PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

Можете ли вы определить, почему после операции вычитания или сложения с отрицательным числом значение флага С является дополнением к биту заема?

Подсказка: вспомните правила двоичной арифметики в дополнительных кодах (стр. 22).

Решение

Операция вычитания во всех микроконтроллерах PIC реализована одинаково: байт данных переводится в дополнительный код, а затем выполняется сложение, как показано на Рис. 2.9 на стр. 39. В этой ситуации итоговый бит переноса равен 0, если результат сложения получается отрицательным, и 1, если положительным. Например:

1. 06 — 0А —> 00000110 + 11110110 = (0) 11111100 или -4 (нет переноса).

2. 0А — 06 —> 00001010 + 11111010 = (1) 00000100 или +4 (есть перенос).

В обоих случаях флаг переноса соответствует инвертированному биту заема. Такое поведение соответствует философии RISC PIC-микроконтроллеров — процессор должен быть максимально простым и понятным.

Точно такая же инверсия происходит при использовании отрицательного операнда в командах сложения, например в команде addlw -6. Это выражение будет преобразовано транслятором в addlw h’FC’, где h’FC’, конечно же, представляет собой дополнительный код числа 6.

Пример 4.3

Один умник решил скопировать содержимое регистра STATUS в регистр h’40’, с тем чтобы использовать его в дальнейшем. Однако бит 2 регистра STATUS оказался сброшен в 0. Почему?

Решение

Из текста на стр. 67 мы узнали, что команда movf устанавливает флаг Z, если содержимое регистра-адресата равно нулю, в противном случае флаг Z сбрасывается. Так что следующий фрагмент программы

movf STATUS,w; Скопировать содержимое регистра h’03’(STATUS) в W,

movwf h’40’; а потом в регистр h’40’

действительно скопирует содержимое регистра h’03’ в регистр h’40’. Но до тех пор, пока все биты регистра STATUS не будут равны нулю, флаг Z будет постоянно сбрасываться. При нормальной работе флаги  и  равны 1, поэтому итоговым значением флага Z всегда будет 0, независимо от его исходного состояния.

Разумеется, это ограничение можно обойти. Одно из таких решений показано на стр. 217.

Пример 4.4

Как бы вы задали следующую конфигурацию некоторых РСН из 1-го банка:

• OPTION_REG b’10101111’

• TRISA b’00011110’

• TRISB b’11111111’

Решение

Поскольку все три регистра находятся в 1-м банке, нам необходимо будет переключить банки перед записью данных и переключиться на 0-й банк после конфигурирования регистров.

STATUS equ 3; Регистр STATUS расположен по адресу h’03’

RP0 equ 5; Бит RP0 — 5-й

OPTION_REG equ h’81’; Регистр OPTION_REG расположен по адресу h’81’

TRISA equ h’85’; Регистр направления порта А

TRISB equ h’86’; Регистр направления порта В

       bsf STATUS,RP0 ; Переходим к 1-му банку

       movlw b’10101111’ ; Первую константу

       movwf OPTION_REG; в регистр OPTION_REG

       movlw b’00011110’; Вторую константу

       movwf TRISA; в TRISA

       movlw b’11111111’; Третью константу

       movwf TRISB; в TRISB

       bcf STATUS,RPO; Возвращаемся к 0-му банку

Пример 4.5

Напишите программу для инкрементирования упакованного BCD-числа, находящегося в памяти данных по адресу h’20’.

Решение

Два двоично-десятичных (BCD) разряда можно упаковать в один байт, т. е. он может использоваться для хранения чисел от 0 до 99. Например, значение 01001001_h’20’ соответствует числу 49. Инкрементирование числа, хранящегося в таком хитром виде, с использованием обычных правил двоичного сложения может привести к некорректному результату. Например, Ь’01001001 + 1’(49 + 1) даст нам b’01001010’ (h’4A’), тогда как нам необходимо получить число Ь’01010000’ (h’50’). Аналогично, Ь’ 10011001 + 1’ (99 + 1) даст нам Ь’10011010’ (h’9A’) вместо Ь’00000000’ + Ь’1’ (h’1 00’).

Из приведенных примеров можно увидеть, что если после инкрементирования какого-либо разряда BCD-числа он равен 10, то необходимо его обнулить, а к старшему разряду прибавить единицу. Воспользовавшись этим рассуждением, сформулируем перечень задач, которые должна выполнять наша программа:

1. Инкрементировать BCD-число по правилам обычной двоичной арифметики.

2. Если младший полубайт результата равен 10, прибавить к результату число 6.

3. Если старший полубайт результата равен 10, прибавить к нему число 6.