Mikroprotsesorni-pristroyi (1)

після чого натиснути клавішу “ ЗП”. При цьому на індикаторах D0-D7 повинне з'явитися набране число в двійковому коді. Таким чином, дані будуть записані за встановленою адресою (адреса відображається на індикаторах A0-A7). Наприклад, щоб записати число 7, потрібно натиснути клавіші D2, D1, D0, що відповідає двійковому коду 00000111:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Після цього потрібно натиснути клавішу “ ЗП”. При цьому на індикаторах D0-D7 з'явиться записане за встановленою адресою в комірку пам'яті число 7 в двійковому коді:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Примітка: У разі запису даних в декілька комірок пам’яті, адресу кожної з них перед записом, треба встановлювати окремо.

Варіанти даних для виконання завдання приведені в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 – Варіанти даних

211

Завдання 2. Дослідити зміст пам'яті.

1.Аналогічно п. 1 попереднього завдання встановлюємо клавішами D0-D7 потрібну адресу комірки пам’яті згідно варіанту.

2.Натискаємо клавішу “ ЧТ”. Після цього на індикаторах повинен з'явитися в двійковому коді вміст комірки пам’яті за встановленою адресою.

3.Одержані результати звести в табл.6.2.

Таблиця 6.2 – Одержані результати

Зміст звіту:

∙мета роботи, структурна схема стенду і одержані результати (табл.6.2).

Контрольні питання

1.Структура мікроконтролера і призначення виводів мікросхеми МК51.

2.Структура лабораторного стенду і система команд МК51.

3.Основні функції і правила користування стендом.

4.Режими роботи лабораторного стенду.

6.2. Лабораторна робота № 2. Програмування і ввод програм з клавіатури стенду МК51

Мета роботи – вивчити команди і особливості організації програм на мові Асемблер МК51, їх вводу з клавіатури стенду та виконання.

Порядок підготовки до роботи:

∙вивчити рекомендовану літературу [20,21,25, 26];

∙ознайомитися з системою команд мікроконтролера і основними їх функціями (див. табл. 5.7); звернути увагу на особливості складання і

212

виконання програм на мові Асемблер МК51.

Використовуване устаткування – лабораторний стенд МК51.

Основні відомості

Аналогічно з регістром ознак процесора серії КР580 в мікроконтролері МК51 є регістр, який містить в собі інформацію про результати виконання обчислень: ознаки перенесення (C), додаткового перенесення (AC), переповнення (OV), паритету (P) і прапор (біт) користувача (F0). Але на відміну від регістра ознак, цей регістр ще містить в собі інформацію про те, який з чотирьох можливих банків регістрів використовується програмою. Цей регістр називається регістром СЛОВА СТАНУ (PSW – англ.).

Для встановлення відповідного банку регістрів, який використовуватиметься програмою, необхідно на початку програми встановити відповідне значення біт RS0 і RS1 у регістрі «слова стану» (PSW).

Формат регістра «слова стану» програми ССП ( PSW) приведений нижче на рис. 6.2.

Рисунок 6.2 – Формат регістра «слова стану» (PSW)

213

Для цього використовуються команди встановлення і скидання біт відповідно SETB bit і CLR bit. Адреса регістра «слова стану» – 0Dh. Формат 2-байтної команди: SETB хххх хххх, або CLR хххх хххх.

Перший байт зліва – двійковий код команди SETB (11010010) або CLR (11000010). Старші чотири біти в другому байті команд – це адреси слова стану PSW (1101 в двійковому коді), а молодші чотири біти – номер біта в регістрі PSW, який встановлюється або скидається (RS0 (0011), RS1 (0100)).

Наприклад, щоб встановити нульовий банк регістрів треба виконати дві команди скидання біт RS0 і RS1 в регістрі слова стану (PSW):

виведення змісту акумулятора в порт P1, до якого підключені світлодіоди. Таким чином, судячи за станом світлодіодів ми зможемо прочитувати зміст акумулятора. При цьому треба врахувати одну особливість – дані в порт виводяться в інвертованому вигляді, тобто перш ніж записувати акумулятор в порт, його треба проінвертувати. Команда інвертування змісту

В кінці програми треба поставити оператор відносного переходу, щоб програма зупинилася на циклі на останньому операторі.

Це пояснюється тим, що в системі команд МК51 у зв'язку із специфікою роботи не передбачена команда зупинки програми користувача, а тому в кінці програми замість оператора зупинки використовується оператор переходу на відповідну кількість кроків назад. У мнемонічному

214

коді це повинно виглядати так: Мітка1: NOP холоста команда; SJMP Мітка1: команда відносного переходу

У двійковому коді для нашого випадку це виглядає таким чином:

встановлення активного банку регістрів (у регістрі PSW), команди занесення даних в регістри Rn і акумулятор, команди арифметичних і логічних операцій, інвертування змісту акумулятора, запису вмісту акумулятора в порт, а також команда відносного переходу в кінці програми. Варіанти завдання приведені нижче в табл. 6.3.

215

Продовження табл. 6.3

Регістри для виконання програми використовуються згідно варіанту завдання. При виконанні завдання можна користуватися командами, які приведені у табл. 6.4.

Таблиця 6.4 – Назви команд і коди

Завдання 2. Виконати розрахунки відповідно з розробленою програмою на лабораторному стенді і вручну згідно з варіантом табл. 6.3. Одержані результати порівняти. Приклад програми для варіанту 16 наведено нижче.

216

Примітка: Введення програми або даних з клавіатури ЛС виконується при натиснутій кнопці "СКИД", а "О/П" віджатій. Для виконання програми необхідно встановити початкову адресу програми і віджати кнопку "СКИД".

Зміст звіту:

∙текст програми в мнемонічному і двійковому коді;

∙результати розрахунків за програмою і вручну.

Контрольні питання

1.Поясніть програму і команди, які використовуються в ній.

2.Як здійснюється вибір активного банку регістрів і виконання роботи в цілому?

3.Приведіть приклади команд роботи з бітами і їх формати.

4.Поясніть команди арифметичних і логічних операцій.

5.Викладіть команди переходів і виклику підпрограм.

6.Приведіть команди запису в порт і інвертування змісту акумулятора.

7.Приведіть команди пересилки і циклічного зсуву акумулятора.

8.Призначення і формат регістра СЛОВА СТАНУ (PSW).

9.Особливості команд відносного, довгого, абсолютного і непрямого переходів.

10.Поясніть команди SETB PSW.3 і CLR PSW.3 і запишіть їх двійковий код.

217

6.3. Лабораторна робота № 3. Складання і відладка програм

Мета роботи – навчитися складати, компілювати і відладжувати програми на мові Асемблер МК51 крос-засобами, використовуючи персональний комп'ютер.

Порядок підготовки до роботи:

∙вивчити рекомендовану літературу [20, 21, 25, 26];

∙ознайомитися з системою команд МК51 і правилами роботи з програмним забезпеченням крос-засобів та відладчиком FD-51;

∙ознайомитися із структурою карти резидентної (внутрішньої)

пам'яті даних МК51.

Опис устаткування:

∙персональний комп'ютер сумісний з IBM;

∙програмне забезпечення крос-засобів;

∙лабораторний стенд МК51.

Основні відомості. До мінімального складу програмного забезпечення крос-засобів відносяться:

системна програма для вводу початкового тексту програми, його редагування і запису на зовнішній носій (так званий редактор тексту або символьний редактор);

програма-транслятор, яка перетворює початковий текст програми на об'єктний модуль ASM-51, з редактором зовнішніх зв'язків, що дозволяє включити в програму модулі, розроблені незалежно один від одного;

програма відладчик – емулятор, що забезпечує переклад переміщуваних програмних модулів на абсолютні адреси.

До засобів розробки і відладки відносяться програми асемблера, компоновки і програми відладчики – емулятори.

Програма-асемблер – це програма, яка транслює початкову програму в об'єктні коди. Вона виконує привласнення дійсних адрес, перетворення чисел, привласнення дійсних значень символьним змінним.

Програма на асемблері складається з команд, директив і керуючих

параметрів.

218

Команди асемблера – мнемонічне кодування дій, які повинен виконати процесор.

Директиви – псевдокоманди, які при трансляції не перетворюються на машинні коди команд і використовуються для визначення змінних, структури програми, задання констант і т.ін.

Керуючі параметри указують транслятору на виконання певних дій. Програма асемблера ASM-51 дозволяє використовувати модульний

принцип, тобто обробляти окремі частини складної програми - модулі. Після відладки всіх модулів окремо вони можуть бути зібрані в один

файл спеціальною програмою компоновки RL51.

Початкова програма (файл name.a51) створюється за допомогою редактора текстових файлів і містить команди на мові Асемблер, директиви, що управляють, параметри асемблера і коментарі. Після створення початкової програми вона обробляється викликаною програмою асемблера ASM51.EXE (транслятором) за допомогою команди ASM51 name.a51.

Результатом роботи програми буде:

об'єктний файл, представлений в машинних кодах (форма початкових даних асемблера, які виконуються, що є абсолютний формат шістнадцятирічного коду і файл, який може бути запрограмований на МК51 і включає інформацію, необхідну для складання і відладки);

лістинговий файл (запис початкової програми і об'єктного коду, в який асемблер вносить повідомлення про всі помилки кодування і службову інформацію).

Асемблер має декілька директив, які дозволяють користувачу встановити символьні імена (директива EQU), зарезервувати і ініціалізувати місце в пам'яті, керувати розміщенням програми.

Директиви управління: ORG – управління лічильником адреси; (задає асемблеру адресу елементу пам'яті, в якій повинна розміщуватися наступна за нею команда прикладної програми); END – кінець програми (указує на закінчення трансляції).

Відладчик асемблерних програм дозволяє:

219

завантажити для відладки HEX файл, що виробляється трансляторами з мови Асемблера (крос-засоби), а також файли чистого двійкового коду, зчитані з ПЗП;

переглянути на екрані дизасембльований текст завантаженої програми, адреси і коди команд, область імітованого ОЗП даних, зовнішньої пам'яті, пам'яті програм, вміст всіх регістрів;

виконати завантажену програму покроково з прогляданням результатів після кожного кроку, внести зміни в програму;

внести зміни у вміст регістрів, прапорів і пам'яті і т.ін. Функціональні клавіші, які використовуються в даній роботі:

F1 – виконати поточну інструкцію завантаженої програми (поточною є підкреслена інструкція у вікні тексту програми ( рис. 6.3));

F3 – дозволяє надавати числову інформацію в десятковому, двійковому, шістнадцятирічному кодах для регістрів;

F4 – перемикає вікно пам'яті даних з внутрішньої пам'яті на зовнішню; F6 – перемикає форму представлення пам'яті у вікні в двійкову і

шістнадцятирічну.

Рисунок 6.3 – Вид вікна відладчика емулятора FD51

220