通用io与第一个汇编程序【精选-ppt】

第六章 通用I/O与第一个汇编程序,主要内容 MC68HC908GP32的普通I/O 汇编程序编程框架 08汇编语言编译过程所涉及的文件 SD-HC08嵌入式MCU在线编程集成开发系统,嵌入式应用技术基础教程课件,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,所谓普通I/O，即基本的输入/输出，有时也称为并行I/O。作为普通输入引脚，MCU内部程序可以读取该引脚，知道该引脚是“1”（高电平）或“0”（低电平），即开关量输入。作为普通输出引脚，MCU内部程序向该引脚输出“1”（高电平）或“0”（低电平），即开关量输出。MC68HC908GP32单片机有5个普通I/O口，分别是A口、B口、C口、D口、E口。它们中的大部分具有双功能，本节仅讨论它们作为普通I/O功能时的编程方法。,嵌入式应用技术基础教程课件,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,A口的8根引脚与键盘中断模块的引脚复用，这里只讨论A口作为普通I/O口的功能。 （1）A口的寄存器 A口作为普通I/O口时，具有三个寄存器，它们是：A口数据方向寄存器（DDRA）、A口数据寄存器（PTA）、A口上拉电阻允许寄存器（PTAPUE）。 A口数据方向寄存器（Data Direction Register A，DDRA） A口数据方向寄存器（DDRA）的地址是：$0004，DDRA的第70位分别记为DDRA7DDRA0，这些位分别控制着A口引脚PTA7 PTA0是输入还是输出，若DDRAx=0，则引脚PTAx为输入，若DDRAx=1，则引脚PTAx为输出。复位时DDRA为$00。 记忆要点：数据方向寄存器的一位：0定义输入，1定义输出,6.1.1 A口,嵌入式应用技术基础教程课件,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,A口数据寄存器（PTA）的地址是：$0000，PTA的第70位分别记为PTA7PTA0。若A口的某一引脚PTAx被定义成输出，程序使A口数据寄存器PTA的相应位PTAx0，则引脚PTAx输出“低电平”；程序使PTAx1，则引脚PTAx输出“高电平”。若A口的某一引脚PTAx被定义成输入，程序通过读取A口数据寄存器PTA，获得输入情况，0表示输入为“低电平”，1表示输入为“高电平”。记忆要点： 输出时：数据寄存器的一位：0输出低电平 1输出高电平输入时：数据寄存器的一位：0代表外部输入低电平 1代表外部输入高电平,嵌入式应用技术基础教程课件, A口数据寄存器（Port A Data Register，PTA）,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,A口上拉电阻允许寄存器（PTAPUE）的地址是：$000D。PTAPUE的第70位分别记为PTAPUE7PTAPUE0。若A口的某一引脚PTAx 被定义成输入，则可通过置PTAPUE的相应位PTAPUEx为1来定义其内接上拉电阻，即引脚PTAx已经通过内部电阻与电源VDD相接，此时若引脚PTAx若通过开关接地，则开关闭合时为低电平。那么寄存器PTA的相应位PTAx=0，开关断开时为高电平，寄存器PTA的相应位PTAx=1，通过读取寄存器PTA获得开关状态。记忆要点： 在引脚被定义成输入时，可通过上拉电阻允许寄存器定义有无内部上拉电阻：0没有内部上拉电阻1有内部上拉电阻,嵌入式应用技术基础教程课件, A口上拉电阻允许寄存器（Port A Input Pullup Enable Register，PTAPUE）,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,下图给出了A口作为普通I/O使用时，一个外部引脚的相应内部逻辑电路框图。当DDRAx=1时，读地址$0000就是读PTAx。当DDRAx=0时，读地址$0000就是读引脚PTAx 电平。,嵌入式应用技术基础教程课件,（2）A口逻辑电路框图,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,B口的8根引脚与8路A/D转换模块的引脚复用，这里只讨论B口作为普通I/O口的功能。 （1）B口的寄存器 B口作为普通I/O口时，具有二个寄存器，它们是：B口数据方向寄存器（DDRB）和B口数据寄存器（PTB）。 B口数据方向寄存器（Data Direction Register B，DDRB） B口数据方向寄存器（DDRB）的地址是：$0005，DDRB的第70位分别记为DDRB7DDRB0，这些位分别控制着B口引脚PTB7PTB0是输入还是输出，若DDRBx=0，则引脚PTBx为输入，若DDRBx=1，则引脚PTBx为输出。复位时DDRB为$00。记忆要点：数据方向寄存器的一位：0定义输入，1定义输出,6.1.2 B口,嵌入式应用技术基础教程课件,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,B口数据寄存器（PTB）的地址是：$0001，PTB的第70位分别记为PTB7PTB0。若B口的某一引脚PTBx被定义成输出，程序使B口数据寄存器PTB的相应位PTBx0，则引脚PTBx输出“低电平”，程序使PTBx1，则引脚PTBx输出“高电平”。若B口的某一引脚PTBx被定义成输入，程序通过读取B口数据寄存器PTB，获得输入情况，0表示输入为“低电平”，1表示输入为“高电平”。注意：B口被定义成输入时，没有内部上拉电阻,嵌入式应用技术基础教程课件, B口数据寄存器（Port B Data Register，PTB）,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,下图给出了B口作为普通I/O使用时，一个外部引脚的相应内部逻辑电路框图。,嵌入式应用技术基础教程课件,（2）B口逻辑电路框图,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,6.1.3 C口、D口和E口,（1）C口 对44引脚的MC68HC908GP32芯片的C口只有7根引脚：PTC6 pinPTC0 pin，而40及42引脚的MC68HC908GP32芯片的C口只有5根引脚：PTC4 pinPTC0 pin。下面以44引脚的MC68HC908GP32芯片进行说明。C口只有普通I/O功能，它的内部逻辑结构框图与A口逻辑结构框图相同，只是其中的有关字母“A”改为字母“C”，地址作相应改变即可。它也具有三个寄存器，它们是：C口数据方向寄存器（DDRC）、C口数据寄存器（PTC）、C口上拉电阻允许寄存器（PTCPUE）。,嵌入式应用技术基础教程课件,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,C口数据方向寄存器（DDRC）的地址是：$0006，由于对应引脚只有7根，最高位没有意义。DDRC的第60位分别记为DDRC6DDRC0，这些位分别控制着C口引脚PTC6PTC0是输入还是输出，含义参考A口说明。复位时DDRC为$00。 C口数据寄存器（Port C Data Register，PTC）C口数据寄存器（PTC）的地址是：$0002，PTC的第60位分别记为PTC6PTC0。含义请类比A口、B口的相应说明。C口上拉电阻允许寄存器（Port C Input Pullup Enable Register，PTCPUE）C口上拉电阻允许寄存器（PTCPUE）的地址是：$000E。PTCPUE的第60位分别记为PTCPUE6PTAPUE0。含义请类比A口的相应说明。,嵌入式应用技术基础教程课件, C口数据方向寄存器（Data Direction Register C,DDRC）,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,对于40引脚的MC68HC908GP32芯片的D口只有6根引脚：PTD5PTD0。而42及44引脚的MC68HC908GP32芯片的D口有8根引脚：PTD7PTD0。下面以42及44引脚的MC68HC908GP32芯片进行说明。D口是I/O功能与其它特殊功能（SPI，TIM）复用口，这里只讨论它作为普通I/O口的功能。它的内部逻辑结构框图与A口逻辑结构框图相同，只是其中的有关字母“A”改为字母“D”，地址作相应改变即可。它也具有三个寄存器，它们是：D口数据方向寄存器（DDRD）、D口数据寄存器（PTD）、D口上拉电阻允许寄存器（PTDPUE）。,嵌入式应用技术基础教程课件,（2）D口,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,D口数据方向寄存器（DDRD）的地址是：$0007。DDRD的第70位分别记为DDRD7DDRD0，这些位分别控制着D口引脚PTD7PTD0是输入还是输出，含义参考A口说明。复位时DDRD为$00。 D口数据寄存器（Port D Data Register，PTD） D口数据寄存器（PTD）的地址是：$0003，PTD的第70位分别记为PTD7PTD0。含义请类比A口、B口的相应说明。D口上拉电阻允许寄存器（Port D Input Pullup Enable Register，PTDPUE） D口上拉电阻允许寄存器（PTDPUE）的地址是：$000F。PTDPUE的第70位分别记为PTDPUE7PTDPUE0。含义请类比A口的相应说明。,嵌入式应用技术基础教程课件, D口数据方向寄存器（Data Direction Register D,DDRD）,6.1 MC68HC908GP32的普通I/O,E口只有PTE1、PTE0引脚。它是I/O功能与串行通讯接口（SCI）复用口，这里只讨论它的普通I/O口功能。其内部逻辑结构框图与B口相同，只需将其中的有关字母“B”改为字母“E”，地址作相应改变即可。它有两个寄存器： E口数据方向寄存器（Data Direction Register E，DDRE）E口数据方向寄存器（DDRE）的地址是：$000C。DDRE只有低两位有用。DDRE的第1、0位分别记为DDRE1、DDRD0，这两位分别控制着E口引脚PTE1、PTE0是输入还是输出，含义参考B口说明。复位时DDRE为$00。 E口数据寄存器（Port E Data Register，PTE）E口数据寄存器（PTE）的地址是：$0008，PTE的第10位分别记为PTE1PTE0。含义请类比B口的相应说明。,嵌入式应用技术基础教程课件,（3）E口,返回,6.2 汇编程序编程框架,6.2.1 C口、D口和E口,（1）程序描述 给出程序名、硬件连接以及基本功能等描述，还可以给出编制者、编制时间等，若调试过程有新的体会，也可在此添加。 （2）头文件与有关常量命名 汇编语言也借用C语言中“头文件”的概念，将映像寄存器的地址定义在“头文件”中，程序直接使用寄存器地址所对应的“名称”。例如，有了“头文件”，对“D口数据寄存器”读出操作，可用“LDA PTD”取代“LDA $0003”，更容易理解。,嵌入式应用技术基础教程课件,6.2 汇编程序编程框架,6.2 汇编程序编程框架,如果程序中使用到内存变量，需在此定义。实际上，这里是对内存变量的声明，通常称为“开辟内存变量”，内存变量的初始化在主程序开始部分完成。第一个内存变量需用“ORG”语句定位，随后，按地址从小到大顺序存放。每个内存变量都有固定的内存地址。借用C语言术语，这里所开辟的所有内存变量都是“全局变量”。对应于C语言中的“局部变量”将在讲解子程序规范时说明。 （4）主程序 主程序一般包括初始化与主循环两大部分。初始化包括堆栈初始化、系统初始化、内存变量初始化、I/O端口初始化、中断初始化等。主循环是程序的工作循环，根据实际需要安排程序段，但一般不宜过长，建议不要超过200行，具体功能可通过调用子程序来实现，或由中断程序实现。不带操作系统的MCU程序总有一个主循环，表示程序周而复始地执行。,嵌入式应用技术基础教程课件,（3）内存变量,6.2 汇编程序编程框架,若有不单独存盘的子程序，建议放在此处。这样在主程序总循环的最后一个语句就可以看到这些子程序。建议不要超过3个，每个子程序不要超过200行。若有更多的子程序请单独存盘，单独测试。 （6）外部子程序 若程序使用独立存盘的子程序，可在此处使用“$include 子程序名”将其包含。注意，独立存盘的子程序必须与主程序在同一个目录中。 （7）中断向量 中断向量一般放在最后。复位向量地址内容为MCU上电后执行的程序地址，即主程序的第一个语句地址。,嵌入式应用技术基础教程课件,（5）内部直接调用子程序,6.2 汇编程序编程框架,第一个程序,嵌入式应用技术基础教程课件,6.2.2 第一个可执行的08汇编程序,返回,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,（1）头源文件（.H） 这是借用C语言中的概念，利用.H文件，存放 MCU的映像寄存器地址、定义常量等。GP32ASM.H是包含MC68HC908GP32的映像寄存器地址的汇编语言头文件。使用08系列MCU的任何一种型号，均可拷贝此文件，并参考用户手册进行少量修改，获得相应芯片的映像寄存器地址的头文件。 在嵌入式应用系统的实际开发中，建议采用面向“实际对象”的编程方式，可以使程序结构更清晰，移植性更强。例如，上一节给出的实例程序是使一盏小灯闪烁，小灯是接在PTA口的第1脚，程序中包含定义（见下页）,嵌入式应用技术基础教程课件,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,*指示灯所接引脚定义 Light_P equ PTA ;灯(Light)接在PTA口 Light_D equ DDRA ;相应的方向寄存器 Light_Pin equ 1 ;所在的引脚 这样，点亮小灯的程序是： BCLR Light_Pin,Light_P 熄灭小灯的程序是： BSET Light_Pin,Light_P 若把小灯接在PTB口的第2脚，只要作如下变动： *指示灯所接引脚定义 Light_P equ PTB ;灯(Light)接在PTB口 Light_D equ DDRB ;相应的方向寄存器 Light_Pin equ 2 ;所在的引脚 而小灯闪烁的主程序无需改变。实际对象所在引脚的定义，可集中或分类放在相应的头文件（.H）中，硬件变动，只要更改头文件中引脚定义就可以了，增强了程序的通用性。,嵌入式应用技术基础教程课件,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,源程序文件，后缀名为ASM。可以使用一般的文本编辑软件编辑，以ASCII形式存盘。5.5.1节已经对08汇编源程序格式作了说明，上一节给出了实例，关键是注意程序的书写规范。 （3）目标代码文件（.S19） 源程序文件经08编译器编译后可以获得目标代码文件（.S19），它是Motorola MCU的机器码文件，将其下载到MCU内部Flash存储器之后，MCU执行这些机器码。 目标代码文件（.S19）是以S记录格式表示的机器码文件。S记录格式是Motorola公司的十六进制目标代码文件，它将目标程序和数据以可打印的ASCII码格式表示，可直接显示和打印。目标文件由若干行S记录构成，每行S记录可以用CR/LF/NUL结尾。一行S记录由下列五部分组成：,嵌入式应用技术基础教程课件,（2）源程序文件（.ASM）,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,表示S记录的类型。共有8种记录类型S0、S1、S2、S3、S5、S6、S8、S9。它们是为了满足不同的编码、传送方式以及解码的需求。ASM08编译器只使用S1、S9两种类型构成目标文件。S1该记录包含程序/数据以及2字节存储其程序/数据的存储器首地址。S9S1记录的结束记录。该记录没有程序/数据部分。地址部分可包含控制将转向的2字节地址，如果不指定，则为第一次使用的入口地址。 记录长度表示该记录行中字符对的数目，不包括类型和记录长度。 地址它可以是2个字节、3个字节或4个字节，取决于记录类型。S1记录、S9记录均是2个字节。它表示其后的编码/数据部分将要装入的存储器起始地址。 编码/数据就是实际的目标程序或数据，这一部分将被下载到单片机的程序存储器并运行。其字节数由“记录长度”域的实际数值决定。 校验和为1个字节，它是“记录长度”、“地址”、“编码/数据”三个部分所有字符之和的反码的低8位。供装入单片机时校验之用。,嵌入式应用技术基础教程课件, 类型,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,S11380009B45023F94CD802E1204120013006EFA99S113801040CD80253B40FA12006EFA40CD80253BCES113802040FACC800C87A6C89D9D4BFC868187A610S113803001B71EA63DB71F3F366E01366E01386E7ES11380402C396E803A6E013B1A361E3718368681FBS105FFFE80007DS9030000FC第一行S11380009B45023F94CD802E1204120013006EFA99的前两个符号S1表示这一行是S1记录，其后的“13”是十六进制数$13，等于十进制数的19，表示在这一行中其后有19个字节的数据，包括2个字节的地址8000、16个字节的编码/数据：9B45023F94CD802E1204120013006EFA，最后一个字节99为校验和，大家可验证。,嵌入式应用技术基础教程课件,范例程序经编译后得到的目标文件：,6.3 08汇编语言编译过程所涉及的文件,编译过程还将产生列表文件（.LST）。列表文件包含地址、目标代码、行号、源程序等信息，该文件对用户很有帮助，它可以使用户清晰地看到程序代码的编译情况。列表文件的文件名与源程序的文件名相同，只是扩展名不同 。下图给出了上节实例程序的.LST文件的片段 。,嵌入式应用技术基础教程课件,（4）列表文件（.LST）,返回,6.4 SD-HC08嵌入式MCU在线编程集成开发系统,6.4 SD-HC08嵌入式MCU在线编程集成开发系统,6.4.1 硬件系统说明 （1）总体结构布局 实验板硬件部分主要由MC68HC908GP32芯片及外围电路、LCD、键盘、模块化电源、串行口驱动电路、IC插线及其它元件扩展槽、输出开关量接线排、输入开关量接线排等部分组成，其主要作用是通过MC68HC908GP32芯片的监控程序和PC机进行通信，完成芯片程序的写入、运行、断点调试。,嵌入式应用技术基础教程课件,6.4 SD-HC08嵌入式MCU在线编程集成开发系统,系统的硬件布局框图：,嵌入式应用技术基础教程课件,6.4 SD-HC08嵌入式MCU在线编程集成开发系统, 将实验开发板的串行口通过串行通信线与PC机的串行口1或2连接。 接通实验开发