Bài giảng Vi điều khiển (microcontroller) - Tài liệu, ebook, giáo trình

VI ĐIỀU KHIỂN (MICROCONTROLLER).

1. CẤU TRÚC CỦA BỘ VI ĐIỀU KHIỂN.

1.1 Giới thiệu về các bộ vi điều khiển.

Bộ vi điều khiển (MCU – Micro Controller Unit) là một hệ thống vi xử lý cơ bản tích hợp trong cùng một chip, thông thường trong một MCU có một bộ vi xử lý (CPU), một dung lượng nhớ khoảng vài KB, và một số giao tiếp vào ra cơ bản thích hợp cho các ứng dụng điều khiển nhỏ. Với cấu trúc như mô tả trên, người sử dụng có thể nhanh chóng thực hiện một hệ thống phần cứng điều khiển lập trình bằng cách nối một số ít linh kiện cơ bản như thạnh anh, tụ điện, điện trở vào bộ vi điều khiển. Mặt khác do không phải thực hiện các đường mạch nối giữa các khối CPU, bộ nhớ và vào ra nên khả năng chống nhiễu của hệ thống cao thích hợp cho môi trường công nghiệp. Hiện nay các bộ vi điều khiển đã trở nên khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực với rất nhiều hãng sản xuất như: học MCU 8051 của Atmel, họ 68HC11 của Motorola, họ Z80MCU của Zilog

55 trang | Chia sẻ: phuongt97 | Lượt xem: 409 | Lượt tải: 0

Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Bài giảng Vi điều khiển (microcontroller), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

a trước hoặc 1 biểu thức số học biểu diễn bằng số, các tên, các hoạt động. Trình hợp dịch tính toán giá trị và thay thế dữ liệu trực tiếp vào trong lệnh. Hằng số sẽ được trình hợp dịch thay thế bằng giá trị cụ thể nằm trong byte thứ 2 của mã. Ví dụ lệnh : MOV A,#12 sẽ nạp giá trị 12 (0CH) vào thanh chứa. Hầu hết các lệnh định vị địa chỉ tức thời, đều có dữ liệu tức thời 8 bit, trừ một ngoại lệ lệnh nạp giá trị 16 bit vào thanh ghi DPTR. Ví dụ lệnh: MOV DPTR,#8000H sẽ bao gồm 3 byte, nó nạp giá trị 16 bit (8000H) vào thanh ghi con trỏ dữ liệu. Định địa chỉ tương đối (relative addressing): Định vị địa chỉ tương đối chỉ sử dụng với những lệnh nhảy. Một địa chỉ tương đối (hoặc độ dời - offset) là 1 số 8 bit có dấu, nó sẽ được cộng vào bộ đếm chương trình PC để chuyển điều khiển chương trình tới vị trí mới trong bộ nhớ. Phạm vi chuyển điều khiển nằm trong khoảng -128 đến 127. Độ dời tương đối là 1 byte nằm sau opcode của lệnh như biểu diễn trên hình 8.20e. Trước khi được cộng thêm, bộ đếm chương trình sẽ được tăng tới địa chỉ của lệnh nằm kế lệnh nhảy, và địa chỉ mới sẽ được tính tương đối so với địa chỉ này. Trong lệnh chỉ có số độ dời để cộng thêm vào PC, mà không có một giá trị địa chỉ tuyệt đối của nơi cần chuyển tới. Trong lệnh gợi nhớ, thông thường không chỉ thị giá trị của số độ dời. Đích chuyển tới sẽ được chỉ thị bằng một nhãn, chương trình hợp dịch sẽ chuyển đổi nhãn thành số độ dời. Ví dụ nhãn THERE đại diện cho lệnh nằm ở ô nhớ 1040H và lệnh: SJMP THERE ở trong bộ nhớ tại các ô nhớ 1000H và 1001H, thì trình hợp dịch gán số độ dời tương đối là 3EH vào byte thứ 2 của mã lệnh (1002H + 3EH = 1040H). Định vị địa chỉ tương đối có thuận lợi là mã lệnh không phụ thuộc vào vị trí lệnh nhảy trong bộ nhớ, nhưng nó cũng có bất lợi là chỉ chuyển điều khiển được trong một phạm vi ngắn từ -128 đến 127 byte. Định vị địa chỉ tuyệt đối (Absolute Addressing): Định vị địa chỉ tuyệt đối chỉ được dùng với các lệnh ACALL và AJMP. Các lệnh 2 byte này cho phép rẽ nhánh chương trình trong các trang nhớ 2K của bộ nhớ chương trình, nó chiếm 11 bit thấp của địa chỉ đích chuyển tới (A0-A10) được cung cấp trong lệnh như trên hình 8.20f. 5 bit cao của địa chỉ đích là 5 bit cao hiện có trong bộ đếm chương trình. Vì thế lệnh chỉ cho phép rẽ nhánh trong vùng nhớ 2KB (vì A11 – A15 không thay đổi). Ví dụ nhãn THERE biểu diễn cho một lệnh tại địa chỉ 0F46H, và lệnh: AJMP THERE nằm tại địa chỉ 0900H và 0901H, thì trình hợp dịch sẽ mã hoá lệnh thành: 11100001 trong byte thứ nhất (bao gồm A10 – A8 và opcode của lệnh). Và 01000110 trong byte thứ 2 (bao gồm các bit A7 – A0). 5 bit cao của bộ đếm chương trình không bị thay đổi khi thực hiện lệnh này. Chú ý rằng địa chỉ đích nằm trong vùng 2K từ 0800H tới 0FFFH. Định vị địa chỉ tuyệt đối có lợi điểm là ngắn (2 byte), nhưng bất lợi vì chỉ rẽ nhánh được trong một vùng giới hạn và mã lệnh phụ thuộc vào vị trí của nó trong bộ nhớ. Định vị địa chỉ dài (Long Addressing): Định vị địa chỉ dài chỉ được dùng với lệnh LCALL và LJMP. Chúng là các lệnh 3 byte bao gồm: 1 địa chỉ nơi chuyển tới 16 bit đầy đủ nằm trong byte 2 và byte 3 của mã lệnh (hình 8.20g). lợi điểm của lệnh là có thể chuyển điều khiển tới bất kỳ vị trí nào trong vùng nhớ mã lệnh 64K, nhưng có bất lợi là lệnh dài (3 byte) và mã lệnh tuỳ thuộc vào vị trí của nó trong bộ nhớ. Việc phụ thuộc của mã lệnh vào vị trí, sẽ làm chương trình hoạt động sai nếu được nạp vào một vùng nhớ khác. Ví dụ một chương trình bắt đầu tại địa chỉ 2000H, và nếu có lệnh LJMP 2040H, thì chương trình sẽ không được ghi vào vị trí khác. Ví dụ nếu ghi chương trình trên bắt đầu tại ô nhớ 4000H, thì lệnh LJMP 2040H vẫn chuyển điều khiển về địa chỉ 2040H, đây là vị trí không đúng vì chương trình đã chuyển tới vị trí mới. Định vị địa chỉ chỉ số (Indexed Addressing): Định vị địa chỉ chỉ số dùng 1 thanh ghi cơ bản (bộ đếm chương trình con trỏ dữ liệu), và một số độ dời (trong thanh ghi A) để tạo thành địa chỉ tác động (effective address), sử dụng cho lệnh JMP hoặc MOVC. Các bảng nhảy hoặc các bảng tra có thể thực hiện một cách dễ dàng bằng cách dùng định vị địa chỉ chỉ số. Ví dụ: DPTR đang trỏ đến địa chỉ 1000H của EPROM ngoài, và thanh ghi A chứa nội dung là 09H thì lệnh: MOVC A,@A+DPTR sẽ nạp nội dung của ô nhớ 1000H+09H=1009H. Tập lệnh của 8051. Tập lệnh của 8051 chia ra 5 nhóm lệnh chính bao gồm: Các lệnh số học, các lệnh logic, các dịch chuyển dữ liệu, các lệnh xử lý bit, các lệnh rẽ nhánh chương trình. Bảng tham khảo nhanh của các lệnh như sau: Cách viết mã gợi nhớ Mô tả hoạt động Các lệnh số học. ADD A,source ADD A,#data ADDC A,#source ADDC A,#data SUBB A,source SUBB A,data INC A INC source DEC A DEC source INC DPTR MUL AB DIV AB DA A Các lệnh logic ANL A,source ANL A,#data ANL direct,A ANL direct,#data ORL A,source ORL A,#data ORL direct,A ORL direct,#data XRL A,source XRL A,#data XRL direct,A XRL direct,#data CLR A CPL A RL A RLC A RR A RRC A SWAP A Các lệnh truyền dữ liệu MOV A,source MOV A,#data MOV dest, A MOV dest,source MOV dest,#data MOV DPTR,#data16 MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC MOVX A,@Ri MOVX A,@DPTR PUSH direct POP direct XCH A,source XCHD A@Ri Các lệnh xử lý bit CLR C CLR bit SETB C SETB bit CPL C CPL bit ANL C,bit ANL C,/bit ORL C,bit ORL C,/bit MOV C,bit MOV C,/bit JC rel JNC rel JB bit,rel JNB bit,rel JBC bit,rel Các lệnh rẽ nhánh ACALL addr11 LCALL addr16 RET RETI AJMP addr11 LJMP addr16 SJMP rel JMP @A+DPTR JZ rel JNZ rel CJNE A,direct,rel CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE @Ri,#data,rel DJNZ Rn,rel DJNZ direct,rel NOP A = A +source Cộng có nhớ A = A – source – CF Tăng A Giảm A Tăng DPTR Nhân A với B Chia A cho B Chỉnh thập phân giá trị trong A Logic AND Logic OR Logic XOR Xoá A Bù 1 của A Quay trái A Quay trái A qua cờ nhớ Quay phải A Quay phải A qua cờ nhớ Chuyển đổi 2 nibble của A A = source Chuyển dữ liệu từ bộ nhớ ngoài vào A Chuyển dữ liệu từ bộ nhớ RAM nội vào A Cất vào ngăn xếp Lấy ra khỏi ngăn xếp Chuyển đổi vị trí hai dữ liệu Xoá bit Lập bit Bù 1 bit And bit với cờ C And bit đảo với cờ C Or bit với cờ C Or bit đảo với cờ C Chuyển bit vào cờ C Nhảy nếu cờ C = 1 Nhảy nếu cờ C = 0 Nhảy nếu bit = 1 Nhảy nếu bit = 0 Nhảy nếu bit lập sau đó xoá Gọi chương trình con Quay về từ chương trình con Quay về từ chương trình phục vụ ngắt Nhảy tuyệt đối Nhảy dài Nhảy ngắn Nhảy chỉ số Nhảy nếu A = 0 Nhảy nếu A = 1 So sánh và nhảy nếu không bằng Giảm và nhảy nếu chưa bằng 0 Không hoạt động. Với: Rn: các thanh ghi R0 – R7. Direct: 8 bit địa chỉ RAM nội (00 – FFH). @Ri: định vị địa chỉ gián tiếp sử dụng R1 và R2 source, dest: hoặc Rn hoặc direct hoặc @Ri #data: hằng số 8 bit. #data16: hằng số 16 bit. Bit: địa chỉ trực tiếp theo bit (0 – 7) Rel: số độ dời có dấu 8 bit. Addr11: 11 bit địa chỉ trong trang nhớ 2K hiện hành. Addr16: 16 bit địa chỉ. Chương trình hợp ngữ của 8051. Giới thiệu. Theo phân cấp ngôn ngữ lập trình, hợp ngữ nằm giữa ngôn ngữ máy và ngôn ngữ cấp cao. Các ngôn ngữ cấp cao điển hình như ngôn ngữ Pascal, c,... sử dụng các từ hoặc các khai báo dễ hiểu với người sử dụng, mặc dù nó vẫn còn khoảng cách rất xa so với ngôn ngữ tự nhiên. Còn ngôn ngữ máy là ngôn ngữ nhị phân của máy tính. Một chương trình ngôn ngữ máy là một chuỗi các byte nhị phân biểu diễn cho các lệnh mà máy tính có thể thực hiện được. Hợp ngữ thay thế các mã nhị phân của ngôn ngữ máy, thành các mã gợi nhớ để thuận lợi hơn khi lập trình. Ví dụ lệnh cộng trong ngôn ngữ máy được biểu diễn bằng mã nhị phân ‘’10110011’’, còn trong hợp ngữ là ‘’ADD’’. Việc lập trình được thực hiện bằng hợp ngữ thay vì bằng ngôn ngữ máy. Các toán hạng của lệnh được biểu diễn bằng các cách định vị địa chỉ khác nhau, trong mã nhị phân của các lệnh ngôn ngữ máy, cũng được thay thế bằng các ký hiệu trong lệnh hợp ngữ. Một chương trình hợp ngữ (assembly) không thể thực hiện được trên máy tính, mà nó phải được dịch sang mã nhị phân ngôn ngữ máy. Tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của mỗi chương trình, mà quá trình dịch sang chương trình ngôn ngữ máy có thể bao gồm một hoặc nhiều bước. Chương trình dịch tối thiểu được gọi là chương trình hợp dịch, nó dịch các lệnh gợi nhớ thành các lệnh mã máy. Bước đòi hỏi tiếp theo thường là liên kết (linker). Một chương liên kết thực hiện việc kết hợp các phần khác nhau của chương trình trên các tập tin khác nhau, và thiết lập địa chỉ trong bộ nhớ nơi chương trình sẽ thực hiện. Hoạt động của trình hợp dịch (assembler operation). Có nhiều trình hợp dịch và các chương trình hỗ trợ khác hiện có để phát triển các ứng dụng vi điều khiển. ASM51 hợp dịch chuẩn nhất so với các chương trình khác. Trong phần này sẽ giới thiệu về cấu trúc lập trình với ASM51. Mặc dù đã được tiêu chuẩn hoá, nhưng một số khai báo trong phần này cũng có thể không sử dụng được với các trình hợp dịch khác. ASM51 là trình hợp dịch mạnh, nó sử dụng cho việc phát triển hệ thống vi điều khiển trên các hệ thống Intel và các máy tính họ IBM PC. Vì các máy tính sử dụng để chạy phần mềm này có CPU khác 8051, nên ASM51 được gọi là trình hợp dịch chéo (cross assembler). Chương trình nguồn 8051 có thể viết trên máy tính, bằng các trình soạn thảo văn bản, sau đó có thể hợp dịch thành file đối tượng (object) và file liệt kê (listing) bằng ASM51. Chú ý rằng, máy tính với một CPU khác nên nó sẽ không hiểu được các lệnh nhị phân của file đối tượng. Vì thế cần một chương trình có khả năng nạp chương trình đối tượng vào hệ thống 8051 để thực hiện. Để thực hiện việc hợp dịch bằng ASM51, có thể đánh lệnh sau từ dấu nhắc hệ thống: ASM51 source file {assembly controls} Source file là tên của file nguồn cần hợp dịch, còn assembler controls là các khoá điều khiển tạo ra các tác động khác nhau khi hợp dịch. ASM51 sẽ nhận một file nguồn làm ngõ vào (ví dụ PROGRAM.SCR) và tạo ra 1 file đối tượng (PROGRAM.OBJ) và file listing (PROGRAM.LST) Vì hầu hết các trình hợp dịch xem xét chương trình nguồn 2 lần trong lúc dịch nó sang ngôn ngữ máy, nên chúng được mô tả qua giai đoạn hợp dịch (two - pass assembler) là: Giai đoạn 1 (pass1): file nguồn được xem xét từng đường và bảng ký hiệu được xây dựng. Vị trí bộ đếm chương trình được mặc định là 0, hoặc được thiết lập bằng chỉ thị ORG (origin). Khi file được xem xét, bộ đếm được tăng lên tuỳ theo độ dài của mỗi lệnh. Các chỉ thị định nghĩa dữ liệu (DB hoặc DW) tăng bộ đếm bằng với số byte được định nghĩa. Các chỉ thị nhớ lưu trữ (DS) tăng bộ đếm bằng số byte được dự trữ. Khi tìm thấy 1 nhãn (bắt đầu một hướng rẽ nhánh), thì nó sẽ được đặt trong bảng ký hiệu theo giá trị hiện hành của bộ đếm. Các ký hiệu được định nghĩa bằng chỉ thị EQU (equal) được đặt trong bảng ký hiệu. Bảng ký hiệu được cất giữ và sau đó dùng trong giai đoạn hợp dịch thứ 2. Giai đoạn 2 (pass2): tạo ra các file đối tượng và liệt kê. Các lệnh gợi nhớ được dịch thành các opcode và đặt trong file ra. Các toán hạng được định giá trị và đặt phía sau opcode. Khi các toán hạng là các ký hiệu, giá trị của chúng sẽ được lấy lại từ bảng ký hiệu (được tạo ra trong giai đoạn 1), và dùng để tạo thành dữ liệu hoặc địa chỉ đúng cho các lệnh. Với 2 giai đoạn được thực hiện như trên, nên chương trình nguồn có thể sử dụng các ký hiệu trước khi nó được định nghĩa, ví dụ như các lệnh rẽ nhánh ở đầu chương trình mà các nhãn chuyển tới chưa được định nghĩa. File đối tượng khi hợp dịch thành công sẽ chỉ chứa các byte nhị phân (00H đến FFH) của chương trình ngôn ngữ máy. File đối tương định vị (object relocatable) sẽ chứa một bảng ký hiệu và thông tin khác cần thiết cho sự liên kết và định vị chương trình. File liệt kê là một file văn bản bao gồm cả các lệnh gợi nhớ và mã máy tương ứng của nó. Khi có lệnh lỗi, file liệt kê cũng chứa cả các thông báo lỗi. Khuôn dạng một chương trình hợp ngữ 8051. Các lệnh trong chương trình hợp ngữ bao gồm: các lệnh máy, chỉ thị hợp dịch của trình hợp dịch, lệnh điều khiển trình hợp dịch và các chú thích. Các lệnh máy tương đương với các lệnh gợi nhớ, chúng được đổi thành các lệnh mã máy khi hợp dịch (ví dụ như ANL). Các chỉ thị hợp dịch của trình hợp dịch, được sử dụng để trình hợp dịch định nghĩa cấu trúc chương trình, các ký hiệu, các dữ liệu, các hằng... (ví dụ ORG). Các lệnh điều khiển sẽ thiết lập các chế độ hợp dịch, và chỉ thị hướng thực hiện của trình hợp ngữ (ví dụ $TITLE). Các chú thích sử dụng giải thích về hoạt động và mục đích của các chuỗi lệnh, giúp người đọc dễ hiểu hơn. Các dòng lệnh phải được viết theo một nguyên tắc nhất định được qui định bởi trình hợp dịch. Khuôn dạng mỗi hàng lệnh như sau: (label:) mnemonic [ operand ] [ ; operand ] [... ] [ ; comment ] Chỉ có phần mã gợi nhớ (mnemonic) là bắt buộc phải có trong hàng lệnh trong tất cả các trình hợp dịch. Một số trình biên dịch yêu cầu phải có nhãn ở cột thứ nhất trong tất cả các dòng lệnh, và các phần sau nó phải được ngăn cách với nhau bằng khoảng trắng (space) hoặc khoảng cách quãng (tab). Với ASM51 nhãn không nhất thiết phải có trên mỗi hàng lệnh, và nhãn cũng không cần phải nằm cùng hàng với lệnh gợi nhớ. Nhãn (label field): Một nhãn tượng trưng cho địa chỉ của lệnh (hoặc dữ liệu) nằm sau nó. Khi rẽ nhánh đến lệnh này, nhãn này được dùng trong toán hạng của lệnh rẽ nhánh hoặc lệnh nhảy (ví dụ SJMP SKIP). Khác với “nhãn” luôn chỉ thị một địa chỉ, ký hiệu (symbol) có ứng dụng tổng quát hơn. Nhãn chỉ là một trong các loại của ký hiệu và nó được phân biệt bằng dấu hai chấm (:) phía sau. Ký hiệu để gán các giá trị hoặc thuộc tính sử dụng trong các chỉ thị hợp dịch của hợp ngữ như: EQU, SEGMENT, bit, DATA... Các ký hiệu có thể là địa chỉ, hằng số, tên các đoạn (segment), hoặc các cấu trúc khác được hiểu bởi người lập trình. Sau đây là 1 ví dụ để phân biệt nhãn và ký hiệu: PAR EQU 500 ; PAR là ký hiệu biểu diễn thay cho giá trị 500. START: MOV A,#0FFH; start là nhãn tượng trưng địa chỉ lệnh MOV. Một ký hiệu hoặc nhãn phải bắt đầu bằng một chữ cái, dấu ’?’ hoặc dấu ‘_’, và có thể chứa tới 31 ký tự. Các ký hiệu có thể là chữ hoa hoặc chữ thường đều được hiểu giống nhau, nhưng chúng không được trùng với các lệnh gợi nhớ, các ký hiệu đã được định nghĩa trước và các chỉ thị hợp dịch. Lệnh gợi nhớ (mnemonic): Các lệnh gợi nhớ hoặc các chỉ thị hợp dịch được viết tại phần mnemonic của dòng lệnh sau nhãn hoặc ký hiệu. Ví dụ các lệnh gợi nhớ như: ADD, MOV, DIV, INC...; Ví dụ các chỉ thị hợp dịch như: ORG, EQU hoặc DB. Toán hạng (operand): Phần toán hạng được viết sau phần mã gợi nhớ trong hàng lệnh. Vùng này chứa địa chỉ hoặc dữ liệu sử dụng trong lệnh. Một nhãn có thể được dùng để biểu diễn cho địa chỉ của dữ liệu, hoặc một ký hiệu có thể được dùng để biểu diễn cho hằng dữ liệu. Có nhiều cách biểu diễn các toán hạng tuỳ thuộc vào các lệnh cụ thể. Một số lệnh không có toán hạng (như RET, NOP), còn một số lệnh lại có nhiều toán hạng được phân ra bằng các dấu phẩy. Chú thích (comment): Các chú thích làm dễ hiểu chương trình, chúng đặt ở cuối mỗi dòng lệnh, và trước nó phải có dấu chấm phẩy (;). Cũng có thể thực hiện cả một dòng chú thích bằng cách bắt đầu bằng dấu ‘;’. Một chương trình con hoặc một đoạn lệnh dài có thể bắt đầu bằng một khối chú thích (gồm nhiều dòng liên tiếp) để giải thích tính chất chung của phần chương trình bên dưới. Các ký hiệu hợp dịch đặc biệt (special assembler symbol): Các ký hiệu hợp dịch đặc biệt được dùng trong các chế độ định vị thanh ghi cụ thể. Chúng bao gồm thanh ghi A, R0 – R7, DPTR, PC, C, và AB. Cũng như ký hiệu $ được dùng để biểu diễn giá trị hiện hành của bộ đếm chương trình. Ví dụ lệnh JNB TI,$ tương đương với dòng lệnh sau: HERE : JNB TI,HERE Địa chỉ gián tiếp (indirect address): một số lệnh có toán hạng là một thanh ghi chứa địa chỉ của dữ liệu. Ký hiệu @ cho biết địa chỉ gián tiếp và chỉ có thể dùng với R0, R1, DPTR. Ví dụ lệnh MOV A,@R0 nạp dữ liệu từ RAM nội tại địa chỉ trong R0 vào thanh chứa A. Lệnh MOVC A,@A+PC nạp dữ liệu từ bộ nhớ mã ngoài tại địa chỉ là tổng nội dung thanh ghi A với bộ đếm chương trình vào thanh chứa A. Dữ liệu tức thời (Immediate data): Các lệnh sử dụng định vị tức thời, cung cấp dữ liệu toán hạng trong một phần của lệnh. Các dữ liệu tức thời phải bắt đầu bằng dấu ‘#’. Ví dụ CONSTANT EQU 100 MOV A,#0FFH ORL 40H,#CONSTANT Tất cả các toán hạng tức thời (trừ trong lệnh MOV DPTR,#DATA) đều là 8 bit. Nếu dữ liệu được viết thành 16 bit thì byte thấp sẽ được sử dụng. Tất cả các bit trong byte cao phải giống nhau (00H hoặc FFH). Nếu không sẽ có thông báo lỗi ‘value not fit in a byte’ (giá trị không nằm trong một byte). Ví dụ các lệnh sau đúng cú pháp: MOV A,#0FF00H MOV A,#00FFH Hai lệnh sau đây sinh ra thông báo lỗi: MOV A,#0FE00H MOV A,#01FFH Các hằng số thập phân từ -256 đến +256 cũng có thể sử dụng được cho toán hạng tức thời. Ví dụ 2 lệnh sau đúng cú pháp và tương đương với nhau: MOV A,# -256 MOV A,#0FF01H Địa chỉ trực tiếp (DATA address): Nhiều lệnh truy xuất các vùng nhớ sử dụng định vị trực tiếp và cần 1 toán hạng địa chỉ RAM nội (00H đến FFH). Các ký hiệu đã được định nghĩa có thể được dùng cho các địa chỉ SFR. Ví dụ: MOV A,45H hay MOV A,SBUF tương đương với lệnh MOV A,99H. Địa chỉ bit (bit address): Một trong các điểm mạnh của các bộ vi điều khiển là khả năng truy xuất các bit riêng lẻ. Các lệnh truy xuất các bit phải cung cấp 1 địa chỉ bit trong RAM nội (vùng 00H đến 7FH), hoặc địa chỉ bit trong các SFR (vùng 80H đến FFH). Có 3 cách để chỉ thị địa chỉ bit trong một lệnh: dùng địa chỉ bit trực tiếp, dùng chỉ số chỉ thị vị trí của bit trong một byte dữ liệu, dùng ký hiệu hợp dịch đã được định nghĩa trước. Ví dụ: SETB 0E7H ; Dùng địa chỉ bit trực tiếp SETB ACC.7 ; Dùng chỉ số chỉ thị vị trí bit. JNB TI, $ ; Dùng ký hiệu được định nghĩa ‘’TI’’. Địa chỉ mã (code address): Địa chỉ mã được dùng cho toán hạng của các lệnh nhảy bao gồm: nhảy tương đối (như SJMP và nhảy có điều kiện), nhảy và gọi tuyệt đối (ACALL, AJMP), nhảy và gọi dài (LJMP, LCAL). Địa chỉ mã thường được cho ở dạng nhãn. Ví dụ: HERE: _ _ _ SJMP HERE ASM51 sẽ xác định mã địa chỉ đúng để đưa vào lệnh: hoặc là địa chỉ độ dời 8 bit có dấu, hoặc địa chỉ trang 11 bit hoặc địa chỉ dài 16 bit tuỳ theo từng lệnh. Các lệnh nhảy và gọi sử dụng chung (generic jumps and calls): ASM51 cho phép người lập trình dùng các lệnh gợi nhớ sử dụng chung JMP hoặc CALL. Lệnh ‘’JMP’’ có thể được dùng để thay cho SJMP, AJMP hoặc LJMP, và ‘’CALL’’ có thể được dùng để thay cho ACALL hoặc LCALL. Trình hợp dịch biến đổi lệnh gợi nhớ chung thành một lệnh “thực tế” sau vài quy luật đơn giản. Lệnh gợi nhớ chung được biến đổi thành dạng ngắn (chỉ sử dụng cho JMP) nếu nơi nhảy đến không theo hướng tới và trong vùng -128, hoặc thành dạng tuyệt đối nếu đích chuyển đến không theo hướng tới vượt quá giới hạn ngắn, nhưng nằm trong vùng 2K. Nếu các dạng ngắn và tuyệt đối không sử dụng được thì lệnh chung sẽ được chuyển thành dạng dài. Ví dụ : ORG 1234H Start: INC A JMP Start ;Hợp dịch như lệnh SJMP ORG Start + 200 JMP Start ; Hợp dịch như lệnh AJMP JMP Finish ; Hợp dịch như lệnh LJMP Finish:INC A END Sự hợp dịch này không thực hiện việc lựa chọn tốt nhất cho chương trình. Ví dụ nếu nhảy theo hướng tới (JMP Finish) chỉ cách khoảng vài byte nhưng lệnh chung JMP vẫn được đổi thành lệnh nhảy dài (LJMP 3 byte), mà không đổi thành lệnh nhảy ngắn (SJMP chỉ có 1 byte). Biểu thức tính toán tức thời khi hợp dịch (assemble - time expression evaluation). Các giá trị và hằng số trong một toán hạng có thể biểu diễn theo ba cách: biểu diễn bằng giá trị tức thời (ví dụ 0EFH), biểu diễn bằng ký hiệu đã được định nghĩa trước (ví dụ Acc) hoặc bằng một biểu thức (ví dụ 2 + 3). Việc sử dụng biểu thức cung cấp một kỹ thuật mạnh cho việc thực hiện các chương trình hợp ngữ có khả năng dễ đọc và mềm dẻo hơn. Khi hợp dịch các biểu thức trong lệnh gợi nhớ sẽ được tính toán thành giá trị cụ thể để đưa vào lệnh. Tất cả các biểu thức đều được tính toán bằng các phép tính số học 16 bit, tuy nhiên các số 8 bit cũng có thể sử dụng khi cần thiết. Ví dụ hai lệnh sau là hoàn toàn tương đương: MOV DTPR,#04FFH + 3 MOV DPTR,#0502H Tổng quát về các nguyên tắc cho các biểu thức tính toán trong chương trình hợp ngữ bao gồm các phần như sau: Các số (Number bases): Các con số trong các biểu thức thường sử dụng giống như trong các vi xử lý của Intel. Các hằng số cần phải theo sau bởi các ký tự qui định: “B” cho số nhị phân, “O” hoặc “Q” cho các số trong hệ 8, “D” hoặc không có gì cho số hệ 10 và “H” cho số hệ 16. Ví dụ: MOV A,#15 ; thập phân MOV A,#1111B ; nhị phân MOV A,#0FH ; hex MOV A,#15D ; thập phân MOV A,#17Q ; Octal. Chú ý rằng các số trong hệ 16 phải luôn bắt đầu bằng các con số (ví dụ 0AH). Các chuỗi ký tự (character strings): các chuỗi 1 hoặc 2 ký tự có thể được dùng như các toán hạng trong các biểu thức. Các mã ASCII của ký tự sẽ được biến đổi thành mã nhị phân tương ứng của nó khi hợp dịch. Các hằng ký tự phải nằm trong dấu ngoặc kép (‘a’). Ví dụ: CJNE A,#’Q’,AGAIN. Các phép toán số học (Arithmetic operations): Các phép toán số học thực hiện được trong biểu thức là: + : cộng - : trừ . : nhân / : chia MOD : phép lấy dư sau khi chia. Ví dụ lệnh MOV A,#10+10H và lệnh MOV A,#1AH là tương đương, 2 lệnh MOV A,#25 MOD 7 và MOV A,#4 cũng giống nhau. Các phép toán logic (logical operations): Các phép toán logic cho phép trong biểu thức gồm: OR, AND, XOR, NOT. Các phép toán logic được thức hiện trên các bit tương ứng trong mỗi toán hạng. Các phép toán phải được phân cách với nhau bằng ký tự khoảng trắng (space) hoặc cách quãng (tab). Ví dụ 3 lệnh MOV sau đây giống nhau: THERE EQU 3 MINUS_THREE EQU_3 MOV A,# (NOT THREE) +1 MOV A,#MINUS_THREE MOV A,#11111101B Các phép xử lý đặc biệt (special operations): Các phép xử lý đặc biệt là: SHR (dịch phải), SHL (dịch trái), HIGH (byte cao), LOW (byt

Các file đính kèm theo tài liệu này:

bai_giang_vi_dieu_khien_microcontroller.doc