Mikrokontrolery cz11.pdf

(190 KB) Pobierz
1128250 UNPDF
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)
_H
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)
_J
equ 00011110b ;litera ‘J’ (1Eh)
_L
equ 00111000b ;litera ‘L’ (38h)
DB _E, _r, _r, _o, _r, 0
_P
equ 01110011b ;litera ‘P’ (73h)
34
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98
1128250.002.png
Też to potrafisz
_U
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:
_Y
equ 01101110b ;litera ‘Y’ (6Eh)
_M
equ 00110111b ;znak podobny do dużej litery ‘M’
(37h)
_n
equ 01010100b ;znak podobny do małej litery ‘n’
(54h)
klaw_OK EQU
13
_T
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
_S
equ _5
;litera „S” jest taka sama jak
cyfra „5”
_r
equ 01010000b ;znak podobny do małego ‘r’ (50h)
OK
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
35
1128250.003.png
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
37
1128250.004.png
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.:
38
E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 3/98
1128250.005.png
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
39
1128250.001.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin