Sprawozdanie nr 1

Symulacja dzia

łania 8051 - arytmetyka 16-to bitowa:

ADD (dodawanie), SUBB(odejmowanie)

Opis:

Akumulator - jest rejestrem roboczym, najbardziej uniwersalnym poniewa

ż może być

argumentem wielu rozkaz

ów, w których użycie innego rejestru nie jest możliwe. Nie

powinien b

yć on używany do przechowywania danych w dłuższych sekwencjach programu,

gdy prawdopodobnie b

ędzie potrzebny do bieżących operacji w kolejnych rozkazach.

EQU - dyrektywa EQU przypisuje wyra

żenie numeryczne lub symbol rejestru do specyfikowanej

nazwy symbolu.
DATA - dyrektywa DATA przydziela do specyfikowanej nazwy obszar wewn

ętrznej pamięci RAM.

Wyra

żenie numeryczne musi być z zakresu 0 do 255. Symbol definiowany dyrektywą nie może być

powt

órnie użyty w programie.

PROG SEGMENT CODE - Definiuje segment o nazwie PROG w klasie pami

ęci CODE, czyli w

pami

ęci programu. Wszystko co pojawi się w tym segmencie będzie umieszczone w jego pamięci .

Po zdefiniowaniu nazwy segmentu nale

ży go wybrać, używając dyrektywy RSEG.

CSEG AT nr

– powoduje, że napisany niżej kod ma być umieszczony w pamięci programu

pocz

ąwszy od podanego adresu „nr” .

RSEG nazwa - rozpoczyna segment zdefiniowany przy pomocy PROG SEGMENT CODE (w
przypadku naszego programu ma on nazw

ę PROG). Od tego momentu, znajdujący się poniżej

kod zostanie umieszczony w pami

ęci programu. Raz rozpoczęty segment jest

wa

żny do czasu rozpoczęcia nowego.

JMP nazwa

– powoduje przemieszczenie się (skok) do miejsca oznaczonego jako „nazwa”.

ADD A,dana

– dodaje wartość z komórki o adresie zastąpionym tekstem „dana” do Akumulatora,

bez przeniesienia.
ADDC A,dana

– dodaje wartość z komórki o adresie zastąpionym tekstem „dana” do

Akumulatora, z uwzgl

ędnieniem przeniesienia.

MOV gdzie,sk

ąd – kopiuje wartość z komórki o adresie zastąpionym tekstem „skąd” do komórki o

adresie zast

ąpionym tekstem „gdzie”.

SUBB A,dana - odj

ęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość komórki pamięci „dana”

Je

żeli dana>A to nastąpi pożyczka „1” z zewnątrz, co zostanie zasygnalizowane zmianą flagi cy na

„1”. Jeżeli flaga cy była ustawiona na „1”, to odejmowana jest także pożyczka wykonana przez
poprzednie wywo

łanie odejmowania (jeżeli takowe nastąpiło).

CLR C

– wyzerowanie przeniesienia (będzie to najmłodszy bit wyniku) .

END - dyrektywa musi by

ć umieszczona w ostatniej linii programu źródłowego, jest warunkiem

zak

ończenia programu.

Dodawanie dw

óch liczb 16-bitowych:

Rozkaz dodawania, kt

órego pierwszym argumentem jest zawsze akumulator (w nim pozostaje

r

ównie wynik dodawania) jest dostępny w dwóch wariantach:

ADD - dodawanie bez przeniesienia

ADDC - dodawanie z przeniesieniem (flaga CY)

Najwi

ększa wartość, która może zmieścić się w 16-bitach to 256*256-1 czyli 65 535. Dodając do

siebie 65 535 i 65 535 otrzymamy 131 070

– ta wartość mieści się w 17-bitach. Czyli dodawanie

16-bitowe dw

óch wartości 16-bitowych daję w wyniku wartość co najwyżej 17-bitową.

Dla przyk

ładu rozważmy dodawanie liczb 2569 i 1000 co da wynik 3569. Najpierw przekształćmy

wyra

żenie na system szesnastkowy: A09h x 3E8h.

's

's

A

09

+

3

E8

=

D

F1

Najpierw dodajemy liczby z kolumny 1's (m

łodsze bajty): 09 + E8 = F1. W pierwszej kolumnie

mo

że zmieścić się tylko 2-cyfrowa wartość szesnastkowa. Więc jeżeli mamy jakiś nadmiar to

musimy pami

ętać aby przenieść go do kolumny ze starszymi bajtami. Dodajemy teraz starsze bajty:

A+3=D. Musimy pami

ętać o przeniesieniu nadmiaru z kolumny 1's. W naszym przypadku takowego

nie by

ło, więc wartość wyniku nie ulegnie zmianie. Tak więc ostateczny wynik to DF1, co da 3569

w kodzie dziesi

ętnym.

Proces wykonywany w asemblerze b

ędzie identyczny.

65536's

256's

1's

R6

R7

+

R4

R5

=

R1

R2

R3

Nasza pierwsza liczba zostanie zawarta w R6 oraz R7, natomiast druga w R4 i R5. Wynik
dodawanie trafi do R1,R2 i R3. Nasz program b

ędzie się składał z trzech następujących kroków:

1. Dodanie m

łodszych bajtów R7 i R5 – pozostawienie wyniku w R3.

2. Dodanie starszych bajt

ów z R6 i R4, z uwzględnieniem przeniesienia – pozostawienie

wyniku w R2.

3. Umieszczenie przeniesienia z kroku 2, w ostatnim bajdzie R1.

Kod programu:

PROG SEGMENT CODE ;definiuje segment nazwie PROG w klasie pami

ęci CODE

Stala EQU 1000 ;1000(dec)=3E8(hex) . W celu odwo

łania się do interesującej nas części

sta

łej używać będziemy operatora HIGH (starszy bajt) lub LOW (młodszy bajt)

DanaL DATA 20h ;przechowuje m

łodszy bajt wprowadzanej liczby

DanaH DATA 21h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby
WynikL DATA 30h ;przechowuje m

łodszy bajt wyniku

WynikH DATA 31h ;przechowuje starszy bajt wyniku

CSEG AT 0 ;kod programu b

ędzie umieszczony w jego pamięci począwszy od adresu „0”

JMP start ;skok do miejsca oznaczonego etykiet

ą start

RSEG PROG ;rozpoczyna segment, od kt

órego, znajdujący się poniżej kod zostanie

umieszczony w pami

ęci programu

;W oknie pami

ęci „Memory 1” zapisujemy nasze dane. Do komórki o adresie D:0x20 wpisujemy

m

łodszy bajt pierwszej liczby, a tuż obok pod adres D:0x21 starszy bajt danej liczby.

start:

MOV A,DanaL ;skopiowanie warto

ści z komórki o adresie zastąpionym tekstem DanaL do

akumulatora A. W zak

ładce „Sys” widzimy właśnie tę zmianę – wartość a=0x09.

ADD A,#low(Stala) ;dodaje do Akumulatora m

łodszy bajt ze stałej Stala. W zakładce

„Sys” widzimy zmianę wartości a na 0xf1.
MOV WynikL,A ;skopiowanie warto

ści z akumulatora A do komórki o adresie

zast

ąpionym tekstem WynikL. Komórka o adresie 0x30h przyjęła wartość F1.

MOV A,DanaH ;skopiowanie warto

ści z komórki o adresie zastąpionym tekstem DanaH do

akumulatora A. W zak

ładce „Sys” widzimy właśnie tę zmianę – wartość a=0x0a.

ADDC A,#high(Stala) ;dodaje do Akumulatora starszy bajt ze sta

łej Stala. W zakładce

„Sys” widzimy zmianę wartości a na 0x0d, z uwzględnieniem przeniesienia – czyli
dodaniem warto

ści z flagi cy – w naszym przypadku zera.

MOV WynikH,A ;kopiowanie warto

ści z akumulatora A do komórki o adresie

zast

ąpionym tekstem WynikH. Komórka o adresie 0x31h przyjęła wartość 0D.

END ;zak

ończenie wykonywania programu

Po wykonaniu programu do k

ońca, w komórkach o adresach od D:0x30 i D:0x31 zawarty

zostanie wynik z dodawania.

Odejmowanie dw

óch liczb 16-bitowych:

Rozkaz odejmowania SUBB (odjemna zawsze w akumulatorze, tam r

ównie wynik) jest

wykonywany zawsze z po

życzką której funkcję pełni flaga CY. Przy prostym odejmowaniu

warto

ści jednobajtowych należy pamiętać o zmianie wartości flagi cy na „0” (wyzerowanie) .

16-bitowe odejmowane dw

óch wartości 16-bitowych da w wyniku maksymalnie liczbę 16-bitową.

Na przyk

ład od 65535 odejmijmy 1 – otrzymamy wartość 16-bitową.

Dla przyk

ładu rozważmy odejmowanie następujących dwóch wartości dziesiętnych: 5518 – 3219 =

2299. Najpierw przekszta

łćmy wartości na kod szesnastkowy – 158E - C93.

256's

1's

15

8E

-

C

93

=

8

FB

Najpierw odejmujemy liczby z kolumny 1's (m

łodsze bajty): 8E – 93. Liczba 93 jest większa niż 8E,

dlatego musimy

„pożyczyć” z kolumny 256's jedynkę. Tak więc wykonamy odejmowanie 18E-93 =

FB. Teraz wykonujemy odejmowanie 15-C. Musimy jednak pami

ętać, że „pożyczyliśmy” jedynkę z

tej kolumny. Tak wi

ęc mamy 15-C-1=8. Stąd nasza ostateczna odpowiedź to 8FB, czyli 2299 w

kodzie dziesi

ętnym.

Proces wykonywany w asemblerze b

ędzie identyczny.

256's

1's

R6

R7

-

R4

R5

=

R2

R3

Nasza pierwsza liczba zostanie zawarta w R6 oraz R7, natomiast druga w R4 i R5. Wynik
odejmowania trafi do R2 i R3. Nasz program b

ędzie się składał z dwóch następujących kroków:

1. Odj

ęcie młodszych bajtów R5 od R7, pozostawienie wyniku w R3.

2. Odj

ęcie starszych bajtów R4 od R6, uwzględnienie „pożyczki”, pozostawienie wyniku w

R2.

Kod programu:

PROG SEGMENT CODE ;definiuje segment nazwie PROG w klasie pami

ęci CODE

L1L DATA 20h ;przechowuje m

łodszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnej

L1H DATA 21h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnej
L2L DATA 22h ;przechowuje m

łodszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnik

L2H DATA 23h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnik
WL DATA 30h ;przechowuje m

łodszy bajt wyniku

WH DATA 31h ;przechowuje starszy bajt wyniku

CSEG AT 0 ;kod programu b

ędzie umieszczony w jego pamięci począwszy od adresu „0”

JMP start2 ;skok do miejsca oznaczonego etykiet

ą start 2

RSEG PROG ;rozpoczyna segment, od kt

órego, znajdujący się poniżej kod zostanie

umieszczony w pami

ęci programu

;W oknie pami

ęci „Memory 1” zapisujemy nasze dane. Do komórki o adresie D:0x20 wpisujemy

m

łodszy bajt pierwszej liczby, a tuż obok pod adres D:0x21 starszy bajt danej liczby. Kolejną

liczb

ę zapisujemy pod adresem D:0x22 – młodszy bajt i D:0x23 – starszy bajt.

start2:

MOV A,L1L ;skopiowanie warto

ści z komórki o adresie zastąpionym tekstem L1L do

akumulatora A. W zak

ładce „Sys” widzimy właśnie tę zmianę – wartość a=0x8e. CLR

C ;ustawienie warto

ści flagi cy na „0” - wyzerowanie pożyczki

SUBB A,L2L ;odj

ęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość z komórki pamięci

L2L . Je

żeli L2L>A to nastąpi pożyczka „1” z zewnątrz, co zostanie zasygnalizowane

zmi

aną flagi cy na „1”. Wartość akumulatora A będzie równa 0xfb.

MOV WL,A ;kopiowanie warto

ści z akumulatora A do komórki o adresie zastąpionym

tekstem WL. Kom

órka o adresie0x30h przyjęła wartość FB.

MOV A,L1H ;skopiowanie warto

ści z komórki o adresie zastąpionym tekstem L1H do

akumulatora A. W zak

ładce „Sys” widzimy właśnie tę zmianę – wartość a=0x15. SUBB

A,L2H ;odj

ęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość komórki pamięci

L2H. Je

żeli flaga cy jest ustawiona na „1”, to odejmowana jest także pożyczka wykonana

przez poprzednie wywo

łanie odejmowania. Nastąpi wyzerowanie flagi cy. Wartość

akumulatora A b

ędzie równa 0x08.

MOV WH,A ;kopiowanie warto

ści z akumulatora A do komórki o adresie zastąpionym tekstem

WH. Kom

órka o adresie 0x30h przyjęła wartość 08.

END ;zak

ończenie wykonywania programu

Po wykonaniu programu do k

ońca, w komórkach o adresach od D:0x30 i D:0x31 zawarty

zostanie wynik odejmowania.








Podczas pisania sprawozdania korzysta

łem z następujących pomocy:

http://www.8052.com/add16
http://www.8052.com/subb16
http://staff.iiar.pwr.wroc.pl/antoni.sterna/lab_51/programowanie_51.pdf