79_81.pdf

Biblioteki procedur standardowych

K U R S

Biblioteki

mikroprocesorowych

procedur standardowych

Oferowany poprzez Internet

kod ród³owy zosta³ sprawdzony

w praktyce w czasie konstrukcji

oprogramowania systemowego kil-

ku sterowników. Procedury maj¹

ró¿norodny charakter i przezna-

czenie. Ka¿da procedura jest

przedstawiona w formie podpro-

gramu. Proponowane podprogra-

my s¹ u¿ywane w czêci oprog-

ramowania zajmuj¹cego siê prze-

twarzaniem odebranych danych,

czyli tam, gdzie istnieje mini-

malne przywi¹zanie progra-

mu do otoczenia mikroproceso-

ra. Z czasem do tej biblioteki

do³¹czymy opracowania czê-

ciowo zale¿ne od otoczenia pro-

cesora, oraz zajmiemy siê obs³ug¹

przerwañ.

Procedury publikowane w tej

rubryce s¹ dostêpne na koncie

WWW firmy AVT w Internecie.

Dla osób nie posiadaj¹cych dostê-

pu do Internetu publikujemy pe³-

ny tekst ród³owy procedur. Nie

przewidujemy rozprowadzania

tych bibliotek na dyskietkach.

Uznalimy bowiem, ¿e coraz wiêk-

sza popularnoæ Internetu mo¿e

sk³oni potencjalnych odbiorców

tego oprogramowania do zaintere-

sowania siê t¹ ogólnowiatow¹

sieci¹.

(starszy bajt jest pamiêtany w ko-

mórce o m³odszym adresie). D³u-

goæ liczb, obliczana w bajtach,

jest zmienna, zale¿nie od potrzeb.

W czasie uk³adania w³asnego

programu warto przeznaczyæ pew-

n¹ liczbê komórek pamiêci wew-

nêtrznej na bufor wyników po-

rednich. Autor przyj¹³, ¿e taki

bufor jest umiejscowiony w trzech

starszych bankach pamiêci o ad-

resie pocz¹tkowym 08H i d³ugoci

24 bajtów. W procesorach '51, po

ich zerowaniu, w tym obszarze

jest lokalizowany stos. Dno stosu

zosta³o wiêc przeniesione do ad-

resu 70H. Szesnacie komórek

przeznaczonych na stos wystar-

cza. Jeli jednak zaczyna nam

brakowaæ pamiêci wewnêtrznej,

np. ze wzglêdu na liczne, za-

gnie¿d¿aj¹ce siê odwo³ania do

stosu, to musimy siêgn¹æ po nieco

mocniejszy typ z rodziny '51, np.

80C32. Ma on 256 bajtów, z czego

starsze 128 bajtów jest adresowa-

nych tylko porednio, poniewa¿

dziel¹ one adresy z rejestrami fun-

kcji specjalnych, dostêpnych z ko-

lei tylko bezporednio.

Arytmetyka

Zaczniemy od procedur aryt-

metycznych. Operacje s¹ wykony-

wane na liczbach interpretowa-

nych jako liczby ca³kowite, któ-

rych zapis pokazano na rys.1

Listing 1.

;PODPROGRAM WIELOBAJTOWEGO dodawania

; WEJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO

; BAJTU PIERWSZEGO SK£ADNIKA

; R1 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU DRUGIEGO

; SK£ADNIKA, NIE MODYFIKOWANY

; R2 - LICZBA BAJTÓW

; WYJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU WYNIKU

; R2=0

; PRZENIESIENIE C I PRZEPE£NIENIE OV JEST

; USTAWIANE W TAKI SPOSÓB, JAK W ROZKAZIE

; ADDC

; STAN WSKANIKA P NIE ODPOWIADA OGÓLNYM

; ZASADOM JEGO USTAWIENIA

AD:

CLR C

PUSH R0REG

AD1:

Rys. 1. Przyjêty przez autora

sposób zapisu liczb wielobajtowych.

MOV A,@R0

ADDC A,@R1

MOV @R0,A

DEC R0

DEC R1

DJNZ R2,AD1

POP R0REG

RET

Elektronika Praktyczna 1/97

Wielu pocz¹tkuj¹cych

programistów mikrokomputerów

jednouk³adowych mo¿e

odczuwaæ brak zaplecza

w postaci biblioteki gotowych

procedur. Bez niej droga do

sukcesu, czyli dobrego

gotowego programu jest

d³u¿sza i bardziej uci¹¿liwa.

Biblioteka taka, zawieraj¹ca

szczegó³owo udokumentowane

i sprawdzone modu³y

programowe jest bardzo cenna

i oddaje nieocenione us³ugi.

Gromadzi siê wiêc te zasoby.

Wystarczy do nich siêgn¹æ

i do³¹czyæ odpowiedni

fragment do tworzonego

oprogramowania. Namiastkê

takiej biblioteki w³anie

proponujemy.

Od Czytelnika wymagamy

tylko znajomoci listy

podstawowych rozkazów tych

mikrokontrolerów, dla których

te procedury s¹ przeznaczone.

Zaczniemy od biblioteki dla

najbardziej popularnej rodziny

mikroprocesrów, jak¹ jest

niew¹tpliwie rodzina '51.

Prezentowane w artykule

procedury s¹ dostêpne w

sieci Internet pod adresem

www.atm.com.pl/~avt.

Biblioteki procedur standardowych

Rys. 2. Sposób mno¿enia liczb wielobajtowych.

Dodawanie

wielobajtowe

Dodawanie jedno-

bajtowego jest trywial-

ne, bowiem zapew-

niaj¹ to rozkazy doda-

wania ADD i dodawa-

nia z przeniesieniem

ADDC z ró¿norodny-

mi argumentami. My

zajmiemy siê dodawa-

niem wielobajtowym.

Uniwersalna procedu-

ra wielobajtowego dodawania

przedstawiona jest na listingu 1 .

Czêstym b³êdem pocz¹tkuj¹-

cych programistów jest brak ze-

rowania wskanika przeniesienia

C. Warto przyj¹æ od teraz za³o-

¿enie, ¿e wywo³ywana procedura

pracuje w rodowisku programo-

wym o nieznanych parametrach

wejciowych (z wyj¹tkiem para-

metrów pocz¹tkowych, które ma

ona przetwarzaæ) i powinna sama

je ustaliæ. Unikniemy wtedy nie-

spodzianek, bowiem zasadnicza

czêæ procedury pracuje popra-

wnie, a b³¹d tkwi gdzie indziej.

Wynik dodawania jest umiesz-

czany w miejsce pierwszego sk³ad-

nika sumy porednio adresowane-

go rejestrem R0.

liczb ujemnych powstaj¹ przez

zanegowanie bitów modu³u (war-

toci bezwzglêdnej) tej liczby i do-

danie jedynki. Np. +5 to 0101, za

-5 to zanegowane 0101, czyli

1010, plus 1, czyli w koñcu 1011.

Ciekaw¹ w³aciwoci¹ tego ko-

du (w skrócie nazywanego U2)

jest to, ¿e ponowna negacja bitów

liczby ujemnej i dodanie 1 spowo-

duje otrzymanie liczby dodatniej

równej co do wartoci bezwzglêd-

nej liczbie ujemnej. W naszym

przyk³adzie 1011 po inwersji to

0100, a plus 1 daje 0101, czyli 5.

Prosta procedura dokonuje uzu-

pe³nienia do dwóch liczby wie-

lobajtowej ( listing 3 ).

Listing 2.

;PODPROGRAM WIELOBAJTOWEGO ODEJMOWANIA

; WEJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU ODJEMNEJ

; R1 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU ODJEMNIKA

; R2 - LICZBA BAJTÓW

; WYJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU WYNIKU

; R2=0

; PO¯YCZKA C I PRZEPE£NIENIE OV S¥

; USTAWIANE W TAKI SPOSÓB, JAK W ROZKAZIE

; SUBB

; STAN WSKANIKA P NIE ODPOWIADA OGÓLNYM

; ZASADOM JEGO USTAWIENIA

Listing 4.

; PODPROGRAM MNO¯ENIA LICZB DWUBAJTOWYCH

; PISA£ I TESTOWA£: MIROSLAW LACH, AVT

; WEJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU MNO¯NEJ

; R1 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU MNO¯NIKA

; WYJCIE:

; ILOCZYN JEST UMIESZCZANY W MIEJSCE CZYNNIKÓW

; ILOCZYNU, GDZIE ZLO¯ENIE BAJTÓW

; (R0-1):(R0):(R1-1):(R1) DAJE WYNIK (R0-1) -

; BAJT NAJSTARSZY, ZA R0 I R1 S¥ WARTOCIAMI

; WEJCIOWYMI ADRESÓW

; ZALECA SIÊ, ABY MNO¯NA I MNO¯NIK ZAJMOWA£Y

; CZTERY KOLEJNE BAJTY

; U¯YWANE ZASOBY:

; ACC,B,R0,R1,R2,R3,R4,R5

; W DEKLARACJACH ZMIENNYCH ZDEFINIOWAÆ

; BEZPOREDNIE ADRESY REJESTRÓW JAKO

; R2REG EQU 2

; R3REG EQU 3

; R4REG EQU 4

; R5REG EQU 5

SUB:

CLR C

PUSH R0REG

SUB1:

MOV A,@R0

SUBB A,@R1

MOV @R0,A

DEC R0

DEC R1

DJNZ R2,SUB1

POP R0REG

RET

Listing 3.

;PODPROGRAM UZUPE£NIENIA DO 2

;PISA£ I TESTOWA£: MIROSLAW LACH,AVT

; WEJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU LICZBY

; R2 - LICZBA BAJTÓW

; LOKALNA ZMIENNA R2REG JEST ADRESEM REJESTRU

; R2 Z BANKU 0 PAMIÊCI

; LOKALNA ZMIENNA R0REG JEST ADRESEM REJESTRU

; R0 Z BANKU 0 PAMIÊCI

;WYJCIE:

; R0 - ADRES NAJM£ODSZEGO BAJTU LICZBY

; UZUPE£NIONEJ DO DWÓCH

R2REG

Odejmowanie

Przez analogiê do dodawania,

tworzymy podprogram wielobajto-

wego odejmowania o adresie SUB

( listing 2 ).

Stan wskaników programo-

wych po wykonaniu podprogramu

odejmowania, czy jak poprzednio

dodawania, nie jest bez znacze-

nia, bowiem mo¿e byæ istotny

w dalszej czêci budowanego op-

rogramowania. Najwa¿niejszy bê-

dzie dla nas stan wskanika prze-

niesienia C. Tam zostanie zapisa-

na po¿yczka (przeniesienie). Op-

rócz tego poprawnie zostanie usta-

wiony znacznik przepe³nienia OV,

u¿ywany w operacjach na licz-

bach zapisanych w kodzie uzupe³-

nieniowym do dwóch.

Przy ustawieniu CY nale¿y

interpretowaæ otrzyman¹ ró¿nicê,

jak liczbê ujemn¹. Wynik odejmo-

wania jest zapisany w kodzie uzu-

pe³nieniowym do dwóch. Jest to

odmiana kodu binarnego, s³u¿¹ce-

go do zapisu liczb ze znakiem.

Liczby dodatnie s¹ w tym kodzie

zapisane identycznie jak w natu-

ralnym kodzie binarnym, za zapis

MNOZ2B:

MOV A,@R0

; W ACC JEST X

MOV B,@R1

; W B JEST Y

MUL AB

; X*Y

MOV R2,A

; REJESTRY R5-R2

; PRZECHOWUJ¥ WYNIK POREDNI

MOV R3,B

; SUMY CZ¥STKOWEJ

DEC R0

MOV A,@R0

; W ACC JEST X+1

MOV B,@R1

; W B JEST Y

MUL AB

; (X+1)*Y

EQU 2

ADD A,R3

MOV R3,A

CLR A

ADDC A,B

MOV R4,A

CLR A

ADDC A,#0

MOV R5,A

INC R0

DEC R1

MOV A,@R0

R0REG

EQU 0

UZUP:

PUSH R2REG ; CHOWAMY REJESTRY R0 I R1

PUSH R0REG ; JESZCZE SIÊ PRZYDADZ¥

UZUP1:

MOV A,@R0

CPL A

; INWERSJA BITÓW

POSZCZEGOLNYCH BAJTOW

MOV @R0,A

DEC R0 ; MODYFIKACJA WSKANIKA

; ADRESOWEGO

DJNZ R2,UZUP1 ; CZY S¥ JESZCZE JAKIE

; BAJTY?

POP R0REG ; WYSTARCZY, TERAZ

; ODTWARZAMY R0 I R2

POP R2REG ; PO TO, ABY DODAÆ JEDYNKÊ

MOV A,@R0 ; DO PIERWSZEGO BAJTU

ADD A,#1 ; DODAJEMY JEDYNKÊ

MOV @R0,A ; TRZEBA TO JESZCZE

; SCHOWAÆ

DEC R0 ; TERAZ ZMODYFIKOWAÆ

; WSKANIK ADRESOWY

DJNZ R2,UZUP2 ; CZY TO JEST JEDYNY BAJT?

RET

; W ACC JEST X

MOV B,@R1

; W B JEST Y+1

MUL AB

; X*(Y+1)

ADD A,R3

MOV R3,A

MOV A,R4

ADDC A,B

MOV R4,A

CLR A

ADDC A,R5

MOV R5,A

DEC R0

MOV A,@R0

; W ACC JEST X+1

MOV B,@R1

; W B JEST Y+1

; TAK, TO BY£ JEDYNY BAJT,

; CZYLI KONIEC PROCEDURY

MUL AB

; (X+1)*(Y+1)

ADD A,R4

MOV R4,A

MOV A,R5

ADDC A,B

MOV R5,A

MOV @R0,R5REG

INC R0

MOV @R0,R4REG

MOV @R1,R3REG

INC R1

MOV @R1,R2REG

RET

UZUP2:

MOV A,@R0 ; DO POZOSTA£YCH BAJTÓW

ADDC A,#0 ; TRZEBA DODAÆ ZERO PO TO

MOV @R0,A ; ABY DODAÆ EWENTUALNE

; PRZENIESIENIE

DEC R0 ; MODYFIKACJA WSKANIKA

; ADRESOWEGO, JU¯ NIEDALEKO

DJNZ R2,UZUP2 ; CZY TO WSZYSTKIE BAJTY,

; JELI NIE - NA POCZ¥TEK

; PETLI

RET

; UFF, ZAKOÑCZYLIMY

Elektronika Praktyczna 1/97

Biblioteki procedur standardowych

Mno¿enie

W mikroprocesorach rodziny

'51 istnieje rozkaz mno¿enia,

MUL AB, ale dotyczy on mno¿e-

nia jednobajtowego. Mno¿na

i mno¿nik s¹ umieszczone w aku-

mulatorze i rejestrze B. Iloczyn tra-

fia z powrotem do tej pary rejestrów,

przy czym m³odsza czêæ znajduje

siê w akumulatorze, a starsza jest

umieszczona w B.

Rozkaz ten bêdzie bardzo u¿y-

teczny do wykonania mno¿enia

wielobajtowego. Na rys. 2 pokaza-

no znan¹ z lekcji arytmetyki me-

todê pisemnego mno¿enia liczb

wielocyfrowych. Ta w³anie zasa-

da jest wykorzystana do budowy

algorytmu mno¿enia liczb wielo-

bajtowych.

Mno¿enie liczb wielobajtowych

wykonujemy poprzez mno¿enie

pojedynczych bajtów za pomoc¹

rozkazu MUL. Tak otrzymane ilo-

czyny cz¹stkowe musimy odpo-

wiednio dodawaæ do wyniku, czy-

li z w³aciwym przesuniêciem,

wed³ug przepisu pokazanego na

rys. 2. Nie nale¿y zapominaæ

o dodawaniu iloczynu cz¹stkowego

do nastêpnego bajtu, po to aby nie

zgubiæ ewentualnego przeniesienia.

Proponujemy nastêpuj¹ce ro-

dzaje podprogramów mno¿enia

ró¿ni¹ce siê d³ugoci¹ mno¿onych

liczb:

-mno¿enie liczb trzybajtowych;

-mno¿enie liczb dwubajtowych

( listing 4 );

-mno¿enie liczby piêciobajtowej

i jednobajtowej;

-mno¿enie liczby dwubajtowej

i jednobajtowej ( listing 5 ).

Opis przygotowania paramet-

rów wejciowych oraz umiejsco-

wienie wyniku zawarto w komen-

tarzach w nag³ówkach plików.

Miros³aw Lach, AVT

Listing 5.

; PODPROGRAM MNO¯ENIA LICZBY

; DWUBAJTOWEJ I JEDNOBAJTOWEJ

; WEJCIE:

; R1:R0 - MNO¯NA

; R2 - MNO¯NIK

; WYJCIE:

; R5:R4:R3 - ILOCZYN, R5 - NAJSTARSZY

MNOZ2Z1B:

MOV A,R0

MOV B,R2

MUL AB

MOV R3,A

MOV R4,B

MOV A,R1

MOV B,R2

MUL AB

ADD A,R4

MOV R4,A

MOV A,B

ADDC A,#0

MOV R5,A

RET

Procedury przedstawione w arty -

kule dostêpne s¹ poprzez Internet

w pliku spakowanym KURS1.ARJ

Elektronika Praktyczna 1/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: