1. Struktura urządzeń z wykorzystaniem mikrokontrolerów...13

Transkrypt

1 3 Od autora...9 Wstęp Struktura urządzeń z wykorzystaniem mikrokontrolerów Jak jest zbudowany mikrokontroler AVR Pamięć programu Pamięć danych Rejestry mikrokontrolera Rejestry wejścia-wyjścia Wskaźniki Organizacja pamięci w mikrokontrolerach AVR Jak działa mikrokontroler Łączność ze światem zewnętrznym Istota stosu Przyjęcie przerwania System watchdog Programowanie mikrokontrolerów Bity zabezpieczające i konfiguracyjne Kody stosowane w mikrokontrolerach Rejestry sterujące mikrokontrolera Rejestry portów Rejestry portu A Rejestry portu B Rejestry portu C Rejestry portu D Rejestry portu E Rejestry układu transmisji szeregowej USART UCSRA rejestr sterujący A oraz statusów USART UCSRB rejestr sterujący B USART UCSRC rejestr sterujący C USART UBRRH i UBRRL rejestry podzielnika prędkości transmisji UDR rejestr danych USART Rejestry zegara/licznika TCCR0 rejestr sterujący zegara/licznika TCNT0 rejestr zliczający zegara/licznika OCR0 rejestr wzorca porównania zegara/licznika Rejestry zegara/licznika TCCR1A rejestr sterujący A zegara/licznika TCCR1B rejestr sterujący B zegara/licznika TCNT1H i TCNT1L rejestry danych zegara/licznika

2 OCR1AL i OCR1AH rejestry porównania zegara/licznika OCR1BH i OCR1BL rejestry porównania zegara/licznika ICR1L i ICR1H rejestry przechwytywania zegara/licznika Rejestry pamięci EEPROM EEARH i EEARL para rejestrów adresowych pamięci EEPROM EEDR rejestr danych pamięci EEPROM EECR rejestr sterujący dostępem do pamięci EEPROM Rejestr komparatora analogowego Rejestry interfejsu szeregowego SPI SPCR rejestr sterujący SPI SPSR rejestr statusów SPI SPDR rejestr danych SPI Rejestry kontrolera przerwań TIMSK rejestr maskowania przerwań licznika/zegara TIFR rejestr wskaźników przerwań licznika/zegara GICR rejestr sterujący kontrolera przerwań GIFR rejestr wskaźników przerwań Rejestry pozostałe MCUCR rejestr sterujący mikrokontrolerem EMCUCR rozszerzony rejestr sterujący mikrokontrolerem MCUCSR rejestr sterujący i statusów mikrokontrolera WDTCR rejestr sterujący watchdoga SFIOR rejestr określający funkcje rejestrów IO SPMCR rejestr sterujący zapisem kodu programu SPH, SPL rejestr wskaźnika stosu SREG rejestr statusów Lista instrukcji mikrokontrolera Tryby adresowania Sumaryczne zestawienie instrukcji...77 Instrukcje arytmetyczne i logiczne...77 Instrukcje skoków...78 Instrukcje przesyłania danych...79 Instrukcje operacji bitowych...80 Instrukcje kontroli pracy jednostki centralnej Opis działania instrukcji mikrokontrolera AVR...81 ADC suma zawartości rejestrów z uwzględnieniem przeniesienia...82 ADD suma zawartości rejestrów...83 ADIW suma zawartości słowa i wartości stałej...84 AND iloczyn logiczny zawartości rejestrów...85 ANDI iloczyn logiczny zawartości rejestru i wartości stałej...86 ASR arytmetyczne przesunięcie zawartości rejestru w prawo...87 BCLR zerowanie bitu w rejestrze statusowym SREG...88 BLD przepisanie wskaźnika T do bitu rejestru...89

3 5 BRBC skok warunkowy (jeżeli bit w SREG jest wyzerowany)...90 BRBS skok warunkowy (jeżeli bit w SREG jest ustawiony)...91 BRCC skok warunkowy (jeżeli wskaźnik C jest wyzerowany)...92 BRCS skok warunkowy (jeżeli wskaźnik C jest ustawiony)...93 BREAK zatrzymanie CPU...94 BREQ skok warunkowy (jeżeli wskaźnik Z jest ustawiony)...95 BRGE skok warunkowy (dla warunku większy lub równy)...96 BRHC skok warunkowy (jeżeli wskaźnik H jest wyzerowany)...97 BRHS skok warunkowy (jeżeli wskaźnik H jest ustawiony)...98 BRID skok warunkowy (jeżeli wskaźnik I jest wyzerowany)...99 BRIE skok warunkowy (jeżeli wskaźnik I jest ustawiony) BRLO skok warunkowy (dla warunku mniejszy) BRLT skok warunkowy (dla warunku mniejszy) BRMI skok warunkowy (jeżeli wartość jest ujemna) BRNE skok warunkowy (jeżeli wskaźnik Z jest wyzerowany) BRPL skok warunkowy (jeżeli wartość jest dodatnia) BRSH skok warunkowy (dla większy lub równy) BRTC skok warunkowy (jeżeli wskaźnik T = 0) BRTS skok warunkowy (jeżeli wskaźnik T = 1) BRVC skok warunkowy (jeżeli wskaźnik V = 0) BRVS skok warunkowy (jeżeli wskaźnik V = 1) BSET ustawienie bitu w rejestrze statusowym SREG BST przepisanie bitu z rejestru do wskaźnika T CALL instrukcja wywołania procedury CBI zerowanie wskazanego bitu w rejestrze wejścia/wyjścia CBR zerowanie wskazanych bitów w rejestrze CLC zerowanie wskaźnika C w rejestrze SREG CLH zerowanie wskaźnika H w rejestrze SREG CLI zerowanie wskaźnika I w rejestrze SREG CLN zerowanie wskaźnika N w rejestrze SREG CLR zerowanie rejestru CLS zerowanie wskaźnika S w rejestrze SREG CLT zerowanie wskaźnika T w rejestrze SREG CLV zerowanie wskaźnika V w rejestrze SREG CLZ zerowanie wskaźnika Z w rejestrze SREG COM negacja logiczna CP porównanie CPC porównanie z uwzględnieniem wskaźnika przeniesienia CPI porównanie zawartości rejestru z wartością stałej CPSE porównanie zawartości rejestrów i warunkowe pominięcie wykonania następnej instrukcji DEC zmniejszenie zawartości rejestru o ELPM rozszerzone pobranie bajtu z pamięci programu...131

4 6 EOR suma logiczna Exclusive OR FMUL mnożenie ułamkowe liczb bez znaku FMULS mnożenie ułamkowe liczb ze znakiem FMULSU mnożenie ułamkowe liczby ze znakiem przez liczbę bez znaku ICALL instrukcja pośredniego wywołania procedury IJMP instrukcja pośredniego skoku bezwarunkowego IN przesłanie zawartości rejestru I/O do rejestru roboczego INC zwiększenie zawartości rejestru o JMP instrukcja bezpośredniego skoku bezwarunkowego LD przepisanie do rejestru zawartości komórki pamięci adresowanej pośrednio LDD przepisanie do rejestru zawartości komórki pamięci adresowanej pośrednio z przesunięciem LDI bezpośrednie wpisanie do rejestru wartości stałej LDS przepisanie do rejestru zawartości komórki pamięci adresowanej bezpośrednio LPM pobranie bajtu z pamięci programu LSL logiczne przesunięcie zawartości rejestru w lewo LSR logiczne przesunięcie zawartości rejestru w prawo MOV przepisanie zawartości rejestru do rejestru MOVW przepisanie zawartości pary rejestrów do innej pary rejestrów MUL mnożenie liczb bez znaku MULS mnożenie liczb ze znakiem MULSU mnożenie liczby ze znakiem z liczbą bez znaku NEG negacja arytmetyczna NOP instrukcja pusta OR suma logiczna zawartości rejestrów ORI suma logiczna zawartości rejestru i wartości stałej OUT przesłanie zawartości rejestru roboczego do rejestru I/O POP pobranie zawartości rejestru ze stosu PUSH odłożenie zawartości rejestru na stosie RCALL instrukcja wywołania procedury lub funkcji RET powrót z procedury lub funkcji RETI powrót z procedury obsługi przerwania RJMP instrukcja bezpośredniego skoku bezwarunkowego ROL obrót cykliczny zawartości rejestru w lewo ROR obrót cykliczny zawartości rejestru w prawo SBC różnica zawartości rejestrów z uwzględnieniem wskaźnika C SBCI różnica zawartości rejestru i wartości stałej z uwzględnieniem wskaźnika C SBI ustawienie wskazanego bitu w rejestrze wejścia/wyjścia SBIC warunkowe pominięcie następnej instrukcji (jeżeli bit w rejestrze wejścia/wyjścia jest wyzerowany) SBIS warunkowe pominięcie następnej instrukcji (jeżeli bit w rejestrze wejścia/wyjścia jest ustawiony) SBIW różnica zawartości słowa i wartość stałej...172

5 7 SBR ustawienie bitów w rejestrze SBRC warunkowe pominięcie wykonania następnej instrukcji (jeżeli bit w rejestrze roboczym jest wyzerowany) SBRS warunkowe pominięcie wykonania następnej instrukcji (jeżeli bit w rejestrze roboczym jest ustawiony) SEC ustawienie wskaźnika C w rejestrze SREG SEH ustawienie wskaźnika H w rejestrze SREG SEI ustawienie wskaźnika I w rejestrze SREG SEN ustawienie wskaźnika N w rejestrze SREG SER ustaw wszystkie bity w rejestrze roboczym SES ustawienie wskaźnika S w rejestrze SREG SET ustawienie wskaźnika T w rejestrze SREG SEV ustawienie wskaźnika V w rejestrze SREG SEZ ustawienie wskaźnika Z w rejestrze SREG SLEEP przejście w tryb uśpienia SPM zapis do pamięci programu ST zapisanie zawartości rejestru w pamięci RAM adresowanej pośrednio STD zapisanie zawartości rejestru w pamięci adresowanej pośrednio z przesunięciem STS zapisanie zawartości rejestru w pamięci RAM adresowanej bezpośrednio SUB różnica zawartości rejestrów SUBI różnica zawartości rejestru i wartości stałej SWAP zamiana półbajtów w rejestrze TST test zawartości rejestru WDR zerowanie licznika watchdog Opis języka asembler Elementy języka Dyrektywy Dyrektywy segmentowe Dyrektywa BYTE Dyrektywa DB i DW Dyrektywa DEVICE Dyrektywa DEF Dyrektywa EQU Dyrektywa ORG Dyrektywa MACRO Funkcje i operatory występujące w wyrażeniach Instrukcje asemblera Kompilacja warunkowa Pierwszy program Instalacja programów narzędziowych...227

6 8 10. Zasady arytmetyki Dodawanie liczb Negacja liczb ze znakiem Mnożenie liczb przez Mnożenie liczb przez Mnożenie liczb dwubajtowych Dzielenie liczb przez Dzielenie liczb przez Dzielenie liczb Porównywanie liczb jednobajtowych Porównywanie liczb wielobajtowych Badanie stanu bitów Obsługa tekstów Asembler a język wysokiego poziomu Typy i zmienne Instrukcja podstawienia Instrukcja warunkowa Instrukcje pętli Instrukcje wyboru Instrukcje wywołania procedury Instrukcje wywołania funkcji Rozważania końcowe Wybrane algorytmy i ich użycie Obsługa przerwań od upływu czasu Obsługa klawiatury Programowanie najprostszych mikrokontrolerów Dodatek: znaki ASCII Literatura...349