme od nejjednoduššího příkladu, a to je zápis konstanty do registru.
MOV A,#12
Po provedení této instrukce se naplní obsah registru A číslem 12. Zde je nutno upozornit na znak '#', který je uveden před číslem 12. Tento znak je v assembleru 8051 velmi důležitý, odlišuje totiž zápis konstanty od zápisu adresy neboli tzv.přímé hodnoty, což je buď SFR registr nebo oblast vnitřní RAM. Špatné použití znaku '#' (ať už jeho vynechání či nadbytečnost) má za následek vznik těžko zjistitelných chyb a způsobuje záhadné chování programu.
Příklad:
MOV R0,#10 ;zápis 10 do registru R0
.
.
MOV A,#0 ;zápis 0 do A
.
.
MOV A,0 ;zápis 10 do A !!!!
Ve druhém případě použití registru A (třetí instrukce programu) nedošlo k jeho vynulování, ale k přesunu přímé hodnoty z adresy 0 do registru A. Protože na adrese 0 ve vnitřní paměti RAM leží registr R0, dojde k přepisu jeho hodnoty do registru A.
label_0:
mov A,#192
mov A,#62h
mov A,#0x27
mov A,#01010101b
nop
end
Instrukce MOV má má široké spektrum parametrů a je možno ji použít ve všech adresovacích módech.
MOV R0,#20H ;počáteční adresa ukládání
MOV B,#8 ;počet průchodů smyčkou
CYKL: MOV @R0,P1 ;načtení portu P1
INC R0 ;zvyš ukazatel
DJNZ B,CYKL ;proveď celkem 8x
Uvedený příklad ilustruje použití instrukce MOV při nepřímém adresování. Program 8x sejme hodnotu portu P1 a uloží ji postupně na adresy 20H až 27H do vnitřní paměti RAM.
Modifikace tohoto příkladu pro uložení hodnot do vnější paměti dat vypadá následovně:
MOV R0,#20H ;počáteční adresa ukládání
MOV B,#8 ;počet průchodů smyčkou
CYKL: MOV A,P1 ;načtení portu P1
MOVX @R0,A ;přesun do vnější paměti
INC R0 ;zvyš ukazatel
DJNZ B,CYKL ;proveď celkem 8x
Pro adresování vnější paměti dat je nutno použít instrukci MOVX (Move External - přesun z vnější paměti).
Všechny uvedené příklady zatím přesouvaly data v paměti údajů (ať už vnitřní, či vnější). Pro přesun dat z paměti programu slouží instrukce MOVC. Následující příklad ukazuje použití MOVC (Move Constant - přesun z pevné paměti) při přenosu bloku dat (např.tabulky) z paměti programu do paměti dat:
ORG 0
MOV DPTR,#TAB ;zápis adresy tabulky
MOV R7,#TAB_END ;zápis délky tabulky do R7
MOV R0,#20H ;tabulka se bude ukládat
;od adresy 20H ve vnitřní RAM
CYKL: MOV A,#0 ;nulování A
MOVC A,@A+DPTR ;přesun jednoho prvku tab.
MOV @R0,A ;do A a odtud do RAM
INC R0 ;zvyš ukazatel do RAM
INC DPTR ;zvyš ukazatel do ROM
DJNZ R7,CYKL ;opakuj přes celou délku
;tabulky
ORG 300H ;umístění tabulky
TAB: DB 1,2,3,4,5 ;jednotlivé prvky tabulky
DB 6,7,8,9,10 ;
TAB_END EQU $-TAB ;výpočet délky tabulky
;udělá překladač
V programu je použita instrukce MOV DPTR,#TAB, která do registru DPTR načte adresu tabulky. Instrukce s těmito parametry pracuje
jako jediná se šestnácti bity, všechny ostatní parametry instrukce MOV pracují s osmibitovými údaji.
Poznámka:
Poslední řádek příkladu ukazuje jeden ze způsobů použití pseudoinstrukce EQU pro výpočet délky tabulky. Kdybychom místo posledního řádku uvedli:
TAB_END EQU 10
program by pracoval stejně, ale při jakékoli změně délky tabulky bychom tento údaj museli neustále počítat a měnit (což může zvláště u delších tabulek vést k chybám). Postupem uvedeným v příkladě přenecháme starost o výpočet délky tabulky překladači.
Pro přesun údajů je možno použít také instrukci výměna:
XCH A,<parametr>
která vymění obsah registru A s druhým parametrem. Takže sekvenci instrukcí:
;výměna obsahu A, R0
MOV B,A
MOV A,R0
MOV R0,B
je možno nahradit jedinou instrukcí:
XCH A,R0
Příklady použití
MOV A, R0 ; Přesun obsahu registru R0 do akumulátoru
MOV A, 22h ; Přesun obsahu pameti 22h do akumulátoru
MOV A, #22h ; Přesun čísla 22h do akumulátoru
MOV A,@R0 ; Přesun obsahu registru R0 přes nepřímou adresu do akumulátoru. '''POUZE REGISTRY R0 A R1!!'''
MOVC A,@A + DPTR ; Přesun bytu paměti programu do akumulátoru
MOVX ; umožnují přístup k paměti dat
Používání zásobníku
Zásobník je část paměti v oblasti vnitřní RAM. Je definován svým počátkem a může ležet kdekoli ve vnitřní oblasti RAM. V oblasti SFR registrů je definován ukazatel zásobníku - registr SP. Tento registr ukazuje vždy na vrchol zásobníku. Při ukládání dat na zásobník se nejprve hodnota SP registru zvýší o 1 - zásobník roste směrem do oblasti vyšších adres vnitřní RAM - a potom se data uloží tam, kam ukazuje SP. Při vybírání dat ze zásobníku je postup opačný - nejprve se uloží data, adresovaná SP a potom se SP sníží o 1.
Nastavení ukazatele zásobníku a starost o to, aby nedošlo ke kolizi zásobníku s ostatními údaji v RAM je zcela na zodpovědnosti programátora. Vždy je nutno pro zásobník vyhradit dostatečně velkou část paměti tak, aby mohl pojmout návratovou adresu i toho nejvíce vnořeného podprogramu. U systému s přerušením je nutno počítat s tím, že přerušena může být libovolná část programu, takže kapacita zásobníku musí být navržena s rezervou i pro tento případ.
Po resetu mikropočítače se hodnota SP nastaví na 7.
Zásobník je využíván pro odkládání návratových adres při volání podprogramů nebo při přerušení (viz bod 7).
Pro ukládání a vybírání dat ze zásobníku slouží instrukce:
• ulož PUSH <parametr>
• vyjmi POP <parametr>
Nejtypičtějším použitím zásobníku je přechodné ukládání mezivýsledků pro pozdější zpracování nebo pro úschovu pracovních registrů při vstupu do procedury.
Příklad: ACALL PROC ;volání procedury
.
.
PROC: PUSH PSW ;úschova PSW
PUSH ACC ;úschova A
PUSH B ;úschova B
.
;nyní mohu v proceduře používat registry A,B
;před návratem z procedury je jejich obsah obnoven
.
.
POP B ;obnovení B
POP ACC ;obnovení A
POP PSW ;obnovení PSW
RET
Logické operace, posuvy a rotace
Logické operace
V instrukčním souboru 8051 jsou následující instrukce pro logické operace:
• logické nasobení ANL <oper1>,<oper2>
• logické sečítání ORL <oper1>,<oper2>
• log.exkluzivní součet XRL <oper1>,<oper2>
Uvedené instrukce provádějí příslušnou logickou operaci mezi dvěma operandy <oper1>,<oper2> po jednotlivých bitech a výsledek se uloží do prvního operandu <oper1>.
Typickým příkladem použití instrukce ANL je vynulování jednotlivých bitů operandu. Používá se v těch případech, kdy potřebuji část operandu vynulovat.
Příklady:
;nulování bitu 0..3 registru B
ANL B,#11110000B
;nulování bitů 0,2,4,6 registru A
ANL B,#10101010B
;nulování celého registru B
ANL B,#0
Této operaci se říká maskování - operand se logicky vynásobí s tzv.maskou - v našem příkladě 11110000B,10101010B nebo 0. Ty bity prvního operandu, které se vynásobí s nulou v příslušném bitu druhého operandu (masce), jsou vynulovány (vymaskovány).
Příklad:
V registru R0 máme dvě BCD číslice. Úkolem programu bude tyto dvě číslice uložit do registrů R1 a R2, každou zvlášť. Tedy například:
R0=15H —————> R1=01H, R2=05H
Poznámka: BCD tvar číslic je způsob uchovávání číslic ve tvaru, kdy v jednom bytu jsou umístěny dvě číslice (v našem příkladě číslice 1 a 5.
MOV A,R0 ;přesun do A
ANL A,#0F0H ;nulování spodní části byte
MOV R1,A ;uschovej
MOV A,R0 ;znovu přesun
ANL A,#0FH ;nulování horní části byte
SWAP A ;zaměň horní a dolní část
MOV R2,A ;registru A a ulož
Instrukce SWAP A provede záměnu horní a dolní části registru A. Je-li obsah registru A před provedením instrukce SWAP např. 56H, po provedení této instrukce se obsah registru A změní na 65H.
Instrukce ORL provádí logický součet (po bitech operace OR) dvou operandů. Časté použití této instrukce je pro nastavení příslušných bitů daného operandu do 1.
Příklad:
;nastavení bitu 0 registru A do jedničky
ORL A,#1
;nastavení bitů 5,6,7 do jedničky
ORL A,#11100000B
Poznámka: Pro nastavení, nulování a negaci jednotlivých bitů existují speciální instrukce, které jsou popsány v následující kapitole.
Instrukce XRL provádí výhradní logický součet operandů (po bitech operace XOR) a výsledek ukládá do prvého operandu. Praktické využití této instrukce je v negaci vybraných bitů daného operandu.
Příklad: Přečtěte z portu P0 hodnotu, spodní čtyři bity vynulujte, horní čtyři bity invertujte (negujte) a výsledek vyšlete na port P1.
MOV A,P0 ;načtení z portu P0 do A
ANL A,#0F0H ;nulování spodních bitů
XRL A,#0F0H ;invertování horních bitů
MOV P1,A ;vyslání na port P1
Posuvy a rotace:
Pro rotace jsou v instrukčním souboru 8051 instrukce:
• rotace doleva RL A
• rotace doleva přes C RLC A
• rotace doprava RR A
• rotace doprava přes C RRC A
Posouvat (rotovat) operand je možno pouze v akumulátoru. Rotace mají široké použití v aritmetických programech (viz. kap.6). Ukážeme si další typické použití - vysílání tzv. pochodující nuly na port. Pochodující nula znamená, že na jeden port za sebou postupně vyšleme hodnoty:
11111110
11111101
11111011
11110111
11101111
11011111
10111111
01111111
Jak je vidět z tabulky, hodnoty, které se vysílají na port se liší pouze v pozici nuly - nula pochoduje přes celý port. Tato technika se používá při obsluze klávesnice - viz část II, zadání 19.
MOV R0,#8 ;počítadlo cyklů
MOV A,#11111110B ;první hodnota do A
CYKL: MOV P1,A ;vyslání na port
RL A ;rotace akumulátoru doleva
DJNZ R0,CYKL ;celkem 8x
Další příklad ukazuje způsob rotace 16-ti bitového operandu doleva. K této rotaci se používají instrukce s přenosem do C bitu. Uvedený posuv se nazývá logický posuv a spočívá v tom, že bity D0-D14 se posunou o jedno místo doleva, do bitu D0 se přesune bit C a bit D15 se přesune do C.
Příklad:
;logický posuv 16-ti bitového čísla, uloženého
;v R0 a R1
MOV A,R0 ;načtení dolních 8 bitů do A
RLC A ;rotace doleva ms přenosem do C
XCH A,R1 ;uschovej a načti horních 8 bitů
RLC A ;rotuj horních 8 bitů
XCH A,R1 ;ulož horních 8 bitů
MOV R0,A ;ulož spodních 8 bitů
Booleovský procesor
Architektrura 8051 umožňuje pracovat přímo s jednotlivými bity. Instrukčním soubor obsahuje instrukce, které umožňují přímou adresaci jednotlivých bitů (ať už ve vnitřní RAM nebo v oblasti SFR registrů). Jsou to instrukce:
• přesun MOV C,<bit>
• komplementaci CPL <bit>
• nulování CLR <bit>
• nastavování SETB <bit>
• logický součet ORL C,<bit>
• logický součet s neg.bitem ORL C,/<bit>
• logický součin ANL C,<bit>
• logický součin s neg.bitem ANL C,/<bit>
Dále pak je možno stav kteréhokoli bitu testovat na hodnotu true nebo false instrukcemi podmíněných skoků:
• skok,je-li bit roven jedné JB <adr>
• skok, je-li bit roven nule JNB <adr>
• skok, je-li bit roven jedné JBC <adr>
s následným nulováním bitu
Uvedené instrukce představují v praxi velmi silný nástroj pro řešení konkrétních aplikací.
Příklad: Pokud je na vývodu T0 log.0, je na vývodu T1 stejná hodnota, jako je na vývodu P1.0. Pokud je na vývodu T0 log.1, hodnota na výstupu T1 se mění periodicky (střídání 0 a 1).
TEST: JB T0,KOMPL ;test na stav vývodu T0
MOV C,P1.0 ;je nulový - načti P1.0
MOV T1,C ;a přenes na T1
SJMP TEST ;návrat na začátek
KOMPL: CPL T1 ;komplementace vývodu T1
SJMP TEST ;návrat na začátek
Příklad: Synchronizace na přicházející signál. Úkolem je zjistit okamžik sestupné hrany (přechod z jedničky do nuly) na vývoru P2.5. Celý problém řeší zápis jedinné instrukce:
JB P2.5,$
nebo
ZDE: JB P2.5,ZDE
Oba zápisy jsou ekvivalentní, význam znaku $ byl vysvětlen v kapitole 1. Činnost procesoru při provádění této instrukce je jednoduchá - pokud je na vývodu P2.5 logická jednička, provádí se skok na tutéž instrukci, tedy čeká se na okamžik, kdy dojde ke změně z log.1 na log.0. Podobně se dá realizovat čekání na vzestupnou hranu, celý puls, atd..
Příklad: Další z možnosti využití instrukcí pracujících s bity je ve vyhodnocení booleovského výrazu. Představme si, že máme vyhodnotit booleovskou funkci:
Q= K . (L + not M) + (not N . O) + R
K •————•
—————————————————————• & |
| •—————•
| | |
L •————• •————• | |
—————• 1 | | •————• |
| | | |
not M | •—————• |
—————• | | •—————•
•————• •——• |
| 1 |
not N •————• •——————————• •———— Q
—————• & | POM | | |
| •—————————————• •———• |
O | | | •—————•
—————• | |
•————• |
R |
———————————————————————————————•
Řešení:
K BIT 0 ;definice jednotlivých
L BIT 1 ;proměnných v oblasti bitově
M BIT 2 ;adresovatelné RAM
N BIT 3
O BIT 4
R BIT 5
Q BIT 6
POM BIT 7
MOV C,O ;výpočet (not N.O)
ANL C,/N
MOV POM,C ;úschova mezivýsledku do POM
MOV C,L ;výpočet (not M + L)
ORL C,/M
ANL C,K ;and K
ORL C,POM ;or POM
ORL C,R ;or R
MOV Q,C ;výsledek ulož do Q
END ;konec programu
Větvení programů, cykly
VĚTVENÍ PROGRAMŮ
S některými instrukcemi pro větvení programu jsme se seznámili v předchozí kapitole. Mezi instrukce skoků patří dále:
• skok, je-li C=1 JC <adr>
• skok, je-li C=0 JNC <adr>
• skok, je-li A=1 JZ <adr>
• skok, je-li A=0 JNZ <adr>
Všechny uvedené instrukce (JB,JNB,JBC,JC,JNC,JZ,JNZ) jsou tzv. podmíněné skoky, kdy skok na zadanou adresu je podmíněn splněním určité podmínky - (bit nastave/vynulován, akumulátor je nulový...). Jejich další společnou vlastností je, že cíl skoku může ležet pouze v rozsahu <-128,+127> bajtů.
Další skupinou instrukcí, které umožňují větvení programu, jsou tzv.nepodmíněné instrukce:
• nepodmíněný skok v rozsahu <-128,+127> SJMP <adr>
• nepodmíněný skok v rozsahu 2 kB AJMP <adr>
• nepodmíněný skok v celém adr. rozsahu LJMP <adr>
• nepodmíněný skok v celém adr. rozsahu JMP @A+DPTR
Význam a použití prvních třech instrukcí pro nepodmíněný skok je zřejmý - liší se pouze v rozsahu, ve kterém může ležet adresa skoku. Povšimněme si blíže instrukce JMP @A+DPTR. Tato instrukce provede skok na cílovou adresu, která se vypočítá jako součet obsahu akumulátoru a DPTR. To je podstatný rozdíl oproti předchozím typům instrukcí, kdy cílovou adresu skoku jsme museli znát již při překladu instrukce do strojového kódu, kdežto adresa skoku u instrukce JMP @A+DPTR se vypočítává až za běhu programu!
Příklad:
Máme provést rozskok na jednu z osmi adres programu v závislosti na obsahu akumulátoru, který může nabývat hodnot z intervalu 1..8. Např. je-li A=2, skočí se na podprogram DRUHA.
MOV DPTR,#TAB ;adresa rozskokové tab.
DEC A ;korekce na počátek tab.
RL A ;násobení A dvěma (prvky
JMP @A+DPTR ;v tabulce jsou 2-bytové)
TAB: AJMP PRVNI
AJMP DRUHA
.
.
AJMP SEDMA
VYTVÁŘENÍ CYKLŮ
Při programování cyklů se používají v podstatě tři postupy, známe z vyšších programovacích jazyků: repeat - until, while a for.
————————————————————————————————————————————
repeat
.
.
.
until <podmínka>
————————————————————————————————————————————
while <podmínka> do
.
.
.
end
————————————————————————————————————————————
for <počet cyklů> do
.
.
.
end
————————————————————————————————————————————
A. U cyklu repeat-until se podmínka pro ukončení cyklu testuje vždy až na konci cyklu - vždy tedy dojde k tomu, že program projde cyklem alespoň jednou.
Příklad:
REPEAT:
.
.
;tělo cyklu
.
.
JC REPEAT ;until <podmínka>
Pokud je příznak C nastaven, program přejde na návěští REPEAT a celý cyklus se opakuje znovu.
B. Cyklus typu while vyhodnocuje podmínku pro vstup do cyklu na jeho počátku - může se tedy stát, že program cyklem neprojde ani jednou.
WHILE: JNC KONEC
.
.
;tělo cyklu
.
.
SJMP WHILE
KONEC:
Pokud příznak C není nastaven, provede se skok na návěští KONEC a program se do cyklu nedostane.
C. Cyklus for je tzv. tvrdý počítaný cyklus. Na rozdíl od předchozích typů je počet průchodů cyklu předem znám. Pro tento účel je přímo předeslána instrukce:
• odečti a skoč, není-li výsledek nula DJNZ <oper>,<adr>
Příklad:
Jedno z možných použití tohoto cyklu je při vytváření časových smyček. Např zpoždění 100 µs při krystalu 6MHz:
;zpozdeni 100 mikrosecund (6 MHz)
DELAY: MOV R0,#24 ;naplň počítadlo cyklů
DJNZ R0,$ ;skáče sám na sebe (24x)
NOP
Poznámka: Pro výpočet časových smyček je vždy nutmo znát frekvenci krystalu, se kterouprocesor pracuje a potom délku každé instrukce v cyklech. Pro náš případ:
MOV R0,#23 ; 2 µs
DJNZ R0,$ ; 24*4=96 µs
NOP ; 2 µs
—————————
100 µs
K vytváření cyklů a větvení programu slouží také instrukce:
• porovnej a skoč CJNE <oper1>,<oper2>,<adr>
při nerovnosti
Tato instrukce nejprve porovná oba operandy a pokud se nerovnají, provede relativní skok na zadanou adresu, jinak program pokračuje další instrukcí. Tato instrukce je v celém repertoáru instrukcí 8051 jedinná, která porovnává dva operandy a nastavuje příznak C beze změny hodnot operandů !!!!
Příklad:
Pro vytvoření cyklu repeat-until:
MOV B,#5 ;konečná hodnota
MOV A,#0 ;počáteční hodnota
REPEAT: INC A
CJNE A,B,REPEAT ;porovnej A a B, pokud se
;liší, skoč na REPEAT
Pro vytvoření cyklu for:
MOV R0,#0
FOR: .
;tělo cyklu for
.
INC R0
CJNE R0,#10,FOR ;dokud je R0 menší než 10,
;opakuj cyklus
Binární a dekadická aritmetika
Pro jednoduché aritmetické úlohy, tj.sčítání odčítání, násobení a dělení má 8051 tyto instrukce:
• sčítání ADD A,<operand>
• sčítání s přičtením příznaku C ADDC A,<operand>
• odečítání SUBB A,<operand>
• zvyš obsah o jedničku INC <operand>
• sniž obsah o jedničku DEC <operand>
• násobení MUL AB
• dělení DIV AB
• desítková úprava A DA A
Instrukce sčítání ADD přičte k obsahu akumulátoru zadaný operand. Instrukce ADDC přičte navíc k výsledku ještě obsah C.
Příklady: Sečtěte dvě 16-ti bitová čísla a výsledek uložte na místo prvního z nich.
OPER1 EQU 20H
EQU 21H
OPER2 EQU 22H
MOV A,OPER1
ADD A,OPER2
MOV VYSL,A
Používání podprogramů
Pro používání podprogramů jsou v instrukčním souboru instrukce:
• volání podprogramu v rozsahu 2 kb ACALL <adr>
• volání podpr. v celém adres.rozsahu LCALL <adr>
• návrat z podprogramu RET
• návrat z obsluhy přerušení RETI
Instrukce ACALL a LCALL při své aktivaci zvýší ukazatel zásobníku SP o 2, uloží adresu následující instrukce na zásobník a předá řízení programu na cílovou adresu.
Instrukce RET předá řízení na adresu, uloženou na vrcholu zásobníku a poté odečte od SP dvojku - dochází tedy ke snížení zásobníku o jednu úroveň.
Činnost instrukce RETI z hlediska předání řízení programu na adresu uloženou na zásobníku je totožná s RET, ale navíc RETI povoluje přerušení - používá se tedy při návratu z obsluhy přerušení.
Příklad: Pp vyhodnocení přerušení od sériové linky se řízení předá na adresu 23H. Jeden z možných způsobů obsluhy přerušení může vypadat např. takto:
ORG 23H
LJMP SER_INT ;skok na obsluhu přerušení
.
.
.
ORG 500H ;adresa obsluhy přerušení
;může být n alibovolném místě
;zde např. 500H
SER_INT:
PUSH ACC
PUSH B ;ůschova geristrů
PUSH PSW
.
. ;obsluha přerušení
.
POP PSW
POP B ;obnovení registrů
POP ACC
RETI ;návrat z přerušení, povolení
;dalších přerušení
Příklady ze cvičení MIT
1. MOV
práce s daty - instrukce přesunu: mov Soubor:Příklad1.jpg
Zadání: Pomocí instrukcí přesunu dat naplňte tři sousední buňky vnitřní paměti dat o adrese 20h, 21h, 22h postupně daty tj. přímým operandem o hodnotách: 12h, F4h, 8Fh.
a) S využitím přímých adres proveďte cyklickou záměnu dat tak, aby pořadí dat bylo: F4h,8Fh,12h.
b) S využitím adresovacích registrů r0, r1 proveďte cyklickou záměnu dat tak, aby pořadí dat bylo: F4h,8Fh,12h.
org 0 ;pseudoinstrukce umistujici program do pameti programu pocitace adresou 000h
mov 20h,#12h ;nastaveni ciselnych hodnot do pameti dat
mov 21h,#0F4h
mov 22h,#8Fh
mov R0,20h ;pocatek presunu, uvolneni pameti pro prvni presun dat
mov 20h,21h
mov 21h,22h
mov 22h,R0
nop ;prazdna instrukce
end ;pseudoinstrukce ukoncujici preklad zdrojoveho programu
2. aritmetické operace
práce s daty - aritmetické operace: add, addc, daa, příznaky
Soubor:Příklad2.jpg
Zadání: Do paměťových míst o adrese 30h, 31h zadejte v simulačním režimu vývojového prostředí přímá data. V programu zapište do registru DPRT číslo 1258h.
a) Přičtěte k obsahu registru DPTR obsah paměti o adrese 30h.
b) Proveďte součet dat, která jsou uložena v paměti dat na adrese 30h a 31h a výsledek uložte na adresy 40h (nižší slabiku) a 41h (vyšší slabiku).
include REG51.INC
org 0;
mov DPTR, #1258h ;nastaveni 2B dat do registru dptr
mov A, DPL ;scitani nizsi slabiky z 2B dat
add A, 30h
mov DPL, A ;vysledek souctu zpet do nizsi slabiky re. dptr
mov A, DPH ;respektovani prenosu do vyssi slabiky (resi CY)
addc A, #0 ;pricteni pripadneho prenosu do vyssi slabiky
mov DPH, A
nop
end
3. DJNZ, CJNE
práce s cykly, porovnávání dat, nepřímá adresa: instrukce DJNZ, CJNE
Soubor:Příklad3.jpg
Zadání: S využitím cyklů (instrukce CJNE …, DJNZ …) naplňte část vnitřní paměti RWM-RAM počínaje adresou 20h, konče adresou 2Fh postupně daty 0fh, 0eh, …
a) Zjistěte kolik je v úseku vnitřní paměti RWM-RAM od adresy 20h do adresy 32h paměťových buněk s nulovým obsahem. Výsledek uložte v registru B
b) Zjistěte kolik je v úseku vnitřní paměti RWM-RAM od adresy 20h do adresy 32h paměťových buněk s obsahem 00000001b. Výsledek uložte v registru A
INCLUDE REG51.INC
ORG 0
MOV R0, #20h
MOV A, #0Fh
MOV R1, #16
ZAC: MOV @R0, A
INC R0
DEC A
DJNZ R1, ZAC
MOV R0, #20h
MOV A, #2Fh
MOV R1, #19
ZACS: MOV A, @R0
INC R0
JNZ TEST
INC B
TEST: DJNZ R1,ZACS
MOV R1, #20h
MOV R2, #19
ADR2: MOV A, @R1
INC R1
CJNE A, #00000001b,ADR3
INC R7
ADR3: DJNZ R2,ADR2
MOV A, R7
NOP
END
4. MOVC
práce s tabulkou, porovnávání čísel, instrukce MOVC Soubor:Příklad4.jpg
Zadání - V paměti programu o počáteční adrese 4Fh definujte tabulku dat (alespoň 5 hodnot). Začátek tabulky označte symbolickou adresou TAB.
a) Přesuňte data z tabulky do vnitřní paměti RWM-RAM na adresu 20h a následující.
b) Vyberte největší (do R7) nebo nejmenší (R6) číslo z uvedené tabulky.
INCLUDE REG51.INC
ORG 0
MOV DPTR,#4Fh
MOV R7,#0
MOV R0,#20h
MOV R1,#5
MOV R3,#4
ADR1: MOV A,R7
MOVC A,@A + DPTR
MOV @R0,A
INC R7
INC R0
DJNZ R1,ADR1
ADR3: CJNE A, 30h, ADRP
ADRP: JC ADR2
MOV A,30h
ADR2: INC R0
DJNZ R7, ADR3
ORG 4Fh
DB 38h, 0F2h, 14h, 93h, 9Ah
END
5. MOVX
práce s vnější pamětí dat, porovnávání čísel -instrukce MOVX Soubor:Příklad5.jpg
Zadání - Ve vnější paměti dat od adresy 20h do adresy 2Fh definujte data (nastavena ručně ve vývojovém prostředí).
a) Přesuňte pomocí instrukce „movx“ tato data do vnitřní paměti dat počínaje adresou 20h.
b) Do registru R7 spočítejte počet čísel, která mají v bitu b3 a zároveň v bitu b5 nulu (bity počítáme 0 až 7).
c) Do registru R5 spočítejte počet čísel, která jsou menší nebo rovna 50h.
d) Do registru R6 spočítejte počet čísel, jejichž hodnota je FFh.
INCLUDE REG51.INC
ORG 0
MOV R0,#20H
MOV R1,#20h
MOV P2,#0
ADR: MOVX A,@R0
JNB 3,ADR1
ADR1: ADD A,R7
MOV @R1,A
INC R0
INC R1
CJNE R0,#2FH+1,ADR
NOP
END
6. porty, zpoždění
práce s porty, časové zpoždění Soubor:Příklad6.jpg
Zadání - Na port P1 jsou připojeny LED (rozsvěcí se úrovní log.0).
Vysílejte na port P1 „pochodující nulu“(počínaje bitem 0) tj. vždy bude svítit právě jedna LED a bude se v předepsaném časovém kroku posouvat.
Mezi jednotlivé zápisy na port (posuny rozsvícené LED) zařaďte zpoždění 25 ms při hodinovém kmitočtu procesoru 12 MHz. Zpoždění realizujte zpožďovacím podprogramem.
7. časovač, přerušení
práce s časovači a systémem přerušení Soubor:Příklad7.jpg
Zadání - Na port P1 jsou připojeny LED (rozsvěcí se úrovní log.0). Vysílejte na port P1 „pochodující nulu“ (počínaje bitem 0) tj. vždy bude svítit právě jedna LED a bude se v předepsaném časovém kroku posouvat.
Mezi jednotlivé zápisy na port (posuny rozsvícené LED) zařaďte zpoždění 10 ms při hodinovém kmitočtu procesoru 12 MHz.
Zpoždění realizujte jako obsluhu přerušení od čítače T0. Na port P3 je připojen přepínač 8xDIP, který umožňuje nastavit log. úrovně „H“ nebo „L“ na jednotlivých bitech portu.
Čtěte opakovaně port P3 s periodou vzorkování T = 10 ms (při hodinovém kmitočtu 12MHz). Bajt přečtený z dip přepínače bude mít následující význam:
a) bit b7 bude určovat směr pohybu pochodující nuly tj. Vlevo nebo v pravo
b) bity b0-b3 budou využity v kódu BCD pro určení násobku periody pochodující nuly tj. při informaci např. xxxx1001b je BCD hodnota 9, zpoždění při realizaci pochodující nuly bude 9*10 ms = 90 ms.
ORG 0
SJMP ADR
ORG 80h
ADR: MOV A,#11111110b
MOV TL0,#low 20535
MOV TH0,#high 20535
MOV TMOD,#00000001b
SETB tr0
mov IE,#10000010b
SJMP $
ORG 0Bh
MOV TL0,#low 40535
MOV TH0,#high 40535
JB p3.7, ADR2
MOV P3, A
ANL A.#00001111b
MOV R7,A
CJNE
RL A
SJMP ADR3
ADR2: RR A
ADR3: MOV P1,A
RETI
8. porty, delay
práce s porty,časové zpoždění Soubor:Příklad8.jpg
Zadání - Na jednotlivé bity portu P1 jsou připojeny LED (rozsvěcují se nulovou úrovní na vývodu portu). Opakujte postupné rozsvěcení a zhasínání dvojic diod.
Časové zpoždění mezi rozvěcením diod realizujte jako obsluhu přerušení od časovače T0 nastaveného do vhodného módu.
a) Časové zpoždění potřebné ke sledování tohoto děje volte 0,20 s
b) Časové zpoždění je nastavitelné DIP přepínačem - P3.7 : 0,20 s nebo 2,0 s.
9. display, DIP
práce s dispejem a DIP přepínačem Soubor:Příklad9.jpg
Zadání - Na port P1 je připojen sedmisegmentový LED zobrazovač ( segmenty se rozsvěcejí nulovou úrovní ). V časových intervalech 0,75 s postupně zobrazujte číslice 0 až 9.
Tabulku kódů jednotlivých číslic vytvořte v paměti programu.
a) pořadí číslic – vzrůstající
b) pořadí číslic – klesající
Směr se volí DIP na portu P3.1.
10. tabulka
práce s tabulkou a porty Soubor:Příklad10.jpg
Zadání - Na port P1 je připojen sedmisegmentový zobrazovač, na port P3 přepínač 8xDIP. Sestavte program, který zobrazí na zobrazovači číslo 0 až 9 podle bytu zadaného DIP přepínačem.
Slabiku vytvořenou přepínačem považujte:
a) za BCD kód číslic 0-9 v dolních čtyřech bitech (na horních čtyřech bitech nezáleží).
b) v případě , že je zadána neplatná kombinace , bliká znak E s periodou 1 s.
c) podle čísla přiřazeného k přelínači se rozsvítí číslice.
Timer/ Counter Mode 3 : Two 8 bit counter pro 8051
org 0h
Start: mov TMOD,#01110000b ; mode 3 counter 8 bit timer 1
setb TR1 ; TR1 = 1, start counting
Get: mov A, TL1 ; A = TL1
cpl A
mov P1, A ; P1 = A
sjmp Get ; Looping Forever
end
Zdroj informací:
- Příručka EasySoft