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標題: avr單片機匯編參考程序 [打印本頁]
作者: 51黑fan    時間: 2016-1-31 20:37
標題: avr單片機匯編參考程序
該AVR的匯編程序選自《M128》，程序中體現了AVR匯編的基本特點，僅供大家參考。

   該應用系統為一個帶1/100秒的簡易24小時制時鐘，它在上電后能夠自動從11時59分55秒00開始計時和顯示時間。下圖為簡易時鐘系統硬件電路圖。



                           圖  簡易24小時時鐘硬件原理圖



   系統使用8個LED數碼管顯示時、分、秒、1/100秒4個時段的數字，每個時段占用2個LED。顯示方式采用動態掃描方式，ATmega128的PA口輸出顯示數字的7段碼（注意：圖中省缺了PA口連接到LED各段的8個限流電阻，阻值800歐左右），PC口用于控制8個LED的位選。ATmega128使用外部16MHz晶振（圖中未畫出）。

  系統還使用ATmega128片內的計數/定時器T1，設計T1工作在定時溢出中斷方式，定時間隔為2ms，即T1每2ms產生一次中斷。5次中斷得到10ms的時間間隔，此時時鐘的1/100秒加1，并相應進行時、分、秒的調整。

  LED動態掃描方式的設計如下：在每2ms的時間中，點亮8個LED中的一個，顯示其相應的數字（PC口的輸出只有一位為低電平，選通一個LED，保持2ms）。因此PC口的輸出值為0b11111110，每隔2ms循環右移，到0b01111111時8個LED各點亮一次，時間為16ms。在1秒鐘內，循環8個LED的次數為62.5（1000/16），是人眼的滯留時間（25次/秒）的2.5倍，保證了LED顯示亮度均勻，無閃爍。在程序設計中，在各個LED轉換和7段碼輸出時，關閉位選信號（PC輸出0b11111111），消除了顯示的拖尾現象（消影功能）。

  T1的設計：T1為16位定時器，系統時鐘為16M，采用其64分頻后的時鐘作為T1的計數信號（寄存器TCCR1B = 0x03），一個計數周期為4us，2ms需要計500個（0x01F4）。由于T1溢出中斷發生在0xFFFF后下一個T1計數脈沖的到來（參見第二章關于定時器原理部分），因此T1的計數初始值為0xFE0C = 0xFFFF – 0x01F3（65535-499），即寄存器TCNT1的初值為0xFE0C。



3.8.2  AVR匯編源代碼

  該系統的匯編源代碼如下，開發軟件平臺使用AVR Studio 4.08。



  3. ;********************************************************

  5. ;AVR匯編程序實例

  7. ;簡易帶1/100秒的24小時制時鐘

  9. ;********************************************************

  11. .include "m128def.inc"                ;引用器件I/O配置文件



  15. ;定義程序中使用的變量名（在寄存器空間）

  17. .def count                =        r18        ;循環計數單元

  19. .def position                =        r19        ;LED顯示位指針,取值為0-7

  21. .def p_temp                 =        r20        ;LED顯示位選,其值取反由PC口輸出

  23. .def count_10ms        =        r21                ;10ms計數單元

  25. .def flag_2ms                =        r22        ;2ms到標志

  27. .def temp                        =        r23        ;臨時變量

  29. .def temp1                =        r24                ;臨時變量

  31. .def temp_int                =        r25        ;臨時變量（中斷中使用）



  35. ;中斷向量區定義,flash空間$0000-$0045

  37. .org $0000

  39.         jmp reset                ;復位處理

  41.         reti                        ;IRQ0 Handler

  43.         nop

  45.         reti                        ;IRQ1 Handler

  47.         nop

  49.         reti                        ;IRQ2 Handler

  51.         nop

  53.         reti                        ;IRQ3 Handler

  55.         nop

  57.         reti                        ;IRQ4 Handler

  59.         nop

  61.         reti                        ;IRQ5 Handler

  63.         nop

  65.         reti                        ;IRQ6 Handler

  67.         nop

  69.         reti                        ;IRQ7 Handler

  71.         nop

  73.         reti                        ;Timer2 Compare Handler

  75.         nop

  77.         reti                        ;Timer2 Overflow Handler

  79.         nop

  81.         reti                        ;Timer1 Capture Handler

  83.         nop

  85.         reti                        ;Timer1 CompareA Handler

  87.         nop

  89.         reti                        ;Timer1 CompareB Handler

  91.         nop

  93.         jmp time1_ovf ;Timer1 Overflow Handler

  95.         reti                        ;Timer0 Compare Handler

  97.         nop

  99.         reti                        ;Timer0 Overflow Handler

  101.         nop

  103.         reti                        ;SPI Transfer Complete Handler

  105.         nop

  107.         reti                        ;USART0 RX Complete Handler

  109.         nop

  111.         reti                        ;USART0 UDR Empty Handler

  113.         nop

  115.         reti                        ;USART0 TX Complete Handler

  117.         nop

  119.         reti                        ;ADC Conversion Complete Handler

  121.         nop

  123.         reti                        ;E2PROM Ready Handler

  125.         nop

  127.         reti                        ;Analog Comparator Handler

  129.         nop

  131.         reti                        ;Timer1 CompareC Handler

  133.         nop

  135.         reti                        ;Timer3 Capture Handler

  137.         nop

  139.         reti                        ;Timer3 CompareA Handler

  141.         nop

  143.         reti                        ;Timer3 CompareB Handler

  145.         nop

  147.         reti                        ;Timer3 CompareC Handler

  149.         nop

  151.         reti                        ;Timer Overflow Handler

  153.         nop

  155.         reti                        ;USART1 RX Complete Handler

  157.         nop

  159.         reti                          ;USART1 UDR Empty Handler

  161.         nop

  163.         reti                        ;USART1 TX Complete Handler

  165.         nop

  167.         reti                        ;Two-wire Serial Interface Handler

  169.         nop

  171.         reti                        ;SPM Ready Handler

  173.         nop               



  177. ;程序開始

  179. .org $0046

  181. reset:

  183.         ldi r16,high(RAMEND)                ;設置堆棧指針高位

  185.         out sph,r16

  187.         ldi r16,low(RAMEND)                ;設置堆棧指針低位

  189.         out spl,r16

  191.         

  193.         ser temp                        

  195.         out ddra,temp                                ;設置PORTA為輸出,段碼輸出

  197.         out ddrc,temp                                ;設置PORTC為輸出,位碼控制

  199.         out portc,temp                        ;PORTC輸出$FF, 無顯示



  203.         ldi position,0x00                        ;段位初始化為1/100秒低位

  205.         ldi p_temp,0x01                        ;LED第1位亮



  209. ;初始化時鐘時間為11:59:55:00

  211.         ldi xl,low(time_buff)                ;

  213.         ldi xh,high(time_buff)                ;X寄存器取得時鐘單元首指針

  215.         ldi temp,0x00

  217.         st  x+,temp                                ;1/100秒 = 00

  219.         ldi temp,0x55

  221.         st  x+,temp                                ;秒 = 55

  223.         ldi temp,0x59

  225.         st  x+,temp                                ;分 = 59

  227.         ldi temp,0x11

  229.         st  x,temp                                ;時 = 11



  233.         ldi temp,0xfe                                ;T1初始化,每隔2ms中斷一次

  235.         out tcnt1h,temp

  237.         ldi temp,0x0c

  239.         out tcnt1l,temp

  241.         clr temp

  243.         out tccr1a,temp

  245.         ldi temp,0x03                                ;16M,64分頻 2ms

  247.         out tccr1b,temp

  249.         ldi temp,0x04

  251.         out timsk,temp                        ;允許T1溢出中斷

  253.         sei                                                ;全局中斷允許



  257. ;主程序

  259. main:

  261.         cpi flag_2ms,0x01                        ;判2ms到否

  263.         brne main                                        ;No,轉main循環

  265.         clr flag_2ms                                ;到,請2ms標志

  267.         rcall display                                ;調用LED顯示時間（動態掃描顯示一位）

  269. d_10ms_ok:

  271.         cpi count_10ms,0x05                ;判10ms到否

  273.         brne main                                        ;No,轉main循環

  275.         clr count_10ms                        ;10ms到,清零10ms計數器

  277.         rcall time_add                        ;調用時間加10ms調整

  279.         rcall put_t2d                                ;將新時間值放入顯示緩沖單元

  281.         rjmp main                                        ;轉main循環



  285. ;LED動態掃描顯示子程序,2ms執行一次,一次點亮一位,8位循環

  287. display:

  289.         clr r0

  291.         ser temp                                        ;temp = 0x11111111

  293.         out portc,temp                        ;關顯示,去消影和拖尾作用

  295.         ldi yl,low(display_buff)

  297.         ldi yh,high(display_buff)        ;Y寄存器取得顯示緩沖單元首指針

  299.         add yl,position                        ;加上要顯示的位值

  301.         adc yh,r0                                        ;加上低位進位

  303.         ld temp,y                                        ;temp中為要顯示的數字

  305.         

  307.         clr r0

  309.         ldi zl,low(led_7 * 2)

  311.         ldi zh,high(led_7 * 2)                ;Z寄存器取得7段碼組的首指針

  313.         add zl,temp                                ;加上要顯示的數字

  315.         adc zh,r0                                        ;加上低位進位        

  317.         lpm                                        ;讀對應七段碼到R0中

  319.         out porta,r0                                ;LED段碼輸出



  323.         mov r0,p_temp

  325.         com r0,

  327.         out portc,r0                        ;輸出位控制字,完成LED一位的顯示

  329.         

  331.         inc position                        ;調整到下一次顯示位

  333.         lsl p_temp

  335.         cpi position,0x08

  337.         brne display_ret

  339.         ldi position,0x00

  341.         ldi p_temp,0x01

  343. display_ret:

  345.         ret



  349. ;時鐘時間調整,加0.01秒

  351. time_add:

  353.         ldi xl,low(time_buff)        ;

  355.                 ldi xh,high(time_buff)        ;X寄存器為時鐘單元首指針

  357.                 rcall dhm3                        ;ms單元加1調整

  359.                 cpi temp,0x99                ;

  361.                 brne        time_add_ret        ;未到99ms返回

  363.                 rcall dhm                        ;秒單元加1調整

  365.                 cpi temp,0x60

  367.                 brne        time_add_ret        ;未到60秒返回

  369.                 rcall dhm                        ;分單元加1調整

  371.                 cpi temp,0x60

  373.                 brne time_add_ret                ;未到60分返回

  375.                 rcall dhm                        ;時單元加1調整

  377. cpi temp,0x24

  379.      brne time_add_ret                        ;未到24時返回

  381.         clr temp

  383.         st x,temp                                ;到24時,時單元清另

  385. time_add_ret:

  387.         ret



  391. ;低段時間清零,高段時間加1,BCD調整

  393. dhm:  clr temp                        ;當前時段清零

  395. dhm1: st  x+,temp                        ;當前時段清零,X寄存器指針加一

  397. dhm3: ld  temp,x                        ;取出新時段數據

  399.       inc temp                  ;加一

  401.       cpi temp,0x0A                ;若個位數碼未到$0A(10)

  403.       brhs dhm2                        ;例如$58+1=$59，不須調整;

  405.       subi temp,0xFA                ;否則做減$FA調整：例如$49+1-$FA=$50

  407. dhm2: st x,temp                        ;并將調整結果送回

  409.       ret



  413. ;將時鐘單元數據送LED顯示緩沖單元中

  415. put_t2d:

  417.         ldi xl,low(time_buff)                ;

  419.         ldi xh,high(time_buff)                ;X寄存器時鐘單元首指針

  421.         ldi yl,low(display_buff)

  423.         ldi yh,high(display_buff)        ;Y寄存器顯示緩沖單元首指針

  425.         ldi count,4                                ;循環次數 = 4

  427. loop:

  429.         ld        temp,x+                                ;讀一個時間單元

  431.         mov        temp1,temp

  433.         swap        temp1

  435.         andi        temp1,0x0f                        ;高位BCD碼

  437.         andi        temp,0x0f                                ;低位BCD碼

  439.         st y+,temp                                ;寫入2個顯示單元

  441.         st y+,temp1                        ;低位BCD碼在前,高位在后

  443.         dec        count

  445.         brne        loop                        ;4個時間單元->8個顯示單元

  447.         ret



  451. ;T1時鐘溢出中斷服務

  453. time1_ovf:

  455.         in temp_int,sreg

  457.         push temp_int                                ;保護狀態寄存器

  459.         

  461.         ldi temp_int,0xfe                        ;T1初始值設定,2ms中斷一次

  463.         out tcnt1h,temp_int

  465.         ldi temp_int,0x0c

  467.         out tcnt1l,temp_int

  469.         

  471.         inc count_10ms                        ;10ms計數器加一

  473.         ldi flag_2ms,0x01                        ;置2ms標志到

  475.         

  477. pop temp_int

  479.         out sreg,        temp_int                        ;恢復狀態寄存器

  481.         reti                                                ;中斷返回               

  483.         

  485. .CSEG                                        ;LED七段碼表,定義在Flash程序空間

  487. led_7:                                        ;7段碼表

  489. .db 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07

  491. .db 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71        



  495. ;字 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 共陰極 共陽極

  497. ;        h        g        f        E        d        c        b        a               

  499. ;0        0        0        1        1        1        1        1        1        3FH                C0H

  501. ;1        0        0        0        0        0        1        1        0        06H                F9H

  503. ;2        0        1        0        1        1        0        1        1        5BH                A4H

  505. ;3        0        1        0        0        1        1        1        1        4FH                B0H

  507. ;4        0        1        1        0        0        1        1        0        66H                99H

  509. ;5        0        1        1        0        1        1        0        1        6DH                92H

  511. ;6        0        1        1        1        1        1        0        1        7DH                82H

  513. ;7        0        0        0        0        0        1        1        1        07H                F8H

  515. ;8        0        1        1        1        1        1        1        1        7FH                80H

  517. ;9        0        1        1        0        1        1        1        1        6FH                90H

  519. ;A        0        1        1        1        0        1        1        1        77H                88H

  521. ;b        0        1        1        1        1        1        0        0        7CH                83H

  523. ;C        0        0        1        1        1        0        0        1        39H                C6H

  525. ;d        0        1        0        1        1        1        1        0        5EH                A1H

  527. ;E        0        1        1        1        1        0        0        1        79H                86H

  529. ;F        0        1        1        1        0        0        0        1        71H                8EH



  533. .DSEG                                ;定義程序中使用的變量位置（在RAM空間）

  535. .ORG     $0100

  537. display_buff:                        ;LED顯示緩沖區,8個字節

  539. .BYTE        0x00                        ;LED 1 位顯示內容

  541. .BYTE        0x00                        ;LED 2 位顯示內容

  543. .BYTE        0x00                        ;LED 3 位顯示內容

  545. .BYTE        0x00                        ;LED 4 位顯示內容

  547. .BYTE        0x00                        ;LED 5 位顯示內容

  549. .BYTE        0x00                        ;LED 6 位顯示內容

  551. .BYTE        0x00                        ;LED 7 位顯示內容

  553. .BYTE        0x00                        ;LED 8 位顯示內容



  557. .org        $0108

  559. time_buff:                        ;時鐘數據緩沖區,4個字節

  561. .BYTE        0x00                        ;1/100s單元

  563. .BYTE        0x00                        ;秒單元

  565. .BYTE        0x00                        ;分單元

  567. .BYTE        0x00                        ;時單元
復制代碼



  該程序實例采用規范標準的設計理念和風格，程序中已給出比較詳細的注解。關于程序如何具體完成和實現系統的功能請讀者仔細閱讀程序，用心體會。下面僅對編寫ATmega128匯編程序時，在結構和語句使用上一些需要注意的方面加以介紹。

1．將程序中操作最頻繁以及需要特殊位處理的變量定義在AVR的32個工作寄存器空間，因為MCU對R0-R31的操作僅需要一個時鐘周期，而且功能強大。由于R0-R31的功能有不同，而且也僅有32個，所以程序員應認真考慮和規劃這32個工作寄存器的使用。如盡量不要將變量放置在R26-R31中，因為這6個寄存器構成3個16位的X、Y、Z地址指針寄存器，應保留用于各種尋址使用。

2．ATmega128有35個中斷源，Flash程序存儲器的低段空間為這35個中斷向量地址。由于ATmega128的程序存儲器空間為64K字，所以與其它AVR不同的是，ATmega128的一個向量地址空間為2個字長度，在中斷向量處應使用長轉移指令jmp轉移到中斷服務程序，而一般的AVR的一個向量地址空間為1個字長度，使用rjmp轉移指令。出于提高系統可靠性的設計，對于系統不使用的中斷向量，應填充2個中斷返回指令reti（每個reti占一個字）。在本程序中，為了程序的理解和閱讀方便，使用了reti和nop指令填充一個2個字長度的向量地址空間。

3．程序中使用X、Y、Z三個16位的地址指針寄存器，基于他們的一些指令有自動加（減）一的功能，以及先加（減）、后使用，和先使用、后加（減）的區別，在使用中應注意正確和靈活的使用。

4．由于LED的七段碼對照表是固定不變的，程序中將LED的七段碼表放置在Flash存儲器中。對于Flash存儲器的間址取數只能使用Z寄存器。由于程序存儲器的地址是以字（雙字節）為單位的，因此，16位地址指針寄存器Z的高15位為程序存儲器的字地址，最低位LSB為“0”時，指字的低字節；為“1”時，指字的高字節。程序中使用偽指令db定義的七段碼為一個字節，他保存在一個字的低字節處。如果定義字，應使用偽指令dw。

本例使用指令lpm讀取Flash中的一個字節，因此在取七段碼表的首地址時乘2（ldi zl,low(led_7 * 2)），將地址左移一位，Z寄存器的LSB為“0”，表示取該字的低位字節。

指令lpm能尋址的程序存儲器空間為低64K字節的頁（32k字），因此如果常量表的位置處在高64字節的頁中，請使用指令elpm。詳細的指令功能見3.4.3的內容。

5．中斷服務程序中，必須對MCU的標志寄存器SREG進行保護。在T1的溢出中斷服務程序中，還需要對TCNT1的初值進行設置，以保證下一次中斷仍為2ms。中斷服務程序應盡量短小，因此在中斷服務中，只將2ms標志置位和10ms加一計數，其它處理應盡量放在主程序中。

6．程序中定義了8個字節的顯示緩沖區和4個字節的時鐘數據緩沖區，分別存放8個LED所對應的顯示數字和4個時間段的時間值（BCD碼），這12個單元定義放置在ATmega128的RAM中。ATmega128的RAM單元應從0x0100開始，前面的地址分別對應的是32個工作寄存器、I/O寄存器、擴展I/O寄存器，因此不要把一般的數據單元定義在小于0x0100的空間（參見2.2.2，RAM空間分配）。

7．與使用db或dw偽指令在Flash空間定義常量不同的是，在RAM空間予留變量空間的定義應使用byte偽指令。byte偽指令的功能是定義變量的位置（予留空間），不能定義（填充）變量的值，變量具體的值是需要由程序在運行中寫入的。而偽指令db、dw具有數據位置和值定義（填充）的功能。
作者: taotie    時間: 2020-8-14 21:31
325行com r0,錯誤改為：com r0 去掉逗點編譯通過。
作者: taotie    時間: 2020-8-16 14:21
Proteus 8仿真avr單片機匯編參考程序





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