Программирование МК

Порядок составления программ для микропроцесссорного комплекта тот же, что изучался в курсе "информатика":

- на основе анализа производится выбор решения поставленной задачи;

- составляется алгоритм решения;

- в соответствии с алгоритмом записывается программа на языке ассемблера;

- производится перевод программы в машинные коды (в шестнадцатиричной системе счисления);

- выполняется ввод программы в микропроцессорный комплект и производится ее отладка;

- программа запускается на выполнение.

Команды могут быть однобайтные, двубайтные и трехбайтные, то есть занимать в ОЗУ одну, две или три ячейки памяти.

В любой команде сначала записывается код операции, который всегда занимает один байт. Если в команде задаются данные, то для записи восьмиразрядных данных требуется один байт, а для шестнадцатиразрядных – два байта. Так как нумерация адресов шестнадцатиразрядная, то при записи команды управления занимают три байта, причем при записи адреса сначала записывается младший байт адреса, а затем старший байт адреса.

Для полного использования возможностей микропроцессора все программы пишутся, как правило, на языке ассемблера (используется мнемонический код). Для этого в каждой строке программы пишут один оператор, а вся программа разбивается на 4 поля: поле метки, поле мнемокода, поле операнда и поле комментария.

Метка – условное обозначение адреса перехода в программе. Меткой может быть последовательность пяти буквенно-цифровых символов, причем первым символом может быть только буква. Метка отделяется от поля мнемокода символом двоеточие, например:

M1:, M34:, S210: и так далее.

Поле мнемокода – содержит код операции, например MOV, LDA и так далее.

Поле операнда – содержит дополнительную информацию, необходимую для выполнения команды. Например, указатель регистра или регистровой пары, адрес памяти, данные и так далее.

Существует четыре типа операндов:

- регистр;

- регистровая пара;

- непосредственные данные (одно- или двухбайтовые);

- адрес памяти (двухбайтовый).

Поле комментария – отделяется от поля операнда символом точка с запятой. Комментарий служит для пояснения работы программы, он помогает выяснить ошибки в программе.

Рассмотрим порядок разработки программы на следующем примере.

Вывести в порт А, расположенный по адресу (90)_н, число (АА)_н. Режим работы порта простой (0). Регистр управляющего слова работы портов расположен по адресу (93)_н. Для решения задачи необходимо настроить порты на заданный режим работы и вывести заданное число в порт А. Для настройки портов составляется управляющее слово работы портов и выводится в регистр управляющего слова. По условию задан только режим работы порта А, в связи с этим, произвольно задаются условиями режим работы остальных портов. Положим, что порт В, С_ст, С_мл работают на вывод и режим их работы нулевой. Тогда код управляющего слова будет иметь вид

10000000 = (80)_н

Так как все операции в МП КР580ВМ80А осуществляются через аккумулятор, то первой командой необходимо переслать данные (управляющее слово) в регистр А. Для этого воспользуемся командой MVI r, data 8. В данном примере команда будет иметь вид MVI A, 80. Код команды MVI A – 00DDD110 → 00111110 = (3E)_н. Команда MVI A, 80 занимает два байта. Следующий этап – это пересылка управляющего слова в регистр управляющего слова. Для пересылки воспользуемся командой OUT, port. Код команды OUT – 11010011 = (D3)_н. Во втором байте команды указывается адрес (в данном случае РУС – (93)_н). После выполнения этой команды настройка портов осуществлена. Аналогично осуществляется пересылка заданного числа в порт А с той лишь разницей, что в команде OUT порт указывается адрес порта А (90)н. Остановить выполнение программы можно командой HLT или осуществить безусловный переход на метку (команда пересылки заданного числа в аккумулятор) с помощью команды JMP adr. При этом выполнение программы, начиная с метки, будет повторяться.

При написании программы первоначально указывается адрес первой ячейки памяти, с которой начнется запись программы. Для этого служит директива ORG. В таблице 5.8 приведена программа решения задачи.

Таблица 5.8 – Программа вывода числа в порт А

	OGR
	MVI	А, 80	; настройка УВВ: пересылка управ­ляющего слова работы портов в акку­мулятор
	OUT		; настройка УВВ: пересылка управ­ляющего слова в РУС
М1:	MVI	А, АА	; запись исходного числа в регистр-аккумулятор (регистр А)
	OUT		; вывод исходного числа в порт све­тодиода (порт А)
	JMP	М1	; возврат на начало программы
поле метки	поле мнемокода	поле операнда	поле комментария

После написания программы ее нужно перевести в машинные коды. Обычно эта операция делается вручную, а для сложных и длинных программ нужно использовать персональную ЭВМ со специальной программой, которая называется росс-ассемблер. Она позволяет производить отладку и перевод программы в шестнадцатиричные коды с использованием дисплея персональной ЭВМ.

При ручном переводе необходимо из таблицы команд выписать двоичные коды команд на мнемонике, подставив в них коды регистров, регистровых пар, проверок условий и так далее. Затем двоичные числа переводят в шестнадцатиричные и заносят их по ячейкам памяти. Этот перевод необходим, чтобы ускорить ввод программы. Приведенная ранее программа представлена в таблице 5.9.При переводе следует помнить, что нумерация адресов ячеек памяти – шестнадцатиричная, а при записи адресов перехода в начале указывается младший байт адреса, а затем старший байт адреса. Поэтому после кода команды JMP – С3 в ячейку с адресом 0809 записан вначале младший байт адреса 04 метки М1 с адресом 0804, а в ячейку с адресом 080А записан старший байт метки М1 - 08.

Таблица 5.9 – Программа вывода заданного числа в порт А в кодах

Адрес	Код	Назначение кодов
	3Е	код команды MVI A
		управляющее слово работы портов
	D3	код команды OUT
		адрес регистра управляющего слова
	3E	код команды MVI A
	AA	код исходной информации, которая выводится в порт А
	D3	код команды OUT
		адрес порта А
	C3	код команды JMP
		младший байт адреса метки
080А		старший байт адреса метки

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАЗДЕЛАМ 5.10 - 5.11

1. Микропроцессор: назначение, архитектура.

2. Команда, машинный цикл, машинный такт.

3. Общие принципы функционирования МП.

4. Функциональная схема МП КР580ВМ80А.

5. Шины МП: назначение, разрядность.

6. Система команд МП.

7. Микропроцессорный комплект.

8. Организация ввода-вывода; МС КР580ВВ55А.

9. Таймер; МС КР580ВИ53.

10. Основные принципы программирования МК.