Sprawozdanie nr 1
Symulacja działania 8051 - arytmetyka 16-to bitowa:
ADD (dodawanie), SUBB(odejmowanie)
Opis:
Akumulator - jest rejestrem roboczym, najbardziej uniwersalnym ponieważ może być
argumentem wielu rozkazów, w których użycie innego rejestru nie jest możliwe. Nie
powinien być on używany do przechowywania danych w dłuższych sekwencjach programu,
gdy prawdopodobnie będzie potrzebny do bieżących operacji w kolejnych rozkazach.
EQU - dyrektywa EQU przypisuje wyrażenie numeryczne lub symbol rejestru do specyfikowanej
nazwy symbolu.
DATA - dyrektywa DATA przydziela do specyfikowanej nazwy obszar wewnętrznej pamięci RAM.
Wyrażenie numeryczne musi być z zakresu 0 do 255. Symbol definiowany dyrektywą nie może być
powtórnie użyty w programie.
PROG SEGMENT CODE - Definiuje segment o nazwie PROG w klasie pamięci CODE, czyli w
pamięci programu. Wszystko co pojawi się w tym segmencie będzie umieszczone w jego pamięci .
Po zdefiniowaniu nazwy segmentu należy go wybrać, używając dyrektywy RSEG.
CSEG AT nr  powoduje, że napisany niżej kod ma być umieszczony w pamięci programu
począwszy od podanego adresu  nr .
RSEG nazwa - rozpoczyna segment zdefiniowany przy pomocy PROG SEGMENT CODE (w
przypadku naszego programu ma on nazwę PROG). Od tego momentu, znajdujący się poniżej
kod zostanie umieszczony w pamięci programu. Raz rozpoczęty segment jest
ważny 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 uwzględnieniem przeniesienia.
MOV gdzie,skąd  kopiuje wartość z komórki o adresie zastąpionym tekstem  skąd do komórki o
adresie zastąpionym tekstem  gdzie .
SUBB A,dana - odjęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość komórki pamięci  dana
Jeżeli 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 wywołanie odejmowania (jeżeli takowe nastąpiło).
CLR C  wyzerowanie przeniesienia (będzie to najmłodszy bit wyniku) .
END - dyrektywa musi być umieszczona w ostatniej linii programu z
ródłowego, jest warunkiem
zakończenia programu.
Dodawanie dwóch liczb 16-bitowych:
Rozkaz dodawania, którego pierwszym argumentem jest zawsze akumulator (w nim pozostaje
równie wynik dodawania) jest dostępny w dwóch wariantach:
ADD - dodawanie bez przeniesienia
ADDC - dodawanie z przeniesieniem (flaga CY)
Największa 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 dwóch wartości 16-bitowych daję w wyniku wartość co najwyżej 17-bitową.
Dla przykładu rozważmy dodawanie liczb 2569 i 1000 co da wynik 3569. Najpierw przekształćmy
wyrażenie na system szesnastkowy: A09h x 3E8h.
's 's
A 09
+ 3 E8
= D F1
Najpierw dodajemy liczby z kolumny 1's (młodsze bajty): 09 + E8 = F1. W pierwszej kolumnie
może zmieścić się tylko 2-cyfrowa wartość szesnastkowa. Więc jeżeli mamy jakiś nadmiar to
musimy pamiętać aby przenieść go do kolumny ze starszymi bajtami. Dodajemy teraz starsze bajty:
A+3=D. Musimy pamiętać o przeniesieniu nadmiaru z kolumny 1's. W naszym przypadku takowego
nie było, więc wartość wyniku nie ulegnie zmianie. Tak więc ostateczny wynik to DF1, co da 3569
w kodzie dziesiętnym.
Proces wykonywany w asemblerze będzie 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 będzie się składał z trzech następujących kroków:
1. Dodanie młodszych bajtów R7 i R5  pozostawienie wyniku w R3.
2. Dodanie starszych bajtów 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 pamięci CODE
Stala EQU 1000 ;1000(dec)=3E8(hex) . W celu odwołania się do interesującej nas części
stałej używać będziemy operatora HIGH (starszy bajt) lub LOW (młodszy bajt)
DanaL DATA 20h ;przechowuje młodszy bajt wprowadzanej liczby
DanaH DATA 21h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby
WynikL DATA 30h ;przechowuje młodszy bajt wyniku
WynikH DATA 31h ;przechowuje starszy bajt wyniku
CSEG AT 0 ;kod programu będzie umieszczony w jego pamięci począwszy od adresu  0
JMP start ;skok do miejsca oznaczonego etykietą start
RSEG PROG ;rozpoczyna segment, od którego, znajdujący się poniżej kod zostanie
umieszczony w pamięci programu
;W oknie pamięci  Memory 1 zapisujemy nasze dane. Do komórki o adresie D:0x20 wpisujemy
młodszy bajt pierwszej liczby, a tuż obok pod adres D:0x21 starszy bajt danej liczby.
start:
MOV A,DanaL ;skopiowanie wartości z komórki o adresie zastąpionym tekstem DanaL do
akumulatora A. W zakładce  Sys widzimy właśnie tę zmianę  wartość a=0x09.
ADD A,#low(Stala) ;dodaje do Akumulatora młodszy bajt ze stałej Stala. W zakładce
 Sys widzimy zmianę wartości a na 0xf1.
MOV WynikL,A ;skopiowanie wartości z akumulatora A do komórki o adresie
zastąpionym tekstem WynikL. Komórka o adresie 0x30h przyjęła wartość F1.
MOV A,DanaH ;skopiowanie wartości z komórki o adresie zastąpionym tekstem DanaH do
akumulatora A. W zakładce  Sys widzimy właśnie tę zmianę  wartość a=0x0a.
ADDC A,#high(Stala) ;dodaje do Akumulatora starszy bajt ze stałej Stala. W zakładce
 Sys widzimy zmianę wartości a na 0x0d, z uwzględnieniem przeniesienia  czyli
dodaniem wartości z flagi cy  w naszym przypadku zera.
MOV WynikH,A ;kopiowanie wartości z akumulatora A do komórki o adresie
zastąpionym tekstem WynikH. Komórka o adresie 0x31h przyjęła wartość 0D.
END ;zakończenie wykonywania programu
Po wykonaniu programu do końca, w komórkach o adresach od D:0x30 i D:0x31 zawarty
zostanie wynik z dodawania.
Odejmowanie dwóch liczb 16-bitowych:
Rozkaz odejmowania SUBB (odjemna zawsze w akumulatorze, tam równie wynik) jest
wykonywany zawsze z pożyczką której funkcję pełni flaga CY. Przy prostym odejmowaniu
wartości jednobajtowych należy pamiętać o zmianie wartości flagi cy na  0 (wyzerowanie) .
16-bitowe odejmowane dwóch wartości 16-bitowych da w wyniku maksymalnie liczbę 16-bitową.
Na przykład od 65535 odejmijmy 1  otrzymamy wartość 16-bitową.
Dla przykładu rozważmy odejmowanie następujących dwóch wartości dziesiętnych: 5518  3219 =
2299. Najpierw przekształćmy wartości na kod szesnastkowy  158E - C93.
256's 1's
15 8E
- C 93
= 8 FB
Najpierw odejmujemy liczby z kolumny 1's (młodsze 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 pamiętać, że  pożyczyliśmy jedynkę z
tej kolumny. Tak więc mamy 15-C-1=8. Stąd nasza ostateczna odpowiedz
to 8FB, czyli 2299 w
kodzie dziesiętnym.
Proces wykonywany w asemblerze będzie 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 będzie się składał z dwóch następujących kroków:
1. Odjęcie młodszych bajtów R5 od R7, pozostawienie wyniku w R3.
2. Odjęcie starszych bajtów R4 od R6, uwzględnienie  pożyczki , pozostawienie wyniku w
R2.
Kod programu:
PROG SEGMENT CODE ;definiuje segment nazwie PROG w klasie pamięci CODE
L1L DATA 20h ;przechowuje młodszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnej
L1H DATA 21h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnej
L2L DATA 22h ;przechowuje młodszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnik
L2H DATA 23h ;przechowuje starszy bajt wprowadzanej liczby - odjemnik
WL DATA 30h ;przechowuje młodszy bajt wyniku
WH DATA 31h ;przechowuje starszy bajt wyniku
CSEG AT 0 ;kod programu będzie umieszczony w jego pamięci począwszy od adresu  0
JMP start2 ;skok do miejsca oznaczonego etykietą start 2
RSEG PROG ;rozpoczyna segment, od którego, znajdujący się poniżej kod zostanie
umieszczony w pamięci programu
;W oknie pamięci  Memory 1 zapisujemy nasze dane. Do komórki o adresie D:0x20 wpisujemy
młodszy bajt pierwszej liczby, a tuż obok pod adres D:0x21 starszy bajt danej liczby. Kolejną
liczbę zapisujemy pod adresem D:0x22  młodszy bajt i D:0x23  starszy bajt.
start2:
MOV A,L1L ;skopiowanie wartości z komórki o adresie zastąpionym tekstem L1L do
akumulatora A. W zakładce  Sys widzimy właśnie tę zmianę  wartość a=0x8e. CLR
C ;ustawienie wartości flagi cy na  0 - wyzerowanie pożyczki
SUBB A,L2L ;odjęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość z komórki pamięci
L2L . Jeżeli L2L>A to nastąpi pożyczka  1 z zewnątrz, co zostanie zasygnalizowane
zmianą flagi cy na  1 . Wartość akumulatora A będzie równa 0xfb.
MOV WL,A ;kopiowanie wartości z akumulatora A do komórki o adresie zastąpionym
tekstem WL. Komórka o adresie0x30h przyjęła wartość FB.
MOV A,L1H ;skopiowanie wartości z komórki o adresie zastąpionym tekstem L1H do
akumulatora A. W zakładce  Sys widzimy właśnie tę zmianę  wartość a=0x15. SUBB
A,L2H ;odjęcie od wartości zapisanej w Akumulatorze wartość komórki pamięci
L2H. Jeżeli flaga cy jest ustawiona na  1 , to odejmowana jest także pożyczka wykonana
przez poprzednie wywołanie odejmowania. Nastąpi wyzerowanie flagi cy. Wartość
akumulatora A będzie równa 0x08.
MOV WH,A ;kopiowanie wartości z akumulatora A do komórki o adresie zastąpionym tekstem
WH. Komórka o adresie 0x30h przyjęła wartość 08.
END ;zakończenie wykonywania programu
Po wykonaniu programu do końca, w komórkach o adresach od D:0x30 i D:0x31 zawarty
zostanie wynik odejmowania.
Podczas pisania sprawozdania korzystałem 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