Обработка сигналов на основе MCS-51 (стр. 1 из 4)
ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ НА OCHOBЕ MCS-51
Введение
В данном курсовом проекте рассматриваются практические примеры и их программная реализация на языке ассемблера для микроконтроллера семейства MCS-51 (МК51).
При рассмотрении решения задач, связанных с генерацией временных интервалов и работой последовательного порта предполагается использование МК с частотой задающего генератора равной 12 МГц.
1. Использование команд передачи данных
Пример 1. Передать содержимое буфера последовательного адаптера в резидентную память данных по косвенному адресу в R0:
MOV @R0, SBUF; передача принятого по последовательному каналу; байта в РПД.
Пример 2. Записать в ячейки РПД с адресами 39 и 40 число FA1BH:
LOAD: MOV 39H,#0FAH
MOV 40H,#1BH
Пример З. Загрузить в указатель данных начальный адрес 4300Н массива данных, расположенного во внешней памяти данных:
MOV DPTR,#4300Н ; загрузка начального значения указателя данных.
Пример 4. Загрузить управляющее слово в регистр управления таймером:
MOV TCON,#00000101В; разрешение внешних прерываний по низкому уровню сигнала.
Пример 5. Сбросить все флажки пользователя (биты) в резидентной области памяти от 20Н до 2FH:
MOVR0,#20Н ; заданный начальный адрес области памяти
MOVRl,#0FH ; загрузить счетчик (длина области памяти)
LOOP: MOV @R0,#0 ; снять один байт (8 флажков)
INCR0 ; переход к следующему байту
DJNZR1, LOOP ; цикл, если не все флажки сброшены
Пример 6. Передать управление по метке L0, если счетчик 0 достиг значения 128:
MOV A, TL0 ; передача содержимого счетчика в аккумулятор
JB А.7, L0 ; перейти на L0, если А.7=1
…
L0: ; продолжение программы
Пример Запомнить во внешней памяти данных содержимое регистров
банка 0. Начальный адрес ВПД – 2000Н:
MOV PSW,#00010000B; выбор банка регистров 1
MOV R0,#8 ; счетчик ¬ 8
MOV DPTR, #2000H; определение начального адреса ВПД
MOV Rl,#0 ; определение начального адреса РПД
LOOP: MOV A,@R1 ; (А) ¬ (регистр)
MOVX @DPTR, A; передача из аккумулятора в ВПД
INC Rl ; переход к следующему регистру
INC DPTR ; приращение указателя адреса
DJNZ R0, LOOP ; R0=R0–1, если R0>0 то повторить цикл
Пример 8. Обращение к памяти программ, где сохраняется готовая таблица значений. Для этого используется специальная команда MOVC. Например: программа для выбора значений функции синуса из таблицы с точностью 0,4% и дискретом 1°. Начальный параметр для подпрограммы есть значения угла х, которое находится в аккумуляторе. Данная программа работает без указателя данных DPTR. Инкремент аккумулятора перед обращением к таблице необходим в связи с использованием однобайтной команды возврата. Таблица синусов занимает в памяти 90 байтов.
; вычисление sin(x) по таблице значений: вход (А)¬(х), хÎ(0,89°);
; выход (А) ¬ дробная часть значения синуса
SIN: INC A ; инкремент аккумулятора
MOVC А,@А+РС ; загрузка значения синуса из таблицы
RET ; возвращение
; таблица синусов
SINUS: DB 00000000В; SIN (0)=0
DB 00000100В ; SIN (1)=0,017 DB 00001001В; SIN (2)=0,035
………………………
DB 11111111В ; SIN (89)=0,999
Пример 9. Операции со стеком и организация прерываний. Механизм доступа к стеку MCS-51: перед записью в стек содержимое регистра-указателя стека SP инкрементируется, а после чтения данных из стека декрементируется.
После начальной установки ОМЭВМ в SP заносится начальное значение 07Н. Для переопределения начального значения SP можно использовать команду MOV SP, #data16.
Таким образом, стек может быть расположен в любом месте РПД. Стек используется для организации обращения к подпрограммам и при обработке прерываний. Кроме того, может использоваться для временного хранения значений регистров специальных функций.
Подпрограмма обработки прерываний.
ORG 3 ; задание адреса вектора прерываний
SJMP SUBINO ; переход на подпрограмму обработки
ORG 30Н
SUBINO: PUSH PSW ; сохранение в стеке PSW
PUSH A ; сохранение в стеке аккумулятора А
PUSH В ; сохранение в стеке дополнения-аккумулятора В
PUSH DPL ; сохранение в стеке DPTR
PUSH DPH ; сохранение в стеке DPTR
MOV PSW,#00001000B; выбор другого банка регистров (1)
.
обработка прерываний
.
POP DPH ; восстановление DPTR
POP DPL ; восстановление DPTR
POP В ; восстановление В
POP A ; восстановление аккумулятора
POP PSW ; восстановление PSW и банка регистров 0
RETI ; возвращение в основную программу
Если SP=1FH, размещение регистров в стеке после входа в подпрограмму обработки будет таким, как показано на рис. 1.
| 7FH | ||
| 26H | DPH | ¬(SP) |
| 25H | DPL | |
| 24H | В | |
| 23H | А | |
| 22H | PSW | |
| 21H | РСН | Указатель¬(счетчик)команд PC |
| 20H | PCL | |
| 1FH | ||
| 00H |
Рисунок 1 – Распределение памяти при вызове подпрограммы
Пример 10. Передать управление одной из восьми подпрограмм при появлении нулевого уровня на соответствующем входе порта 1. Высший приоритет входаР1.3.
ORL P1,#FFH ; настройка Р1 на ввод
L1: MOV А, Р1 ; ввод данных из порта
CPL А ; инверсия аккумулятора
JZ L1 ; ожидание появления первого нуля
JNB Р1.3, SUBR1; переход на первую подпрограмму
JNB P1.4, SUBR2; переход на вторую подпрограмму
…………………………………………
JNB P1.2, SUBR8; переход на восьмую подпрограмму
Порядок приоритетов определяется порядком проверки нулевого уровня на соответствующем входе и может быть любым.
2 Арифметические операции в MCS-51
Пример 11. Сложить десятичные двоично-кодированные числа, размещенные в А и R5:
ADD A, R5 ; двоичное сложение
DA A ; десятичная коррекция результата
Пример 12. Вычитание байтов. Данная операция может выполняться двумя способами: 1) перевести уменьшаемое как отрицательное в дополнительный код и выполнить операцию добавления; 2) перевести уменьшаемое в обратный код и произвести инверсию суммы.
Например, из данных в А необходимо отнять данные регистра R3. Вычитание выполняем по алгоритму:
А ¬
CPL A ; инверсия аккумулятора
ADD A, R3 ; добавление байтов
CPL A ; получение разности
Пример 13. Сложить два двоичных многобайтных числа. Оба слагаемых находятся в РПД, начиная из младшего байта. Начальный адрес слагаемых находится в R0 и R1, формат в R2. Результат размещают на месте первого слагаемого.
CLR С ; сбрасывание переноса
LOOP: MOV A,@R0 ; загрузка в аккумулятор; бегущего байта первого слагаемого
ADDC A,@R1 ; добавление байтов с учетом переноса
MOV @R0, A ; размещение байта результата
INC R0 ; смещение указателя
INC Rl ; смещение указателя
DJNZ R2, LOOP ; цикл, если не все байты просуммированы
Время суммирования составляет (1+7N) мкс, где N – длина в байтах.
Пример 14. Перемножить число в аккумуляторе на число 2х, где х ≤ 8 – значение в R6. Умножение на 2 заменяется арифметическим сдвигом аккумулятора и R0:
MOV R0,#0 ; сброс R0
CLR С ; сброс переноса
LI: RLC А ; сдвиг влево 16-разрядного данного в А и R0
ХСН А, R0
RLC A
ХСН А, R0
DJNZ R6, L1 ; цикл
Пример 15. Умножение (MUL). Выполняется для двух беззнаковых чисел, которые находятся в регистрах А и В. После выполнения операции младший байт произведения размещается в А, а старший – в В.
Умножение числа любого формата на константу 168. Число размещено в РПД, адрес младшего байта находится в R0. Формат числа в байтах задан в R2.
MOV А,#00Н ; сброс аккумулятора А
LOOP: ADD A,@R0 ; загрузка множимого
MOV B,#168D ; загрузка множителя
MUL AB ; перемножение
MOV @R0, A ; запись младшего байта частичного произведения
INC R0 ; прирост адреса
MOV А, В ; пересылка старшего байта частичного произведения в аккумулятор А
ХСН A,@R0 ; предшествующее формирование очередного байта произведения
JNZ R2, LOOP ; цикл, если не все байты начального числа перемноженные на константу.
Полученный результат находится на месте начального числа и занимает в РПД на 1 байт больше. Время вычисления произведения составляет (1+13N) мкс, где N – длина числа в байтах.
Пример 16. Деление (DIV) – делится содержимое аккумулятора на значение в В. После деления в А находится целая часть, в В-остаток. Команда может быть использована для быстрого преобразования двоичного числа в двоично-десятичный формат.
Программа переводит двоичное число, находящееся в аккумуляторе, в двоично-десятичный код, который может быть трехразрядным (в десятичной системе счисления). В этом случае число сотен будет размещено вR0, десятки и единицы – соответственно в А и В.
MOV B,#100D ; (B) ¬ 100 для вычисления числа сотен в числе
DIV AB ; в А є число сотен (то есть старшая цифра)
MOV R0, A ; пересылка в R0 старшей цифры
ХСН А, В ; пересылка остатка от деления входного числа в А
MOV B,#10D ; (В)¬10 (определяется число десятков в числе)
DIV AB ; в А – число десятков, В-число единиц
SWAP A ; размещение числа десятков в старшей тетраде А
ADD А, В ; суммирование остатка (числа единиц) аккумулятор сохраняет две младших цифры.
Время преобразования – 16 мкс.
Пример 1 Сравнение двух четырехразрядных чисел, которые подаются на входы порта Р2.
Сигнал равенства выводится на Р1.1, большее – Р1.2, меньшее – Р1.3, разрешение сравнения подается на Р1.0.
ANL P1,#11110001В ; сброс всех сравнений
L0: JNB Р1.0, L0 ; ожидание разрешения
MOV A, P2
ANL A,#F0H ; выделение первого числа
SWAP A
MOV В, A ; запоминание первого числа
CLR C ; сброс переноса
MOV А, P2
ANL A,#0FH ; выделение второго числа
SUBB А, В ; вычисление В
JZ LR ; переход, если А=В
JC LL ; переход, если А<В
SETB P1.2 ; результат А>В
JMP EXIT
LR: SETB P1.1 ; результат А=В
JMP EXIT
LL: SETB P1.3 ; результат А<В
EXIT: ; продолжение выполнения программы
Аналогично выполняется сравнение чисел большей разрядности. Если необходимо сравнивать многобайтные числа, то сравнение следует начинать со старших байтов.
3. Логические операции в MCS-51
Пример 18. Вывод управляющих сигналов из МК.
Формирование статических сигналов используется для управления исполнительным механизмом по принципу «включен-выключен». При этом соответствующие линии портов просто устанавливаются в 0 или 1.