AVR单片机420100326.ppt

AVR单片机原理及应用,陈渊睿 Tel: 13002086301 E-mail: ep02163.com 华南理工大学电力学院,第四章,汇编语言程序设计,4.1 汇编语言基础,汇编语言源文件是由汇编语言代码和汇编程序指令所组成的ASCII 字符文件。 汇编语言源文件包括指令助记符、标号和伪指令。指令助记符和伪指令常带操作数 4.1.1 汇编语句格式 程序输入行有下列种形式： 【标号】伪指令【操作数】【注释】。 【标号】指令【操作数】【注释】。 注释。 空行。,例子： Label: .EQU Var1=100 ;置Var1 等于100 伪指令 .EQU Var2=200 ;置Var2 等于200 test: rjmp test ;无限循环指令 ;纯注释行 注意：不限制有关标号伪指令注释或指令的列位置,4.1.2汇编器伪指令,伪指令并不直接转换成操作数，而是用于调整存储器中程序的位置，定义宏，初始化存储器等,表达式 汇编器的表达式由操作数、运算符和函数组成。所有的表达式内部为32位(二进制) 操作数 (1)用户定义的标号，该标号给出了放置标号位置的定位计数器的值 (2)用户用SET伪指令定义的变量 (3)用户用EQU伪指令定义的常数 (4)整数常数，包括下列几种形式 ·十进制缺省值10 255 ·十六进制数二进制表示法0x0a,$0a,0xff.$ff 二进制数0b00001010,0b11111111 (5)PC, 程序存储器定位计数器的当前值,汇编器的函数(而非单片机内的函数) 有LOW、HIGH、BYTE2、BYTE3 汇编器所认的运算符,4.2 简单与分支程序设计,4.2.1 简单程序设计 也称顺序程序或直接程序 .include “m8def.inc” ldi xl,$61 ldi xh,$00 lds r16,$0060 mov r17,r16 andi r16,$0f ori r16,$30 st x+,r16,swap r17 andi r17,$0f ori r17,$30 st x+,r17 here: rjmp here .exit,4.2.1 分支程序设计 又称散转程序 .include “m8def.inc” .SET VAR=0X0070 .SET FUNC=0X0071 .ORG $000 RJMP MAIN .ORG 0X0013 MAIN:LDS R16,VAR TST R16 BREQ DONE BRPL POSI LDI R16,$FF ;R16-1 RJMP DONE,POSI:LDI R16,$01 DONE:STS FUNC,R16 HERE: RJMP HERE .EXIT,4.3 循环与查表程序设计,4.3.1 循环程序设计 例4.9：已知SRAM ADDR($0062)为起始地址的数据块的数据是无符号数，块长在LEN($0061)单元。求最大值并存入MAX($0060)单元 .include “m8def.inc” .SET LEN=$0061 .SET ADDR=$0062 .SET MAX=$0060 .ORG $000 RJMP START .ORG 0X0013 START:LDS R20,LEN CLR R16 LDI XL,LOW(ADDR) LDI XH,HIGH(ADDR) LOOP: LD R18,X+ CP R18,R16,BRCS NEXT ;BRLO MOV R16,R18 NEXT: DEC R20 BRNE LOOP STS MAX,R16 here: rjmp here .exit,例4.9：已知SRAM ADDR($0062)为起始地址的数据块的数据是符号数，块长在LEN($0061)单元。求最大值并存入MAX($0060)单元 .include “m8def.inc” .SET LEN=$0061 .SET ADDR=$0062 .SET MAX=$0060 .ORG $000 RJMP START .ORG 0X0013 START:LDS R20,LEN LDI R16,$80 LDI XL,LOW(ADDR) LDI XH,HIGH(ADDR) LOOP: LD R18,X+ CP R18,R16,BRLT NEXT MOV R16,R18 NEXT: DEC R20 BRNE LOOP STS MAX,R16 here: rjmp here .exit,4.3.2 查表程序设计 用于不便于计算的函数(如平方、立方、三角函数)、固定的编码(如ASCII码、数码管显示)等，表格存于FLASH中，用LPM指令来取出对应项的值 例：设SRAM的0x60开始的40个单元字节存放有40个取值为09的二进制整数。将它们求平方值后存放到SRAM的0x100开始的存储区。 .include “m8def.inc” rjmp Main Tab: .db 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 Main: ldi yl, 0x00 ;SRAM存储基址 ldi yh, 0x01 ldi xl, 0x60 ;SRAM取数基址 ldi xh, 0x00 ldi r18, 40 ;计数用 loop: ld r16, x+ ;从SRAM取数，地址增1,ldi zl, low(Tab*2) ldi zh, high(Tab*2) clr r17 add zl, r16 adc zh,r17 lpm ;查平方值 st y+, r0 ;保存到SRAM并且地址增1 dec r18 ;计数减1 brne loop ;未查完，循环 HERE: RJMP HERE .EXIT,例4.13：已知SRAM中起始地址为BLOCK1的数据块（其长度存放在LEN单元），每个存储单元中高、低4位为两个十六进制数，将它们转换为ASCII码后存放在BLOCK2开始的连续存储单元。 .include “m8def.inc” .SET LEN=$0060 .SET BLOCK1=$0061 .SET BLOCK2=$0168 .ORG $000 RJMP MAIN .ORG 0X0013 MAIN: LDS R25,LEN LDI XL,LOW(BLOCK1) LDI XH,HIGH(BLOCK1) LDI YL,LOW(BLOCK2) LDI YH,HIGH(BLOCK2) LOOP: LDI ZL,LOW(ASTAB*2) LDI ZH,HIGH(ASTAB*2) CLR R18 LD R17,X,ANDI R17,$0F ADD ZL,R17 ADC ZH,R18 LPM R17,Z ST Y+,R17 LD R17,X+ ANDI R17,$F0 SWAP R17 LDI ZL,LOW(ASTAB*2) LDI ZH,HIGH(ASTAB*2) ADD ZL,R17 ADC ZH,R18 LPM R17,Z ST Y+,R17 DEC R25 BRNE LOOP HERE:RJMP HERE ASCTAB:.DB $30,$31,$39 .DB $41,$42,$46,4.4 代码转换与子程序设计,4.4.1 子程序设计 子程序：完成确定任务、反复调用 入口地址（第一条指令地址，常用标号） 返回（RET） 状态保护(如SREG等) 参数传递(R0R31，或者堆栈方式) 例4.15 SRAM中HEX单元的两个十六进制数，分别转成ASCII码存入ASC和ASC+1单元 .INCLUDE “M8DEF.INC” .SET HEX=$0060 .SET ASC=$0061 LDI R17,LOW(RAMEND) OUT SPL,R17 LDI R17,HIGH(RAMEND) OUT SPH,R17,LDS R16,HEX PUSH R16 RCALL HASC POP R16 STS ASC,R16 LDS R16,HEX SWAP R16 PUSH R16 RCALL HASC POP R16 STS ASC+1,R16 HERE:RJMP HERE,HASC:POP R16 POP R16 POP R16 ANDI R16,$0F LDI ZL,LOW(ASCTAB*2) LDI,ZH,HIGH(ASCTAB*2) ADD ZL,R16 LPM R16,Z PUSH R16 IN R16,SPL SBCI R16,2 OUT SPL,R16 RET ASCTAB:.DB $30,$31,$39 .DB $41,$42,$46,4.4.2代码转换子程序,BCD码(Binary-Coded Decimal)，用二进制编码的十进制代码。这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码，使二进制和十进制之间的转换得以快捷地进行。这种编码技巧，最常用于会计系统的设计里，因为会计制度经常需要对很长的数字串作准确的计算。相对于一般的浮点式记数法，采用BCD码，既可保存数值的精确度，又可免却使电脑作浮点运算时所耗费的时间。此外，对于其他需要高精确度的计算，BCD编码亦很常用 最常用的BCD编码，就是使用“0”至“9”这十个数值的二进码来表示。常称之为“8421码”。,补充知识,1、 16位二进制数转换成BCD码,程序功能: 将(r17:r16) 中16位二进制转换成 BCD 码, 个、十、百、千和万位分别存放于 r16, r17, r18, r19和r20中 程序思想: (r17:r16)10000 够减 X 次, 则万位为 X; 差值1000 够减 Y 次; 则千位为 Y;差值100 够减 Z 次; 则百位为 Y;差值10 够减 U 次; 则十位为 U;最后的差值为个位,程序清单: b16td5: ser r20 ;r20 先送 -1 loop1: inc r20 ;r20 增 1 subi r16,low(10000) ;(r17:r16)10000 sbci r17,high(10000) brcc loop1 ;够减则返回 loop1 subi r16,low(-10000) ;不够减,加10000 恢复余数 sbci r17,high(-10000),程序清单: ;(Continued) ser r19 ;r19 先送 -1 loop2: inc r19 ;r19 增 1 subi r16,low(1000) ;(r17:r16)1000 sbci r17,high(1000) brcc loop2 ;够减则返回 loop2 subi r16,low(-1000) ;不够减,加1000 恢复余数 sbci r17,high(-1000),程序清单: ;(Continued) ser r18 ;r18 先送 -1 loop3: inc r18 ;r18 增 1 subi r16,low(100) ;(r17:r16)100 sbci r17,high(100) brcc loop3 ;够减则返回 loop3 subi r16,low(-100) ;不够减,加100 恢复余数 sbci r17,high(-100),程序清单: ;(Continued) ser r17 ;r17 先送 -1 loop4: inc r17 ;r17 增 1 subi r16,10 ;(r17:r16)10 brcc loop4 ;够减则返回 loop4 subi r16,-10 ;不够减,加10 恢复余数 ret ;至此，r16即为个位,2、 5位BCD码转换成16位二进制数,程序功能: 将个、十、百、千和万位分别放在r16, r17, r18, r19和r20中的5位BCD 码（r16r20高4位为0000）转换成16位二进制, 存放于(r17:r16) 中 转换公式为: (r17:r16)= r16+10*r17+100*r18+1000*r19+10000*r20,程序清单: d5tb16: tst r17 ;测试 r17 rjmp d5tb16_2 d5tb16_1: subi r16,-10 ;r16 加 10,不会发生进位 dec r17 ;r17 减 1 d5tb16_2: brne d5tb16_1 ;非 0 转 d5tb16_1,程序清单: ;(Continued) tst r18 ;测试 r18 rjmp d5tb16_4 d5tb16_3: subi r16,low(-100) ;(r17:r16)加 100 sbci r17,high(-100) dec r18 ;r18 减 1 d5tb16_4: brne d5tb16_3 ;非 0 转 d5tb16_3,程序清单: ;(Continued) tst r19 ;测试 r19 rjmp d5tb16_6 d5tb16_5: subi r16,low(-1000) ;(r17:r16)加 1000 sbci r17,high(-1000) dec r19 ;r19 减 1 d5tb16_6: brne d5tb16_5 ;非 0 转 d5tb16_5,程序清单: ;(Continued) tst r20 ;测试 r20 rjmp d5tb16_8 d5tb16_7: subi r16,low(-10000) ;(r17:r16)加 10000 sbci r17,high(-10000) dec r20 ;r20 减 1 d5tb16_8: brne d5tb16_7 ;非 0 转 d5tb16_7 ret,3、 5位压缩BCD码转换成16位二进制数,压缩BCD码与非压缩BCD码的区别：压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，一个字节表示两位十进制数。例如10010110B表示十进制数96D；非压缩BCD码用1个字节表示一位十进制数，高四位总是0000，低4位的00001001表示09.例如00001000B表示十进制数8 程序功能:将五位压缩BCD码转换为16位二进制。五位压缩BCD码存于r18:r17:r16 (r18 高四位为 0), 二进制存放于(r17:r16) 程序思想: 先将压缩 BCD 码转换为 BCD 码, 放到 r16(个)、r17(十)、r18(百)、r19(千)、r20(万) 5个字节中, 再调用d5tb16子程序即可,程序清单: yd5tb16: mov r20,r18 ;取出万位 mov r19,r17 ;令 r19=r17 mov r18,r17 ;令 r18=r17 mov r17,r16 ;令 r17=r16 andi r16,$0f ;取出个位 andi r17,$f0 swap r17 ;取出十位 andi r18,$0f ;取出百位 andi r19,$f0 swap r19 ;取出千位 rcall d5tb16 ;调用d5tb16五位BCD到16位二进制的转换 ret,4.5 运算程序设计,4.5.1 加减运算程序设计 1、无符号多字节加减运算程序 16位加法 add16: add r16,r18 ; r17:r16+r19:r18r17:r16 adc r17,r19 ret 16 位带立即数加法 addi16: subi r16,low(-addi2) ;无立即数(字节)加法 ; r17:r16+addi2 r17:r16 sbci r17,high(-addi2) ;addi2 为 16 位立即数 ret,16位减法 sub16: sub r16,r18 ; r17:r16-r19:r18r17:r16 sbc r17,r19 ret 16 位带立即数减法 subi16: subi r16,low(subi2) ; r17:r16-subi2 r17:r16 sbci r17,high(subi2) ;subi2 为 16 位立即数 ret,16位比较 cp16: cp r16,r18 ; r17:r16 与 r19:r18 相比较 cpc r17,r19 ret 16 位带立即数比较 cpi16: cpi r16,low(cp2) ; r17:r16 与 16 位立即数 cp2 相比较 ldi r18, high(cp2) cpc r17,r18 ret,16位取补程序 (求补码方法：取反后再加1) beg16: com r16 ;r17:r16 取补并回存 (先取反) com r17 subi r16,low(-1) ;再加1（通过减去-1实现） sbci r17,high(-1) ret 32位加法程序 ADD32: ;32 位加法程序 ADD R16,R20 ADC R17,R21 ADC R18,R22 ADC R19,R23 ret,32位带立即数加法程序 SUBI32: ; SUBI R16,low(-data) SBCI R17,high (-data) SBCI R18,byte3 (-data) SBCI R19,byte4 (-data) ret 32位减法程序 SUB32: ;32 位减法程序 SUB R16,R20 SBC R17,R21 SBC R18,R22 SBC R19,R23 ret,2、带符号加减运算程序 例：16位二进制符号数（补码表示）加法 R17:R16 + R20:R19 R18:R17:R16 思路：先扩展为3字节，再加 SADD16： TST R17 BRMI NT1 CLR R18 RJMP NEXT1 NT1:LDI R18,$FF,NEXT1:TST R20 BRMI NT2 CLR R21 RJMP NEXT2 NT2: SER R21 NEXT2:ADD R16,R19 ADC R17,R20 ADC R18,R21 RET,