Программирование в машинных кодах и на языке ассемблера. DB - определить байт(ы) в программной памяти или в EEPROM. ORG – Установить положение в сегменте

Директивы ассемблера

Компилятор поддерживает ряд директив. Директивы не транслируются непосредственно в код. Вместо этого они используются для указания положения в программной памяти, определœения макросов, инициализации памяти и т.д. Все директивы предваряются точкой.

Список директив приведён в следующей таблице.

BYTE - зарезервировать байты в ОЗУ. Директива BYTE резервирует байты в ОЗУ. В случае если вы хотите иметь возможность ссылаться на выделœенную область памяти, то директива BYTE должна быть предварена меткой. Директива принимает один обязательный параметр, который указывает количество выделяемых байт. Эта директива может использоваться только в сегменте данных(смотреть директивы CSEG и DSEG). Выделœенные байты не инициализируются.

Синтаксис:

МЕТКА: .BYTE выражение

DSEG var1: .BYTE 1 ; резервирует 1 байт для var1

table: .BYTE tab_size ; резервирует tab_size байт

Ldi r30,low(var1) ; Загружает младший байт регистра Z

Ldi r31,high(var1) ; Загружает старший байт регистра Z

Ld r1,Z ; Загружает var1 в регистр 1

DB - определить байты во флэш или EEPROM. Директива DB резервирует крайне важно е количество байт в памяти программ или в EEPROM. В случае если вы хотите иметь возможность ссылаться на выделœенную область памяти, то директива DB должна быть предварена меткой. Директива DB должна иметь хотя бы один параметр.
Размещено на реф.рф

Параметры, передаваемые директиве - это последовательность выражений разделённых запятыми. Каждое выражение должно быть или числом в диапазоне (-128..255), или в результате вычисления должно давать результат в данном же диапазоне, в противном случае число усекается до байта͵ причём БЕЗ выдачи предупреждений.

В случае если директива получает более одного параметра и текущим является программный сегмент, то параметры упаковываются в слова (первый параметр - младший байт). В случае если число параметров нечётно, то последнее выражение будет усечено до байта и записано как слово со старшим байтом равным нулю, даже если далее идет ещё одна директива DB.

Синтаксис:

МЕТКА: .DB список_выражений

CSEG consts: .DB 0, 255, 0b01010101, -128, 0xaa

const2: .DB 1,2,3

DW - определить слова во флэш или EEPROM. Директива DW резервирует крайне важно е количество слов в памяти программ или в EEPROM. В случае если вы хотите иметь возможность ссылаться на выделœенную область памяти, то директива DW должна быть предварена меткой. Директива DW должна иметь хотя бы один параметр.
Размещено на реф.рф
Данная директива должна быть размещена только в сегменте программ (CSEG) или в сегменте EEPROM (ESEG).

Параметры, передаваемые директиве, - это последовательность выражений разделённых запятыми. Каждое выражение должно быть или числом в диапазоне (-32768..65535), или в результате вычисления должно давать результат в данном же диапазоне, в противном случае число усекается до слова, причем БЕЗ выдачи предупреждений.

Синтаксис:

МЕТКА: .DW expressionlist

varlist:═ .DW 0, 0xffff, 0b1001110001010101, -32768, 65535

eevarlst: .DW 0,0xffff,10

· Сегменты

DSEG - сегмент данных. Директива DSEG определяет начало сегмента данных. Исходный файл может состоять из нескольких сегментов данных, которые объединяются в один сегмент при компиляции. Сегмент данных обычно состоит только из директив BYTE и меток. Сегменты данных имеют свои собственные побайтные счётчики положения. Директива ORG должна быть использована для размещения переменных в крайне важно м месте ОЗУ. Директива не имеет параметров.

Синтаксис:

ldi r30,low(var1) ; Загрузить младший байт регистра Z

ldi r31,high(var1) ; Загрузить старший байт регистра Z

ld r1,Z ; Загрузить var1 в регистр r1

CSEG - программный сегмент. Директива CSEG определяет начало программного сегмента. Исходный файл может состоять из нескольких программных сегментов, которые объединяются в один программный сегмент при компиляции. Программный сегмент является сегментом по умолчанию. Программные сегменты имеют свои собственные счётчики положения, которые считают не побайтно, а по словно. Директива ORG должна быть использована для размещения кода и констант в крайне важно м месте сегмента. Директива CSEG не имеет параметров.

Синтаксис:

DSEG ; Начало сегмента данных

vartab: .BYTE 4 ; Резервирует 4 байта в ОЗУ

CSEG ; Начало кодового сегмента

const: .DW 2 ; Разместить константу 0x0002 в памяти программ

mov r1,r0 ; Выполнить действия

ESEG - сегмент EEPROM. Директива ESEG определяет начало сегмента EEPROM. Исходный файл может состоять из нескольких сегментов EEPROM, которые объединяются в один сегмент при компиляции. Сегмент EEPROM обычно состоит только из директив DB, DW и меток. Сегменты EEPROM имеют свои собственные побайтные счётчики положения. Директива ORG должна быть использована для размещения переменных в крайне важно м месте EEPROM. Директива не имеет параметров.

Синтаксис:

DSEG ; Начало сегмента данных

var1: .BYTE 1 ; зарезервировать 1 байт для var1

table: .BYTE tab_size ; зарезервировать tab_size байт.

eevar1: .DW 0xffff ; проинициализировать 1 слово в EEPROM

ORG - Установить положение в сегменте. Директива ORG устанавливает счётчик положения равным заданной величинœе, которая передаётся как параметр.
Размещено на реф.рф
Важно заметить, что для сегмента данных она устанавливает счётчик положения в SRAM (ОЗУ), для сегмента программ это программный счётчик, а для сегмента EEPROM это положение в EEPROM. В случае если директиве предшествует метка (в той же строке) то метка размещается по адресу указанному в параметре директивы. Перед началом компиляции программный счётчик и счётчик EEPROM равны нулю, а счётчик ОЗУ равен 32 (поскольку адреса 0-31 заняты регистрами). Обратите внимание что для ОЗУ и EEPROM используются побайтные счётчики а для программного сегмента - пословный.

Синтаксис:

ORG выражение

DSEG ; Начало сегмента данных

ORG 0x37 ; Установить адрес SRAM равным 0x37

variable: .BYTE 1 ; Зарезервировать байт по адресу 0x37H

CSEG .ORG 0x10 ; Установить программный счётчик равным 0x10

mov r0,r1 ; Данная команда будет размещена по адресу 0x10

Синтаксис:

· Макросы

MACRO - начало макроса. С директивы MACRO начинается определœение макроса. В качестве параметра директиве передаётся имя макроса. При встрече имени макроса позднее в тексте программы компилятор заменяет это имя на тело макроса. Макрос может иметь до 10 параметров, к которым в его телœе обращаются через @0-@9. При вызове параметры перечисляются через запятые. Определœение макроса заканчивается директивой ENDMACRO.

По умолчанию в листинг включается только вызов макроса, для разворачивания макроса крайне важно использовать директиву LISTMAC. Макрос в листинге показывается знаком +.

Синтаксис:

MACRO макроимя

MACRO SUBI16 ; Начало макроопределœения

subi @1,low(@0) ; Вычесть младший байт параметра 0 из параметра 1

sbci @2,high(@0) ; Вычесть старший байт параметра 0 из параметра 2

CSEG ; Начало программного сегмента

SUBI16 0x1234,r16,r17 ; Вычесть 0x1234 из пары r17:r16

ENDMACRO - конец макроса. Директива определяет конец макроопределœения, и не принимает никаких параметров. Для информации по определœению макросов смотрите директиву MACRO.

Синтаксис:

MACRO SUBI16 ; Начало определœения макроса

subi r16,low(@0) ; Вычесть младший байт первого параметра

sbci r17,high(@0) ; Вычесть старший байт первого параметра

LISTMAC - включить разворачивание макросов в листинге. После директивы LISTMAC компилятор будет показывать в листинге содержимое макроса. По умолчанию в листинге показывается только вызов макроса и передаваемые параметры.

Синтаксис:

MACRO MACX ; Определœение макроса

add r0,@0 ; Тело макроса

ENDMACRO ; Конец макроопределœения

LISTMAC ; Включить разворачивание макросов

MACX r2,r1 ; Вызов макроса (в листинге будет показано тело макроса)

· Выражения

EQU - установить постоянное выражение. Директива EQU присваивает метке значение. Эта метка может позднее использоваться в выражениях. Метка которой присвоено значение данной директивой не должна быть переназначена и её значение не должна быть изменено.

Синтаксис:

EQU метка = выражение

EQU io_offset = 0x23

EQU porta = io_offset + 2

CSEG ; Начало сегмента данных

clr r2 ; Очистить регистр r2

SET - Установить переменный символический эквивалент выражения. Директива SET присваивает имени неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ значение. Это имя позднее должна быть использовано в выражениях. Причем в отличие от директивы EQU значение имени должна быть изменено другой директивой SET.

Синтаксис:

SET имя = выражение

SET io_offset = 0x23

SET porta = io_offset + 2

CSE ; Начало кодового сегмента

clr r2 ; Очистить регистр 2

out porta,r2 ; Записать в порт A

DEF - назначить регистру символическое имя. Директива DEF позволяет ссылаться на регистр через неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ символическое имя. Назначенное имя может использоваться во всœей нижеследующей части программы для обращений к данному регистру. Регистр может иметь несколько различных имен. Символическое имя должна быть переназначено позднее в программе.

Синтаксис:

DEF Символическое_имя = Регистр

ldi temp,0xf0 ; Загрузить 0xf0 в регистр temp (R16)

eor temp,ior ; Регистры temp и ior складываются по исключающему или

DEVICE - определить устройство. Директива DEVICE позволяет указать, для какого устройства компилируется программа. При использовании данной директивы компилятор выдаст предупреждение, в случае если будет найдена инструкция, которую не поддерживает данный микроконтроллер.
Размещено на реф.рф
Также будет выдано предупреждение, в случае если программный сегмент, либо сегмент EEPROM превысят размер, допускаемый устройством. В случае если же директива не используется, то всœе инструкции считаются допустимыми, и отсутствуют ограничения на размер сегментов.

Синтаксис:

DEVICE AT90S1200 | AT90S2313 | AT90S2323 | AT90S2333 | AT90S2343 | AT90S4414 | AT90S4433 | AT90S4434 | AT90S8515 | AT90S8534 | AT90S8535 | ATtiny11 | ATtiny12 | ATtiny22 | ATmega603 | ATmega103

DEVICE AT90S1200 ; Используется AT90S1200

push r30 ; инструкция вызовет предупреждение, AT90S1200 её не имеет

EXIT - выйти из файла. Встретив директиву EXIT, компилятор прекращает компиляцию данного файла. В случае если директива использована во вложенном файле (см. директиву INCLUDE), то компиляция продолжается со строки следующей после директивы INCLUDE. В случае если же файл не является вложенным, то компиляция прекращается.

Синтаксис:

EXIT ; Выйти из данного файла

INCLUDE - вложить другой файл. Встретив директиву INCLUDE компилятор открывает указанный в ней файл, компилирует его пока файл не закончится или не встретится директива EXIT, после этого продолжает компиляцию начального файла со строки следующей за директивой INCLUDE. Вложенный файл может также содержать директивы INCLUDE.

Синтаксис:

INCLUDE "имя_файла"

; файл iodefs.asm:

EQU sreg = 0x3f ; Регистр статуса

EQU sphigh = 0x3e ; Старший байт указателя стека

EQU splow = 0x3d ; Младший байт указателя стека

; файл incdemo.asm

INCLUDE iodefs.asm ; Вложить определœения портов

· Листинги

LIST - включить генерацию листинга. Директива LIST указывает компилятору на крайне важно сть создания листинга. Листинг представляет из себя комбинацию ассемблерного кода, адресов и кодов операций. По умолчанию генерация листинга включена, однако данная директива используется совместно с директивой NOLIST для получения листингов отдельных частей исходных файлов.

Синтаксис: .LIST

NOLIST - выключить генерацию листинга. Директива NOLIST указывает компилятору на крайне важно сть прекращения генерации листинга. Листинг представляет из себя комбинацию ассемблерного кода, адресов и кодов операций. По умолчанию генерация листинга включена, однако должна быть отключена данной директивой. Кроме того данная директива должна быть использована совместно с директивой LIST для получения листингов отдельных частей исходных файлов

Синтаксис: .NOLIST

Пример: .NOLIST ; Отключить генерацию листинга

INCLUDE "macro.inc" ; Вложенные файлы не будут

INCLUDE "const.def" ; отображены в листинге

LIST ; Включить генерацию листинга

Директивы ассемблера - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Директивы ассемблера" 2017, 2018.

При написании программ на языке Ассемблер используются директивы, которые указывают компилятору положение программы в памяти, определяют макросы, инициализируют память и др. Список директив и их описание приведен в табл. 1.8. Запись всех директив начинается с точки. Кратко перечислим выполняемые директивами функции в каждом из сегментов.

Сегмент программы открывается директивой.CSEG. Если программа начинается с этого сегмента, директива может отсутствовать. В сегменте программы с помощью директивы.ORG можно указать начало сегмента.

Директива.DB в сегменте определяет один байт или группу байтов, констант, записываемых во Flash-память. Директива.DW определяет слово или группу слов, записываемых в память в качестве констант. Начало записи констант определяется меткой, стоящей перед соответствующей директивой. Перечисляемые константы разделяются запятыми.

Директива.DEF присваивает регистру символическое имя. Директивы.EQU, .SET присваивают значение имени. Имя, которому присвоено значение директивой.EQU, не может быть переназначено, и значение не может быть изменено. Имя, присвоенное директивой.SET, может быть изменено другой директивой.SET.

Директива.DEVICE определяет тип целевого микроконтроллера, который будет использован для выполнения программы. Наличие этой директивы подключает средства контроля инструкций программы по отношению к физическому устройству, предупреждая о невозможности выполнения некоторых инструкций, размеров используемой памяти и др.

Директива.INCLUDE с именем файла используется для включения в текст программы другого файла.

Таблица 1.8. Список директив

Директивы.MACRO и.ENDMACRO обрамляют макроопределение. Макроопределение может иметь до 10 параметров с фиксированными именами @0,…,@9. При вызове макроопределения параметры задают в виде списка в порядке нумерации.

Сегмент данных начинается директивой.DSEG. В сегменте могут быть использованы директивы.ORG и.BYTE. Директива.BYTE определяет количество байтов, к которым будет производиться обращение при выполнении программы. Резервируемая область начинается по адресу, определяемому меткой перед директивой.

Сегмент типа EEPROM начинается директивой.ESEG. В сегменте могут быть использованы директивы.ORG, .DB, .DW. Директива.DB в сегменте определяет один или группу байтов, записываемых в EEPROM. Директива.DW определяет слово или группу слов, записываемых в память EEPROM парами по 2 байта. Начало записи байтов и слов определяется меткой, стоящей перед соответствующей директивой.

Директивы.LIST, .NOLIST, .LISTMAC используют для управления выводом листинга.

Ассемблеры MASM, TASM и WASM отличаются между собой. Однако создание простых программ для них практически не имеет отличий, за исключением самого ассемблирования и компоновки.

Итак, наша первая программа для MASM, TASM и WASM, которая выводит английскую букву «A» в текущей позиции курсора, то есть в левом верхнем углу экрана:

Model tiny .code ORG 100h start: MOV AH,2 MOV DL,41h INT 21h INT 20h END start Этот текст можно набрать в любом простом текстовом редакторе – например в БЛОКНОТЕ (NotePad) от WINDOWS (но не в Word и не в другом «навороченном»). Однако я рекомендую «продвинутый» текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, например, PSPad (см. раздел ). Затем сохраняем этот файл с расширением.asm, например, в папке MYPROG. Назовем файл atest. Итак, мы получили: C:\MYPROG\atest.asm.

ПРИМЕЧАНИЕ
Обратите внимание, что в первой команде мы записали 2 вместо 02h. MASM, TASM и WASM, как и Emu8086, допускают такие «вольности». Хотя можно написать 02h – ошибки не будет.

Пояснения к программе :

.model tiny – 1-ая строка. Директива.model определяет модель памяти для конкретного типа файлов. В нашем случае это файл с расширением COM, поэтому выбираем модель tiny, в которой объединены сегменты кода, данных, и стека. Модель tiny предназначена для создания файлов типа СОМ.

.code – 2-ая строка. Эта директива начинает сегмент кода.

ORG 100h – 3-ая строка. Эта команда устанавливает значение программного счетчика в 100h, потому что при загрузке СОМ-файла в память, DOS выделяет под блок данных PSP первые 256 байт (десятичное число 256 равно шестнадцатеричному 100h). Код программы располагается только после этого блока. Все программы, которые компилируются в файлы типа СОМ, должны начинаться с этой директивы.

start: MOV AH, 02h – 4-я строка. Метка start располагается перед первой командой в программе и будет использоваться в директиве END, чтобы указать, с какой команды начинается программа. Инструкция MOV помещает значение второго операнда в первый операнд. То есть значение 02h помещается в регистр АН. Для чего это делается? 02h - это ДОСовская функция, которая выводит символ на экран. Мы пишем программу для DOS, поэтому используем команды этой операционной системы (ОС). А записываем мы эту функцию (а точнее ее номер) именно в регистр АН, потому что прерывание 21h использует именно этот регистр.

MOV DL, 41h – 5-я строка. Код символа «A» заносится в регистр DL. Код символа «A» по стандарту ASCII – это число 41h.

INT 21h – 6-я строка. Это и есть то самое прерывание 21h – команда, которая вызывает системную функцию DOS, заданную в регистре АН (в нашем примере это функция 02h). Команда INT 21h – основное средство взаимодействия программ с ОС.

INT 20h – 7-я строка. Это прерывание, которое сообщает операционной системе о выходе из программы, и о передаче управления консольному приложению. В том случае, если программа уже откомпилирована и запущена из ОС, команда INT 20h вернет нас в ОС (например, в DOS).

END start – 8-я строка. Директива END завершает программу, одновременно указывая, с какой метки должно начинаться ее выполнение.

Язык программирования ассемблер всегда включает в себя машинные коды микроконтроллера, но этим не ограничивается набор команд этого языка. Дело в том, что нужно уметь управлять самим процессом трансляции программы. Полный список директив приведён в описании языка, а здесь будут подробно рассмотрены некоторые из них.

Первое, что неудобно при использовании только машинных команд — это необходимость помнить, какие данные в какой ячейке памяти находятся. При чтении программы трудно отличить константы от переменных, ведь они отличаются в командах только видом адресации . Преодолеть эту трудность можно при помощи идентификаторов. Можно назначить какой либо ячейке памяти идентификатор, и тем самым работать с этим идентификатором как с переменной.

Директива equ позволяет назначать имена переменных и констант. Теперь можно назначить переменной адрес в одном месте и пользоваться идентификатором переменной во всей программе. Правда за использование идентификатора именно в качестве переменной отвечает программист, тем не менее, если в процессе написания программы потребуется изменить адрес переменной, это можно сделать в одном месте программы, а не просматривать всю программу, разбираясь является ли в данной конкретной команде число 10 константой, адресом ячейки ли количеством повторов в цикле. Все необходимые изменения сделает сам транслятор. Пример назначения переменных приведён на примере, показанном в листинге 1.

Как видно на приведённом примере, использование идентификаторов значительно повышает понятность программы, так как в названии переменной отображается функция, за которую отвечает данная переменная.

При помощи директивы equ можно назначать не только переменные, но и константы. Как уже говорилось ранее, будет ли использован идентификатор как переменная или как константа зависит от команд и видов адресации , которые использует программист.

Один раз назначенный идентификатор уже не может быть изменён в дальнейшем и при повторной попытке назначения точно такого же имени идентификатора будет выдано сообщение об ошибке.

Директива set . Если требуется в различных местах программы назначать одному и тому же идентификатору различные числа, то нужно пользоваться директивой set. Использование этой директивы полностью идентично использованию директивы equ, поэтому иллюстрироваться примером не будет.

Константы, назначаемые директивой equ, могут быть использованы только в одной команде. Достаточно часто требуется работа с таблицей констант, такой как таблица перекодировки, таблицы элементарных функций или синдромы помехоустойчивых кодов. Такие константы используются не на этапе трансляции, а хранятся в памяти программ микроконтроллера. Для занесения констант в память программ микроконтроллера используются директивы db и dw.

Директива db используется для занесения в память программ однобайтных констант. Пример использования директивы db приведён в листинге 2.

В этом примере использована подпрограмма-функция , перекодирующая двоично-десятичное число в семисегментный код. В эту функцию двоично-десятичный код передаётся через аккумулятор и через этот же регистр возвращается семисегментный код в вызывающую программу.

В директиве db можно задавать сразу несколько констант, разделённых запятыми. Можно одновременно использовать все , но обычно имеет смысл снабдить каждую константу комментарием, как это сделано в предыдущем примере. Так программа становится более понятной и легче искать допущенную ошибку.

Эта же директива позволяет легко записывать надписи, которые в дальнейшем потребуется высвечивать на встроенном дисплее или экране дисплея универсального компьютера, подключённого к разрабатываемому устройству через какой либо интерфейс. Пример использования директивы db для занесения надписей в память программ микроконтроллера приведён на рисунке 3.

Рисунок 3. Применение директивы db для занесения надписей в память программ микроконтроллера.

Директива dw позволяет заносить в память программ двухбайтные числа. В этой директиве, как и в директиве db числа можно заносить через запятую. Пример листинга фрагмента программы приведён на рисунке 4.

Рисунок 4. Применение директивы dw.

На рисунке 4 приведён фрагмент листинга программы для того, чтобы можно было проследить какие байты заносятся в память программ микроконтроллера. В самой правой колонке листинга приведены адреса в которые будут занесены числа, являющиеся операндами директивы dw. В следующей колонке приведены двухбайтовые числа, которые будут заноситься в память программ микроконтроллера. Обратите внимание, что несмотря на то, что первые два операнда состоят только из одной цифры, в память микроконтроллера заносятся четыре шестнадцатеричных цифры (двухбайтовое число).

При трансляции исходного текста программ предполагается, что первая команда расположена по нулевому адресу. Адрес последующих команд зависит от длины и количества предыдущих команд. Пример листинга начального участка программы приведён на рисунке 5.

Рисунок 5. Пример листинга программы.

Иногда требуется расположить команду по определённому адресу. Наиболее часто это требуется при использовании прерываний, когда первая команда программы-обработчика прерываний должна быть расположена точно на векторе прерывания . Это можно сделать используя команду nop для заполнения промежутков между векторами прерывания, но лучше воспользоваться директивой ORG.

Директива org предназначена для записи в счетчик адреса сегмента значения своего операнда. То есть при помощи этой директивы можно разместить команду (или данные) в памяти микроконтроллера по любому адресу. Пример использования директивы ORG для размещения подпрограмм обработки прерываний на векторах прерываний показан на рисунке 6.

Рисунок 6. Пример использования директивы ORG.

Необходимо отметить, что при использовании этой директивы возможна ситуация, когда программист приказывает транслятору разместить новый код программы по уже написанному месту, поэтому использование этой директивы допустимо только в крайних случаях. Обычно это использование векторов прерываний.

Директива using При использовании прерываний критичным является время, занимаемое программой, обработчиком прерываний. Это время можно значительно сократить, выделив для обработки прерываний отдельный банк регистров. Выделить отдельный банк регистров можно при помощи директивы USING. Номер банка используемых регистров указывается в директиве в качестве операнда. Пример использования директивы USING для подпрограммы обслуживания прерываний от таймера 0 приведён на рисунке 7.

Рисунок 7. Пример использования директивы USING.

Директива CALL. В системе команд микроконтроллера MCS-51 используется три команды безусловного перехода. Выбор конкретной команды зависит от расположения ее в памяти программ, однако программист обычно этого не знает. В результате во избежание ошибок приходится использовать самую длинную команду LJMP . Это приводит к более длинным программам и к дополнительной нагрузке на редактор связей. Транслятор сам может подобрать наилучший вариант команды безусловного перехода. Для этого вместо команды микроконтроллера следует использовать директиву call.

Остальные директивы предназначены для управления сегментами, и поэтому будут рассмотрены позднее при обсуждении работы с многомодульными программами.

Литература:

Вместе со статьей "Директивы языка программирования ASM-51" читают:

http://сайт/Progr/progr.php