Разработка алгоритмов работы и программного обеспечения микропроцессорных вычислительных устройств

Разработка алгоритмов работы и программного обеспечения микропроцессорных вычислительных устройств

Задание

программный обеспечение макрос регистр

Написать программное обеспечение на языке ассемблер для AVR-МК ATmega16, которое бы позволяло осуществлять вычисление функции:

,

где  - число из множества целых чисел в диапазоне [0, 250];

 - число из множества целых чисел в диапазоне [0, 100];

 - число из множества целых чисел в диапазоне [0, 40000];

Значение функции  после вычисления должно сохраняться в любых ячейках пользовательского ОЗУ.

Вычисление функции  оформить в виде макроса. Входными параметрами макроса должны быть числа , ,  и адрес ОЗУ для сохранения значения функции.

В программе поочередно вызвать макрос для вычисления значений функции  для входных аргументов:

) ;

) ;

) .

Адреса ячеек ОЗУ для  задать самостоятельно и указать в пояснительной записке.

Копии экранов с окнами среды AVR Studio, отображающими размещение исходных данных и полученных результатов в ОЗУ, привести в пояснительной записке.

Вычисление «вручную»

1.        ; ; ;

Перевод целой части числа заключается в последовательном делении на основание системы на которую осуществляется перевод, до тех пор, пока результат частного деления не станет меньше основания системы с записью в обратном порядке частных остатков от делений.

/2 (0) = 50/2 (0) = 25/2 (1) = 12/2 (0) = 6/2 (0) = 3/2 (1) = 1/2 (1);

.

250/2 (0) = 125/2 (1) = 62/2 (0) = 31/ 2 (1) = 15/2 (1) = 7/2 (1) = 3/2 (1) = 1/2 (1);

Перемножим

Проверка условия ;

Вычисление  = .

2.        ; ; ;

10/2 (0) = 5/2 (1) = 2/2 (0) = ½ (1);

Перемножим

Проверка условия ;

Вычисление  =  .

Воспользовались правилом переноса со старших разрядов, правилом вычитания 10 - 1 = 1.

3.        ; ; ;

/2 (0) = 35/2 (1) = 17/2 (1) = 8/2 (0) = 4/2 (0) = 2/2 (0) = ½ (1);

50/2 (0) = 25/2 (1) = 12/2 (0) = 6/2 (0) = 3/2 (1) = ½ (1);

Перемножим

Проверка условия ;

Вычисление  =  .

Исходный код программы

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

;* Д/З                                                                                     *

;* Версия:  1.0                                                             *

;* Дата:      17.05.2014                                                *

;* Автор:    Момот О.А.                                              *

;* МК:                 ATmega16                                       *

;* Fтакт:     10МГц                                                      *

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

; // Псевдокоманды управления

.DEVICE ATmega16;                                                  // Выбор устройства

.NOLIST;                                                                                        // Выключение листинга

.INCLUDE "m16def.inc";                                            // Присоединение файла описаний

.LIST;                                                                                    // Включение листинга

.DEF temp = R21;                                                       // Определение главного рабочего регистра

.DEF valueK = R23;                                                    // Определение регистра для значения K

.DEF valueX = R24;                                                    // Определение регистра для значения X

.DEF valueBLow = R25;                                             // Определение регистра для значения B (младшего б.)

.DEF valueBHigh = R26;                                             // Определение регистра для значения B (старшего б.)

.DEF valueYLow = R27;                                             // Определение регистра для значения Y (младшего б.)

.DEF valueYHigh = R28;                                             // Определение регистра для значения Y (старшего б.)

.DEF valueYHighHigh = R29;                                     // Определение регистра для значения Y (старшего б. R28)

; // Начало макроса operationY

.MACRO operationY;

mul valueK, valueX;                                                              // k*xR1, valueBHigh;                                                           // Сравнение R1, valueBHighvariantTwo;                                                                 // Если k*x = bR1, valueBHigh;                                                               // Сравнение R1, valueBHigh

brmi variantOne;                                                          // Если k*x < bvariantTwoO;                                                         // Если k*x > b

; // Вариант k*x <= b:valueBLow, R0;                                 // Сложение valueBLow, R0valueBHigh, R1;                                   // Сложение valueBHigh, R1valueYLow, valueBLow;                                     // Копирование valueYLow = valueBLowvalueYHigh, valueBHigh;                                     // Копирование valueYHigh = valueBHigh

; // Вариант k*x > b:R0, valueBLow;                                   // Сравнение R0, valueBLowvariantTwoO;                                   // Если + переходvariantOne;                                                         // Если - переход:                                               // Метка variantTwoOR0, valueBlow;                              // Вычитание R0 - valueBLowR1, valueBHigh;                                      // Вычитание R1 - valueBHighvalueYLow, R0;                             // Копирование valueYLow = R0valueYHigh, R1;                                    // Копирование valueYHigh = R1

rjmp outMacro;                                         // Переход на метку outMacro

; // Метка outMacro:

; // Конец макроса operationY

.ENDMACRO;

; // Определим значения операторов макроса @0 - адрес ячейки ОЗУ для valueYLow,

;                                              @1 - адрес ячейки ОЗУ для valueYHigh,

;                                       @2 - адрес ячейки ОЗУ для valueYHighHigh.

; // Начало макроса outValues

.MACRO outValues;@0, valueYLow;                                                              // Загрузка @0 = valueYLow @1, valueYHigh;                                                         // Загрузка @1 = valueYHighvalueYLow;                                                                           // Очистка valueYLowvalueYHigh;                                                                           // Очистка valueYHigh

; // Конец макроса

.ENDMACRO;

; // Определим значения операторов макроса @0 - значение для valueK,

;                                          @1 - значение для valueX,

;                                          @2 - значение для valueBLow,

;                                          @3 - значение для valueBHigh.

; // Начало макроса ldiRegister

.MACRO ldiRegistervalueK, @0;                                                            // Загрузка valueK = @0valueX, @1;                                                               // Загрузка valueX = @1valueBLow, Low(@2);                                                     // Загрузка valueBLow = @2valueBHigh, High(@2);                                          // Загрузка valueBHigh = @3

; // Конец макроса

.ENDMACRO;

; // Начало программного сегмента

.CSEG;                                                                                  // Выбор сегмента программного кода

.ORG 0;                                                                                 // Установка текущего адреса в ноль

; // Инициализация стекаtemp, Low(RAMEND);                                                               // Установка младшего б. указателя стека

out SPL, temp;                                                                      // Запись в SPL = temp

ldi temp, High(RAMEND);                                                             // Установка старшего б. указателя стека

out SPH, temp;                                                                      // Запись в SPH = temp

; // Вызов макроса ldiRegister100, 10, 2500;                                                   // k = 1000, x = 10, b = 2500

; // Вызов макроса operationY;

; // Вызов макроса out Values$60, $61;

; // Холостая команда;

; // Вызов макроса ldiRegister1, 100, 10;                                                         // k = 1, x = 100, b = 10

; // Вызов макроса operationY;

; // Вызов макроса out Values$63, $64;

; // Холостая команда

nop;

; // Вызов макроса ldiRegister

ldiRegister 70, 2, 50;                                                             // k = 70, x = 2, b = 50

; // Вызов макроса operationY;

; // Вызов макроса out Values$66, $67;

; // Холостая команда

nop;

; // Конец компиляции

.EXIT;

Результат

Вывод

В результате выполнения программы были получены правильные значения, которые были рассчитаны предварительно «вручную»:

1.      0xFA = 250 = 0b11111010;

.        3. 0x5A = 90 = 0b1011010.

Входные данные вводились с помощью определенного макроса ldiRegister  с командой загрузки значений в регистры ldi. Результаты вычислений сохранялись помощью макроса outValues в ячейки ОЗУ с адресами $60, $63, $66 (младший б. результата), $61, $64, $67 (старший б. результата) для  соответственно.

Программа писалась в AVR Studio 6.