PROGRAMMAZIONE IN LINGUAGGIO MACCHINA
PER PRINCIPIANTI
TRASMISSIONE SERIALE
In generale la trasmissione seriale dei dati consiste nell'inviare in sequenza su un unico filo i diversi bit che compongono questi dati. Ci sono diversi protocolli seriali (sincroni, asincroni, orientati al byte o al bit), qui si parla del classico protocollo asincrono start-stop a bassa velocità utilizzato dalla porta RS232 dei PC.
Il protocollo prevede che per ogni byte da trasmettere venga dapprima inviato
un bit a 0 (bit di start), seguito dagli 8 bit del dato (partendo dal
bit meno significativo e finendo con quello più significativo), per
finire con un bit fisso a 1 (bit di stop). Terminata
la trasmissione la linea rimane fissa a 1, che è il livello
di riposo
quando non passano dati.
Inoltre va ricordato che i livelli di tensione sulla porta RS232 (livelli EIA) sono diversi da quelli presenti sui pin del PIC (livelli TTL), pertanto per collegarli occorre sempre interporre un'apposita interfaccia (generalmente composta da un integrato MAX232 con 4 condensatori).
In questo esperimento si vuole inviare il carattere A
maiuscola
dal pin RB2 ogni volta che viene premuto il pulsante P1.
Sul PC dovrà essere attivo un programma di emulazione terminale,
ad esempio l'hyper terminal di Windows settato a 9600 8-N-1. In questo caso,
in cui vogliamo solo provare inviare dei dati dal PIC al PC, ci
accontentiamo di un'interfaccia TTL/EIA elementare con un solo transistor.
Ragionando in modo modulare e strutturato si può già
imbastire
il ciclo di controllo principale del programma, in fondo
non è molto diverso dal conteggio up/down a pulsanti. Si deve
attendere la pressione del pulsante, verificare che dopo un certo
tempo sia ancora premuto (per evitare i rimbalzi), eseguire le istruzioni
necessarie (per ora lasciate in sospeso e indicate con dei puntini),
attendere che la pressione del pulsante termini (nel caso fosse
ancora premuto), verificare di nuovo che dopo un certo tempo sia ancora
rilasciato e tornare ad attendere la pressione.
PROCESSOR 16F628
RADIX DEC
INCLUDE "P16F628.INC"
__CONFIG 11110100010000B
;-----------------------------------------------------
ORG 32 ;Inizio area RAM
H_CONT RES 1 ;contatori per
L_CONT RES 1 ;subroutine di ritardo
#DEFINE PULS PORTA,0 ;Pulsante (a riposo=1)
;-----------------------------------------------------
ORG 0
MOVLW 7
MOVWF CMCON ;PORTA=I/O digitali
MAINLOOP BTFSC PULS ;Attende pressione pulsante
GOTO MAINLOOP
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSC PULS ;Se ancora premuto skip
GOTO MAINLOOP ;altrimenti torna a MAINLOOP
; ..........
ATTRIL BTFSS PULS ;Attende rilascio pulsante
GOTO ATTRIL
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSS PULS ;Se ancora rilasciato skip
GOTO ATTRIL ;Altrimenti torna ad ATTRIL
GOTO MAINLOOP ;Torna all'inizio
;-----------------------------------------------------
DELAY MOVLW 65 ;ritardo 50,053 ms
MOVWF H_CONT
CLRF L_CONT
DECFSZ L_CONT,F
GOTO $-1
DECFSZ H_CONT,F
GOTO $-3
RETURN
;-----------------------------------------------------
END
Il programma compie già questo lavoro, ma naturalmente
così com'è non produce ancora alcun risultato visibile.
Resta solo da sostituire ai puntini un qualche cosa
che serva ad
inviare i giusti segnali dal pin RB2. Questo qualche cosa naturalmente
sarà un'apposita subroutine driver
, a cui per esempio
possiamo passare il valore da trasmettere in un registro.
E' buona norma passare alle subroutine i valori (o i comandi / messaggi
/ informazioni) attraverso dei registri diversi da W, in quanto W è
l'unico registro hardware del micro ed è usato in quasi tutte le
operazioni (benchè in alcuni casi semplici possa essere usato per
questa operazione), pertanto decidiamo di passare il valore in un registro
di nome DL. Una subroutine adatta per questo scopo è la seguente:
;-----------------------------------------------------
; Trasmissione seriale di un byte in formato
; 9600 8-N-1 dal pin "TXOUT" (per clock 4MHz)
; Input: DL=valore da trasmettere.
; Registri usati: BL=contatore dei bit, CL=contatore cicli ritardo
;-----------------------------------------------------
TX00 MOVLW 10
MOVWF BL ;Contatore dei bit=10
BCF STATUS,C ;Azzera flag C
TX01 BTFSS STATUS,C ;Se flag C=1 skip
GOTO TX02 ;altrimenti salta a TX02
NOP
BSF TXOUT ;Manda a 1 il pin TXOUT
GOTO TX03 ;e salta a TX03
TX02 BCF TXOUT ;Manda a 0 il pin TXOUT
NOP
NOP
TX03 MOVLW 30
MOVWF CL ;CL=30, ritardo durata bit
DECFSZ CL,F ;Decrementa CL, skip se zero
GOTO $-1 ;Altrimenti nuovo decremento
BSF STATUS,C ;Setta flag C
RRF DL,F ;Ruota a destra DL
DECFSZ BL,F ;Decrem.contat.bit, skip se 0
GOTO TX01 ;Altrimenti torna a TX01
RETURN
La subroutine è ottimizzata per produrre una sequenza di bit lunghi esattamente 104µS come previsto dalla velocità di 9600 bit al secondo, in realtà dovrebbero essere 104,166µS, ma il programma a 4MHz non può generare segnali a frazioni più piccole di 1 microsecondo (questa differenza è comunque del tutto trascurabile). La trasmissione completa di un singolo byte avviene perciò esattamente in 1,04 millisecondi.
Ora dobbiamo vedere cosa vuol dire trasmettere un carattere
, visto
che in realtà un byte può contenere solo un numero compreso
tra 0 e 255. La soluzione è semplice, un carattere è semplicemente
un simbolo a cui è stato assegnato convenzionalmente un valore numerico
rappresentabile con un byte. Questa convenzione è il
set dei caratteri
ASCII , che stabilisce ad esempio che la nostra A
maiuscola vada
rappresentata con il valore 65. Questo significa che se inviamo il valore 65
verso un terminale (o emulatore di terminale), questo farà apparire a
video una A (se invece volessimo far apparire il numero 65 dovremmo inviare il
codice ASCII del simbolo 6
seguito dal codice del 5
).
L'assembly dei PIC permette di specificare un valore in diversi modi
| In decimale | 65 |
| In esadecimale | 0x41, 041H |
| In binario | 01000001B |
| Specificando direttamente il carattere | 'A' |
Ecco quindi il programma completo, a cui sono state naturalmente aggiunte le definizioni dei registri usati dalla nuova subroutine e il settaggio iniziale della porta B.
PROCESSOR 16F628
RADIX DEC
INCLUDE "P16F628.INC"
__CONFIG 11110100010000B
;-----------------------------------------------------
ORG 32 ;Inizio area RAM
BL RES 1
CL RES 1
DL RES 1
H_CONT RES 1
L_CONT RES 1
#DEFINE PULS PORTA,0 ;Pulsante (a riposo=1)
#DEFINE TXOUT PORTB,2 ;Uscita seriale
;-----------------------------------------------------
ORG 0
BSF TXOUT ;Prescrive latch di uscita
BSF STATUS,RP0 ;Attiva banco 1
BCF TRISB,2 ;PORTB=uscita
BCF STATUS,RP0 ;Ritorna al banco 0
MOVLW 7
MOVWF CMCON ;PORTA=I/O digitali
MAINLOOP BTFSC PULS ;Attende pressione pulsante
GOTO MAINLOOP
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSC PULS ;Se ancora premuto skip
GOTO MAINLOOP ;altrimenti torna a MAINLOOP
MOVLW 'A' ;W=codice della "A"
MOVWF DL ;lo mette in DL
CALL TX00 ;lo trasmette
ATTRIL BTFSS PULS ;Attende rilascio pulsante
GOTO ATTRIL
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSS PULS ;Se ancora rilasciato skip
GOTO ATTRIL ;Altrimenti torna ad ATTRIL
GOTO MAINLOOP ;Torna all'inizio
;-----------------------------------------------------
DELAY MOVLW 65 ;ritardo 50,053 ms
MOVWF H_CONT
CLRF L_CONT
DECFSZ L_CONT,F
GOTO $-1
DECFSZ H_CONT,F
GOTO $-3
RETURN
;-----------------------------------------------------
TX00 MOVLW 10
MOVWF BL ;Contatore dei bit=10
BCF STATUS,C ;Azzera flag C
TX01 BTFSS STATUS,C ;Se flag C=1 skip
GOTO TX02 ;altrimenti salta a TX02
NOP
BSF TXOUT ;Manda a 1 il pin TXOUT
GOTO TX03 ;e salta a TX03
TX02 BCF TXOUT ;Manda a 0 il pin TXOUT
NOP
NOP
TX03 MOVLW 30
MOVWF CL ;CL=30, ritardo durata bit
DECFSZ CL,F ;Decrementa CL, skip se zero
GOTO $-1 ;Altrimenti nuovo decremento
BSF STATUS,C ;Setta flag C
RRF DL,F ;Ruota a destra DL
DECFSZ BL,F ;Decrem.contat.bit, skip se 0
GOTO TX01 ;Altrimenti torna a TX01
RETURN
;-----------------------------------------------------
END
TRASMISSIONE SERIALE HARDWARE
Il sistema di trasmissione visto finora è usabile su tutti
i pic della serie 12F/16F, in quanto il segnale seriale viene
creato via software modulando
con i giusti tempi
la tensione presente sul pin RB2.
Il PIC 16F628 dispone però anche di una periferica interna
(la USART) in grado di svolgere questa trasmissione completamente
in automatico. Questa periferica in uscita è collegata al pin RB2
(per questo motivo è stato scelto negli esempi precedenti), pertanto
il circuito rimane identico, inoltre non serve settare esplicitamente
come uscita il pin RB2 in quanto lo diventa automaticamente.
Come si può notare la parte principale del programma non subisce alcun cambiamento, all'inizio ci sono le nuove istruzioni per il settaggio della USART, e la subroutine di trasmissione si semplifica enormemente.
PROCESSOR 16F628
RADIX DEC
INCLUDE "P16F628.INC"
__CONFIG 11110100010000B
;-----------------------------------------------------
ORG 32 ;Inizio area RAM
H_CONT RES 1
L_CONT RES 1
#DEFINE PULS PORTA,0 ;Pulsante (a riposo=1)
;-----------------------------------------------------
ORG 0
BSF STATUS,RP0 ;banco 1
MOVLW 25
MOVWF SPBRG
BSF TXSTA,BRGH ;9600 BAUD
BSF TXSTA,TXEN ;ABILITA TX
BCF STATUS,RP0 ;banco 0
BSF RCSTA,SPEN ;ABILITA SERIALE
MOVLW 7
MOVWF CMCON ;PORTA=I/O digitali
MAINLOOP BTFSC PULS ;Attende pressione pulsante
GOTO MAINLOOP
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSC PULS ;Se ancora premuto skip
GOTO MAINLOOP ;altrimenti torna a MAINLOOP
MOVLW 'A' ;codice della "A"
MOVWF DL
CALL TX00 ;trasmette
ATTRIL BTFSS PULS ;Attende rilascio pulsante
GOTO ATTRIL
CALL DELAY ;Chiama ritardo antirimbalzo
BTFSS PULS ;Se ancora rilasciato skip
GOTO ATTRIL ;Altrimenti torna ad ATTRIL
GOTO MAINLOOP ;Torna all'inizio
;-----------------------------------------------------
DELAY MOVLW 65 ;ritardo 50,053 ms
MOVWF H_CONT
CLRF L_CONT
DECFSZ L_CONT,F
GOTO $-1
DECFSZ H_CONT,F
GOTO $-3
RETURN
;-----------------------------------------------------
TX00 BTFSS PIR1,TXIF ;Attende trasmettitore libero
GOTO $-1
MOVF DL,W
MOVWF TXREG ;Invia dato
RETURN
;-----------------------------------------------------
END
