Introducción a la Programación en Lenguaje Ensamblador.

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1 CAPITULO 5 Introducción a la Programación en Lenguaje Ensamblador INTRODUCCION Se entiende por modelo de programación al conjunto de registros accesibles por el usuario que junto al set de instrucciones y los modos de direccionamiento constituyen las herramientas imprescindibles para el programador. El objetivo de este capítulo es mostrar estos tres aspectos combinados en varios ejercicios que puedan servir de ayuda al comienzo. Estos ejercicios corresponden a algunos de los modelos están dar que suelen ser habituales en las operaciones de control de procesos industriales pero no tienen el suficiente rigor como para poder ser incorporadas dentro de una librería de rutinas operativas profesionalmente más bien tienen un sentido didáctico, objetivo principal de este capítulo. A continuación se proponen una serie de ejercicios, que irán distribuidos entre este capítulo y el siguiente. En total, 13 ejercicios que pueden servir de aperitivo por esta razón, casi todos los nombres de los archivos de los ejercicios figuran con un número terminal, para que el lector pueda mejorarlos, como si de una nueva versión se tratara. Ejercicio 5.1. Estructura condicional o alternativa Habitualmente el programa tiene que tomar decisiones en función del contenido de una variable (posición de memoria), de la información de un puerto de entrada o salida y/o del estado de un bit o registro. Se produce lo que se conoce por una bifurcación condicional o alternativa. En este ejercicio se trata de realizar la operación suma o resta de dos variables DA1 (78H) y DA2 (79H) si la localidad CHE (77H) es cero, suma el contenido de DA1 y DA2 si el contenido es distinto de cero, entonces resta DA1 de DA2. En cualquier caso, el resultado de la operación suma o resta se deposita en la localidad RES (7AH). ITMAR, Mazatlán 47 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

2 %TITLE "ESTRUCTURA CONDICIONAL ECON0.ASM" ORG 0200H CHE EQU 77H DA1 EQU 78H DA2 EQU 79H RES EQU 7AH MOV DA1, #09H MOV DA2, #06H CARGA DE DATOS MOV A, CHE LEE LA LOCALIDAD 77H JNZ SAL1 SI ES CERO SUMA, SI NO SALTA A RESTA MOV A, DA1 ADD A, DA2 HACE LA SUMA MOV RES, A GUARDA RESULTADO MOV A, CHE JZ SAL2 SAL1: MOV A, DA1 SUBB A, DA2 HACE LA RESTA MOV RES, A GUARDA RESULTADO SAL2: NOP Ejercicio Estructura Iteractiva. Al menos una vez. Enunciado La localidad MEM (77H) puede contener números comprendidos entre 1 y 9, teniendo en cuenta esta característica, poner las posiciones de memoria comprendidas entre 61 H y 69H a FFH (todos los bits a uno), según esta relación: Si MEM=1 cargar con FFH la localidad 61H Si MEM=2 cargar con FFH las localidades 61H y 62H Si MEM=3 cargar con FFH las localidades 61H, 62H y 63H ========================================= Si MEM=9 cargar con FFH las localidades de la 61H ala 69H ITMAR, Mazatlán 48 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

3 %TITLE ESTRUCTURA ITERATIVA. ITERAO.ASM ORG 0200H MEM EQU 778 CON EQU 78H MOV CON, MEM Se transfiere el contenido de MEM a CON SAL: MOV A, CON Cargar acumulador ADD A, #60H Prepara el dir. indexado por software MOV R0, A # FFH DJNZ CON, SAL Carga el puntero Carga la localidad correspondiente Por lo menos carga una posición de memoria Decrementa CON y salta si CON NOP no es CERO Ejercicio Estructura iteractiva. Puede que ninguna vez. %TITLE ESTRUCTURAITERATIVA. ITERA1.ASM ORG 0200H MEM EQU 77H CON EQU 78H MOV CON, MEM Se transfiere el contenido de MEM a CON SALO: MOV A, CON Cargar acumulador JZ SAL1 No efectúa ninguna acción si MEM=O ADD A, #60H Prepara el dir. indexado por software MOV RO, A Carga el puntero #FFH Carga la localidad correspondiente DEC CON Decrementa CON JMP SALO Salto incondicional Ejercicio 5.4.-Comprobación de bits. Método general La operación de comprobación de bits es una práctica habitual en el control de procesos. La secuencia del programa puede cambiar dependiendo del estado de un bit. Este ejercicio muestra uno de los métodos. ITMAR, Mazatlán 49 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

4 Enunciado Si el bit 2 de la localidad 28H (CHE) es igual a cero, entonces en la dirección 7FH (RES) se señalará poniendo todos sus bits a cero, y si el bit 2 es igual a uno, se señalará poniendo todos sus bits a uno. Es decir: 28.2 = 0 implica que: (7FH) 00H 28.2 = 1 implica que: (7FH) FFH %TITLE TESTEO DE BITS. TESBITO.ASM ORG 0200H CHE EQU 28H RES EQU 7FH MOV A, CHE Se carga el ACC con el byte a chequear ANL A, #04H Se detecta el bit. JZ SAL0 Si es igual a CERO salta MOV RES, #FFH Si no es igual a CERO, carga RES con unos SALO: JNZ SALl...y sale del proceso MOV RES, #00 Si es igual a CERO. carga RES con ceros Ejercicio 5.5. Comprobación de bits. Método particular. Cuando se estudiaba el set de instrucciones del 8052/8051, en el Apartado 4.1. «lnstrucciones booleanas», se decía que había una zona de memoria interna direccionable bit a bit (20H a 2FH) y una serie de instrucciones que permitían esta forma de proceso (véase Tabla 4.2). Esta práctica es una muestra de este tipo de instrucciones. El problema es el mismo que el planteado en el ejercicio anterior, pero con la salvedad de utilizar el carry como variable referencia! para establecer las bifurcaciones. %TITLE TESTEO DE BITS. TESBIT1.ASM ORG 0200H CHE EQU 28H RES EQU 7FH SETB C Se pone el "flag del Carry" a UNO ANL C, CHE.2 Se detecta el bit 28.2 o 42 ITMAR, Mazatlán 50 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

5 JNC SALO Si es igual a CERO salta MOV RES. # FFH Si no es igual a CERO, carga RES con unos SALO: JC SALl...y sale del proceso MOV RES, #00 Si es igual a CERO, carga RES con ceros Ejercicio 5.6. Comprobación de bytes con la operación resta o sustracción En el control de procesos industriales la información que se recibe o envía es compleja y necesita de varios bits. En este caso, la información ocupará 8 bits, es decir, 1 byte. Este ejercicio, como los dos siguientes, corresponden al mismo planteamiento, pero utiliza procedimientos distintos de resolución. Así, este ejercicio emplea la operación resta o sustracción para detectar el byte que desencadena una secuencia de proceso distinta. En este y en los dos siguientes ejercicios el byte clave es 63H. Si el byte leído en la dirección 70H (CHE), es igual a 63H, pone el bit cero (b0) de la localidad 20H (RES) a cero, y si el byte leído es distinto a 63H, el bit cero (b0) de RES se pone a uno, es decir: Si (70H) = 63H implica que Si (70H) <> 63H implica que %TITLE TESTEO DE BYTES. TESPAL0.ASM ORG 0200H CHE EQU 70H RES EQU 20H MOV A, 7OH Se CARGA el ACC con la localidad a chequear. CLR C Se pone el carry a 0 SUBB A, #63H Resta de localidad CHE la constante #63H JZ SALO Si es igual a CERO salta SETB RES.0 Si no es igual a CERO, carga con" 1' el bit0 del byte RES SAL0: JNZ SALl...y sale del proceso CLR RES.0 Si es igual a CERO, carga con "0" el bit0 del byte RES ITMAR, Mazatlán 51 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

6 Ejercicio 5.7. Comprobación de bytes con la operación EXCLUSIVE-OR El enunciado de este ejercicio es el mismo que el apartado anterior, pero el procedimiento para la detección del byte que desencadena un cambio en el proceso se realiza con la operación EXCLUSIVE-OR (XRL). Efectivamente, si: = LECTURA BYTE = REFERENCIA: 63H = RESULTADO El resultado de la operación será cero, sólo si coinciden el byte leído y el byte de referencia. Si los bytes difieren al menos en un bit, comoen el siguiente ejemplo: 0 l = LECTURA BYTE 0 1 l = REFERENCIA: 63H l = RESULTADO %TITLE TESTEO DE BYTES. TESPAL1.ASM ORG O2OOH CHE EQU 7OH RES EQU 2OH MOV A, 7OH Se CARGA el ACC con la localidad a chequear XRL A, #63H Operación EX-OR entre ACC y la cte. #63H JZ SALO Si el resultado es igual a CERO salta SETB RES.O Si no es igual a CERO, carga con" 1" el pito del byte RES SALO: JNZ SALl...y sale del proceso CLR RES.O Si es igual a CERO, carga con "O" el bito del byte RES ITMAR, Mazatlán 52 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

7 Ejercicio 5.8. Comprobación de bytes con la instrucción especial Los ejercicios 5.6 y 5.7 pueden ser resueltos también con macroinstrucciones como CJNE A,<byte>,rel estudiada en el apartado 4.2.2,<lnstrucciones de salto condicional>. Esta instrucción compara y salta si el resultado no es igual y su utilidad se puede ver a continuación. La eficacia de estas macroinstrucciones puede verse amenazada por la falta de flexibilidad, pero se puede fácilmente comprender que en este caso, que es habitual, resulta muy eficaz, por lo que es ventajosa su inclusión en el set de instrucciones. %TITLE TESTEO DE BYTES. TESPAL2.ASM ORG O2OOH CHE EQU 7OH RES EQU 2OH MOV A, CHE Se carga ACC con el contenido de la variable CHE CJNE A, #63H, SAL0 Compara el contenido del ACC con el dato #63H y salta a SALO. Si (ACC) es distinto de # 63H CLR RES.O En el caso de que sean iguales, pone el bito de la localidad 2OH a "CERO.. JMP SALl :...y salta al final SALO: SETB RES.O Si no es igual a CERO, carga con " I " el bito de la localidad 2OH y finaliza SAL1: NOP Ejercicio 5.9.Movimiento de tablas de datos en la memoria externa. En el control de procesos se producen prácticas habitua]es de manipulación de datos, que el programador debe convertir, gracias a su técnica e ingenio, en rutinas eficaces. Así, el programador deberá elaborar rutinas para: El movimiento de datos de una posición a otra de memoria. Captura y selección de datos del exterior a través de una unidad de E/S y su colocación en memoria. Búsqueda y selección sobre tablas de datos, etc. Este apartado y el siguiente proponen ejercicios de proceso sobre bloques de datos. Para estas rutinas los 8052/8051 cuentan con unas instrucciones muy potentes que van a ser analizadas. ITMAR, Mazatlán 53 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

8 Este ejercicio copia de una posición a otra de la memoria RAM externa un bloque de datos. Estos bloques, para simplificar el problema, son de tamaño fijo, de una página de 256 bytes, y comienzan en el primer byte de la página seleccionada. Así, en nuestro caso, si se quiere copiar un bloque de datos situado en las direcciones 0315H a 0380H (página 03H), a la página 05H, se copiaría todo el contenido de la página 03 (0300H a 03FFH) a la página 5 (0500H a 05FFH) y el bloque de datos situado inicialmente en las localidades 0315H a 0380H se encontrará copiado en las localidades 0515H a 0580H. A continuación se muestra el listado del programa fuente, tal como se ha previsto. Se invita al usuario a que realice una versión mejorada, indicando el rango de las direcciones acopiar (dirección inicial a dirección final) y la dirección de la primera localidad destino, incluso por encima del rango de una página de 256 bytes. %TITLE MOVIMIENTO DE TABLAS. MOTABLAO.ASM ORG O2OOH RO es el puntero que recorre las páginas Rl es la página FUENTE R2 es la página DESTINO MOV RO, #OOH Inicializa el puntero SALO: MOV DPL, RO Carga RO en el byte bajo del DPTR MOV DPH, Rl Carga R l en el byte alto del DPTR (FUENTE) MOVX Lee byte apuntado por DPTR MOV DPH, R2 Carga el byte alto del DPTR (DESTINO) A Escribe byte apuntado por DPTR INC RO Incrementa puntero MOV A, RO Carga el ACC para la siguiente instrucción JNZ SALO Busca el siguiente byte en la página y si es CERO concluye porque ha terminado la página NOP Ejercicio Comprobación de tablas de datos En algunas ocasiones interesa conocer, para hacer un estudio estadístico, la cantidad de veces que aparece un determinado dato y en qué posición de la tabla de datos se encuentra localizado. ITMAR, Mazatlán 54 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

9 Este ejercicio muestra cómo se realiza esta operación dentro de la memoria de programas de 8K, pudiendo hacer lo mismo en la memoria RAM externa o interna de los 8052/8051, naturalmente, habrá que hacer referencia a las instrucciones correspondientes, pues claramente se resaltaron en el estudio del set de instrucciones en el Apartado 3.7.1, la «Transferencia de datos sobre la RAM interna», en el Apartado 3.7.2, la «Transferencia de datos sobre la RAM externa», y en el Apartado 3.7.3, «Memoria de programas para el tratamiento de tablas». Concretamente este ejercicio trata de buscar un determinado dato, 23H, en una tabla cuyo rango es 0300H a 03FFH. Los resultados que se han de indicar son el número de veces que ha sido encontrado y la posición de memoria en que se encuentran estos datos. R2 = número de veces A partir de la localidad 60 = situación %TITLE CHEQUEO DE TABLAS DE DATOS. CHEQUEO.ASM ORG O2OOH POS EQU 6OH MOV RO, #POS Apunta el comienzo de la tabla de las localidades en las que se van a localizar los caracteres MOV R2, #OOH Se inicializa R2 con O. Contador de carácter MOV Rl, #OOH Se inicializa R1 con O. Contador de tablas MOV DPTR, #O2FFH Se inicializa DPTR con el comienzo de la tabla SALO: INC DPTR Se busca otro carácter MOV Rl, DPH CJNE Rl, #O3H, SALl Si se termina la tabla 03xx sale del proceso MOV A, #OOH El ACC se borra para la próxima instrucción MOVC Se LEE el carácter y se carga en el ACC. CJNE A, #23H, SALO Si el carácter no es *23H busca siguiente INC R2 Si el carácter es * 23H incrementa contador DPH Apunta dirección (H) localización carácter INC RO DPL Apunta dirección (L) localización carácter INC RO JMP SALO Busca otro carácter para evaluar ITMAR, Mazatlán 55 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano

10 Ejercicio Gestión de la pila y rotaciones Finalmente, para terminar con este apartado dedicado al modelo de programación del 8052/8051 se dedica un ejercicio al manejo de las instrucciones de acceso a la memoria de pila ya las rotaciones. A la pila, como se puede ver en este ejercicio, no solamente la gestiona el microcontrolador, de una forma automática, para salvar los registros importantes en los saltos a las subrutinas e interrupciones, si no que también puede y debe ser utilizada y gestionada por el programador. En este ejercicio, que por otro lado no tiene otras pretensiones que demostrar estas instrucciones, se ha situado la zona reservada a la pila en otra zona de la memoria interna, distinta a la que por defecto y después de un RESET el microcontrolador posiciona. Como se recordará, en el capítulo 2, apartado 2.6, se decía que después de un RESET el microcontrolador situaba.el comienzo de la pila en la dirección 08H. En este ejercicio, como se puede ver en la primera instrucción del programa, la pila se ubica a partir de la dirección 40H y en sentido creciente. El ejercicio planteado pretende que un dato como 01H realice una rotación completa y que finalice en la misma posición con la que empezó, dicho de otra manera, que el contenido del b0 se desplace a la Izquierda sobre el registro para después de varios desplazamientos concluya en la misma posición. Para esta operación es preciso efectuar como se comprobará, 8 rotaciones «bit a bit>. %TITLE GESTION DE LA PILA Y ROTACIONES. ROTAO.ASM ORG O2OOH REF EQU 7OH ROT EQU 6FH MOV SP, #4OH Inicialización de la pila en área SCRATCHPAD MOV A, #OOH Carga del ACC con OOH PUSH A Se guarda en la pila. Inicialización del CONTADOR MOV REF, #OlH Se inicializa el registro de REFERENCIA MOV ROT, REF Se inicializa el registro de ROTACION MOV A, ROT Se carga el ACC con el valor de ROT SALO: RL A Rotación a la izda. del ACC MOV ROT, A Se salva el contenido de ACC una vez rotado POP A Recupera valor contador. El ACC es ahora contador INC A Incrementa CONTADOR PUSH A Guarda contador en la PILA MOV A, ROT Recupera el dato rotado CJNE A, REF, SALO Compara ACC con REF para salir del programa cuando sean iguales NOP ITMAR, Mazatlán 56 Ing. Rufino J. Domínguez Arellano