Лабораторная работа №3 сложение, вычитание. Логика

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Цель работы: изучение инструкций ADDWF, ANDWF, IORWF, XORWF, SUBWF, RRF, RLF, а также изменения содержания бит в регистре STATUS отрезультата выполнения предыдущей инструкции.Выполнение сложения, вычитания, умножения, деления и применение логических функций.

3.1 Краткие теоретические сведения и задания для внеаудиторной подготовки

В таблице 3.1 представлены логические функции, их таблицы истинности, условные обозначения и интерпретация на электрической схеме. Все логические операции выполняются поразрядно.

Таблица 3.1 –Логические функции Y=f(X1,X2)

Инструкция	Таблица истинности	Условное обозначение	Интерпретация на электрической схеме
Х1	Х2	Y
IORWF Функция OR (ИЛИ)				Х1 Y Х2	Х1   Х2 При замыкании любого контакта в цепи будет ток
ANDWF ФункцияAND (И)				Х1 Y Х2	X1 X2 Ток в цепи будет только при замыкании обоих контактов
XORWF Функция XOR (Исключи- тельно ИЛИ)				Х1 Y Х2	Ток в цепи будет только тогда, когда переключатели X1 и X2 будут в разном положении

Логическая функция ‘ИЛИ’ (‘OR’) может применяться для включения оборудования любой из двух кнопок, расположенными в разных местах помещения.

Логическая функция ‘И’ (‘AND’) может применяться в том случае, если оборудование должно включаться, при срабатывании (включении) обязательно двух контактов. Например, освещение в помещении автоматически включается при низкой освещенности и наличия в нем людей.

Логическая функция ‘Исключающее ИЛИ’ (‘XOR’) может применяться, например, для управления освещением длинного тоннеля. В разных концах тоннеля устанавливаются переключатели Х1 и Х2, имеющие нормально открытый и нормально закрытый контакты. С любого конца тоннеля, изменив положение переключателя, можно включить освещение, если оно было выключено или выключить – если оно было включено.

Задания для внеаудиторной подготовки

Изучите формат инструкций ADDWF, SUBWF, ANDWF, IORWF, XORWF, RRF, RLF, BTFSS и BTFSC по приложению Д.

Исходные данные и выполнение программы

Изучите программу 3.1, которая выполняет различные действия с двумя константами и выводит результаты работы в регистр REZ. Программа легче читается, если в инструкциях вместо адреса регистра писать его символьное имя. В лабораторной работе №2 мы уже писали в инструкциях вместо адресов РСН их имена: PORTC, TRISC, STATUS, W и присваивали символьные имена РОН, используя R1 EQU h’21’. Указатель EQU от equal (англ.) – одинаковый, равносильный.

В микроконтроллерах PIC16F87x операция вычитания выполняется как сложение в дополнительном коде. Ниже приведены простые примеры перевода вычитаемого в дополнительный код.

А) 8-10=-2

В двоичном виде: 00001000 – 00001010

Запишем 00001010 в инверсном коде: 11110101. Для получения дополнительного кода добавим 1. Получим 11110110.

+ 11110110

= 11111110

Результат выражен в дополнительном коде. Отнимем 1 от результата:

11111110 – 1=11111101. Инвертируем результат: 00000010=2.

Б) 10-8=2

Запишем 00001000 в дополнительном коде, произведя инвертирование и потом добавление 1: 11110111 + 1 = 11111000.

11111010 + 11111000 = 00000010 = 2, при этом отметим, что произошел перенос в 8-й разряд.

Задание: создать программу, позволяющую проверить результат применения инструкций логических операций и отследить реакцию содержимого разрядов 0-2 в регистре STATUS после выполнения предшествующей операции. Появление флагов (1) или их отсутствие (0) позволяет изменять работу программы при использовании инструкций BTFSS и BTFSC.

Программа 3.1.

Include <p16F877А.inc>; в этом файле описаны символьные имена РСН.

R1 EQU h'21'; R1 - символьное имя регистра по адресу h’21’.

R2 EQU h'22'; R2 - символьное имя регистра по адресу h’22’.

R3 EQU h'23'; R3 - имя регистра по адресу h’23’.

REZ EQU h'24'; REZ - имя регистра для записи результатов.

; Инструкции для настройки МК

ORG h'00'; следующая инструкция NOP будет записана по адресу h’00’.

NOP; пишется для настройки отладчика.

NOP

NOP

ORG h'05'; следующая инструкция CLRF запишется по адресу h’05’.

CLRF STATUS; очищаем регистр от мусора, выбираем нулевой банк.

; сохранить окно

BSF STATUS, 5; переходим в первый банк в нём регистр TRISC.

CLRF TRISC; настраиваем все биты PORTC на вывод данных.

BCF STATUS, 5; возвращаемся в нулевой банк.

; Рабочая часть программы. Ввод данных

MOVLW D'240'; запись константы в аккумулятор W.

MOVWF R1; запись содержимого W в регистр R1.

MOVLW D'130'; запись константы в аккумулятор W.

MOVWF R2; запись содержимого W в регистр R2.

MOVLW D'5'; запись константы в W.

MOVWF R3; запись содержимого W в регистр R3.

; сохранить окно

; Выполнение вычислений

MOVF R1, W; запись константы из R1 в регистр W.

SUBWF R2, W; вычитание W=R2-W=R2- R1.

MOVWF REZ; переслать содержимое W в регистр REZ.

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы из R2 в регистр W.

ADDWF R1, W; W=R2+W=R1+R2.

MOVWF REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; копируем содержимое R2 в W.

SUBWF R1, W; вычитание W=R1-W=R1-R2. Результат оставляем в W.

MOVWF REZ; переслать содержимое W в регистр REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы в регистр W из R2.

ADDWF R3, W; W=R3+W=R2+R3.

MOVWF REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы в регистр W из R2.

SUBWF R2, W

MOVWF REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы в регистр W из R2.

ANDWF R1, W; операция W=R1 AND W(R2), результат в W.

MOVWF REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы в регистр W из R2.

ORWF R1, W; операция W=R1 OR W(R2), результат в W.

MOVWF REZ

; сохранить окно

MOVF R2, W; запись константы в регистр W из R2.

XORWF R1, W; операция W=R1 XOR W(R2), результат в W.

MOVWF REZ

; сохранить окно

RRF R1,w;деление на 2 без очистки бита С регистра STATUS. После выполнения;сдвига вправо сдвигаемый бит 0 из регистра R1 переместился в бит С регистра STATUS, а;единица из бита С регистра STATUS добавилась слева к значению регистра R1 и;сохранилась в аккумуляторе W. Значение неверно.

MOVWF REZ

; сохранить окно

RLF R1,w; 240*2=480, произошло переполнение регистра, в нем осталось 480-256=224,;в бите С регистра STATUS появилась 1, чтобы операция деления выполнилась верно, надо;его обнулить

MOVWF REZ

; сохранить окно

BCF STATUS,C

RRF R1,w

MOVWF REZ

; сохранить окно

END; конец программы.

Данные для варианта возьмите из таблицы 3.2.

Т а б л и ц а 3.2 – Варианты задания

Оформление отчета по лабораторной работе

Отчет выполняется на группу по результатам выполнения лабораторной работы в режиме MPlabSim. В вордовском файле сохраняется текст программы и через PrtSc - характерное состояние регистров в окне при пошаговом выполнении программы. В этот же файл включается таблица 3.3, данные в которую записываются при пошаговом выполнении программы в режиме MPlabSim. Отчет в формате Word сохраняется в общей папке компьютерного класса. Защита производится на следующем занятии.

Т а б л и ц а 3.3 - Пример записи результатов работы команд

Создайте окно наблюдения для всех применяемых в программе регистров в необходимом формате чисел. Результаты работы всех операций с числами запишите в таблицу 3.2.

Выводы

3.4.1Для получения правильного применения инструкций RRF и RLF перед ее применением необходимо обнулить бит С в регистре STATUS.

3.4.2 Деление на 2 нечетных чисел выполняется с погрешностью.

3.5 Контрольные вопросы

1. Как определить с регистрами какого банка работает программа?

2. Что выполняет инструкция ADDWF R1,F и в какой регистр помещается результат ее выполнения?

3. Что выполнят инструкция SUBWF R2,F и в какой регистр помещается результат ее выполнения?

4. Что выполняет инструкция ANDWF R1,F и в какой регистр помещается результат ее выполнения?

5. Что выполняет инструкция IORWF R1,W и в какой регистр помещается результат ее выполнения?

6. Что выполняет инструкция XORWF R2,W и в какой регистр помещается результат ее выполнения?

7. Приведите инструкции установки и сброса бита.

8. Назначение директивы ORG h’05’.

9. Приведите таблицы истинности логических операций.

10. Назовите знакомые вам устройства, в которых применяются МК.

11. На какие части делится программа?

12. В каком банке находятся созданные в программе регистры R1, R2 и

REZ.

13. Какой результат мы увидим при сложении 230+60 в МК?

14. Какой результат мы увидим при вычитании 130-135 в МК?

15. Что надо делать, чтобы операции деления на 2 и умножения на 2

выполнялись верно?

Таймеры

Цель работы: изучение способов создания задержек выполнения следующей инструкции, в соответствии с реализацией управляющего алгоритма. Например, такие задержки нужны в цикле АПВ, в реализации алгоритмов АЧР и т.д.

4.1 Краткие теоретические сведения и задания для внеаудиторной подготовки

Реализацию пауз между следующими друг за другом инструкциями можно осуществить созданием таймеров на основе вложенных циклов и использования периферийных устройств микроконтроллера - таймеров: ТМR0, ТМR1 и ТМR2.

Задания для внеаудиторной подготовки

Изучите работу таймеров ТМR0, ТМR1 и ТМR2 и назначение регистра PCL по [11] и приложению Г, а также инструкции DECF.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте