Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 31
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тверской государственный технический университет»
(ТвГТУ)
Факультет Информационных Технологий
Кафедра ЭВМ
Отчёт к лабораторной работе № 2
по дисциплине: «Проектирование специализированных компьютерных систем»
на тему: «Команды передачи управления. Организация циклов»
Выполнил: студент группы
Б.ИВТ.ВМКСС-19.03
Макаров М.К.
Принял: Филиппов Р.Н.
Тверь,
2023
Цель работы
Изучение организации пространства памяти программ микроконтроллера КМ1816ВЕ51, программных средств управления ходом выполнения программы, приобретение навыков программирования циклических алгоритмов в кодах микроконтроллера.
Задание
Вариант №18
| НОМЕР | ADR1 | ADR2 | N | ADR3 |
| 14 | 4D3 | 1F2 | A | 5B |
Часть 1:
Пусть в памяти программ, начиная с ячейки ADR2, расположена таблица кодов длиной N. Записать в кодах МК К1816ВЕ51 программу, которая выполняет пересылку данного массива в RAM, начиная с адреса ADR3. Программа должна начинаться с ячейки ADR1. Коды данных задать произвольно.
Часть 2:
Собрать схему, в результате работы которой:
-
с клавиатуры вводятся числа; -
записываются во внешнюю память МК (пространство XSEG).
Теоретическая часть
Пространство памяти программ CSEG
Для хранения программ и неизменяемых данных в МК 1816ВЕ51 используется логическое однородное линейное пространство памяти CSEG объемом 64Кбайт. Память программ адресуется 16-разрядным счетчиком РС. Младшие 4Кбайт этого пространства соответствует встроенному EPROM микроконтроллера, остальные 60 Кбайт реализуются внешним относительно МК схемами.
В пространстве CSEG выделяются следующие точки (адреса):
0000Н - RESET - стартовый адрес при сбросе системы;
0003H - EXTI0 - внешнее прерывание 0;
000BH - TIMER0 - прерывание таймера/счетчика 0;
0013H - EXTI1 - внешнее прерывание 1;
001BH - TIMER1 - прерывание таймера / счетчика 1;
0023H - SINT - прерывание последовательного порта;
002BH - TIMER2 - прерывние таймера 2 (для MCS 52).
В CSEG определены два способа передачи управления:
1. Прямая адресация с помощью 16- разрядного прямого адреса ad16;
2. Относительная адресация, имеющая два варианта: с помощью 8- разрядного смещения куд (целое двоичное со знаком) относительно РС [(A)+(PC0] или DPTR [(A)+(DPTR)].
Для двух команд (AJMP, ACALL) предусмотрена страничная адресация в CSEG, с помощью 11-разрядного адреса ad11. В этом случае 8 младших разрядов адреса располагаются во втором байте команды, а 3 старших - в трех старших разрядах первого байта команды:
Номер страницы задается пятью старшими разрядами программного счетчика РС.
Необходимо подчеркнуть также, что в группе пересылки существуют специальные команды MOVC A,@A+DPTR и MOVC A,@A+PC, которые позволяют считывать содержимое памяти программ программ. Как правило эта возможность используется для организации таблиц констант в CSEG.
Команды передачи управления
Группу команд передачи управления образуют команды безусловного перехода, безусловного перехода, команды вызова подпрограмм и команды возврата из подпрограммы.
В большинстве команд используется прямая адресация. Характеристики команд приведены в следующей таблице:
| № | МНЕМОНИКА | КОП | Б | Ц | ОПЕРАЦИЯ |
| | LJMP ad16 | 00000010 | 3 | 2 | (PC) := ad16 |
| | AJMP ad11 | aaa00001 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2 (PC[0-10] ) := ad11 |
| | SJMP rel | 10000000 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2 (PC) := (PC) + rel |
| | JMP @A+DPTR | 01110011 | 1 | 2 | (PC) := (A) + (DPTR) |
| | JZ rel | 01100000 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2; если (A) == 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | JNZ rel | 01110000 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2; если (A) != 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | JC rel | 01000000 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2; если (C) == 1 то (PC) := (PC)+rel |
| | JNC rel | 01010000 | 2 | 2 | (PC) := (PC) + 2; если (C) == 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | JB bit, rel | 00100000 | 3 | 2 | (PC) := (PC) + 3; если (b) == 1 то (PC) := (PC)+rel |
| | JNB bit,rel | 00110000 | 3 | 2 | (PC) := (PC) + 3; если (b) == 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | JBC bit, rel | 00010000 | 3 | 2 | (PC) := (PC) + 3; если (b) == 1 то (PC) := (PC)+rel, (b) :=0 |
| | DJNZ Rn, rel | 11011rrr | 2 | 2 | (PC) := (PC)+ 2, (Rn) := (Rn) - 1; если (Rn) != 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | DJNZ ad, rel | 11010101 | 3 | 2 | (PC) := (PC)+ 3, (ad) := (ad) - 1; если (ad) != 0 то (PC) := (PC)+rel |
| | CJNZ A, ad, rel | 10110101 | 3 | 2 | (PC) := (PC)+ 3; если (A) != ad, то (PC) := (PC)+rel; если (А)<(ad), то (С):=1, иначе (С) := 0; |
| | CJNE A, #d, rel | 10110100 | 3 | 2 | (PC) := (PC)+ 3; если (A) != #d, то (PC) := (PC)+rel; если (А)<(#d), то (С):=1, иначе (С) := 0; |
| | CJNZ Rn, #d, rel | 10111rrr | 3 | 2 | (PC) := (PC)+ 3; если (Rn) != #d, то (PC) := (PC)+rel; если (Rn)<(ad), то (С):=1, иначе (С) := 0; |
| | CJNZ @Ri, #d, rel | 1011011i | 3 | 2 | (PC) := (PC)+ 3; если ((Ri)) != #d, то (PC) := (PC)+rel; если ((Ri))<(#d), то (С):=1, иначе (С) := 0; |
| | LCALL ad16 | 00010010 | 3 | 2 | (PC) := (PC)+3, (SP) := (SP) + 1 ((SP)) := (PCL), (SP) := (SP)+1 ((SP)) := (PCH), (PC) := ad16 |
| | ACALL ad11 | aaa10001 | 2 | 2 | (PC) := (PC)+2, (SP) := (SP) + 1 ((SP)) := (PCL), (SP) := (SP)+1 ((SP)):=(PCH), (PC[0-10]):= ad11 |
| | RET | 00100010 | 1 | 2 | (PCH) :=((SP)), (SP) := (SP) + 1, (PCL) := ((SP)), (SP) := (SP) -1 |
| | RETI | 00110010 | 1 | 2 | (PCH) :=((SP)), (SP) := (SP) + 1, (PCL) := ((SP)), (SP) := (SP) -1 |
| | NOP | 00000000 | 1 | 1 | (PC) := (PC) + 1 |
Таблица 1. Группа команд передачи управления
Практическая часть
Часть 1
Для выполнения данной задачи сначала необходимо добавить на схему микроконтроллер 80C51, в который далее нужно будет загружать код программы в шестнадцатеричном формате. Можно воспользоваться схемой из предыдущей лабораторной работы, просто заменив в ней код на языке ассемблера.
Рисунок 1. Добавление микроконтроллера 80C51 в проект.
Код программы, который выводит строку «Yakovlev»:
jmp start
org 1F2H
db '$Makarov',0
org 4D3H
start:
MOV DPTR,#01F2H
MOV R0,#5BH
MOV R1,#0AH
m2: MOV A,R1
MOVC A,@A+DPTR
MOV @R0, A
DJNZ R0, m1
m1: DJNZ R1, m2
NOP
RET
END
После сборки и компиляции написанного кода появляется файл Debug.HEX, содержимое которого показано на рис. 2.
Рисунок 2. Содержимое файла Debug.hex.
Далее приведены окна ячеек памяти, используемые во время отладки приложения:
Рисунок 3. Окно ячеек памяти (SFR).
Часть 2
Во второй части данной лабораторной работы необходимо немного модернизировать схему клавиатуры с микроконтроллером из прошлой лабораторной работы, добавив в неё два семисегментных индикатора для вывода чисел в шестнадцатеричном формате. Полная схема изображена на рис. 5.
Рисунок 4. Схема клавиатуры с микроконтроллером и семисегментными индикаторами.
Ниже представлен модернизированный код программы предыдущей лабораторной работы, который позволяет выводить числа на индикаторы:
ORG 0255h
start:
MOV DPTR, #0781
MOV P2, #00000000b
chk: JB p1.5,chk ;проверка нажатия на число
SETB p1.7
m2: SWAP A
bit0: JB P1.0,bit1 ;считывание заданного числа побитно
ADD A,#00000001b
bit1: JB P1.1,bit2 ;считывание заданного числа побитно
ADD A,#00000010b
bit2: JB P1.2,bit3 ;считывание заданного числа побитно
ADD A,#00000100b
bit3: JB P1.3,m1 ;считывание заданного числа побитно
ADD A,#00001000b
m1: CALL delay
CALL delay
CALL delay
;ожидание дальнейших действий
number: JB p1.7,rst
JMP m2
rst: JB p1.6,mem ;сброс введённого числа
CLR A
JMP chk ;возврат на ожидание ввода числа
mem: JB p1.4,number ;запоминание числа
MOVX @DPTR,A
MOV P2, A
INC DPTR
CLR A
JMP chk
delay: MOV R7,#255
ZD0: MOV R6,#255
MOV R5,#255
ZD1: DJNZ R6,ZD1
ZD2: DJNZ R5,ZD2
DJNZ R7,ZD0
RET
END
Рисунок 5. Содержимое файла Debug.hex.
Результат ввода и запоминания числа выглядит следующим образом:
Рисунок 6. Результат ввода числа 45.
При нажатии на кнопку запоминания можно наблюдать, как записывается введённое число, а также значение регистра R0 увеличивается на количество записей (запоминаний). Число из аккумулятора записывается в соответствующую ячейку памяти.
Рисунок 7. Окно ячеек памяти (SFR).
Рисунок 8. Окно ячеек памяти (IDATA).
Вывод
В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены организация пространства памяти программ микроконтроллера КМ1816ВЕ51 и программных средств управления ходом выполнения программы. Приобретены навыки программирования циклических алгоритмов в кодах микроконтроллера.
В первой части лабораторной работы была написана простая программа на языке ассемблера для ознакомления с работой микроконтроллера.
Во второй части построена схема шестнадцатеричной клавиатуры с микроконтроллером и двумя семисегментными индикаторами, на которые выводились шестнадцатеричные числа. В микроконтроллер также была записана программа на языке ассемблера, в результате сборки которой можно было наблюдать перемещение введённых данных по регистрам и битам микроконтроллера с помощью инструментов отладки программного средства Proteus, а также их отображение на индикаторах.