AVR單片機原理及應用：第三章(2)指令的應用

1、AVR單片機原理及應用第三章(2)指令的應用(匯編語言程序設計)匯編語言程序設計步驟 一個應用程序的編制，通?？梢苑殖梢韵?個步驟：（1）擬制設計任務書 （2）建立數(shù)學模型 （3）確立算法 （4）繪制程序流程圖 （5）編制匯編語言源程序 （6）上機調試 擬制設計任務書建立或修改數(shù)學模型確立算法編制或修改流程圖編制或修改程序匯編通過？上機調試完成調試通過？試運行通過？程序有大問題？YYYNNNNY3.8.1 簡單程序設計也稱順序程序或直接程序例：編程把SRAM中$0060單元內兩個BCD數(shù)變換成ASCII碼，并放在$0061和$0062單元（低4位BCD數(shù)的ASCII碼放在$0061單元） .i

2、nclude “m16def.inc”ldi xl,$61ldi xh,$00lds r16,$0060mov r17,r16andi r16,$0fori r16,$30st x+,r16swap r17andi r17,$0fori r17,$30st x+,r17here:rjmp here.exit3.8.2 分支程序設計又稱散轉程序.include “m16def.inc”.SET VAR=0X0070.SET FUNC=0X0071.ORG $000RJMP MAIN.ORG 0X002AMAIN:LDS R16,VARTST R16BREQ DONEBRPL POSILDI R1

3、6,$FF ;R16 -1RJMP DONEPOSI:LDI R16,$01DONE:STS FUNC,R16HERE:RJMP HERE.EXIT例：求16位二進制符號數(shù)的絕對值（設此數(shù)的低、高字節(jié)分別存于SRAM的$0060,$0061單元，求絕對值后存回原處）.include “m8def.inc”.SET VAR=0X0060.ORG $000RJMP MAIN.ORG 0X0013MAIN:LDS R17,VAR+1TST R17BRPL HERELDS R16,VARSUBI R16,1SBCI R17,0COM R16COM R17STS VAR,R16STS VAR+1,R17

4、HERE:RJMP HERE.EXIT3.8.3 循環(huán)程序設計例：把通用寄存器R0R29置0 xFF.include “m8def.inc”LDI ZL,0LDI ZH,0LDI R29，$FFLOOP:ST Z+,R29CPI ZL,29BRNE LOOPhere:rjmp here.exit例：已知SRAM ADDR($0062)為起始地址的數(shù)據塊的數(shù)據是無符號數(shù)，塊長在LEN($0061)單元。求最大值并存入MAX($0060)單元.include “m16def.inc”.SET LEN=$0061.SET ADDR=$0062.SET MAX=$0060.ORG $000RJMP S

5、TART.ORG 0X002ASTART:LDS R20,LENCLR R16LDI XL,LOW(ADDR)LDI XH,HIGH(ADDR)LOOP:LD R18,X+CP R18,R16BRCS NEXT ;BRLOMOV R16,R18NEXT:DEC R20BRNE LOOPSTS MAX,R16here:rjmp here.exit例：已知SRAM ADDR($0062)為起始地址的數(shù)據塊的數(shù)據是符號數(shù)，塊長在LEN($0061)單元。求最大值并存入MAX($0060)單元.include “m16def.inc”.SET LEN=$0061.SET ADDR=$0062.SET

6、MAX=$0060.ORG $000RJMP START.ORG 0X002ASTART:LDS R20,LENLDI R16,$80LDI XL,LOW(ADDR)LDI XH,HIGH(ADDR)LOOP:LD R18,X+CP R18,R16BRLT NEXTMOV R16,R18NEXT:DEC R20BRNE LOOPSTS MAX,R16here:rjmp here.exit3.8.4 查表程序設計用于不便于計算的函數(shù)(如平方、立方、三角函數(shù))、固定的編碼(如ASCII碼、數(shù)碼管顯示)等，表格存于FLASH中，用LPM指令來取出對應項的值例：設SRAM的0 x60開始的40個單元字

7、節(jié)存放有40個取值為09的二進制整數(shù)。將它們求平方值后存放到SRAM的0 x100開始的存儲區(qū)。 .include “m16def.inc”rjmp MainTab: .db 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81Main:ldi yl, 0 x00 ;SRAM存儲基址ldi yh, 0 x01ldi xl, 0 x60 ;SRAM取數(shù)基址ldi xh, 0 x00ldi r18, 40 ;計數(shù)用loop:ld r16, x+ ;從SRAM取數(shù)，地址增1ldi zl, low(Tab*2)ldi zh, high(Tab*2)clr r17add zl, r16a

8、dc zh,r17lpm ;查平方值st y+, r0 ;保存到SRAM并且地址增1dec r18 ;計數(shù)減1brne loop ;未查完，循環(huán)HERE:RJMP HERE.EXIT例：已知SRAM中起始地址為BLOCK1的數(shù)據塊（其長度存放在LEN單元），每個存儲單元中高、低4位為兩個十六進制數(shù)，將它們轉換為ASCII碼后存放在BLOCK2開始的連續(xù)存儲單元。 .include “m16def.inc”.SET LEN=$0060.SET BLOCK1=$0061.SET BLOCK2=$0168.ORG $000RJMP MAIN.ORG 0X002AMAIN:LDS R25,LENLDI

9、 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 R18LD R17,XANDI R17,$0FADD ZL,R17ADC ZH,R18LPM R17,ZST Y+,R17LD R17,X+ANDI R17,$F0SWAP R17LDI ZL,LOW(ASTAB*2)LDI ZH,HIGH(ASTAB*2)ADD ZL,R17ADC ZH,R18LPM R17,ZST Y+,R17DEC R25BRNE LO

10、OPHERE:RJMP HEREASCTAB:.DB $30,$31,$39.DB $41,$42,$463.8.5 子程序設計子程序：完成確定任務、反復調用入口地址（第一條指令地址，常用標號）返回（RET）狀態(tài)保護(如SREG等)參數(shù)傳遞(R0R31，或者堆棧方式)例: SRAM中HEX單元的兩個十六進制數(shù)，分別轉成ASCII碼存入ASC和ASC+1單元.INCLUDE “M16DEF.INC”.SET HEX=$0060.SET ASC=$0061LDI R17,LOW(RAMEND)OUT SPL,R17LDI R17,HIGH(RAMEND)OUT SPH,R17LDS R16,HEX

11、PUSH R16RCALL HASCPOP R16STS ASC,R16LDS R16,HEXSWAP R16PUSH R16RCALL HASCPOP R16STS ASC+1,R16HERE:RJMP HEREHASC:POP R16POP R16POP R16ANDI R16,$0FLDI ZL,LOW(ASCTAB*2)LDI,ZH,HIGH(ASCTAB*2)ADD ZL,R16LPM R16,ZPUSH R16IN R16,SPLSBCI R16,2OUT SPL,R16RETASCTAB:.DB $30,$31,$39.DB $41,$42,$463.8.6 代碼轉換子程序BCD

12、碼(Binary-Coded Decimal)，用二進制編碼的十進制代碼。這種編碼形式利用了四個位元來儲存一個十進制的數(shù)碼，使二進制和十進制之間的轉換得以快捷地進行。這種編碼技巧，最常用于會計系統(tǒng)的設計里，因為會計制度經常需要對很長的數(shù)字串作準確的計算。相對于一般的浮點式記數(shù)法，采用BCD碼，既可保存數(shù)值的精確度，又可免卻使電腦作浮點運算時所耗費的時間。此外，對于其他需要高精確度的計算，BCD編碼亦很常用 最常用的BCD編碼，就是使用“0”至“9”這十個數(shù)值的二進碼來表示。常稱之為“8421碼”。 補充知識1、 16位二進制數(shù)轉換成BCD碼程序功能: 將(r17:r16) 中16位二進制轉換成

13、 BCD 碼, 個、十、百、千和萬位分別存放于 r16, r17, r18, r19和r20中程序思想: (r17:r16)10000 夠減 X 次, 則萬位為 X; 差值1000 夠減 Y 次; 則千位為 Y;差值100 夠減 Z 次; 則百位為 Y;差值10 夠減 U 次; 則十位為 U;最后的差值為個位程序清單: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 ;夠減則返回 loop1 subi r16

14、,low(-10000) ;不夠減,加10000 恢復余數(shù) sbci r17,high(-10000)程序清單: ;(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 ;夠減則返回 loop2 subi r16,low(-1000) ;不夠減,加1000 恢復余數(shù) sbci r17,high(-1000)程序清單: ;(Continued) ser r18 ;r18 先送 -1 loop3: inc r18

15、;r18 增 1 subi r16,low(100) ;(r17:r16)100 sbci r17,high(100) brcc loop3 ;夠減則返回 loop3 subi r16,low(-100) ;不夠減,加100 恢復余數(shù) sbci r17,high(-100) 程序清單: ;(Continued) ser r17 ;r17 先送 -1 loop4: inc r17 ;r17 增 1 subi r16,10 ;(r17:r16)10 brcc loop4 ;夠減則返回 loop4 subi r16,-10 ;不夠減,加10 恢復余數(shù) ret ;至此，r16即為個位2、 5位BCD碼

16、轉換成16位二進制數(shù)程序功能: 將個、十、百、千和萬位分別放在r16, r17, r18, r19和r20中的5位BCD 碼（r16r20高4位為0000）轉換成16位二進制, 存放于(r17:r16) 中轉換公式為: (r17:r16)= r16+10*r17+100*r18+1000*r19+10000*r20程序清單:d5tb16: tst r17 ;測試 r17 rjmp d5tb16_2 d5tb16_1: subi r16,-10 ;r16 加 10,不會發(fā)生進位dec r17 ;r17 減 1 d5tb16_2: brne d5tb16_1 ;非 0 轉 d5tb16_1程序清單

17、: ;(Continued) tst r18 ;測試 r18 rjmp d5tb16_4 d5tb16_3: subi r16,low(-100) ;(r17:r16)加 100 sbci r17,high(-100) dec r18 ;r18 減 1 d5tb16_4: brne d5tb16_3 ;非 0 轉 d5tb16_3 程序清單: ;(Continued) tst r19 ;測試 r19 rjmp d5tb16_6 d5tb16_5: subi r16,low(-1000) ;(r17:r16)加 1000 sbci r17,high(-1000) dec r19 ;r19 減 1

18、 d5tb16_6: brne d5tb16_5 ;非 0 轉 d5tb16_5程序清單: ;(Continued) tst r20 ;測試 r20 rjmp d5tb16_8 d5tb16_7: subi r16,low(-10000) ;(r17:r16)加 10000 sbci r17,high(-10000) dec r20 ;r20 減 1 d5tb16_8: brne d5tb16_7 ;非 0 轉 d5tb16_7 ret3、 5位壓縮BCD碼轉換成16位二進制數(shù)壓縮BCD碼與非壓縮BCD碼的區(qū)別：壓縮BCD碼的每一位用4位二進制表示，一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)。例如1001011

19、0B表示十進制數(shù)96D；非壓縮BCD碼用1個字節(jié)表示一位十進制數(shù)，高四位總是0000，低4位的00001001表示09.例如00001000B表示十進制數(shù)8 程序功能:將五位壓縮BCD碼轉換為16位二進制。五位壓縮BCD碼存于r18:r17:r16 (r18 高四位為 0), 二進制存放于(r17:r16) 程序思想: 先將壓縮 BCD 碼轉換為 BCD 碼, 放到 r16(個)、r17(十)、r18(百)、r19(千)、r20(萬) 5個字節(jié)中, 再調用d5tb16子程序即可程序清單:yd5tb16: mov r20,r18 ;取出萬位 mov r19,r17 ;令 r19=r17 mov

20、r18,r17 ;令 r18=r17 mov r17,r16 ;令 r17=r16 andi r16,$0f ;取出個位 andi r17,$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 ;調用d5tb16五位BCD到16位二進制的轉換 ret 3.8.7 運算程序設計加減運算程序設計1、無符號多字節(jié)加減運算程序16位加法add16: add r16,r18 ; r17:r16+r19:r18r17:r16 adc r17,r19 ret16 位帶立即數(shù)加法addi16: subi r

21、16,low(-addi2) ;無立即數(shù)(字節(jié))加法 ; r17:r16+addi2 r17:r16 sbci r17,high(-addi2) ;addi2 為 16 位立即數(shù)ret16位減法sub16: sub r16,r18 ; r17:r16-r19:r18r17:r16 sbc r17,r19 ret16 位帶立即數(shù)減法subi16: subi r16,low(subi2) ; r17:r16-subi2 r17:r16 sbci r17,high(subi2) ;subi2 為 16 位立即數(shù)ret16位比較cp16: cp r16,r18 ; r17:r16 與 r19:r18

22、相比較 cpc r17,r19ret16 位帶立即數(shù)比較cpi16: cpi r16,low(cp2) ; r17:r16 與 16 位立即數(shù) cp2 相比較 ldi r18, high(cp2) cpc r17,r18ret16位取補程序 (求補碼方法：取反后再加1)beg16: com r16 ;r17:r16 取補并回存 (先取反) com r17 subi r16,low(-1) ;再加1（通過減去-1實現(xiàn)） sbci r17,high(-1) ret32位加法程序ADD32: ;32 位加法程序 ADD R16,R20 ADC R17,R21 ADC R18,R22 ADC R19,

23、R23ret32位帶立即數(shù)加法程序SUBI32: ; SUBI R16,low(-data) SBCI R17,high (-data) SBCI R18,byte3 (-data) SBCI R19,byte4 (-data)ret 32位減法程序SUB32: ;32 位減法程序 SUB R16,R20 SBC R17,R21 SBC R18,R22 SBC R19,R23ret2、帶符號加減運算程序例：16位二進制符號數(shù)（補碼表示）加法R17:R16 + R20:R19 R18:R17:R16思路：先擴展為3字節(jié)，再加SADD16：TST R17BRMI NT1CLR R18RJMP NE

24、XT1NT1:LDI R18,$FFNEXT1:TST R20BRMI NT2CLR R21RJMP NEXT2NT2: SER R21NEXT2:ADD R16,R19ADC R17,R20ADC R18,R21RET綜合例題： 動態(tài)掃描五位數(shù)碼管顯示靜態(tài)顯示 1 位數(shù)碼需占 8 位口(包括小數(shù)點)，要顯示 5 位數(shù)碼需 40 位輸出口，這顯然是不實用的。為了節(jié)省輸出口，可采用動態(tài)掃描方式，顯示五位數(shù)碼只需 13 位輸出口電路如下圖，B 口作字線， D 口低 5 位作位線，動態(tài)掃描顯示五位數(shù)碼，利用人眼的視覺暫留效應，可看到穩(wěn)定的數(shù)字程序：16位二進制數(shù)(r17:r16)轉換為5位BCD碼(

25、個萬位分別存于r18r22)，并用數(shù)碼管顯示.include 8535def.inc .org $0000 rjmp reset tab:.db $3f,$06,$5b,$4f,$66,$6d,$7d,$07,$7f,$6f reset: ldi r16,low(ramend) ;棧指針置初值 out spl,r16 ldi r16,high(ramend) out sph,r16 ldi r16,$ff ;定義 PB PD 為輸出口 out ddrb,r16 out ddrd,r16 ldi r16,$ff ;設待顯示數(shù)為$ffff(即65535) ldi r17,$ff rcall b16td5 ;調二轉十子程見 4.3.1 mov r22,r20 ;將 BCD 碼送 r18r22 m