Prof. Adilson Gonzaga

Transcrição

1 Microprocessadores são Máquinas de Estado Seqüenciais Síncronas que operam mediante a execução de uma seqüência de códigos binários armazenados em memória. Prof. Adilson Gonzaga 1

2 As ordens ou comandos compreendidos por um determinado Microprocessador, são INSTRUÇÕES seqüencialmente armazenadas na Memória. Ao conjunto de Instruções compreendidos por um determinado Microprocessador dá-se o nome de INSTRUCTION SET. Cada Microprocessador tem seu próprio INSTRUCTION SET que é em geral, diferente do INSTRUCTION SET de outro Microprocessador de fabricantes diferentes. 2

3 Uma sequencia de Instruções do INSTRUCTION SET, armazenadas na memória e que realiza alguma operação, recebe o nome de PROGRAMA. Cada Instrução do Microprocessador é um código binário formada em geral por um ou mais Bytes. A cada código binário equivalente a uma Instrução está associado um Mnemônico para facilitar a compreensão da função que a Instrução executa. Ao conjunto de Instruções e seus Mnemônicos equivalentes dá-se o nome de LINGUAGEM ASSEMBLY. 3

4 Para a documentação lógica de um Programa em Assembly utiliza-se um Fluxograma ou Diagrama de Blocos. Cada bloco do Fluxograma equivale a um sub-conjunto do INSTRUCTION SET do Microprocessador. O Fluxograma é uma forma de se implementar logicamente um programa, antes que o mesmo seja codificado na Linguagem Assembly do Microprocessador. 4

5 Linhas de Fluxo do Programa Bloco de Processo Execute Mostram a sequencia de execução das Instruções. Cada Bloco do Fluxograma possui apenas uma linha de Fluxo de Entrada e uma ou duas de saída Equivalem às Instruções que realizam alguma operação do tipo: - Movimento de Dados - Operação Aritmética - Operação Lógica 5

6 Bloco de Decisão X = 0? V F Equivale às Instruções que decidem sobre o Fluxo do Programa. Se a função dentro do bloco for Verdadeira(V) o programa continua abaixo, se for Falsa(F) o programa muda o fluxo. 6

7 Processo Pré-definido Equivale às Instruções que mandam executar uma Sub-rotina armazenada em outro lugar da Memória. Observe que quando a sub-rotina termina, o fluxo do programa continua normalmente. 7

8 Bloco de Início de Programa Bloco de Fim de Programa Início FIM O Bloco de Início de Programa não equivale a uma Instrução específica do INSTRUCTION SET. O Bloco de FIM equivale a uma instrução que termina o Programa. É chamado de FIM LÓGICO do Programa. 8

9 Início Ler o dado da Memória O programa ao lado deve Ler um Dado da memória, verificar se é igual a zero. Se não for zero, continua em LOOP. Se for zero para o programa. Dado = 0? F Parar V 9

10 Para Codificar um Programa escrito através de um Fluxograma, deve-se escolher o Microprocessador, ou seja, conhecer seu Conjunto de Instruções. Os Microcontroladores da família MCS-51 serão os dispositivos a serem aplicados nesta disciplina. 10

11 Instruções equivalentes ao Bloco de Processo Instruções Aritméticas SUBB A, direct ADD A, Rn Execute INC A DEC A DA A 11

12 Instruções equivalentes ao Bloco de Processo Instruções Lógicas ANL A, Rn ORL A, direct Execute XRL A, #data CLR A CPL A RL A SWAP A 12

13 Instruções equivalentes ao Bloco de Processo Instruções de Transferência de Dados MOV A, Rn MOVC Execute MOVX PUSH direct POP direct XCH A, Rn 13

14 Instruções equivalentes ao Bloco de Decisão Instruções de Desvio JZ rel JNZ rel X = 0? F CJNE JC A, direct, rel rel JNC rel V JB bit, rel JNB bit, rel DJNZ Rn, rel 14

15 Instruções equivalentes ao Bloco de Processo Prédefinido Instruções de Sub-Rotina LCALL addr16 ACALL addr11 RET RETI 15

16 Instruções equivalentes a Mudança de Fluxo Instruções de Saltos LJMP addr16 AJMP addr11 SJMP rel 16

17 1. Endereçamento Imediato Opera sobre o dado localizado na própria instrução Identificado através do sinal # Exemplo: ADD A,#30h O dado 30h é somado ao Registrador A 17

18 1. Endereçamento Imediato ADD A,#30h Registrador A 00 ADD A,#30h h Registrador A 30h 18

19 1. Endereçamento Imediato ADD A,#30h Memória Registrador A Programa Operação ADD A,#30h Registrador A Endereço (hexa) Conteúdo (hexa) 30 19

20 2. Endereçamento Direto Opera sobre o dado cujo endereço está na instrução Exemplo: ADD A,30h O dado armazenado no endereço 30h é somado ao Registrador A 20

21 2. Endereçamento Direto ADD A,30h Registrador A 00 Conteúdo do Endereço 30h 20 ADD A,30h Registrador A 20 21

22 ADD A,30h 2. Endereçamento Direto Memória Registrador A Programa Operação ADD A,30h Registrador A Endereço (hexa) Conteúdo (hexa) 20 22

23 3. Endereçamento Indireto Opera sobre o dado cujo endereço está armazenado em um Registrador apontado na instrução Identificado através do Exemplo: ADD A,@R0 O dado armazenado no endereço apontado pelo Registrador R0 é somado ao Registrador A 23

24 3. Endereçamento Indireto ADD Registrador A 00 ADD A,@R0 Registrador R0 30h Conteúdo do Endereço 30h Registrador A 20 24

25 ADD Memória Registrador A Endereçamento Indireto Programa Operação ADD A,@R0 Registrador R0 30h Registrador A Endereço (hexa) Conteúdo (hexa) 20 25

26 Início Ler o dado da Memória LOOP: ORG 0 MOV A,30H Dado = 0? F CJNE A,#00,LOOP Parar V AQUI: SJMP AQUI 26

27 Mnemônicos (Programa Assembly) LOOP: AQUI: ORG 0 MOV A,30H CJNE A,#00,LOOP SJMP AQUI COMPILADOR Código Compilado (Opcode) 27

28 Memória de Programa E5 30 B4 00 FB FE Endereço Conteúdo 28

29 Exemplo: Campo do Rótulo (Label) 29

30 Exemplo: Campo da Operação (Mnemônicos) 30

31 Exemplo: Campo do Operando 31

32 Exemplo: Campo do Comentário 32

33 Exemplo: 33

34 34

35 35

36 São utilizadas para complementar as informações que permitam a montagem efetiva do programa. Indicar o Endereço Inicial do Programa. Reservar área de Dados Definir equivalência entre valores Etc 36

37 Principais Diretivas: 37

38 Principais Diretivas: Exemplo: Armazena na posição 0010h da Memória de Programa, o Byte 05h e na posição seguinte (0011h) o Byte CFh 38

39 Principais Diretivas: 39

40 Principais Diretivas: 40

41 Principais Diretivas: 4) Diretiva EQU ---- (Equate) Igual Atribui um valor a um literal. literal EQU valor O literal só pode receber um único valor. O valor pode ser um valor numérico ou uma expressão. Uma vez declarado o valor do literal este não poderá ser redefinido. Exemplo: ORG 0 Controle EQU 10h ; atribui 10h ao literal Controle MOV A, #Controle ; Acumulador = 10h 41

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45 CONTROLE DE FLUXO DE PROGRAMA Comparação de Bytes A instrução CJNE (compare e salte se não for igual) faz o flag de carry = 1 depois da execução, se o dado em comparação for maior que o conteúdo do registrador em questão (A, Rn CJNE CJNE CJNE CJNE A,direct,rel A,#data,rel 45

46 CONTROLE DE FLUXO DE PROGRAMA CJNE A,Valor,Test ;Desvie se A < Valor. Test: JC LT CJNE A,Valor,Test ;Desvie se A >= Valor. Test: JNC GTE CJNE A,Valor,Test ;Desvie se A > Valor. SJMP Else Test: JNC GT Else: CJNE A,Valor,Test ;Desvie se A <= Valor. SJMP LTE Test: JC LTE 46

47 Teste de Bits Testa o bit e salta para o endereço rel se bit=1 JB bit,rel ORG 0 JB P1.0,SAI SJMP CONT SAI:

48 Teste de Bits Testa o bit e salta para o endereço rel se bit=0 JNB bit,rel ORG 0 JNB P1.0,SAI SJMP CONT SAI:

49 Teste de Bits Testa o bit, salta para o endereço rel se bit=1 e complementa o bit JBC bit,rel ORG 0 JBC P1.0,SAI SJMP CONT SAI:

50 DADOS ARMAZENADOS NA MEMÓRIA DE PROGRAMA Dados são armazenados na Memória de Programa somente usando as Psudo-Instruções DB ou DW, durante a fase de gravação do programa. Existem duas instruções apenas que permitem ler estes dados armazenados na Memória de Programa MOVC MOVC 50

51 EXEMPLO: Somar dois dados armazenados na Memória de Programa. 51

52 Estrutura de Programação Assembly Programa Principal Sub-rotina1 Chamada de Sub-rotina1 Programa Principal Chamada de Sub-rotina2 Sub-rotina2 Programa Principal Chamada de Sub-rotina3 Sub-rotina3 Programa Principal

53 É um procedimento estabelecido pelo programador que executa alguma tarefa específica. Cada chamada de dentro do Programa Principal causa um desvio automático para o endereço da sub-rotina chamada. Ao terminar a execução da sub-rotina o Contador de Programa (PC) retorna a execução para a próxima instrução dentro do Programa Principal, após a instrução de chamada. O endereço de retorno da Sub-rotina é armazenado na Pilha no endereço apontado pelo Stack Pointer (SP).

54 Exemplo: $ ACALL muda a execução do programa para o endereço da sub-rotina DELAY RET retorna a execução do programa para a próxima instrução abaixo da chamada ACALL O endereço de retorno (posição da instrução MOV A#00) é armazenado na Pilha definida por SP e recuperado pela instrução RET

55 Sub-rotinas re-entrantes De dentro de uma Sub-rotina pode ser chamada outra subrotina. A cada chamada um endereço de retorno é armazenado na Pilha. A cada retorno o endereço é removido da Pilha. $ Exemplo:

56 ERROS COMUNS!!!!!!! $????? Saltar com JUMP para dentro de Sub-rotinas. Conseqüência: O PC será carregado com o último valor armazenado na PILHA (???). O programa se perderá.

57 ERROS COMUNS!!!!!!! Saltar de Sub-rotinas com JUMP para dentro de Programas. Conseqüência: Estouro da PILHA