Mikrokontrolery cz11.pdf

Też to potrafisz

Mikrokontrolery?

To takie proste...

W kolejnej części naszego cyklu

zapoznamy się z pozostałymi pod−

programami zawartymi w monitorze

komputerka edukacyjnego AVT−2250.

W dalszej części artykułu postaram

się wyjaśnić znaczenie kilku waż−

nych dla działania monitora rejest−

rów. Na końcu jak zwykle proponuję

kolejną lekcję szkoły mikroproceso−

rowej, tematem dziesiejszej będzie

konwersacja liczb szesnastkowych

na dziesiętne.

Część 11

Asembler – język maszynowy procesora

Na początek naszego dzisiejszego spotkania kilka użytecznych przy

pisaniu programów podprocedur standardowych „biosu” naszego

komputerka.

Prawda że proste, zauważ wszakże że do prawidłowego wyświetle−

nia potrzebny jest kod 0 (00h) na końcu każdego ciągu bajtów i tak też

jest u w naszym przykładzie.

Teraz ilekroć będziesz chciał wywołać taki komunikat w swoim pro−

gramie zamiast wystarczą te oto instrukcje:

MOV DPTR, #napis_blad ;adres ciągu znaków (bajtów)

MOV B, #1

TEXT ((0285h))

– wyprowadza na wyświetlacz znaki począwszy od pozycji DLx poda−

nej w rejestrze B aż do kodu „pustego” – 00h. Kody muszą znajdo−

wać się w pamięci programu, a adres ich początku przed wywoła−

niem procedury powinien znajdować się w rejestrze DPTR. Jeżeli ko−

lejne kody (bajty) opisują znaki np. cyfry, litery: „A””...”F”, „P”, „L”,

oraz inne zgodnie z zasadą tworzenia własnego znaku podaną w po−

przednim odcinku szkoły mikroprocesorowej, a cały ciąg bajt kończy

się liczbą 0, to w efekcie podprogram powoduje wypisanie na wy−

świetlaczu pseudo−tekstu.

– adres wywołania: 0285h

– we: DPTR wskazuje początek ciągu bajtów w pamięci programu,

B – pozycja 1 znaku na wyświetlaczu (1...8)

– wy: wypisuje znaki na wyświetlaczu zgodnie z zasada opisaną

wcześniej

– traci: rejestry DPTR, A i R0

– przykład: powiedzmy że chcemy wypisać pseudo−napis informujący

o błędzie, np. „Error”. W pierwszej kolejności dobrze jest zdefinio−

wać trzy znaki (litery), a więc „E”, „r” i „o” opierając się na matrycy

wyświetlacza 7−segmentowego. Korzystając z zasady tworzenia zna−

ków opisanej w lekcji 5, definiujemy :

_Eequ 01111001b ;litera „E” (segmenty B, C i kropka zgaszone) – 79h

_r equ 01010000b ;litera podobna do małego „r” – 50h

_oequ 01011100b ;litera podobna do małego – 5Ch

;wypisz od 1−szej pozycji displeja

LCALL TEXT

;no i wypisz komunikat

„Komputerowcy” mogą w tej chwili zajrzeć do zbioru o nazwie

„CONST.INC” z dyskietki AVT−2250/D, gdzie zdefiniowano większość

potrzebnych znaków jednocześnie na tyle czytelnych aby być rozpozna−

ne na wyświetlaczu wskaźnika 7−segmentowego. „Ręczniakom” poda−

ję ściągę, oto ona:

znak kod komentarz

_0 equ 00111111b ;cyfra ‘0’ (3Fh)

_1 equ 00000110b ;cyfra ‘1’ (06h)

_2 equ 01011011b ;cyfra ‘2’ (5Bh)

_3 equ 01001111b ;cyfra ‘3’ (4Fh)

_4 equ 01100110b ;cyfra ‘4’ (66h)

_5 equ 01101101b ;cyfra ‘5’ (6Dh)

_6 equ 01111101b ;cyfra ‘6’ (7Dh)

_7 equ 00000111b ;cyfra ‘7’ (07h)

_8 equ 01111111b ;cyfra ‘8’ (7Fh)

_9 equ 01101111b ;cyfra ‘9’ (6Fh)

_A equ 01110111b ;litera ‘A’ (77h)

_B equ 01111100b ;litera ‘B’ (7Ch)

_C equ 00111001b ;litera ‘C’ (39h)

_D equ 01011110b ;litera ‘D’ (5Eh)

_E equ 01111001b ;litera ‘E’ (79h)

_F equ 01110001b ;litera ‘F’ (71h)

_kropka equ 10000000b ;kropka wyświetlacza (80h)

_pusty equ 0 ;wszystkie segmenty

wygaszone (00h)

_kursor equ 00001000b ;znak podkreślenia „_”, znany ja−

ko kursor

_minus equ 01000000b ;znak ‘−’ (40h)

Przy definicji każdej z liter dodano znak podkreślenia, ze względu na

komputerowców, którzy korzystając z asemblera nie powinni tworzyć (z

zasady) jednoznakowych przypisań EQU. Ja w swoich rozważaniach

przyjąłem zasadę, że przy definiowaniu znaku do wyświetlenia poprzed−

zam jego symbol właśnie znakiem określenia, a np. definiując kod wciś−

niętego klawisza dodaję na początku literę „k”, ot tak dla porządku

i większej czytelności całego programu.

No dobrze ale wracajmy do naszego przykładu, otóż teraz w dowol−

nej części programu, najlepiej na jego końcu (przed deklaracją END) na−

leży zdefiniować cały napis, a więc:

napis_blad

equ 01110110b ;litera ‘H’ (76h)

equ 00011110b ;litera ‘J’ (1Eh)

equ 00111000b ;litera ‘L’ (38h)

DB _E, _r, _r, _o, _r, 0

equ 01110011b ;litera ‘P’ (73h)

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Też to potrafisz

equ 00111110b ;litera ‘U’ (3Eh)

– przykład: powiedzmy że czekamy na klawisz „OK” lub na „4”, poniż−

szy przykład pozwoli nam rozstrzygnąć, który z nich został wciśnięty.

Zdefiniujemy na początku kod klawisza OK jako:

equ 01101110b ;litera ‘Y’ (6Eh)

equ 00110111b ;znak podobny do dużej litery ‘M’

(37h)

equ 01010100b ;znak podobny do małej litery ‘n’

(54h)

klaw_OK EQU

equ 00110001b ;znak podobny do dużej litery ‘T’

(31h)

czekaj:

LCALL CONIN ;oczekiwanie na klawisz

CJNEA, #klaw_OK, czy4 ;czy klawisz = OK, nie to skocz

jest_OK:

....... tu dalsze instrukcje programu właściwe dla klawisza

equ _5

;litera „S” jest taka sama jak

cyfra „5”

equ 01010000b ;znak podobny do małego ‘r’ (50h)

W nawiasach podano, użyteczne przy ręcznym wklepywaniu progra−

mów, szesnastkowe postacie kodów przedstawionych znaków. Oczy−

wiście podane przykłady nie wyczerpują możliwości definiowania włas−

nych znaków i symboli, przecież segmentów w wyświetlaczu jest 7,

czyli teoretycznych kombinacji aż 128, do tego dochodzi jeszcze „krop−

ka”, ale to pozostawiam już waszej wyobraźni oraz naszym dalszym

wspólnym rozważaniom.

.......

czy4: CJNEA, # 4, czekaj ;czy klawisz ‘4, nie to czekaj dalej

.......

....... tu dalsze instrukcje programu właściwe dla klawisza ‘4

Zauważmy, że w linii sprawdzającej klawisz ‘4 użyliśmy znaków apo−

strofów, dlaczego?, ano dlatego że argumentem bezpośrednim w przy−

padku asemblera PASM51.EXE nie musi być bezpośrednio liczba, ale

także może być odpowiadający jej kod znaku zgodny z ASCII, jak poda−

no w tabeli powyżej. Dzięki temu program staje się bardziej czytelny,

a komputerowcy nie musza sobie wyrywać włosów z głowy, zadając

sakramentalne pytanie podczas analizy dawno zapomnianego progra−

mu: „... co ja w tym momencie chciałem osiągnąć???......”.

DELAY ((0295h))

– wykonanie tego podprogramu zajmuje procesorowi określony czas,

którego wielkości można określić podając wartość rejestru A (akumu−

latora przed wywołaniem procedur, zgodnie z zasadą:

czas wykonania = wartość z Acc * 1,95 ms (milisekundy) – około.

Skoro więc do akumulatora można wpisać dowolną liczbę z zakresu

1...255 (nie zalecam w tym przypadku zera) to w efekcie działanie pod−

programu DELAY można porównać z wywołaniem celowego opóźnie−

nia o czasie trwania w zakresie około 2...500 ms, czyli od ułamków do

prawie do 1/2 sekundy.

– adres wywołania: 0295h

– we: Acc – opóźnienie * 1,95 ms

– wy: j/w

– traci: Acc

– przykład:

MOV A, #255

LCALL DELAY

Linię tę można oczywiście zapisać jako

czy4: CJNE

A, #34h, czekaj

;.... itd.

a efekt działania będzie ten sam. Należy przy tym wspomnieć że ta for−

ma jest bardziej czytelna dla „ręczniaków”, mają oni bowiem od razu

kod argumentu do wklepania w postaci szesnastkowej.

;około 1/2 sekundy

GETDIIGIIT ((0379h))

– podprogram służy do wprowadzenia z klawiatury cyfry kodu szesnast−

kowego (0..9,A..F) z jednoczesnym wypisaniem jej na wyświetlaczu na

pozycji podanej w rejestrze B przed wywołaniem procedury. Praktycz−

nym zastosowaniem jest wprowadzanie przez użytkownika programu

danych liczbowych w postaci szesnastkowej (lub jak się to okaże za

chwilę także dziesiętnej) w sytuacji gdy zachodzi taka potrzeba, np.

przy podawaniu adresu obszaru w zewn. pamięci RAM procesora.

– adres wywołania: 0379h

– we: B – numer pozycji na wyświetlaczu (1...8)

– wy: wprowadzona cyfra (0...15) 0...9, A...F

– traci: rejestr R0

– przykład: niech w naszym programie zajdzie potrzeba wprowadzenia

liczby graczy, dzięki naszemu podprogramowi można to osiągnąć ele−

gancko za pomocą kilku poniższych linii:

....... poprzednie działania programu

.......

LCALL CLS ;wyczyszczenie displeja

MOV DPTR, #napis_play ;adres napisu „PLAY−”

MOV B, #1 ;od 1−szej pozycji

LCALL TEXT ;wypisz psudo−tekst

MOV B, #6 ;na 6−tej pozycji

LCALL GETDIGIT ;pobierz liczbę graczy

ANL A, #7 ;i ogranicz ja w zakresie 0...7

JZkoniec ;jeżeli liczba graczy = 0 to zakończ program

MOV B, A

MOV A, #255

LCALL DELAY

; i znów około 1/2 sekundy

..........

co w programie wywoła opóźnienie około 1 sekundy.

Uwaga, procedury nie należy wykorzystywać w celu generowania

opóźnień czasowych, np. przy odliczaniu sekund, minut czy godzin, po−

nieważ jej konstrukcja powoduje błąd odmierzania. Do tego celu nada−

je się inny rejestr w pamięci wewnętrznej RAM procesora, ale o tym za

chwilę.

CONIIN ((02C5h))

– zeruje bufor klawiatury (komórkę w wewn. RAM o adresie 76h) a na−

stępnie oczekuje aż do skutku na wciśnięcie dowolnego klawisza, po

czym umieszcza w akumulatorze (Acc) kod tego klawisza zgodnie

z tabelą ASCII, czyli

przy wciśnięciu w Acc

klawisza:

będzie kod:

“0”

30h

“1”

31h

“2”

32h

“3”

33h

“4”

34h

“5”

35h

;jeżeli nie to umieść ją w rejestrze B

“6”

36h

.........

;....i baw się dalej

“7”

37h

koniec:

......... tu zakończenie programu

“8”

38h

“9”

39h

“A”

41h

Nie zapomnijmy zdefiniować psudo−napisu „PLAY”, który daje znać

że program czeka na podanie ilości graczy, a więc:

napis_play

“B”

42h

“C”

43h

DB _P, _L, _A, _Y, _minus, 0

“D”

44h

“E”

45h

W efekcie działania instrukcji z przykładu, na początku profilaktycznie

wyczyszczony zostanie wyświetlacz, potem procesor wypisze komunikat

„PLAY”, informując użytkownika o potrzebie wprowadzenia liczby gra−

czy, następnie po wciśnięciu klawisza, program ograniczy liczbę zawodni−

ków do 7−miu i sprawdzi ilu graczy wybrano. Jeżeli ich liczba jest = 0 to

program zakończy się, jeżeli nie to rozpocznie się jego dalsza część.

“F”

46h

Wyjątkiem jest klawisz OK, w wyniku naciśnięcia którego w akumu−

latorze znajdzie się kod 0Dh (13 dziesiętnie).

Ktoś w tej chwili zapyta a co się stanie w przypadku wciśnięcia kla−

wisza „M”, a no nic ponieważ ten klawisz zarezerwowany jest do na−

tychmiastowego przerwania programu użytkownika i powrotu do moni−

tora komputerka edukacyjnego.

– adres wywołania: 02C5h

– we: czekanie na klawisz aż do skutku

– wy: w Acc kod naciśniętego klawisza zgodnie z tabelą powyżej

GETACC ((03A7h))

– podprogram pochodny od GETDIGIT. W wyniku jego wywołania

komputerek oczekuje od użytkownika wprowadzenia 8−bitowej liczby

szesnastkowej (2 cyfry) a następnie wprowadza ją do akumulatora.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Też to potrafisz

Dodatkowo można określić pozycję na wyświetlaczu od której ma

być wypisana wprowadzona liczba.

– adres wywołania: 03A7h

– we: B – pozycja displeja, od której ma być wyświetlana wprowadza−

na liczba (1...7)

– wy: Acc – wprowadzona liczba (np. 64h po wciśnięciu klawiszy ‘6’ i ‘4’)

– traci: rejestr R0

– przykład: program prosi o podanie 2 liczb 8−bitowych, następnie je

mnoży, a wynik wypisuje na wyświetlaczu

LCALL CLS ;profilaktycznie czyścimy pole odczytowe

MOV DPTR, #napis1 ;zaproszenie do wpisania 1 składnika

MOV B, #1 ;od pozycji 1 displeja

LCALL TEXT ;wypisz komunikat

MOV B, #4 ;od 4−tej pozycji displeja

LCALL GETACC ;pobierz 1−szy składnik

PUSH Acc ;i zapamiętaj go na stosie

MOV DPTR, #napis2 ;zaproszenie do wpisania 2 składnika

MOV B, #1 ;od pozycji 1 displeja

LCALL TEXT ;wypisz komunikat

MOV B, #4 ;od 4−tej pozycji displeja

LCALL GETACC ;pobranie 2−ego składnika

LCALL CLS ;przygotowanie do wypisania wyniku

POP B ;odtwarzamy 1−szy składnik w rej. B

MUL AB ;pomnożenie składników (drugi jest w Acc)

MOV DPH, B ;przepisujemy wynik mnożenia B.A

MOV DPL, A ;do rejestru DPTR celem wypisania wyniku

MOV B, #5 ;od 5−tej pozycji displeja

LCALL DPTR4HEX ;wypisanie wyniku mnożenia

......

zastanów się dlaczego i spróbuj uzupełnić program o niezbędne komu−

nikaty.

W przykładzie dla uproszczenia algorytmu najpierw wprowadza się ad−

res końcowy obszaru do wypełnienia, a następnie początkowy, to też te−

mat na krótkie zastanowienie się. O ile linii program byłby dłuższy, gdyby

było odwrotnie – najpierw początek a potem koniec obszaru pamięci?

I to już wszystkie podprogramy standardowe dotyczące podstawo−

wych urządzeń wejścia−wyjścia naszego komputerka edukacyjnego,

czyli klawiatury i wyświetlacza. Pozostało nam jeszcze jedno specjalne

i jednocześnie dość użyteczne urządzenie wbudowane standardowo

w procedur 8051 a pozwalające komunikować się naszemu komputer−

kowi ze światem zewnętrznym chodzi mianowicie o potocznie nazywa−

ny port szeregowy.

Zauważcie że na płytce waszego zestawu znajduje się kompletny

układ do takiej transmisji (U13 wraz z C7...C10) oraz do połączenia kom−

puterka wprost do portu szeregowego komputerka PC lub każdego in−

nego wyposażonego w taki układ. Może to być także inny komputerek

AVT2250 – to podpowiedź dla „ręczniaków”.

W programie monitora znajdują się 3 dodatkowe podprogramy ułat−

wiające komunikowanie się naszego komputerka z innym urządzeniem

port transmisji szeregowej, omówimy je za chwilę.

Chce w tym miejscu wyjaśnić że podane w tej części artykułu informa−

cje na temat portu szeregowego nie wyczerpując tego tematu, mają jedy−

nie za zadanie wyjaśnić działanie opisanych podprogramów. Dlatego bez

wchodzenia w szczegóły (na które przyjdzie pora w jednym z kolejnych od−

cinków naszego cyklu) pokażę praktyczny sposób zmuszenia naszego

komputerka do odbierania i wysyłania danych poprzez port szeregowy.

Czyż to nie wspaniałe móc dołączyć nasze malutkie „urządzonko” do

zwykłego PC−ta, Amigi lub innego urządzenia zawierającego układ asynchro−

nicznej transmisji szeregowej, tak drodzy Czytelnicy, za chwilę się to stanie.

Dla porządku powiem że przed rozpoczęciem zabawy z portem sze−

regowym i wywołaniem związanych z nim podprogramów monitora,

powiem że będziemy korzystać z typu transmisji który można określić

następującymi cechami:

– asynchroniiczna: oznacza to że urządzenie nadawcze jak i odbiorcze

musza mieć ustaloną tę samą szybkość transmisji, czyli że w takim

samym tempie musza odbierać i nadawać kolejne bity danych. Nie−

stety aby tak było najprościej jest ustawić ręcznie szybkość transmis−

ji w sposób ręczny. W przypadku naszego komputerka najłatwiej jest

tego dokonać za pomocą funkcji monitora „BAUD” – klawisz „B”.

W „przyrodzie” przyjęto pewne standardowe szybkości transmisji

szeregowej asynchronicznej, a mianowicie:

1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 bodów. Liczby te

oznaczają ilość przesyłanych bitów w ciągu jednej sekundy, w żargo−

nie komputerowców nazywa się je jednostką „bod” (ang. „baud”).

Profesjonaliści na prezentacjach mówią o „bitach na sekundę”

(B/sek) lub o kilobitach / sekundę.

Zakres standardowych prędkości jest szerszy, tak w dół jak i górę,

lecz my w naszej praktyce będziemy używać podanych wyżej, co

w zupełności wystarczy każdemu „zjadaczowi chle...”, chyba

„zjadaczowi kompute...”, sami zresztą dokończcie.

– w typowej transmisji zakładamy, że dana jest liczbą 8−bitową (można

zatem przesyłać znaki z zakresu 0...255) dodatkowo występuje tzw. bit

startu (logiczne „0”) oraz bity stopu, u nas będzie to jeden (logiczne 1).

Tak jak wspomniałem wcześniej o szczegółach transmisji dowiemy się

później, toteż proszę się nie denerwować chwilowym brakiem wiedzy.

W praktyce wszystko co trzeba zrobić aby procesor 8051 zaczął od−

bierać i wysyłać znaki w tym trybie, należy wpisać odpowiednie wartoś−

ci do kilku rejestrów specjalnych (SFR). Na szczęście program monito−

ra komputerka edukacyjnego jest tak skonstruowany, że po włączeniu

zasilania automatycznie ustawia wszystkie niezbędne rejestry tak jak

trzeba, toteż pozostaje tylko skorzystać z dobrodziejstw transmisji sze−

regowej i zabrać się do roboty.

Do tego potrzebny będzie kabel, którego konstrukcję sposób wyko−

nania przedstawiłem przy okazji prezentacji konstrukcji komputerka

w numerach EdW z poprzedniego roku.

Tak a propos, to musze przyznać że choć wspomniany kabelek skła−

da się tylko z dwóch identycznych wtyczek DB9 oraz 3 kabelków, to

z prawidłowym jego wykonaniem macie często sporo problemów. Tak

na prawdę to nie wiem dlaczego, toteż proszę o wiadomości, piszcie

drodzy czytelnicy, piszcie... .

Zanim przejdę do omówienia wspomnianych podprogramów, muszę

wyjaśnić że zmianę szybkości transmisji asynchronicznej naszego kom−

puterka oprócz metody ręcznej, można osiągnąć także poprzez modyfi−

kację rejestru specjalnego TH1 (SFR, adres: 8Dh). W zależności od żą−

danej prędkości transmisji należy wpisać do niego odpowiednią liczbę,

zgodnie z wykazem poniżej:

prędkość wartość

transmisji TH1 (8Dh)

1200

Nie zapomnijmy zdefiniować komunikatów zapraszających do wpro−

wadzenia pierwszego, a następnie drugiego wskaźnika, a więc np.:

napis1 DB _L, _1, _minus, 0 ;napis: „L1 −” (składnik nr 1)

napis2 DB _L, _2, _minus, 0 ;napis: „L2 −” (składnik nr 2)

GETDPTR ((03B9h))

– podprogram służący do wprowadzenia przez użytkownika 16−bitowej

liczby (4 cyfry) z jednoczesnym wyświetleniem jej na displeju od po−

zycji określonej w rejestrze B. Wynik wprowadzania zostaje umiesz−

czony w rejestrze DPTR. Procedura pochodna od GETACC.

– adres wywołania: 03B9h

– we: B – pozycja displeja, od której ma być wyświetlana wprowadza−

na liczba (1...5)

– wy: DPTR – wprowadzona liczba (np. AC81h po wciśnięciu klawiszy

‘A’, ‘C’, ‘8 i ‘1 )

– traci: rejestr R0

– przykład: spróbujmy zapisać działanie programu podobne do funkcji

„FILL” dostępnej z poziomu monitora komputerka edukacyjnego,

oto instrukcje, w wyniku których program pyta o koniec i początek

obszaru zewn. pamięci RAM do wypełnienia oraz o stałą wypełnie−

nia, a następnie zapełnia wszystkie komórki podaną wartością. Wer−

sja „surowa” bez bajeranckich komunikatów.

nasz_fill:

LCALL CLS ;to już znamy

MOV B, #1 ;od pozycji 1 displeja

LCALL GETDPTR ;pobierz najpierw koniec obszaru

MOV R7, DPH ;i zapamiętaj go w rejestrach R7.R6

MOV R6, DPL

LCALL CLS ;to już znamy

MOV B, #1 ;także od pozycji 1

LCALL GETDPTR ;pobierz początek obszaru

MOV B, #7

LCALL GETACC ;i pobierz stałą do wypełnienia

MOV B, A

wypelniaj:

MOV A, B

MOVX @DPTR, A

INC DPTR

MOV A, DPL

CJNEA, DPL, wypelniaj

MOV A, DPH

CJNEA, DPH, wypelniaj

koniec_wypelniania:

.........

Przykład byłby krótszy, gdyby istniała instrukcja 8051 typu:

CJNE Rn, adres, ofset

D0h

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Też to potrafisz

2400 E8h

4800 F4h

9600 FAh

19200 FDh

38400 FEh

57600 FFh

napis_OK DB _S, _U, _C, _C, 0 ;”SUCC” skrót od „succes−

full” (ang. pomyślnie)

napis_ERR

DB _E, _r, _r, _o, _r, 0 ;to już znamy – patrz

opis proc. TEXT

W przykładzie procesor odbiera 10 znaków (bajtów) z portu szerego−

wego ustawionego na szybkość 9600 bit/sek, i umieszcza je w wewn.

pamięci RAM procesora w obszarze o adresach 50h....59h (patrz na

wskaźnik R0). W przypadku prawidłowego odebrania wszystkich 10−ciu

bajtów na wyświetlaczu wypisywany jest komunikat o pomyślnym prze−

biegu transmisji. Jeżeli zaś wystąpił błąd, na wyświetlaczu pojawia się

komunikat o błędzie („Error”) oraz dodatkowo zostaje wypisana liczba

prawidłowo odebranych znaków. W kilku liniach zrealizowano uprosz−

czoną konwersję liczby szesnastkowej na dziesiętną, korzystając z faktu,

że w przypadku wystąpienia błędu nasz wskaźnik R0 będzie zawierał

liczbę z przedziału 50...59h. Toteż poprzez logiczne wymnożenie (instruk−

cja „ANL”) tej wartości przez liczbę 0Fh pozbywamy się niepotrzebne−

go starszego półbajtu „5”, i zostaje nam tylko liczba z przedziału

„0”...”9”, czyli ilość prawidłowo odebranych znaków, którą następnie

wypisujemy na displeju tuż za napisem „Error”, prawda że eleganckie.

W praktyce modyfikacji rejestru można dokonać za pomocą instrukcji:

MOV TH1, #baud

gdzie za wyraz „baud” podstawiamy wybraną z tabeli powyżej wartość, np.

MOV TH1, #FDh ; ustawienie prędkości transmisji na

19200 bit/sek.

Z obsługą łącza szeregowego za pomocą wspomnianych procedur

monitora, do omówienia których za chwilę przejdziemy, wiąże się do−

datkowo rejestr przeterminowania transmisji, umieszczony w wewn.

RAM procesora pod adresem 74h nazywany przeze mnie „overtime” (z

ang. – „przeterminowanie”).

Uwaga, rejestr ten nie jest standardowym rejestrem specjalnym SFR

procesora 8051, został on zaimplementowany przeze mnie w trakcie two−

rzenia programu monitora dla komputerka AVT−2250, toteż jeżeli, ktoś np.

postanowi sam zaprogramować sterowanie transmisją poprzez port sze−

regowy, powinien się z tym liczyć. Wnikliwi czytelnicy z pewnością a tym

już wiedzą, ano choćby z informacji o adresie rejestru „overtime” równym

74h, a więc znajdującym się poza obszarem rejestrów specjalnych proce−

sora SFR, mniej wtajemniczonym wszakże o tym przypominam.

W przypadku użycia procesor standardowych monitora czas przeter−

minowania określono na 60 sekund, co oznacza, że jeżeli w ciągu 1 mi−

nuty od wywołania podprogramu odebrania danej (bajtu) z portu szere−

gowego, dana ta nie zostania odebrana pomyślnie, to procedura zakoń−

czy się z ustawionym odpowiednim wskaźnikiem błędu. Dzięki temu

użytkownik może stwierdzić fakt, że np. zewnętrzne urządzenie jest nie−

aktywne (np. wyłączone) nie może przesyłać danych, na skutek różnych

szybkości transmisji odbiornika i nadajnika odbiór danej jest błędny.

Przejdźmy zatem do omówienia procedur obsługi łącza szeregowego.

OUTRS ((02B9h))

– podprogram natychmiast po wywołaniu ustawia port szeregowy

w tryb nadawania (blokuje odbiornika), wysyła do portu bajt znajdują−

cy się w akumulatorze (Acc), a na zakończenie ponownie odblokowu−

je odbiornik ustawiając w ten sposób port w tryb odbioru danych.

– adres wywołania: 02B9h

– we: A – znak do nadania

– wy: bez parametrów

– zmienia: (informacje zaawansowane) zeruje znacznik TI oraz po za−

kończeniu ustawia znacznik REN (odblokowuje odbiornik)

– przykład: poniżej zrealizujemy tzw. „efekt echa”, dzięki któremu

możliwe jest łatwe sprawdzanie obu linii (odbiorczej i nadawczej) por−

tu szeregowego. Wszystkie odebrane znaki będą natychmiast wysy−

łane przez nasz komputerek z powrotem do urządzenia zewnętrzne−

go, które powinno być ustawione w odpowiedni tryb pracy. Dodatko−

wo odebranie bajtu o kodzie 27 (komputerowcy w tym miejscu roz−

poznają klawisz „Esc”) kończy program.

nastepny:

LCALL INRS ;czekanie na daną z portu

JC blad ;jeżeli przeterminowanie to skocz

LCALL OUTRS ;jeśli nie to odeslij znak

CJNEA, #27, nastepny ;czy bajt = 27, nie to odbierz następny

SJMP stop ;tak to skok na koniec

blad: MOV DPTR, #napis_ERR ;komunikat o błędzie

MOV B, #1

IINRS ((02A5h))

– podprogram oczekuje na daną (bajt) z portu szeregowego, a po ode−

braniu umieszcza ją w akumulatorze (Acc). W przypadku gdy w ciągu

minuty nie nadejdzie żaden znak, procedura kończy się automatycz−

nie i dodatkowo zostaje ustawiony znacznik C, co świadczy o błędzie.

– adres wywołania: 02A5h

– we: bez parametrów

– wy: jeśli C=0 to odebrany znak znajduje się w Acc, w przeciwnym

przypadku (C=1) wystąpił błąd – przeterminowanie

– zmienia: znacznik C

(oraz dodatkowo informacja na przyszłość: zeruje znacznik RI oraz usta−

wia znacznik REN, znaczenie tych dwóch ostatnich poznamy przy okazji

szczegółowego omawiania portu transmisji szeregowej procesora 8051).

– przykład: zaprogramujmy procesor tak aby odebrał 10 bajtów poprzez

łącze szeregowe, a następnie zakończył program stwierdzając czy

transmisja się powiodła, czy też nie.

;na pozycji 1 displeja

LCALL TEXT

;wypisz

stop: SJMP stop

;i zakończ program

napis_ERR DB

_E, _r, _r, _o, _r, 0

IINACCRS ((02F2h))

– podprogram oczekuje na 2 znaki ASCII z portu szeregowego a następnie

zamienia je na bajt i umieszcza wynik w akumulatorze. Odbierane znaki

muszą reprezentować cyfry kodu szesnastkowego, czyli ‘0 ... 9, ‘A ... F. Ko−

dy tych znaków – czyli ich reprezentacje liczbowe podałem wcześniej w ar−

tykule przy okazji omawiania procedury CONIN. Obowiązuje zasada z prze−

terminowaniem, tak jak w przypadku procedury INRS. Pierwszy odebrany

kod jest traktowany jako starszy półbajt liczby, drugi 0– jako młodszy.

– adres wywołania: 02F2h

– we: bez parametrów

– wy: C=0 to w Acc znajduje się liczba (np. 8Eh po odbiorze liczb: 38h

(znak ‘8 ) i 45h (znak ‘E )), w przeciwnym przypadku (C=1) transmis−

ja się nie powiodła.

– zmienia: uwagi jak w przypadku procedury INRS.

– przykład: ponieważ użycie tej procedury jest trywialne, pokażę w ja−

ki sposób wykonać podprogram odwrotny, czyli taki który wysyła licz−

bę znajdująca się w akumulatorze poprzez port szeregowy jako 2 zna−

ki ASCII, oto instrukcje:

OUTACCRS: ;tak nazwiemy nasz przykład

MOV DPTR, #tabela ;pobranie adresu wskaźnika tabeli

;kodów ASCII

PUSH Acc ;zapamiętanie liczby do wysłania

SWAP A ;zamiana półbajtów

ANL A, #0Fh ;i obliczenie ofsetu w tabeli

MOVC A, @A+DPTR ;pobranie znaku z tabeli

LCALL OUTRS ;i wysłanie – starszy półbajt

POP Acc ;odtworzenie akumulatora

ANL A, #0Fh ;obliczenie ofsetu w tabeli

MOVC A, @A+DPTR ;pobranie znaku z tabeli

b9600 EQU 0FAh

;deklaracja liczby z tabeli szybkości

MOV TH1, #b9600 ;ustaw prędkość na 9600 bodów

MOV R7, #10 ;10 znaków do odebrania

MOV R0, #50h ;bufor na 10 znaków od adresu 50h

następny:

LCALLINRS ;pobierz bajt z portu

JC blad ;jeżeli wystąpił błąd to skocz do etykiety

MOV @R0, A ;zapamiętaj daną w pamięci

INC R0 ;zwiększ adres wskaźnika bufora

DJNZ R7, nastepny ;jeśli nie to następny bajt do odebrania

okej:

MOV DPTR, napis_OK;komunikat o poprawnym odbiorze

pisz: MOV B, #1

;od pierwszej pozycji

LCALLTEXT

;wypisz na displeju

stop: SJMP stop

;stop programu

blad: MOV A, R0 ;pobierz wartość wskaźnika bufora

ANL A, #0Fh ;zamień wartość wskaźnika R0 na liczbę

;odebranych prawidłowo bajtów (0...9)

MOV B, #7 ;na pozycji 7−8

LCALLA2HEX ;pokaż liczbę odebranych znaków

MOV DPTR, #napis_ERR ;komunikat o błędzie

SJMP pisz ;skok do etykiety „pisz” = wypisanie

Należy jeszcze zdefiniować komunikaty o przebiegu transmisji, np.:

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Też to potrafisz

LCALL OUTRS

;o wysłanie młodszego półbajtu

MOV DL2, #0

MOV DL3, #0

MOV DL4, #0

MOV DL5, #0

MOV DL6, #0

MOV DL7, #0

MOV DL8, #0

spowodują to samo co podprogram CLS – wyczyszczenie wyświe−

tlacza.

c)) wykonaniie iinstrukcjjii

MOV DL1, #_H

MOV DL2, #_E

MOV DL3, #_L

MOV DL4, #_L

MOV DL5, $_0

spowoduje pojawienie się znajomego napisu „HELLO” na wyświetlaczu.

.......

;dalsze instrukcje programu lub „RET”

tabela DB ‘0123456789ABCDEF

W przykładzie do konwersji liczby 8−bitowej (np. 49h) posłużono się

dodatkową tabelą zdefiniowaną jako ciąg znaków ASCII odpowiadający

kolejnym cyfrom kodu szesnastkowego, a więc: 0...9, A...F. Zauważmy

że tabela po przetłumaczeniu na kod wynikowy będzie miała postać:

tabela DB 30h,31h,32h,33h,34h,35h,36h,37h,38h,39h

DB 41h, 42h,43h,44h,45h,46h

Tak więc np. w przypadku gdy wywołamy wspomniany przykład

z liczbą w akumulatorze np. 4Ch, to najpierw program pobierze z tabeli

bajt z przesunięciem +4 czyli 34h (co odpowiada znakowi ‘4 ), i wyśle

go poprzez port szeregowy, a następnie to samo zrobi z młodszym pół−

bajtem – ‘C. W efekcie zewnętrzne urządzenie odbiorcze odbierze zna−

ki: ‘4 i ‘C. Proponuję przeanalizować dokładnie jeszcze raz cały przykład.

I to już wszystkie procedury monitora z których można korzystać

i które pozwolą na skrócenie czasu pisania programu przez Ciebie, dro−

gi Czytelniku. W naszej szkole spotkamy się z wieloma innymi przykła−

dami, które przy okazji bardziej wyrafinowanych programów będziemy

wspólnie omawiać, a następnie stosować.

W przypadku rejestrów DL1...DL8 ich przypadkowa modyfikacja nie

spowoduje w żadnym przypadku zawieszenia systemu, jedynym efektem

ubocznym może być wyświetlanie przypadkowych znaków i symboli.

CNT256 – rejestr licznika wyświetlacza (adres: 77h)

Rejestr ten jest automatycznie inkrementowany 256 razy na sekundę, czy−

li co 1 sekundę następuje jego wyzerowanie. Warto wiedzieć że trzy najmłod−

sze bity tego rejestru wykorzystywane są do określenia aktualnie aktywnej

(w trybie multipleksowania) pozycji wyświetlacza (1 z 8−miu). Dlatego rejest−

ru tego nie należy pod żadnym pozorem zapisywać instrukcjami typu:

MOV CNT256, .......

może to bowiem zakłócić kolejność wyświetlania informacji na disple−

ju, lub spowodować migotanie wyświetlaczy.

Rejestr ten można oczywiście odczytywać, w pewnych zastosowa−

niach może on posłużyć jako generator 8−bitowych liczb pseudoloso−

wych, kiedy to np. liczba taka generowana jest po naciśnięciu klawisza

przez użytkownika. Ze względu na dość częste zmiany zawartości tego

rejestru (256 Hz) trudno jest przewidzieć potencjalnemu operatorowi,

kiedy powinien wcisnąć klawisz aby uzyskać konkretną liczbę.

KLAWIISZ – rejestr przechowujący kod wciśniętego klawisza (adres: 76h)

W tej komórce pamięci znajduje się kod ostatnio naciśniętego klawi−

sza klawiatury komputerka. Istotne jest to że po zwolnieniu klawisza re−

jestr ten nie jest automatycznie zerowany. Można to zrobić samodziel−

nie instrukcją:

MOV KLAWISZ, #0

po odczytaniu klawisza instrukcją : MOV A, KLAWISZ.

Korzystając z podprogramu CONIN nie jest to konieczne, bowiem

wyzerowanie następuje każdorazowo po wywołaniu tej procedury.

CNTDEL – rejestr do generowania opóźnień przez procedurę DELAY

(adres: 75h)

Rejestr ten jest używany przez procedurę DELAY do generowania

opóźnień programowych, zgodnie z opisem przedstawionym wcześniej

przy okazji omawiania tego podprogramu. Jeżeli do tego rejestru wpi−

szemy jakąś liczbę to będzie on automatycznie (z częstotliwością

256Hz) dekrementowany aż do wartości 0. Po osiągnięciu zera rejestr

nie jest dalej modyfikowany. Rejestr ten może być modyfikowany do−

wolnie, jednak należy mieć świadomość że jest on automatycznie

zmniejszany z podaną wcześniej częstotliwością.

OVERTIIME – rejestr przeterminowania (adres: 74h)

Rejestr wykorzystywany do określania faktu przeterminowania jakie−

goś procesu – np. odbioru znaku z łącza szeregowego. Może być wyko−

rzystywany do innych celów. Należy jednak mieć świadomość że

w przypadku wpisania jakiejś liczby (różnej od 0) rejestr ten jest auto−

matycznie dekrementowany dokładnie co jedną sekundę. Aby jednak

wykorzystać rejestr do odmierzania dłuższego odcinka czasu (z zakresu

1...255 sekund) należy przedtem zsynchronizować moment rozpoczę−

cia odliczania (wpisanie liczby do rejestru OVERTIME) z momentem

zmniejszenia o 1, tak aby pierwsza dekrementacja nastąpiła dokładnie

po 1 sekundzie od momentu wpisu. Najłatwiej tego dokonać testując

zawartość rejestru CNT256. Jeżeli w momencie odczytu wynosi ona

00h, to możemy być pewni że pierwsze zmniejszenie nastąpi dokładnie

po 1 sekundzie. A oto przykład praktyczny – odliczenie podanej liczby

sekund (liczbę tę należy podstawić za nazwę: „liczba_sekund”).

czekaj:

MOV A, CNT256 ;testowanie rejestru cnt256

JNZ czekaj ;jeżli <>0 to testuj dalej

;jeśli cnt256=0 to rozpocznij odliczanie

MOV OVERTIME, #liczba_sekund; załadowanie liczby sekund

czekaj2:

MOV A, OVERTIME ;testowanie rejestru „overtime”

JNZ czekaj2 ;jeżeli nie równy 0 to testuj dalej

Dodatkowe rejestry

Przy okazji omawiania zasobów systemowego „bios−a” naszego kom−

puterka nie sposób nie wspomnieć o dodatkowych rejestrach (komór−

kach wewn. RAM) które wykorzystywane są przez monitor do jego pra−

cy. Musisz wszakże, drogi Czytelniku, zdać sobie sprawę, że nawet wte−

dy gdy wydaje Ci się że komputerek nie robi nic, to jednak tak nie jest,

w każdej sekundzie wykonywanych jest kilka tysięcy operacji, których

zadaniem jest chociażby ciągłe kontrolowanie stanu wszystkich klawiszy

oraz przemiatanie wszystkich pozycji wyświetlacza. Do tego wszystkie−

go potrzebne są niektóre komórki pamięci w obszarze wewnętrznej

RAM procesora. Autor pisząc program monitora starał się ograniczyć do

minimum ilość tych komórek, z których korzysta monitor, tak aby użyt−

kownik komputerka miał do dyspozycji jak największy obszar z 128 baj−

tów wewnętrznej RAM procesora 8051. To tak jak z pamięcią operacyj−

ną prawdziwych komputerów PC (informacja dla komputerowców), gdy

jej brakuje (bo jest zajmowana przez mniej lub bardziej rozbudowane

programu rezydentne – TSR), to inne uruchamiane programy mają mniej

pamięci do dyspozycji, a często w ogóle nie mogą działać.

W przypadku naszego komputerka ze 128 bajtów wewn. RAM pro−

cesora monitor zajmuje 16 położonych „najwyżej” – tzn. adresy

70h...7Fh. Toteż nie należy nieświadomie w tym obszarze umieszczać

swoich danych, modyfikując tym samym istotne dla działania całego

systemu dane. Przypadkowa i nieprawidłowa modyfikacja jednej z tych

komórek może nawet spowodować zawieszenie się komputerka i ko−

nieczność jego zresetowania przyciskiem „reset”.

Dlatego warto poświęcić trochę czasu i zapoznać się z rejestrami wy−

korzystywanymi przez monitor. Powinieneś tez wiedzieć drogi Czytelni−

ku że znajomość funkcji tych rejestrów ułatwi nam wspólna analizę

przykładów publikowanych w naszym cyklu oraz ułatwi realizowanie

wielu pożytecznych funkcji podczas pisania własnych programów.

DL1......DL8 – rejestry bufora wyświetlanych znaków

DL1 equ 78h ;komorka znaku do wyswietlenia na DL1

DL2 equ 79h ;j/w lecz na DL2

DL3 equ 7Ah ;j/w lecz na DL3

DL4 equ 7Bh ;j/w lecz na DL4

DL5 equ 7Ch ;j/w lecz na DL5

DL6 equ 7Dh ;j/w lecz na DL6

DL7 equ 7Eh ;j/w lecz na DL7

DL8 equ 7Fh ;j/w lecz na DL8

Powyżej podano definicje adresów komórek (rejestrów) w wewn.

RAM procesora, które używane są do wyświetlania znaków na poszcze−

gólnych pozycjach wyświetlacza. I tak jeżeli wpiszemy jakąś liczbę (8−bit)

do rejestru DL4, to na czwartym wyświetlaczu zapalone zostaną seg−

menty odpowiadające ustawionym pozycjom bitów w tej liczbie, zgod−

nie ze schematem opisanym w poprzednim odcinku naszego cyklu.

Modyfikując bezpośrednio te rejestry możemy umieszczać różne na−

pisy lub pojedyncze znaki na wyświetlaczu. Oto kilka przykładów:

a)) iinstrukcjja

MOV DL1, #255

spowoduje zapalenie wszystkich segmentów wyświetlacz DL1 (tak−

że kropki)

b)) iinstrukcjje

MOV DL1, #0

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: