Estructura de un programa en ensamblador (página 2)

    Las etiquetas se
sitúan a la izquierda de las instrucciones y sirven para
agrupar fragmentos de código.
Estos fragmentos pueden ser de dos tipos:

• El primer tipo no es un fragmento tal
  cual, si no que es un punto del programa al que podremos
  saltar de manera incondicional a través de la
  instrucción adecuada.

• El segundo tipo es denominado
  subrutina. Este empieza con una etiqueta y acaba con la
  instrucción RETURN o RETLW, que veremos más
  adelante.

    Deberemos tener en
cuenta:

• La etiqueta es el primer campo en una
  línea en lenguaje ensamblador y puede no
  existir.

• Si una etiqueta está presente,
  el ensamblador la define como el equivalente a la
  dirección del primer byte correspondiente a esa
  instrucción.

• Esta etiqueta puede volver a usarse en
  otro lugar pero como operando de una instrucción. El
  ensamblador reemplazará ésta etiqueta por el
  valor de cuando fue creada. Se usan frecuentemente en las
  instrucciones de salto.

• No puede existir más de una
  etiqueta en la primera columna o primer campo de
  instrucción.

• No pueden usarse como nombres de
  etiquetas a palabras ya reservadas por el ensamblador ( ORG,
  EQU, etc.) o nombres de instrucciones ( movlw, call, nop,
  etc.)

    Ejemplo:

DATO EQU 05h

INICIO movlw DATO

goto INICIO

    La
instrucción goto INICIO causa que la dirección de la instrucción con la
etiqueta INICIO (movlw) se cargue en el PC (Contador de
Programa). Por lo tanto ésta instrucción
será luego ejecutada.

    No se permite el
uso de números o caracteres no alfabéticos como
primera letra de la etiqueta. Como regla práctica: usar
siempre letras, y en mayúscula, al menos la
primera.

    Ejemplos:

TABLA2X2 Perrmitido

+PESO NO permitido!

=>SALIDA NO permitido!

-SALTO NO permitido!

5ALFA NO permitido!

Dato1 Permitido

Dato2 Permitido

Loop_A Permitido

Operandos y direcciones

    Los ensambladores
permiten elegir con libertad el
tipo de elemento a colocar en el campo de operando o
dirección.

Sistemas de
numeración

    Los ensambladores
aceptan números Hexadecimales, octales, binarios o
decimal. Esta es la forma de representarlos:

Hexadecimal:

0A00h

$0A00

Binario:

%01001011

B'00100101'

01011010b

Octal:

@123

123Q

Decimal:

D'250'

.250

    Ejemplo:

movlw .100

    Significa: "mover
el número literal 100 en decimal al registro de
trabajo
W"

    Ya hemos indicado
que MPLAB es el entorno de desarrollo de
Microchip e incluye el ensamblador
MPASM, para obtener información sobre la convención
utilizada por este ver MPASM, el ensamblador de
Microchip

Nombres

    Los nombres pueden
aparecer en el campo de operando; éstos son tratados como el
dato que representan (Ver directiva EQU).

Códigos de caracteres

Algunos ensambladores permiten el uso de
caracteres en ASCII. Por
ejemplo:

data "hola 1,2,3" ;cadena de
caracteres

data 'N' ;carácter sencillo

CHAR equ 't'

movlw 'R'

Expresiones
lógicas y aritméticas

    Los ensambladores
permiten conbinaciones de datos con
operandos especiales, aritméticos o lógicos.
Éstos operandos se llaman expresiones.

    Por
ejemplo:

REG1 EQU 05h

VALOR EQU 20h

movlw VALOR+2

addwf REG1,1

addwf REG1+1,1

    En estos caso el
compilador utilizará el resultado de sumar (VALOR+2) o
(REG+1) como operando.

Directivas del
ensamblador

    Las instrucciones
que podemos utilizar con un dispositivo son las que proporciona
el fabricante para su producto y que
forman parte del llamado "repertorio de instrucciones".
Pero al utilizar un programa
ensamblador podemos introducir además instrucciones o
comando que proporciona el propio ensamblador. Estos comandos
generalmente se utilizan para simplificar la tarea de programar,
y reciben el nombre de directivas.

    Por lo tanto las
directivas no se traducen directamente a instrucciones del
lenguaje
máquina sino que asignan al programa ciertas áreas
de memoria, definen
símbolos, designan áreas de RAM para almacenamiento de
datos temporales, colocan tablas o datos constantes en memoria y
permiten referencias a otros programas.

    Las directivas se
utilizan como comandos escritos en el código fuente para
realizar un control directo o
ahorrar tiempo a la
hora de ensamblar. El resultado de incorporar directivas se puede
ver en el fichero *.LST, después de ensamblar el
programa.

    Para usar
éstas directivas o pseudo-operandos, el programador las
coloca en el campo del código de operación, y, si
lo requiere la directiva, una dirección o dato en el campo
de dirección.

    Hay que aclarar que
las instrucciones de los PIC's son únicas y que no hay
nada mas, por ejemplo en el PIC16F84A son sólo 35 (ver
instrucciones del PIC16F84A). Esto debe tenerse claro porque
cuando se comienza con el ensamblador pueden confundirse un poco
las propias instrucciones de los PIC's con las directivas propias
del ensamblador.

    A
continuación se exponen las más
relevantes.

Directiva EQU

    El nombre viene de
la palabra "equal", (igual)". La directiva EQU permite al
programador "igualar" nombres personalizados a datos o
direcciones. Los nombres utilizados se refieren generalmente a
direcciones de dispositivos, datos numéricos, direcciones
de comienzo, direcciones fijas, posiciones de bits, etc. Un
nombre es más descriptivo que una simple dirección
y la tarea de programar se hará mucho más sencilla.
También podemos asignar un nombre a una instrucción
que repitamos varias veces a lo largo de un algoritmo, de
manera que sea mucho más sencilla la programación. A estos nombre que asignamos
mediante esta directiva se les denomina constantes, ya que el
registro al que apuntan no variará durante el
programa

    Ejemplos:

temp equ 12

DATO EQU 22

PORT_A EQU 5

START EQU 0

CARRY EQU 3

TIEMPO EQU 5

Bank_1 EQU BSF STATUS,RP0

    Estas líneas
también pueden están incluidas en un archivo aparte al
ASM (véase directiva INCLUDE).

    No siempre es
necesario que con esta directiva se igualen posiciones de memoria
a las etiquetas, ya que podemos poner nombres a datos. Podemos
definir una equivalencia con el nombre de otra equivalencia ya
definida y rtealizar operaciones
matemáticas. Por ejemplo, podemos calcular
la frecuencia del ciclo máquina a partir de la frecuencia
de reloj con la finalidad de emplearla para hacer otros
cálculos de la manera que se describe a
continuación:

PORT_B EQU PORT_A+1

PORT_C EQU PORT_A+2

FIN EQU START+100

FIN2 EQU START+200

clockrate EQU .4000000 ;frecuencia del
cristal

fclk EQU clockrate/4 ;frecuencia del reloj
interno

    El valor del
operando debe estar ya definido anteriormente, sino el compilador
entregará un error.

    Además de
esto, podemos igualar a las etiquetas cualquier otro tipo de
valores que
usemos, como, por ejemplo, el cero y el 1 en el bit de
destino:

W EQU 0

F EQU 1

    Con esto
último, cuando usemos una instrucciónen donde
debamos especificar donde se almacenará el resultado, en
w o en un registro, en lugar de escribir :

• 1: para que el resultado se almacene en
  f.

• 0: para que el resultado se almacene en
  w.

    Pondremos:

• F: para que el resultado se almacene en
  f.

• W: para que el resultado se almacene en
  w.

    Generalmente esto
último no será necesario realizarlo, siempre que
incluyamos el fichero "INC" correspondiente al PIC con el que
estemos trabajando (véase directiva INCLUDE).

Directiva ORG

    Esta directiva dice
al ensamblador a partir de que posición de memoria de
programa se situarán las siguientes instrucciones. Rutinas
de comienzo, subrutinas de interrupción y otros programas
deben comenzar en locaciones de memoria fijados por la estructura del
microcontrolador. Recordemos que el 16F84 sólo tiene 1024
posiciones de memoria flash para
código.

    La directiva ORG
hace al compilador colocar el código que le sigue en una
nueva dirección de memoria (la salida del compilador no
solo coloca los códigos de operación sino
también las direcciones de cada instrucción del
programa). Usualmente se la utiliza para: reset, programas de
servicios de
interrupción, programa principal, subrutinas.

    Ejemplos:

    1) Inicia el
programa en la posición cero:

ORG 0x00

    2) Inicia el
programa en la posición 0000h y luego pasa a la 0005h para
no utilizar la posición del vector de interrupción
(0004 h)

ORG 0x00 ; El programa comienza en la
dirección 0 y

GOTO inicio ; salta a la dirección 5
para sobrepasar

ORG 0x05 ; el vector de
interrupción, situado en la posición 4

Inicio xxx…

    3) Inicia el
programa en la posición 0000h y luego pasa a la 0005h para
no utilizar la posición del vector de interrupción
(0004 h). Si se produce una interrupción se pasa a la
posición interr. Las subrutinas comienzan a partir
de la dirección 0300h.

ORG 00h ;vector de reset

goto inicializa

ORG 04h ;vector de
interrupción

goto interr

ORG 05h

inicializa movlw 08h ;aquí comienza
el programa

..

ORG 300h ;subrutinas

Subrutina1

.

return

Subrutina2

.

return

Directiva #INCLUDE

    Esta directiva
indica que archivos
deberán tomarse en cuenta a la hora de compilar el
código. Normalmente se usa para incluir el archivo de PIC
que el ensamblador tiene entre sus archivos, con el cual el
compilador será capaz de reconocer todos los registros
especiales y sus bits. Su uso nos recordará al #include
del lenguaje C. Esta
línea debe colocarse al principio, y tiene la siguiente
sintaxis:

#INCLUDE ; Lista de etiquetas de
microchip

    En ciertas
ocasiones gran cantidad errores son debidos a que el nombre del
archivo puesto entre comillas no se escribe
correctamente.

    Si utilizamos
MPLAB, un entorno de desarrollo que proporciona gratuitamente
Microchip, dispondermos de los archivos con extension .INC
para cada uno de los PIC desarrollados hasta la aparición
de la versión de MPLAB que utilicemos. En estos
archivos se definen todos los registros así como otros
elementos de acuerdo al microcontrolador que estemos
utilizando.

    También
podemos crear nuestros propios archivos "INC" con funciones,
definiciones y subrutinas que utilicemos a menudo en nuestro
código para evitar tener que copiarlas cada
vez.

    El archivo
P16F84A.INC que viene con MPLAB contiene definiciones de
registros, bits y bits de configuración. Los archivos INC
pueden verse con cualquier editor de texto pero no
se recomienda modificarlos, para no perder compatibilidad con
programas desarrollados por otros.

    Utilizar el
INC del PIC que estamos utilizando en nuestro programa no
es obligatorio, y podemos omitirlo, pero a cambio
tendremos que definir los nombres de los registros que usemos o
bien llamarlos por su posición de memoria.

    Esto puede a la
larga ser problemático de manera que se recomienda
utilizar los archivos INC correspondientes al PIC que
utilicemos porque además de facilitar la creación
del programa al no tener que recordar las direcciones reales de
los registros también se facilita el paso de un programa
diseñado para un microcontrolador hacia otro
distinto.

    Si utilizamos las
posiciones de memoria con la dirección real, podemos hacer
incompatibles las operaciones entre registros. Por ejemplo, CLRF
0x05, borra el registro ubicado en esa direccion, que no es ni
mas ni menos que el PORTA (Puerto A) en el PIC16F84A. Pues bien,
si queremos actualizarnos a otro microcontrolador pero resulta
que en este el registro 0x05 tiene otra función
nos será mucho mas dificil actualizar el programa. Ahora
bien, si hubiésemos utilizado CLRF PORTA, y el .INC
correspondiente al nuevo microcontrolador ya se ocupará el
ensamblador de realizar las correspondencias.

    Y por supuesto
siempre será mas fácil recordar PORTA que no
0x05.

    También
permite incluir otros programas. Por ejemplo:

#INCLUDE "DISPLAY.ASM"

    Esto le dice al
compilador que incluya el código que se encuentra en el
archivo DISPLAYY.ASM como si fuese parte del propio programa.
Esto es muy util para reutilizar códigos realizados con
anterioridad.

Directiva LIST

    Este comando sirve
para que el compilador tenga en cuenta sobre qué procesador se
está trabajando. Este comando debe estar en todo proyecto, situado
debajo del "include", con la siguiente sintaxis.

LIST P=PIC16F84A

Directiva END

    Al igual que las
dos anteriores, esta debe ir incluida una sola vez en todo el
programa. En concreto, esta
debe situarse al final, para indicar al ensamblador que el
programa ha finalizado. Esta siempre debe estar presente, aunque
el flujo de nuestro programa acabe en un bucle.

Directiva #DEFINE

    #DEFINE es una
directiva muy util. Define se usa para crear pequeñas
macros. Con
estas macros podremos poner nombres a pequeños fragmentos
de código que nos facilitarán la realización
y comprensión del algoritmo.

Por ejemplo, podremos poner nombres a
bits.

#define CERO STATUS,2

    Así, en vez
de tener que llamar al bit por un numero y un registro, podremos
usar directamente la palabra CERO.

#define CINCO 5

    Cada vez que se
utilice la palabra CINCO será reemplazada en el
momento de la compilación por el número
5.

    Otro ejemplo muy
práctico es el de poner nombre a un fragmento de
código usado frecuentemente. Este fragmento de
código, puede ser por ejemplo, el que conmuta entre los
dos bancos.

BSF OPTION,RP0

BCF OPTION,RP0

    Como cambiamos
varias veces de banco a lo largo
de un algoritmo, puede resultar más práctico
ponerle un nombre.

#define BANCO1 BSF OPTION,RP0

#define BANCO0 BCF OPTION,RP0

    De este modo
bastará con poner BANCO1 o BANCO0 para conmutar entre los
dos bancos de memoria de manera que cada vez que se utilice la
palabra BANCO1, en realidad se estará utilizando la
instrucción BSF STATUS,RPO

    En el siguiente
ejemplo:

#define salida PORTA,3

    No tendremos
necesidad de recordar cual era la patilla de salida, sino que
solo lo mencionaremos como salida. Cada vez que aparezca
la palabra salida en el código, ésta
será interpretada como PORTA,1 que es una
instrucción válida. Podemos ponerlo a cero con la
instrucción.

BCF salida

    En vez de tener que
poner.

BCF PORTA,3

    Una cosa a tener en
cuenta es que con la directiva INCLUDE, podemos prescindir del
carácter almohadilla (#), pero en el caso de la directiva
DEFINE, no.

    Esta directiva es
muy util porque hace el código más fácil de
leer y entender.

Directiva TITLE

    Esta directiva no
sirve de mucho, pero será útil para aquellos que
quieran que el compilador tenga en cuenta el título que le
ha puesto a su código. Tiene la siguiente
sintaxis:

TITTLE "Nombre del
código"

    Este nombre
aparecerá en los archivos .lst (listados) que cree el
compilador.

Directivas IF…ELSE…ENDIF

    Algunos
ensambladores permiten incluir o excluir partes del programa
dependiendo de condiciones que existan en el tiempo de
compilación.

    La forma
típica es:

IF CONDICION

.

ELSE

.

ENDIF

Ejemplo:

SINK EQU 1 ; (cambiar por 0 en caso
necesario)

IF SINK=1

BCF PORTA,0

ELSE

BSF PORTA,0

ENDIF

    En este caso el
valor de SINK hará que el compilador utilice
distintas instrucciones de código.

    Si la
condición es verdadera en el tiempo de compilación,
las instrucciones que están entre IF y ELSE se
incluirán en el programa. Si la condición es falsa
se incluirán en el programa las instrucciones entre ELSE y
ENDIF.

    Los usos
típicos son:

• Para incluir o excluir variables
  extras

• Para incluir código de
  diagnóstico en condiciones de testeo
  (DEBUG).

• Para permitir datos de distintos
  tamaños.

    Desgraciadamente,
el ensamblado condicional, tiende a complicar la lectura del
programa, por lo tanto, sólo debemos utilizarlo si es
necesario.

Directiva MACRO

    Esta directiva
resulta muy potente y a diferencia de la directiva #define se
pueden crear macros más extensas, lo que nos
evitará tener que ejecutar reiteradamente fragmentos de
código idénticos. Cuando una macro es invocada,
esta es copiada por el ensamblador en el lugar de la
invocación dentro del código fuente. La macro se
declara con la directiva MACRO, y termina con la directiva
ENDM.

    Creación de
una macro denominada activar:

activar macro

CLRF PORTA

BSF PORTB,2

endm

    Hemos creado una
macro llamada activar de manera que en nuestro
código cada vez que pongamos la palabra activar, el
ensamblador la reemplazará por CLRF PORTA… etc.
hasta el final de la macro que termina con la directiva
ENDM (fin macro).

    Las macros permiten
asignar un nombre a una secuencia de instrucciones de manera que
son útiles cuando ocurren secuencias de instrucciones
repetitivas. Luego se utiliza el nombre de la macro en el
programa como si se usara la secuencia de instrucciones
anterior.

    Las macros no son
lo mismo que las subrutinas. El código de las subrutinas
aparece una sola vez en un programa y la ejecución del
programa salta a la subrutina. En cambio, el ensamblador
reemplaza cada aparición del nombre de la macro con la
secuencia especificada de instrucciones. Por consiguiente la
ejecución del programa no salta a la macro como una
subrutina.

    Ejemplo:

    Archivo
"MULX10.ASM"

    Archivo
"EJEMPLO1.ASM":

    Si ensamblamos
"EJEMPLO1.ASM" notaremos que el listado final (EJEMPLO.LST) queda
de la siguiente forma:

Problemas con las
MACROS

    Con las macros se
puede trabajar rápidamente, pero pueden resultaer poco
eficientes. Veamos un error muy común al utilizar macros,
en este caso se utiliza una macro denominada MOVFF:

MULX10 MACRO ;comienzo de la
macro

MOVF AUX1,W ;Mueve contenido de un registro
a otro

MOVWF AUX2 ;a través del
acumulador

ENDM ;fin de la macro

    Porción de
código:

MOVLW .1 ;TEMP=1

MOVWF TEMP

DECF TEMP,F ;Z se va a 1

BTFSS STATUS,Z ;salta si o si

MOVFF AUX1,AUX2 ;Macro

MOVWF PORTA

; …

    En la línea
de la macro está el error porque los saltos (BTFSS) no
pueden saltar macros. Las macros están compuestas por
más de una instrucción, y el salto se
producirá dentro de la misma.

    El código
anterior con la macro incrustada sería:

MOVLW .1 ;TEMP=1

MOVWF TEMP

DECF TEMP,F ;Z se va a 1

BTFSS STATUS,Z ;salta si o si

MOVF AUX1,W ;líneas de anterior
macro

MOVWF AUX2 ;

MOVWF PORTA

; …

    Otro tema
importante, que se ilustra en este ejemplo, es que las macros
pueden modificar registros (en este caso W) de forma que el
programador podría no tener en cuenta.

    En el ejemplo
anterior, PORTA se debería cargar con 1, que aparentemente
era el valor de W, pero la macro lo ha modificado, lo que resulta
en otro error.

Ejemplos de macros

;
************************************************************

; macros.asm ;

; "MACROS para 16F84" ;

;
************************************************************

callz macro subbrutina

btfsc STATUS,Z

call subrutina

endm

callnz macro subrutina

btfss STATUS,Z

call subrutina

endm

movff macro f2,f1 ;(atención, se destruye W)

movf f1,w

movwf f2

endm

movlf macro file,literal ;(atención,
se destruye W)

movlw literal

movwf file

endm

;Atención, para usar estas macros ya
debe estar activo el banco 1

CONF_PORTA macro dato

movlw dato

movwf TRISA

endm

CONF_PORTB macro dato

movlw dato

movwf TRISB

endm

;configurar Option Register:

CONF_OPTION macro dato

movlw dato

movwf OPTION_REG

endm

;configurar el registro de
interrupciones:

CONF_INTCON macro dato

movlw dato

movwf INTCON

endm

SET_BANK_0 macro

BCF STATUS,RP0

endm

SET_BANK_1 macro

BSF STATUS,RP0

endm

;enable y disable all the mascarable
interrupts (16F84):

EI macro

bsf INTCON,GIE

endm

DI macro

bcf INTCON,GIE

endm

#define iEnable EI

#define iDisable DI

;arrancar el timer:

RESET_TIMER macro

bcf INTCON,T0IF

endm

; inicializar timer antes de hacer
RESET_TIMER para que arranque.

INIT_TIMER macro dato

movlw dato

movwf TMR0

endm

jmp macro salto

goto salto

endm

ret macro

return

endm

;Complemento a 1 de W:

comw macro

xorlw 0xff

endm

;Instrucciones de salto tipo Z80

jz macro _salto ;salta si zero

btfsc STATUS,Z

goto _salto

endm

jnz macro _salto ;salta si no
zero

btfss STATUS,Z

goto _salto

endm

jc macro _salto ;salta si carry

btfsc STATUS,C

goto _salto

endm

jnc macro _salto ;salta si no
carry

btfss STATUS,C

goto _salto

endm

;
************************************************************

; FIN

;
************************************************************

Ante cualquier duda ó consulta
dirigirse a la página del colegio donde dicto el curso
gratis de Microcontroladores PIC:
www.emfp5donbosco.com.ar

Autor:

Omar Alejandro Palermo

Profesor – Escuela Municipal
N° 5 Don Bosco – Mar del Plata