Файл: Лабы по МП от Нефёдова.doc

Введение

Для обработки данных микроконтроллер ATmega128 использует группу команд, реализующих арифметические и логические операции, сдвиги и операции над отдельными битами. Арифметические операции являются операциями над 8-разрядными целыми числами. Для выполнения целочисленных операций над длинными словами служат команды сложения и вычитания с учетом флага переноса

Арифметические и логические команды приведены в табл.2.1. и табл.2.2.

Таблица 2.1. Арифметические и логические команды

Таблица 2.2. Команды сдвигов и операций с битами

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. Изучить набор команд арифметических, логических, битовых операций и сдвигов, выполняемых микроконтроллером ATmega128.

2. Запустить на персональном компьютере интегрированную систему программирования AVRStudio. Командой ProjectNew Project создать новый проект Lesson2. С использованием редактора текста создать демонстрационную программу:

.device ATmega128

.include "m128def.inc"

;***** Определение констант ********************************

.EQU IniX =$0100

.EQU IniY =$0110

.EQU IniZ =$0120

.EQU SPadr =$10FF

.EQU NCircle =16

;***** Инициализация указателя стека ********************************

ldi R20, $FF ; загрузка промежуточного регистра R20 младшим

; байтом адреса начала стека

out SPL, R20 ; загрузка младшего байта указателя стека

ldi R20, $10 ; загрузка промежуточного регистра R20 старшим

; байтом адреса начала стека

out SPH, R20 ; загрузка старшего байта указатель стека

;***** Инициализация указателeй, счетчика циклов и флага управления переносом

ldi R26,low(IniX) ; загрузка рег. X значением указателя на память данных

ldi R27,high(IniX) ;

ldi R28,low(IniY) ; загрузка рег. Y значением указателя на память данных

ldi R29,high(IniY) ;

ldi R30,low(IniZ) ; загрузка рег. Z значением указателя на память данных

ldi R31,high(IniZ) ;

ldi R16,Ncircle ; в R16 – счетчик циклов=2*N_ЧИСЕЛ

ldi R17,$00 ; в R17 – 0

ldi R18,$01 ; в R18 – 1 в младший бит

;***** Сложение массивов 16-разрядных чисел *************************

LP1:

sbrs R17, 0

clc

LP2: ld R3, X+ ; загрузка байта 1-операнда

ld R4, Y+ ; загрузка байта 2-операнда

adc R3, R4 ; сложение байтов операндов с учетом переноса

st Z+, R3 ; запись результата в память

eor R17, R18 ; чередование 0 и 1 в младшем бите R17

dec R16 ; декремент счетчика байтов

brne LP1 ; зацикливание, если счетчик байтов не равен нулю

loop:

rjmp loop ; зацикливание программы для исключения зависаний

Эта программа читает восемь пар двухбайтных операндов из ОЗУ данных, складывает операнды побайтно с учетом флага переноса и посылает результаты также в ОЗУ. В программе использованы директивы EQU, с помощью которых определяются имена констант, встречающихся далее в тексте. Этими константами являются значения адреса областей ОЗУ, где хранятся операнды и результаты, количество циклов сложения. Область первых операндов начинается с адреса $0100, вторых операндов - $0110, результата - $0120. Количество циклов равно 2байта*8операндов=16.

Для сокращения числа команд внутри цикла предусмотрена одинаковая обработка первых байтов операндов, которые складываются без учета переноса, и вторых байтов, складываемых с учетом значения бита С. Единый цикл использует команду ADC, но дополнительно привлекается бит 0 регистра R17, значение которого изменяется при каждом проходе. При R17.0==0 (обработка первых байтов) бит переноса обнуляется. Такой алгоритм применим только для 16-разрядных операндов. Для работы программы необходим счетчик, три указателя на области ОЗУ и флаг обнуления бита переноса. В качестве счетчика циклов используется регистр R16. Его содержимое декрементируется и проверяется командой BRNE, которая организует цикл. В качестве указателей на ячейки-источники операндов используются регистры X и Y. На текущую ячейку-приемник результата указывает регистр Z.

3. Выполнить команду Project/Buildдля компиляции проекта.

4. При успешной компиляции с помощью команды Debug/StartDebugging запустить симулятор. Командой View/Memory открыть окно с ячейками ОЗУ. Используя прямое редактирование ОЗУ данных (матрица Data в окне Memory) занести в ячейки с адреса $0100 шестнадцать байтов любого кода, которые будут представлять восемь первых двухбайтных операндов. С адреса $0110 занести шестнадцать байтов другого кода, которые будут представлять восемь вторых двухбайтных операндов. Например такие:

5. Выполнить программу по шагам, выполняя команду Debug/StepIntro(F11). Наблюдать изменение значений в регистрах микроконтроллера и ячейках ОЗУ данных. При указанных выше операндах результаты должны быть следующими:

6. Составить программу выполнения задания, провести пошаговое выполнение программы, продемонстрировать полученный результат.

Задания

1. Выполнить попарно сложение 16-разрядных чисел со знаком, содержащихся в двух массивах объемом по 15 чисел с начальными адресами $xx, $yy, результаты сохранить в массиве с начальным адресом $zz. Номера чисел, при сложении которых возникло переполнение, записать в регистры R20 и R21. Общее количество переполнении указать в регистре R22.

2. Выполнить попарное вычитание 16-разрядных чисел со знаком, содержащихся в двух массивах объемом по 10 чисел с начальными адресами $xx, $yy, результаты сохранить в массиве с начальным адресом $zz. При переполнении результат округлять до максимального положительного или отрицательного значения. Общее количество округлений указать в регистре R22.

3. Выбрать числа с минимальным и максимальным значением из массива, содержащего 40 16-разрядных чисел со знаком, которые размещены в памяти, начиная с адреса $xx. Минимальное и максимальное число записать в регистры R20, R21, а порядковые номера этих чисел в исходном массиве данных - в регистры R22 и R23.

4. Выполнить сравнение 8-разрядных чисел, содержащихся в массиве объемом из 50 чисел с начальным адресом $xx, с эталоном, хранящимся регистре R17. Числа, несовпадающие с эталоном, разместить в массиве с начальным адресом $yy. Общее число несовпадающих чисел записать в регистр R20.

Работа №3 цифровые системы на базе микроконтроллерa aTmega128:

реализация и обслуживание подсистемы прерываний

Цель работы: изучение организации прерываний в микроконтроллере ATmega128 и обслуживания подсистемы прерываний.

Введение

Микроконтроллеры ATmega128 используют 34 источника прерывания. Эти прерывания и механизм сброса располагают отдельными векторами в пространстве памяти программ. Каждому прерыванию присвоен свой бит разрешения, который должен быть установлен совместно с битом I регистра статуса SREG.

Младшие адреса пространства памяти программ автоматически определяются как векторы сброса и прерываний.

Полный перечень векторов представлен в Таблице 3.1. Перечень отражает также уровень приоритета для каждого прерывания. Прерывания с младшими адресами имеют больший уровень приоритета: RESET имеет наивысший уровень приоритета, следующим является запрос внешнего прерывания INT0 –и т.д.

Таблица 3.1. Векторы сброса и прерываний