Покровський М.В. Методічні вказівки да виконання лабораторних робіт за дисципліною Мікроконтролери в системах управління
Подождите немного. Документ загружается.
Команди логічних операцій
Команди логічних операцій дозволяють виконувати
стандартні логічні операції над байтами, такі, як логічне
множення (І), логічне додавання (АБО), операцію «виключне
АБО», а також обчислення зворотного (доповнення до одиниці)
та додаткового (доповнення до двох) кодів числа. До цієї групи
також можна віднести команди скидання/встановлення регістрів
та команду перестановки тетрад. Операції виконуються між
регістрами загального призначення або між РЗП та константою;
результат зберігається в РЗП.
AND Rd,Rr – виконує операцію «Логічне І» між вмістом
регістрів Rd та Rr. Результат зберігається у регістрі Rd.
ANDI Rd,K – виконує операцію «Логічне І» між вмістом
регістра Rd та 8-розрядним числом K. Результат зберігається у
регістрі Rd. Цю команду можна застосовувати тільки зі старшою
половиною РЗП (з адресами 16…31).
EOR Rd,Rr – виконує операцію «Виключне АБО» між
регістрами Rd та Rr. Результат зберігається у регістрі Rd.
OR Rd,Rr – виконує операцію «Логічне АБО» між регістрами
Rd та Rr. Результат зберігається у регістрі Rd.
ORI Rd,K – виконує операцію «Логічне АБО» між регістром
Rd та 8-розрядним числом K. Результат зберігається у регістрі Rd.
Цю команду можна застосовувати тільки зі старшою половиною
РЗП (з адресами 16…31).
COM Rd – обчислює зворотний код числа, який знаходиться в
регістрі Rd. Результат зберігається у регістрі Rd.
NEG Rd – обчислює додатковий код числа, який знаходиться
в регістрі Rd. Результат зберігається у регістрі Rd.
CLR Rd – скидає усі розряди регістра Rd шляхом виконання
операції «Виключне АБО» регістра Rd з самим собою.
SER Rd – установлює усі розряди регістра Rd. Цю команду
можна застосовувати тільки зі старшою половиною РЗП (з
адресами 16…31).
TST Rd – перевіряє вміст регістра Rd на нульове або від’ємне
значення, шляхом виконання операції «Логічне І» регістра Rd з
самим собою. Вміст регістра Rd не змінюється.
SWAP Rd – команда виконує перестановку старшої та
молодшої тетради вмісту регістра Rd.
Завдання
1. За допомогою команд арифметичних операцій здійснити
циклічне зміщення послідовності 10011110 ліворуч. Результат
передати в порт B. Зміщення здійснювати з частотою 0,5-1 Гц
при тактовій частоті мікроконтролера 8 МГц.
2. В продовж перших 10 с реалізувати зміщення
послідовності 10011110 ліворуч. В продовж наступних 10 с
праворуч послідовності 10011110 за допомогою логічних
операцій.
На рис. 2.6 наведено рекомендований алгоритм виконання
завдання.
Рис. 2.6. Алгоритм виконання завдання
Лабораторна робота №3
Тема: КОМАНДИ ПЕРЕДАЧІ КЕРУВАННЯ ТА БІТОВІ
ОПЕРАЦІЇ
Мета: розглянути набір команд передачі керування та
операцій з бітами та вивчити особливості їх застосування; для
закріплення отриманих теоретичних знань створити програму,
використовуючи вивчені команди.
Теоретичні відомості
Команди передачі керування
До цієї групи відносяться команд переходу, виклику
підпрограм та повернення з них та команди типу
«перевірка/пропуск», які пропускають наступну за ними команду
при виконанні деякої умови. Також до цієї групи відносяться
команди порівняння, які формують прапори регістра SREG та
призначені, як правило, для роботи спільно з командами
умовного переходу.
В системі команд мікроконтролерів є команди як
безумовного, так і умовного переходів. Команди відносного
(RJMP) та непрямого (IJMP) переходу, а в мікроконтролерах
сімейства Mega також абсолютного (JMP) безумовного переходу
є найпростішими в цій групі. Їх функція полягає у записі нового
адресу в лічильник команд. Команди умовного переходу також
змінюють вміст лічильника команд, однак ця зміна відбувається
тільки при виконанні деякої умови.
Усі команди умовного переходу можна розділити на дві
підгрупи. Перша підгрупа – команди умовного переходу
загального призначення. До цієї групи належать дві команди
BRBS s,k та BRBC s,k, в яких явно задається номер прапора, що
тестується, регістра SREG. Відповідно, перехід здійснюється при
SREG.s=0 (BRBC) або SREG.s=1 (BRBS). Другу підгрупу
складають 18 спеціалізованих команд, кожна з яких виконує
перехід по якій-небудь конкретній умові. Причому одні команди
використовуються після порівняння беззнакових чисел, інші –
після порівняння чисел зі знаком. Можливі умови, а також
відповідні їм команди умовного переходу приведені в Табл. 3.1.
Табл. 3.1. Команди умовного переходу
Перевірка Команда
Зворотна
перевірка
Команда
Тип
даних
Rd>Rr BRLT* Rd≤Rr BRGE*
Зі
знаком
Rd≥Rr BRGE Rd<Rr BRLT
Зі
знаком
Rd=Rr BREQ Rd≠Rr BRNE
Зі
знаком
Rd≤Rr BRGE* Rd>Rr BRLT*
Зі
знаком
Rd<Rr BRLT Rd≥Rr BRGE
Зі
знаком
Rd>Rr BRLO* Rd≤Rr BRSH*
Без
знаку
Rd≥Rr
BRHS/
BRCC
Rd<Rr
BRLO/
BRCS
Без
знаку
Rd=Rr BREQ Rd≠Rr BRNE
Без
знаку
Rd≤Rr BRSH* Rd>Rr BRLO*
Без
знаку
Rd<Rr
BRLO/
BRCS
Rd≥Rr
BRSH/
BRCC
Без
знаку
«Перенос» BRCS
«Нема
переносу»
BRCC -
«Менше нуля» BRMI «Більше нуля» BRPL -
«Переповнення» BRVS
«Нема
переповнення»
BRVC -
«Нуль» BREQ «Не нуль» BRNE -
* – для переходу по цій умові операнди попередньої команди
порівняння повинні бути записані у зворотному порядку, тобто
замість CP Rd,Rr → CP Rr,Rd.
Команди виклику підпрограм (ICALL, RCALL та CALL)
працюють практично так само, як і команди безумовного
переходу. Відмінність полягає у тому, що, перед тим як виконати
перехід. Значення лічильника команд зберігається до стеку. Крім
того, підпрограма повинна закінчуватись командою повернення
RET. Команда RET замінює адрес, як знаходиться у лічильнику
команд, адресою команди, наступною за командою CALL.
Команди операцій з бітами
До цієї групи відносяться команди, які виконують
встановлення або скидання заданого розряду РЗП або РВВ.
Причому для зміни розрядів регістра стану SREG є додаткові
команди (мнемонічні позначення загальних команд), оскільки
перевірка стану розрядів саме цього регістру виконується
найчастіше.
SBR Rd,K – встановлює окремі розряди регістра Rd шляхом
виконання операції «Логічне АБО» між вмістом регістра Rd та
маскою, яка задається константою K. Результат зберігається у
регістрі Rd.
CBR Rd,K – скидає розряди в регістрі Rd в відповідності з
маскою, яка задається константою K. Результат зберігається у
регістрі Rd.
SBI P,b – встановлює біт b РВВ P.
CBI P,b – скидає біт b РВВ P.
BSET s – встановлює біт s регістра SREG.
BCLR s – скидає біт s регістра SREG.
BST Rr,b – копіює розряд b регістра Rr до прапора T регістра
SREG.
BLD Rd,b – копією прапор T регістра SREG до розряду b
регістра Rd.
В табл. 3.2 наведені команди зміни розрядів регістра стану
SREG.
Табл. 3.2. Команди зміни розрядів регістра стану SREG
Прапор Команда встановлення Команда скидання
С SEC CLC
N SEN CLN
Z SEZ CLZ
I SEI CLI
S SES CLS
V SEV CLV
T SET CLT
H SEH CLH
Завдання
Забезпечити динамічну індикацію вмісту комірки пам’яті з
адресою 60h на двох семисегментних індикаторах, які приєднано
до порту A. Старші 7 біт приєднуються до сегментів, а молодший
біт визначає знакомісце. Якщо молодший біт дорівнює то дані
виводяться на молодше знакомісце, якщо 1 – то на старше.
Частота оновлення кожного індикатора повинна бути не менше
25 Гц. Тактова частота роботи мікроконтролера дорівнює 8МГц.
Схема підключення індикаторів до мікроконтролера зображена
на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Схема підключення індикаторів до мікроконтролера
На рис. 3.2 наведено рекомендований алгоритм виконання
завдання.
Рис. 3.2. Рекомендований алгоритм виконання завдання
Лабораторна робота №4
Тема: ВИМІРЮВАННЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛУ
Мета: вивчити роботу аналого-цифрового перетворювача
(АЦП) в мікроконтролерах сімейства Classic; для закріплення
отриманих теоретичних знань створити програму.
Теоретичні відомості
Ряд моделей мікроконтролерів сімейства Classic мають у
своєму складі багатоканальний 10-розрядний АЦП послідовного
приближення. Кількість каналів залежить від моделі та дорівнює
6 або 8.
АЦП в усіх моделях здатен працювати у двох режимах:
- режим одиночного перетворення: в цьому режимі запуск
кожного перетворення ініціюється користувачем;
- режим неперервного перетворення: в цьому режимі запуск
перетворень виконується безперервно через визначені інтервали
часу.
Управління модулем АЦП та контроль його стану
здійснюється за допомогою регістра ADCSR, який знаходиться за
адресою $06 ($26). Короткий опис функцій розрядів регістра
приведено в Табл. 4.1 та Табл. 4.2.
Табл. 4.1. Регістр ADCSR
Розряд Назва Опис
7 ADEN Дозвіл АЦП (1 – ввімкнено, 0 –
вимкнено)
6 ADSC Запуск перетворення (1 – почати
перетворення)
5 ADFR Вибір режиму роботи АЦП (0 –
одиночне перетворення)
4 ADIF Прапор переривання від компаратора
3 ADIE Дозвіл переривання від компаратора
2…0 ADPS2:ADPS0 Вибір частоти перетворення
Табл. 4.2. Завдання коефіцієнта ділення переддільника АЦП
ADPS2 ADPS1 ADPS0
Коефіцієнт
ділення
0 0 0 2
0 0 1 2
0 1 0 4
0 1 1 8
1 0 0 16
1 0 1 32
1 1 0 64
1 1 1 128
Результат перетворення зберігається в регістрі даних АЦП.
Оскільки АЦП – 10-розрядний, цей регістр фізично розміщено в
двох регістрах вводу/виводу ADCH:ADCL, які доступні тільки
для читання. Звернення до цих регістрів (для отримання
результатів перетворення) повинно виконуватись в визначеній
послідовності: спочатку необхідно прочитати регістр ADCL, а
потім ADCH.
Управління вхідним мультиплексором модуля АЦП
здійснюється за допомогою регістра ADMUX, який знаходиться
за адресою $07 ($27). Формат цього регістра приведено в Табл.
4.3.
Табл. 4.3. Формат регістра ADMUX
7 6 5 4 3 2 1 0
– – – – – MUX2 MUX1 MUX0
Розряди MUX2…MUX0 цього регістра визначають номер
активного каналу (номер аналогового входу, підключеного до
входу АЦП). Стан цих розрядів можна змінити в будь-який
момент, однак, якщо це буде зроблено під час циклу
перетворення, зміна каналу станеться тільки після завершення
перетворення. Завдяки цьому у режимі безперервного
перетворення можна реалізувати сканування каналів.
Завдання
Необхідно вимірювати постійну напругу в діапазоні від 0 до
5В та відобразити результат на два семисегментних індикатора.
Кожне значення усереднюється по 32 вимірюванням. Частота
видачі результату 1 Гц, тактова частота роботи мікроконтролера
8 МГц, частота індикації не менше 25 Гц.
Лабораторна робота №5
Тема: ВИВЧЕННЯ РОБОТИ UART
Мета: вивчити роботу універсального асинхронного
приємопередатчика в мікроконтролерах сімейства Classic; для
закріплення отриманих теоретичних знань створити програму.