Структура програми на мові Асемблера

У загальному випадку початковий файл на Асемблері може містити конструкції таких типів:

команди асемблера - мнемонічні позначення машинних команд;

директиви асемблера - конструкції, які не генерують машинних команд, а є інструкціями для транслятора, задають режим його роботи;

макрокоманди - конструкції, які займають один рядок і після трансляції генерують в об'єктному модулі послідовність команд, директив або макрокоманд асемблера.

Приведемо свого роду шаблон для написання програм на мові Асемблера:

текст з крапкою з комою є коментарем; і ігнорується при асемблюванні

dosseg; директива опису розташування сегментів

.model small; директива опису моделі пам'яті

.stack 100; початок сегменту стеку

.data ; початок сегменту ініціалізованих даних

.data? ; початок сегменту неініціалізованих даних

.code ; початок сегменту коду

.startup; точка початку виконання програми з наступного рядка починається виконання програми, ця директива повинна бути всередині сегменту коду, але не обов'язково на самому його початку

.exit 0 директива закінчення програми управління передається операційній системі число в директиві присвоюється змінній ERRORLEVEL операційної системи

End директива закінчення тексту програми на мові Асемблера

Одержавши першу працюючу програму на мові Асемблера, можна поговорити і про відладку асемблерних програм. Відладка асемблерних програм досить сильно відрізняється від відладки програм, написаних мовами високого рівня, найперше тому, що асемблер не має нічого схожого на інтегроване середовище із вбудованим відладчиком подібно до Borland Pascal або Borland C++. Для відладки асемблерних програм доводиться використовувати спеціальні пакети відладчиків, що надаються окремо. Серед відладчиків виділяють символьні відладчики, які можуть відладжувати асемблерну програму прямо у вихідному тексті, і несимвольні, що дозволяють відладжувати лише її виконуваний код. Природно, що символьні відладчики потужніші і зручніші, ніж несимвольні. Серед них найбільш потужним є Turbo Debugger (TD); до того ж він володіє дуже зручним інтерфейсом користувача. Саме тому він був вибраний для вивчення. Крім того, він є “рідним” відладчиком для TASM, оскільки він розроблений тією ж фірмою, і тільки з компіляторами і асемблером Borland він справді працює як символьний відладчик (для решти - як будь-який інший відладчик). У свою чергу, і TASM, й інші компілятори Borland розраховані на те, що їх програми будуть відладжуватися в середовищі TD.

У пакеті TD 6 утиліт, але програмісту-початківцю в більшості випадків потрібен лише файл TD.EXE - власне відладчик.

Спрощено синтаксис командного рядка TD виглядає так:

TD <file>

де <file> - ім'я виконуваного файлу.

Розширення можна не писати, розуміючи .ехе. У TD є потужна контекстно-залежна інтерактивна система допомоги, зручні й зрозумілі глобальне та локальне меню, а в нижньому рядку екрана - рядок-підказка, в якому перераховані часто використовувані клавіші.

Запустити програму на виконання у відладчику можна в одному з чотирьох режимів:

режим безумовного виконання (F9)

виконання по кроках (F7-процедура або переривання обробляються по кроках; F8-процедура або переривання обробляються як одна команда);

виконання до поточного положення курсора (F4);

виконання з установкою точок переривань (F2-вибір рядка переривання, F9-запуск на виконання).

Відзначимо, що, крім вікна Module, при покроковому виконані корисно використовувати вікно CPU, яке можна викликати через глобальне меню командою View/CPU. Воно відображає стан мікропроцесора і складається з 5 підвікон:

вікно з початковою програмою в дизасембльованому (машинному) вигляді;

Registers-вікно регістрів мікропроцесора (16 або 32-бітних);

вікно ознак мікропроцесора;

вікно стеку Stack;

вікно з дампом пам'яті Dump, які відображає вміст області пам'яті за адресою з лівої частини вікна.

Зручніше працювати з початковим текстом у вікні Modul, ніж з його лизасембльованим варіантом у вікні CPU. Їх можливості можна сумістити вибором пункту глобального меню View з наступним вибором у ньому потрібних імен підвікон CPU.

Програмісту-початківцю в більшості випадків вистачає навіть тих команд, які згадано в рядку-підказці, і дуже рідко виникає необхідність користуватися меню, і тим більше, командним вікном. Тому не будемо зупинятися на робота з TD - вона настільки проста, що її цілком можливо освоїти самостійно. разом з тим, відладчик - досить потужний засіб. В основному використовуються такі команди: дамп (D), введення (Е), ім'я (N), вихід (Q), трасування (Т), запис (W), регістри (R).

Слід бути обережним при використанні TD, особливо для команди Е (Enter): введення даних в хибні адреси пам'яті або введення некоректних даних можуть призвести до непередбачуваних наслідків; на екрані у цьому випадку можуть з'являтися “дивні” символи, клавіатура заблокується, або навіть DOS припинить роботу програми і завантажиться з диска. Будь-які серйозні ушкодження навряд чи відбудуться, але можливі деякі несподіванки, а також втрата даних, які вводилися при роботі з відладчиком.

Якщо дані, які вводяться в сегмент даних або в сегмент коду, виявилися некоректними, слід знову, використавши команду Е, виправити їх.

Правила запису програм на мові Асемблер

Кожна команда представляє собою рядок такої конструкції:

rn

rn

В якості операндів можуть використовуватися числа (адреси та дані), зарезервованих і певні символічні імена.

Для вказівки системи відліку, в якої задається число, використовують буквені індекси після самого числа:

B - двійкова,

Q - восьмерічная,

D або нічого - десяткова,

H - шістнадцятковому.

КОМЕНТАРІ - будь-які символи.

Поняття про Асемблері

Асемблер - це програмний засіб, призначений для перетворення вихідного тексту програми, що містить мнемоніческіе імена команд та операндів, в послідовність двійкових кодів, які представляють собою виконуються команди для процесора.

Таким чином, вхідна інформація для Асемблері представляється у вигляді текстового файлу, а вихідна інформація генерується у вигляді так званого файлу ОБ'ЄКТОВОГО кодів (об'єктного файлу). Крім цього, Асемблер виконує перевірку коректного написання команд. Іноді його називають компілятором (трансляторів) з мови Асемблер.

В результаті роботи Асемблер є можливість крім об'єктного файлу отримати також файл Лістинг, який містить текстову інформацію про розміщення кодів команд і даних за конкретними адресами пам'яті мікроконтролера або мікропроцесорної системи.

Програма на мові Асемблер складається з логічних сегментів - блоків з елементів одного типу (команди, дані). Для МК51 ці логічні сегменти безпосередньо відповідають фізичним областям пам'яті (РПП, ВПП, РПД, ВПД, бітів область).

Для вказівки адрес команд і даних або значень даних зручно використовувати символічні імена (далі - просто імена), які відповідають фізичній або математичного змісту завдання. Використання імен робить програму більш зрозумілою для програміста і його колег, полегшує процес модифікації програми та її налагодження. Ім'я може починатися з літери та містити не більше 32 символів.

Для сегментного побудови програми та визначення символічних імен адрес і значень даних використовують Директиви Асемблер. Директиви Асемблері НЕ є виконуючим командами, а являють собою інструкції для компілятора з розміщення команд і даних в пам'яті МК або МПС.

СТРУКТУРА ПРОГРАМИ: програма на мові Асемблер містить такі блоки:

Декларативний частина - опис символічних імен даних і адрес, які використовують у програмі, а також директиви виділення пам'яті для змінних і зазначення значень констант (за допомогою директиви Асемблері);

- блок Ініціалізація - настроювання портів і блоків периферійних функцій на необхідні режими роботи, ініціалізація стека (за допомогою команд);

- блок РЕАЛИЗАЦИИ алгоритмів і функцій управління (за допомогою команд).

Директиви визначення символічних імен

Директива EQU - будь-якого імені ставиться у відповідність операндів.

Формат директиви: <ім'я> EQU <вираз>

Наприклад: z1 equ 10

rn

z2 equ z1 + 4

rn

z3 equ z1 + z2 + 5

rn

Імена, визначені директивою EQU, можна використовувати як адресу коду, адреса даних (внутрішніх або зовнішніх) або значення даних. Наприклад:

rn

MOV A, # z1; Загрузка числа 10 в акумулятор

rn

MOV A, z1; Пересилання в акумулятор з комірки з адресою 0AH

rn

Оператори, допустимі для використання в виразах в директивах Асемблер, описані далі.

rn

Директива DATA - задає ім'я для адреси даних в РПД.

Формат директиви: <ім'я> DATA <адресний вираз>

Директива XDATA - задає ім'я для адреси зовнішніх даних (ВПД).

Формат директиви: <ім'я> XDATA <адресний вираз>

Директива BIT - задає ім'я для адреси біта з області внутрішнього ОЗП з бітової адресацією.

Формат директиви: <ім'я> BIT <адреса біти>

Наприклад: control DATA 2AH

rn

f1 bit control.3 Адреса у вигляді бітового селектору

rn

f2 bit f1 + 4; Адресні вираз

rn

f3 bit 60H; Абсолютний адреса

rn

Приклади зручного використання символічних імен:

rn

counter DATA 20H flag BIT P1.7

rn

. . . on BIT 30H

rn

MOV counter, 10. . .

rn

m1: <дії в циклі> SETB on

rn

. . . wait: JNB flag, wait

rn

DJNZ counter, m1 CLR on

rn

Лічильник адрес (не плутати з лічильником команд (PC))

У процесі компіляції Асемблер з кожним сегментом пов'язує свою внутрішню змінну, яка називається лічильником адрес. У цієї змінної підраховується, скільки байтів відведено в пам'яті під кожну команду або число і, відповідно, за якою адресою буде розміщена наступна команда або число. Таким чином, лічильник адрес «стежить» за розміщенням в пам'яті кодів команд і даних.

Метка команди - це, по суті, символічне ім'я адреси комірки пам'яті, починаючи з якою дана команда розміщена в пам'яті.

Мітки команд зв'язуються з адресами автоматично в процесі компіляції, і спеціальних директив для цього не існує.

Директиви управління сегментами програми

Поява в тексті програми цих директив означає, що розміщені далі команди або дані відносяться до сегменту (типу) пам'яті, вказаною директивою:

rn

CSEG - початок сегменту кодів (пам'ять програм);

rn

DSEG - початок сегменту даних в ОЗП РПД;

rn

XSEG - початок сегменту зовнішніх даних (ВПД).

rn

Управління значенням лічильника адрес

rn

При першій появі в тексті програми будь-який з директив управління сегментами Асемблер створює новий лічильник адрес для цього сегменту і встановлює його в нуль. При повторному відкритті сегмента триває рахунок від попереднього значення.

Існує директива ORG, яка дозволяє програмісту встановлювати потрібні значення лічильника адреси для поточного активного сегменту і таким чином розміщувати коди в пам'яті за потрібне адресами.

Формат директиви: ORG <адресний вираз>

Директиви ініціалізації пам'яті DB, DW заповнюють байт або слово (2 байти) вказаним значенням. Використовують для розміщення значень констант в сегменті кодів (тобто в пам'яті програм):

rn

[ім'я:] DB <значення> [ім'я:] DW <значення>

rn

Директива резервування (виділення) пам'яті DS для змінної в сегменті зовнішніх або внутрішніх даних (ВПД або ОЗУ РПД): < /p> rn

[ім'я:] DS <кількість байтів>

rn

END - директива визначення кінця програмного модуля.

Оператори періоду трансляції

Для зручності запису команд і директив в мові Асемблер допускається задавати числові значення та адреси пам'яті у вигляді виразів, які обчислюються. Значення такого виразу буде визначено компілятором ще під час трансляції, а в код команди буде підставлятися тільки результат цих дій. Допустимими операціями є: +, -, *, /, (), AND, OR, XOR, NOT, LOW - виділення молодшого байта, HIGH - виділення старшого байтів з двухбайтового вирази.

Наприклад:

1) X equ 10; число X = 10

rn

Y equ X + 2; число Y = 12

rn

Z equ (X + Y) * 4; число Z = 88

rn

2) DSEG

rn

org 70H

rn

V1: ds 4

Виділення пам'яті для четирехбайтовой змінної

rn

. . .

rn

MOV A, V1 +1; Читання в ACC іншого байтів змінної V1

rn

3) X equ 3704; Оголошення двухбайтового числа

rn

. . .

rn

MOV R0, # LOW (X); Запис молодшого байта X в регістр R0

rn

MOV R1, # HIGH (X); Запис старшого байтів X в регістр R1

rn

У даних матеріалах представлені тільки ті директиви Асемблер, які будуть використовуватися в програмах для лабораторних робіт.

Повний перелік команд МК51 з необхідними коментарями та зазначенням особливостей використання представлений в посібнику в посібнику, а також у спеціальному буклеті, що надається студентам на лабораторних роботах.

В даний час значний сегмент ринку Однокристальний мікроконтролерів займає продукція фірми Atmel. Характерна особливість фірми - широке використання високоякісної Flash - технології, яка в останнє десятиріччя витісняє традиційні EPROM.

Основні характеристики новітніх мікроконтролерів сімейства 8051 фірми Atmel:

Основні характеристики новітніх мікроконтролерів сімейства 8051 фірми Atmel:

- використання базового ядра 80С51;

- гранично низькі ціни на мікроконтролери (одиниці доларів);

- мікроконтролери з каналом SPI (serial programming interface), що забезпечують можливість внутрісхемного програмування Flash-пам'яті; ця функція дуже зручна у виробництві, особливо дрібносерійним, коли фізична програмування контролерів виконується після їх монтажу;

- внутрішня пам'ять даних на базі EEPROM (т.зв. Flash-пам'ять даних), що забезпечує зберігання оперативних даних при відключенні живлення мікросхем контролерів; запис в таке енергонезалежній ОЗУ відбувається дещо довше, ніж у звичайні комірки внутрікрістального ОЗУ;

- можливість роботи на низьких тактова частота (аж до 0 Гц!), що буває важливо в системах реального часу.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. А.А.Кочетков. Turbo Assembler при разработке программ. - Киев: “Диалектика”, 1995. - 288 с.

2. Л.Скенлон. Персональные ЭВМ IBM PC и ХТ. Программирование на языке Ассемблера. - Москва: “Радио и связь”, 1989. - 336 с.

3. Д.Абель. Язык Ассемблера для IBM PC. - Москва, 1993. - 447 с.

Размещено на Allbest.ru