ASM desde 0

[David Met]

Para dudas, comentarios y/o sugerencias, por favor, hacerlo del tema ASM desde 0 - Dudas y comentarios

Lo primero que hay que saber para este lenguaje, es que cada línea de código, es una instrucción que realiza el CP o un paso que realiza el CP. A diferencia de otros lenguajes, como por ejemplo el C, una línea de instrucción, puede llevar uno o mas pasos que el CP debe realizar. Más adelante entenderán el porqué.

A esto último dicho, nos explica el porqué de un programa escrito en ASM (assembler) lleva menos línea de instrucción que el mismo programa realizado en otro lenguaje. Esto se traduce que, cuanto menos líneas de código, menor consumo de la memoria de programa.

Nota: Entendemos por el mismo código, al realizar un software para realizar una dicha tarea. Una tarea que debe realizar nuestro microcontrolador, puede ser escrito en diferentes lenguajes, y es el programa que se utilizó quien lo traduce a formato hex (1 y 0).

Ahora, ¿Qué es el CP?

El CP o PC es el Contador de Programa. Es el encargado de leer cada instrucción y realizar la acción solicitada por el software.

Para dar un ejemplo un poco más claro, digamos que el CP, es una persona. Esta persona se le da un papel que tiene diferentes tareas a realizar. Estas tareas, están una debajo de la otra y lee línea por línea y hace lo que le dice esa línea. Cada línea, posee una instrucción que se debe hacer. Cuando terminó de hacer esa instrucción, continua con la línea de abajo.

Supongamos que tenemos un papel que dice:

Levantar la mano izquierda.
Bajar la mano izquierda.
Saltar tres veces en el mismo lugar.
Levantar la mano derecha.
Saltar una vez en el mismo lugar.
Bajar la mano derecha.

El CP, hará esas tareas sin negarce y lo hará fielmente a lo que está escrito. Por lo que, si hace una tarea mal, es porque le pusimos una o más instrucciones mal.

Si bien, el CP hará lo que nosotros le pidamos, el CP nos pide que respetemos algunas cosas. Estas cosas, dependerán de cada microcontrolador y que debemos saber para poder programar en forma correcta al PIC.

[David Met]

¿Cómo es la extructura del lenguaje ASM?

Es muy fácil, posee 4 columnas bien diferenciadas y que no es problema acordarce.

* La primer columna se llama ETIQUETA y sirve para darle el nombre a una pocición de la memoria del programa al que se necesita apuntar. Los que no se den cuenta, ya lo haran.

* La segunda columna, se llama INSTRUCCIÓN y lo que justamente hace, es una instrucción a realizar por el CP.

* La tercera columna, se llama OPERANDO y es el operando de una instrucción, o sea, de la segunda columna. Hay instrucciones que no tienen operando y las veremos más adelante.

* Y la cuarta columna, se llama OBSERVACIONES y sirve solo para el programador, o sea, el usuario que está programando el PIC. En otras palabras, a nosotros. Siempre comienza con ; (punto y coma)

Si no sirve para el PIC, ¿Para qué complicarla más? Todo lo contrario, es para alludar al programador de que no se olvide que intentó hacer.

Todos los lenguajes, desde los más básicos, hasta los más avanzados, tienen esta características ya que en el, pondremos que es lo que queremos hacer o explicar el programa.

Si bien, estas observaciones se utilizan en la cuarta columna, no es obligación colocarla en esta columna, si no que puede ir al margen de la planilla en dónde estamos programando. Y es aquí dónde explicaremos la porción de una rutina para entenderlo más adelante.

Bien, veremos a continuación, como se escriben las columnas:

ETIQUETAS           INSTRUCCIÓN            OPERANDO              ;OBSERVACIONES

O, podemos verlo así:

;OBSERVACIONES
;OBSERVACIONES
;OBSERVACIONES (y la cantidad que necesitemos)

ETIQUETAS           INSTRUCCIÓN            OPERANDO               ;OBSERVACIONES

[David Met]

Antes de empezar a ver las intrucciones, debemos concentrarnos en los registros.

¿Qué son los registros?

Los registros, son pociciones de memoria el cual se utilizan para ir configurando el pic mientras se corre el programa, cambiar de bancos para acceder a otras partes de memorias, son banderas que nos van diciendo que está pasando con distintas operaciones, son habilitaciones o desabilitaciones para módulos que trae el PIC. Por ejemplo, conversor Analógico/Digital, PWM.

Estos registros, tienen una ancho de bit de acuerdo al PIC, que hay de 8 bit, 16 bit y 32 bit. Excepto la palabra configuración y que la veremos mas adelante. El tamaño de los registro depende del tipo de microcontrolador.

Cada registro, posee un nombre, y cada bit o un grupo de bit, se puede utilizar para lo descripto anteriormente (habilitar/desabilitar, etc).

A continuación, veremos una pocición de la RAM y sus 4 bancos. Este, es del PIC16F877



Como notarán, en las cuatro columnas, hay nombres. Estos nombres son todos los registros que posee este PIC. Verán que hay registros que se repiten. No quiere decir que estan duplicados, triplicados o cuatriplicados, si no que se puede acceder a ellos no importa en que banco estemos trabajando. (Ya lo entenderán, no se preocupen).

Cada vez que se programe el PIC y se necesite trabajar con uno de estos registros, se debe acceder al banco que esté dicho nombre. Es por eso, que esta tabla es muy importante a la hora de trabajar.

Aprovechando que subí esta tabla del pic, cuando dea ejemplo de programación, será sobre este pic.

Microchip provee en forma gratuita estos datasheet. Y hay uno por cada PIC. Por lo que si no tienen este datasheet, descargenlo de la página de Microchip. Cuando empezemos a programar, lo necesitarán.

[David Met]

Uno de los registros muy utilizado, es el registro de trabajo W, el cual, se utiliza para mover un dato/valor de un registro a otro, cargar valores en un registro, y con la ayuda de la ALU puede hacer operaciones matemáticas.

Observen con atención el diagrama de bloque dónde se encuentra W

Ahora bien, si W es un registro, ¿dónde está ubicado, ya que en el mapa de memoria no lo encuentro?

El registro W no está implementado en la memoria ram, ni en la posición 0x00 ni en otra posición. W es un registro independiente que tiene un bus directo con la ALU (un camino privado). La ALU es la única entidad que puede leer o escribir este registro de trabajo.

El direccionamiento indirecto hace uso de los registros FSR e INDF. INDF es completamente ajeno a W. Un direccionamiento indirecto usa el registro FSR como apuntador al contenido de otros registros. Cualquier instrucción que hace uso de INDF (0x00) como dirección invoca un direccionamiento indirecto.

Los microcontroladores PIC, poseen tres tipos de memorias.

* Memoria de Programa
               Es la ubicación física dónde se guarda el firmware que hemos creado, o sea, nuestro programa. Y tiene un ciclo de 100.000 de lectura y/o escrituras antes de estropearce y es del tipo FLASH (pero este es flaco Es un chiste).

* Memoria de datos de uso general
               Es la memoria RAM del PIC. Recordemos, que los registros están sobre la memoria RAM y la memoria de uso general, comienza después de los registros.

* Memoria de datos EEPROM
               Es la memoria EEPROM que puede almacenar datos mas de 40 años sin energía y 1.000.000 de ciclos de escritura y lectura

El PIC 16F877, tiene una memoria de programa de 8Kb por un ancho de 14 Byte, o sea que cada pocición de memoria tiene 14 bytes (B'11111111111111', o H'3FFF') Cada línea de instrucción ocupa una pocición en la memoria de programa, asi que, podemos poner hasta 8.192 instrucciones.

La RAM de uso general (mas los registros) trae 368 bytes con un ancho de 8 bytes (B'11111111', o H'FF'). Esto quiere decir, que tenemos 368 pociciones para nuestro uso.

La EEPROM trae 256 bytes con un ancho de 8 bytes. Tenemos 256 pociciones para nuestro uso.

[David Met]

Ahora, vamos a estudiar el registro STATUS y luego continuaremos con las instrucciones.


Registro STATUS

Si entendieron hasta acá, se acordará que los registros poseen un ancho de 8 bytes. Cada byte, puede contener un 1 o 0.

Vemos ahora en detalle el registro STATUS:

Este registro, tiene 3 Bytes dedicado para las operaciones matemáticas, 3 bytes dedicado al cambio de banco de memoria y 2 bytes dedicado para saber que o quién produjo un Power Up (despertar del micro). Y se puede leer y escribrir en él (cambiar datos).

Los analizamos desde el más significativo (MSB) hasta el menos significativo (LSB).

BIT 7:

Se llama IRP y sirve para el direccionamiento indirecto para cambiar el banco de memoria.

1 = Banco 2 y 3
0 = Banco 0 y 1

BIT 6 y BIT 5

Se llaman RP1 y RP0 respectivamente. Sirve para el direccionamiento directo para cambiar de banco de memoria.

00 = Banco 0
01 = Banco 1
10 = Banco 2
11 = banco 3

BIT 4

Se llama TO (neg). Este bit se utiliza para saber quién despertó al PIC.

1 = Después que despierta (power up) o por las instrucciones CLRWDT o SLEEP, se pone a 1 este bit.
0 = Se pone a 0 cuando el wachtdog o en castellano perro guardían (WDT) despierta al PIC.

BIT 3

Se llama PD (neg). Este bit se utiliza para saber si el pic estaba durmiendo.

1 = Después de que despierta (power up) o por la instrucción CLRWDT, se pone a 1
0 = Se pone a 0 cuando se ejecuta la instrucción SLEEP

BIT 2

Se llama Z y al igual que los dos bytes anteriores, es una bandera. Nos indica el resultado de una operación aritmética y lógica.

1 = La operación aritmética o lógica dió como resultado 0
0 = La operación aritmética o lógica no dió como resultado 0

BIT 1

Se llama DC. Digit carry/borrow (dígito llevar/prestar). Es afectado por las instrucciones ADDWF; ADDLW; SUBLW; SUBWF (Para la resta, la polaridad es inversa).

1 = Hubo un acarreo del 4to bit menos significativo al 5to bit.
0 = No hubo un acarreo del 4to bit menos significativo al 5to bit.

BIT 0

Se llama C carry/borrow. Es afectado por las mismas instrucciones que afectan al bit DC.

1 = Hubo un accareo del bit más significativo (Bit 7) o sea cuando se exede de H'FF'
0 = No hubo accareo del bit más significativo

[David Met]

Breve instroducción de las INSTRUCCIONES

Cada instrucción tiene una ancho de 14 Bits, es por eso que la memoria de programa tiene el mismo ancho. Justamente para poder alojar cada instrucción.

Las instrucciones, están divididas en tres grupos. Los cuales son:

• Byte-Oriented operation (Byte-Orientando a la operación)
• Bit-Oriented operation (Bit-Orientando a la operación)
• Literal and Control operation (Control y Literal de la operación)

Primer grupo Byte-Oriented operation

Cada instrucción de este grupo está compuesta por:

• OPCODE (Código)
• DESTINATION (Destino)
• FILE REGISTER ADDRESS (Dirección del archivo de registro)

El OPCODE o código, es el código de cada instrucción y que es única para cada instrucción. Está formada por los bit del 13 al 8.

El DESTINATION o el destino, indica en dónde se va a guardar el dato.Por ejemplo, si hacemos una suma, tenemos dos opciones dónde guardarlo, una puede ser el registro W y la otra opción puede ser otro registro cualquiera o una pocición de la RAM. Está formada por el bit 7.

La constante que nos indica esto es la letra d. Si esta letra es 0, la operación se guardará en el registro W. EN cambio si vale 1, la operación se guardará en el registro o pocición de memoria que estemos trabajando al momento de usar una instrucción.

Hay instrucciones, como veremos más adelante, que no es necesario indicar dónde queremos guardar la operación, ya que se hace en forma automática. Y hay otras instrucciones que si no se indica el destino, nos puede dar un error al compilar o el compilador lo eligirá el y por ende, nos puede ejecutar mal el programa.

Y por último, tenemos el FILE REGISTER ADDRESS que se carga con la dirección del registro a ser guardado. Está formada por los bit 6 al 0. La constante que nos indica esto, es la letra f

Segundo grupo Bit-Oriented operation

Cada instrucción de este grupo está compuesta por:

• OPCODE (Código)
• BIT ADDRESS (Bit de dirección)
• FILE REGISTER ADDRESS (Dirección del archivo de registro)

OPCODE es igual al primer grupo. Está formado por los bits 13 al 10.

El BIT ADDRESS, se utiliza para direccionar la operación. Está formado por los bits 9 al 7. Como pueden observar, se sacrificó bit del opcode para dárcelo al bit address. La constante que nos indica esto es la letra b

Y por último tenemos FILE REGISTER ADDRESS, que es igual al primer grupo. Está formado por los bit 6 al 0. Igual que en el primer grupo. la constante que nos indica esto es la letra f.

Tercer grupo Literal and Control

Cada instrucción de este grupo, está compuesta por:

• OPCODE
• LITERAL

OPCODE es igual que en el primer grupo. Está compuesta por los bits 13 al 8. Exepto para las instrucciones CALL y GOTO que está compuesta por los bit 13 al 11 (prestar mucha atención a esto, cuando veamos estas dos instrucciones entenderán la importancia).

Y el LITERAL que puede ser un valor, por ejemplo para sumar, para restar, para cargar al registro W, en fin, un número decimal, binario o hexadecimal. O puede ser una valor de dirección a dónde apuntar para las instrucciones CALL y GOTO.

Está compuesta por los bits 7 al 0. Exepto para las instrucciones CALL y GOTO que está compuesta por los bit 10 al 0 (prestar mucha atención a esto, cuando veamos estas dos instrucciones entenderán la importancia).

A continuación, vemos las 35 instrucciones agrupadas por los tres grupos:

Si alcanzan a ver en la imagen, verán que algunas instrucciones afectan al registro STATUS y otras no.

[David Met]

Las instrucciones

Les voy a arruinar el momento de alegría. Las instrucciones hay que estudiarlas de memoria. Si, leyeron bien, de memoria. Lo que tienen que saber sobre las instrucciones, es como se escriben, que hace cada instrucción y lo más importante que bit del REGISTRO afecta.

Vamos a ir viéndolo por orden alfabético. Y otra cosita más, como es de esperarce, están en INGLES o son abreviaturas pero en INGLES.

Recordemos que: .123 o D'123' es en decimal; 0x7B o 7Bh o H'7B' es en Hexadecimal; B'01111011' es en binario.

ADDLW

Suma un valor designado por el programador al registro W

Ejemplo

Código [Seleccionar] Expandir


        ADDLW      .128

Si W tenía cargado un valor = .5, después de la instrucción W tiene cargado el valor .133

Para recordar, ADD es sumar, L es Literal y W es el registro W

Afecta a:

• Z Se pone a 1 si la operación es 0
• DC Se pone a 1 si hubo un acarreo del bti 3 al 4
• C Se pone a 1 si hubo desbordamiento, o sea, cuando se supera H'FF'

ADDWF

Suma el valor del registro W con el valor de un registro cualquiera. El destino de esta suma, lo elige el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


          ADDWF      TEMP,W

Si W tenía guardado .133 y la pocición de la RAM llamada TEMP tenía el valor cargado con .2, W vale .135 y TEMP continúa valiendo .2

Ahora si hubiera puesto así:

Código [Seleccionar] Expandir


         ADDWF       TEMP,F

TEMP valdría .135 y W valdría .133

Para recordar, F, es File Register Address.

NOTA: Para indicar la dirección de dónde se guarda, también se puede poner 0 o 1 en vez de W o F. 0, corresponder guardarlo en el registro W y 1 en el registro TEMP (para este caso).

Afecta a:

• Z Se pone a 1 si la operación es 0
• DC Se pone a 1 si hubo un acarreo del bti 3 al 4
• C Se pone a 1 si hubo desbordamiento, o sea, cuando se supera H'FF'

ANDWF

Realiza la operación AND entre W y un registro designado por el programador. El destino de esta operación lo elije el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


            ANDWF       TEMP,F

Si antes de la instrucción W vale B'11100011' y TEMP vale B'00111010' Después de la instrucción TEMP vale B'00100010' y W vale B'11100011'

Afecta a:

• Z Se pone a 1 si la operación es 0

[David Met]

BCF

Pone a 0 el bit de un registro. El bit debe ser indicado por el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         BCF      TEMP,2

Antes de la instrucción TEMP vale B'11111111'. Después de la instrucción TEMP vale B'11111011'

Para recordar, Bit Clear es borrar File es archivo o registro

No afecta ningún bit del registro Status.

BSF

Pone a 1 el bit de un registro. El bit debe ser indicado por el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         BSF      TEMP,0

Antes de la instrucción TEMP vale B'01110110'. Después de la instrucción TEMP vale B'01110111'

Para recordar, Bit Set es poner a 1 File Archivo o registro

No afecta a ningún Bit del registro Status.

BTFSC

Salta un línea si el bit de un registro es cero. El bit debe ser indicado por el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         BTFSC    TEMP,5
         BCF        PORTA,0
         BSF        PORTB,0

Caso 1:

TEMP vale B'00011110'. El CP analizará solo el Bit 5 del registro TEMP, como es 0, salta la instrucción BCF   PORTA,0 y ejecuta la siguiente línea que es BSF  PORTB,0 y continua haciendo la instrucción.

Caso 2:

TEMP vale B'00111000'. El CP analizará solo el Bit 5 del registro TEMP, como es 1 no salta la instrucción y hará la instrucción BCF  PORTA,0 y luego continua con la instrucción BSF  PORTB,0

Para recordar Bit Test es chequear File Skip es salto Clear

No afecta a ningún Bit del registro Status.

BTFSS

Salta una línea si el bit de un registro es 1. EL bit debe ser indicado por el programador.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         BTFSS    TEMP,3
         ADDWF   PORTC
         ANDWF   NODO

Caso 1:

TEMP vale B'01101100'. El CP analizará solo el Bit 3 del registro TEMP, como es 1, salta la instrucción ADD   PORTC y ejecuta la siguiente línea que es ANDWF NODO y continua haciendo la instrucción.

Caso 2:

TEMP vale B'11110000'. El CP analizará solo el Bit 3 del registro TEMP, como es 0 no salta la instrucción y hará la instrucción ADD  PORTC y luego continua con la instrucción AND  NODO.

Para recordar Bit Test es chequear File Skip es salto Set

No afecta a ningún Bit del registro Status.


Normalmente, continuando las instrucciones BTFSS y/o BTFSC va un GOTO o CALL pero no la he puesto porque aún no se explicaron estas instrucciones.

[David Met]

CALL

Se digire a una dirección de la memoria de programa designado por el programador. En otras palabras, se utiliza para dirigirce a una rutina o tarea. Su principal ventaja es que una vez que finalizó la tarea, vuelve al punto siguiente desde dónde se llamo.

Ejemplo :

Código [Seleccionar] Expandir


         CALL       ESC_PORTB

Para recordar, CALL es llamada.

No afecta ningún bit del registro Status.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hacemos una exepción con respecto a ver las instrucciones por orden alfabético y veremos la instrucción GOTO.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

GOTO

Se digire a una dirección de la memoria de programa designado por el programador. En otras palabras, se utiliza para saltar instrucciones que no queremos que se ejecuten. A diferencia de la instrucción CALL, no hay forma de volver cuando se ejecuta la instrucción.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         GOTO       INICIO

Para recordar GO TO es ir a.

No afecta a ningún bit del registro Status.

Extendiendo la explicación.

Vamos a hablar del PC para entender bien sobre estas instrucciones. La exelente explicación que continua, por desgracia no es mía (ojalá fuera mi explicación), son de las personas Maunix y BrunoF (del foro todopic)

En la siguiente imagen, vemos el diagrama de bloques del PC o CP.



El PC es de 13 bits en este caso(8kwords). 14 son los bits de cada "word" o instrucción que se graban en cada posición de la FLASH (memeria de programa).
El PC se reparte en: sus 8 bits de menor peso en el registro PCL, y los 5 restantes en el registro PCLATH.

Los pics al tener un set de instrucciones reducido no puede en una sola instrucción meter todos los bits necesarios para direccionar toda su memoria.

EL program counter son 2 registros, el PChigh y PCLow .  Cuando haces un CALL o un GOTO, solo se rellenan 11 bits (los 8 del PClow y 3 del PChigh) y los restantes 2 los rellenas con el PCLATH (para completar los 13bits).   

El STACK (pila)  tiene toda la dirección, no solo parcial.  Si haces un call desde la pagina 0 a la página 3 y luego un return el código SI volverá a la página 0, pero el PCLATH sigue apuntando a la página 3, entonces si usas otro goto o call, debes tener en cuenta de modificar el PCLATH.

Entónces, dijimos que:

El PC = ProgramCounter o CP = Contador de Programa, tiene 13 bits; del 0 al 12.

Al ejecutar un call o un goto, se copian del 0 al 10, y los otros 2 bits se copian del registro PCLATH.  El pclath solo estará allí para esa situacion.

En un return o retfie la microelectronica del PIC, pega la dirección del PC que estaba guardada.

Lo vemos con un ejemplo


1.
   STACK = vacío
   PC = 0x00A0
   PCLATH = 0b000011000
   Ejecutas un CALL 0x230

2. El STACK tiene en su posición 0 la dirección 0x00A0.
   PC = 111000110000
   
3. Se ejecuta la subrutina y en ese punto el PC ya quedó en
   PC = 111000110111

4. Viene un RETURN.
   La microelectrónica del PIC copiará el stack tal cual en el program counter + 1
   Valor STACK 0x00A0 + 1 --> PC = 0x00A1
   
5. EL código sigue ejecutandose en la página 0 pero hay que tener en cuenta que el PCLATH apunta a la página 3 por ello si harás otro CALL o GOTO, deberás cambiar de nuevo el PCLATH si la subrutina no está en la página 3.

Para cerrar el tema

Vamos a entrar a todo detalle en el Program Counter(PC) para que se vayan todas las dudas ya que es muy importante. Vayamos al tema tema del PC, computed goto(lo que algunos llaman "tabla"), call, returns y goto.

El Program Counter(PC) está conformado en esta familia de uC(y refiriendonos a la familia 16F, las otras poseen más o menos bits implementados) por 13 bits repartidos entre dos registros: PCH y PCL.
El PCL es legible/escribible directamente a traves del registro físico PCL(valga la redundancia). En cambio, el PCH no es directamente accesible. No puede ser leído, y sólo puede se grabado mediante un buffer que contiene el valor temporalmente(oh! aquí aparece nuestro famoso PCLATH). Entonces, recordar: El PCLATH es sólo un buffer temporal que almacena los 5 bits de mayor peso del PC para ser escritos cuando se ejecute una instrucción que lo requiera.

Ahora, hay dos situaciones posibles en las que el PC debe ser cargado de manera distínta: una es cuando queremos trabajar con tablas y otra cuando realizamos un call o un goto que no esté en el mísmo banco.

1era situación: Tabla(Comuted Goto)

La tabla es una situación de uso del PC en la que se afecta directamente al registro PCL. Cuando se afecte directamente al PCL mediante una instrucción, es necesario que el usuario asegure que PCLATH tenga sus 5 bits pre-cargados adecuadamente.

Hago un ejemplo:

Mal:

   org 0x000
   movlw  0x01
   call tabla


   org 0x300
tabla   
    addwf  PCL,F
    retlw 0x03
    retlw 0x01
    retlw 0x0F
    .....

Bien:
   org 0x000
   movlw 0x03
   movwf PCLATH
   movlw  0x01
   call tabla


   org 0x300
tabla   
    addwf  PCL,F
    retlw 0x03
    retlw 0x01
    retlw 0x0F
    .....

Mejor:
   org 0x000
   pageselw  tabla         
   movlw  0x01
   call tabla


   org 0x300
tabla   
    addwf  PCL,F
    retlw 0x03
    retlw 0x01
    retlw 0x0F
    .....

Pageselw es una instrucción del MPASM que genera dos instrucciones: un movlw literal y un movwf PCLATH. El valor del literal es automáticamente seleccionado por el ensamblador según la etiqueta(o posición de memoria) que se le especifique. En el caso anterior   pageselw  tabla    generaría estas dos instrucciones:

movlw 0x03
movwf PCLATH

Si no aseguramos que los 5 bits del PCLATH estén correctamente seteados al momento de afectar al PCL mediante alguna instrucción(generalmente es la addwf, pero puede usarse subwf y muchas otras) entonces el programa saltará a una posición indeseada.


2da situación: CALL y GOTO

En esta familia de uC, cada instrucción es codificada en 14 bits. En el caso de las instrucciones CALL y GOTO, su estructura es la siguiente:

            F2 F1 F0 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0

Donde las F indican cuál instrucción es la que debe ejecutarse(100 para la CALL 101 para la GOTO), y las k corresponden a la dirección a la cual queremos llamar(con un CALL) o saltar(con un GOTO).

Aquí se ve claramente un problema. Podemos ver que un CALL o un GOTO sólo almacena 11 bits de la dirección a la cual debe ir. 11 bits es un máximo 2048 posiciones. ¿Qué pasa cuando un uC posee más de 2k de memoria Flash entonces? Por ejemplo, un 16F877A posee 8k de memoria Flash. ¿Cómo haría para llamar a una subrutina que está más allá de la posición 2047 de la flash?
La solución nuevamente se encuentra en el PCLATH(y es nuevamente el usuario el que tiene el deber de pre-cargar el valor adecuado).

Entonces, dijimos que el PC contiene 13 bits de longitud. 13 bits son hasta 8kwords(una word es en esta familia un conjunto de 14 bits que conforman una instrucción la cual se aloja en la memoria FLASH del uC). Un CALL o un GOTO sólo contienen los 11 bits de menor peso de la dirección a la cual ir, por lo que los 2 bits restantes deberán ser pre-cargados en los bits 4 y 3 del registro PCLATH por el usuario programador.

Cuando se ejecuta una instrucción CALL o GOTO, es imprescindible que el registro PCLATH esté correctamente precargado. La instrucción a la que el uC irá estará conformada por 13 bits y ellos serán:

PCLATH,4   PCLATH,3   K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0

Cabe mencionar que el uC carga a PC<10:0> con el valor pasado por los 11 bits de K, y a PC<12:11>  con el valor de los bits  PCLATH<4:3>.  El registro PCLATH no es modificado de ninguna manera. Sólo se leen esos dos bits.

Por ejemplo, en un uC de 8kWords hay 4 páginas. Una página cada 2048 words. Si se está en una página y se quiere ir a otro es necesario precargar antes dichos bits del PCLATH para poder hacerlo.

El usuario no debe preocuparse por precargar el PCLATH en dos sitaciones:
Si el uC no posee más de 2kWords de memoria Flash;
O si en el código creado por el usuario, no se utiliza la memoria FLASH más allá de la posición 2047(0x7FF).

Si ocurre al menos uno de esos dos casos, es suficiente con asegurar que los bits PCLATH<4:3> se encuentren ambos en cero.

Vamos con un par de ejemplos:

Mal:

   org 0x000          ;Esto es página0
   call cruzo


   org 0x800         ;Esto ya es el página1
cruzo
    retlw 0xFF
    .....


Bien:

   org 0x000          ;Esto es página0
   movlw 0x08       
   movwf PCLATH
   call cruzo


   org 0x800         ;Esto ya es el página1
cruzo
    retlw 0xFF
    .....


Mejor:

   org 0x000          ;Esto es página0
   pagesel cruzo     ;automaticamente seleccionar banco
   call cruzo


   org 0x800         ;Esto ya es el página1
cruzo
    retlw 0xFF
    .....



Pagesel es una instrucción del MPASM que genera dos instrucciones: un bcf/bsf PCLATH,3 y un bcf/bsf PCLATH,4. El software ensamblador selecciona automáticamente la instrucción bcf o bsf según el banco en el cual se encuentra la etiqueta(o posición de memoria) que se le especifique. En el caso anterior    pagesel cruzo    generaría estas dos instrucciones:

bsf    PCLATH,3
bcf    PCLATH,4

Ya que la subrutina cruzo se encuentra en la página1.

Finalmente, cuando se ejecuta una instrucción CALL, se carga en el STACK el valor de la posición actual más 1(es decir, se guarda en el STACK el valor PC+1). Se guardan los 13 bits, por lo que durante las instrucciones RETURN,RETLW y RETFIE no es necesario precargar al PCLATH.

Para más información, ver el esquema sección 2.3 del datasheet de los PIC16F87XA que habla de cómo cargar al PC según cada situación.

[David Met]

CLRF

Borra el contenido de un registro seleccionado por el programador. La forma en que lo hace, pone en 0 los 8 bit del registro. Este registro, puede ser cualquiera de la pocición de la RAM.

Ejemplo:

Código [Seleccionar] Expandir


         CLRF             PORTB

Antes de la instrucción PORTB vale B'11000111'. Después de la instrucción PORTB vale B'00000000'

Para recordar CLeaR es limpio File es archivo o registro.

Afecta a:

• Z Se pone a 1

CLRW

Borra al registro W. La forma en que lo hace, pone en 0 los 8 bit del registro.

Ejemplo:

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         CLRW

Antes de la instrucción W vale B'00000111'. Después de la instrucción W vale B'00000000'.

Para recordar CLeaR es limpiar Work es trabajo.

Afecta a:

• Z Se pone a 1

CLRWDT

Borra al WDT. La forma en que lo hace, pone en 0 al mismo.

Ejemplo:

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          CLRWDT

Antes de la instrucción WDT vale B'11111110'. Después de la instrucción vale B'0000000'.

Para recordar CLeaR es limpiar Watch Dog es perro guardian Timer es contador.

Afecta a:

• TO (neg) Se pone a 1
• PD (neg) Se pone a 1

NOTA: El WDT o el contador perro guardian, sirve para destrabar al PIC. Cada vez que se desborda, o sea, cada vez que pasa de H'FF' a H'00', produce un reset, y como es un reset, se dirige a la pocición 0h de la memoria de programa.
La forma de trabajar con el, es ir poniendo en lugares estratégicos la instrucción ya explicada, de esta manera evitamos el desborde del contador. Si el CP se traba en algún bucle o algo similar, al no limpiar el contador, el WDT desbordará y llevará al CP a la pocición 0h de la memoria de programa.

Muchas veces se evita de usar esta herramienta por no tener que calcular por todo el programa dónde y cuando limpiar al WDT. Es recomendable su uso.

[David Met]

COMF

Realiza el complemento de un registro.

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          COMF       TEMP,F

Si TEMP tenía guardado B'00111101' luego de ejecutar la instrucción TEMP vale B'11000010'. Notese, que aquí también podemos elegir el destino y esto nos deja guardarlo en el registro W si así lo requerimos.

Para recordar COMlement es complemento File es registro.

Afecta a:

• Z Se pone a 1 si la operación da 0

DECF

Decrementa en una unidad, o lo que es lo mismo, resta 1 el contenido de un registro

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          DECF     DECENA,W

Si antes de la instrucción DECENA vale .255, después de la instrucción W vale .254 y DECENA vale .255 Si por el contrario, hubieramos elegido el destino F, después de la instrucción DECENA vale .254

Para recordar DECrement es decremento File es registro.

Afecta a:

• Z se pone a 1 si la operación es 0

DECFSZ

Decrementa en uno, o lo que es lo mismo, resta en 1 el contenido de un registro y cuando este vale 0, el CP salta una instrucción

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LOOP    DECFSZ      TEMP
           GOTO     LOOP
           BCF      PORTB,0

El CP descontará en 1 el registro TEMP y evalúa el valor, si no es cero, ejecuta línea siguiente que es GOTO LOOP, el cual se dirige de nuevo a la línea LOOP   DECFSZ   TEMP el cual volverá a descontar en 1 y evalua el valor, si es cero salta la línea GOTO LOOP y ejecuta la instrucción BCF PORTB. Esta última línea, el programador pondrá la instrucción que necesite ejecutar.
Este pequeño programa que acabamos de ver, es un temporizador o un retardo que tardará en salir del bucle dependiendo de la frecuencia de reloj y el valor cargado en TEMP.

NOTA: Esta instrucción, también hay que elegirle el destino. En el caso que no se exprese, como en este caso, el MPLAB dará por sentado que el resultado se guardará en el registro F y no en W.

Para recordar DECrement es decremento File es registro Skip es salto Zero que es cero.

No afecta ningún bit del registro STATUS.

[David Met]

INCF

Incrementa en 1, o suma 1, el contenido de un registro elegido por el programador.

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         INCF          INDF,F

Si antes de la instrucción INDF vale H'29', después de la instrucción INDF vale H'2A'. Notese que también podemos elgeir el destino. Si hubieramos elegido W, después de la instrucción W vale H'2A' y INDF vale H'29'.

Para recordar INCrement es incremento File es registro.

Afecta a:

• Z se pone a 1 si el resultado es 0

INCFSZ

Incrementa en 1, o suma en 1, el contenido de un registro elegido por el programador y cuando este es 0, el CP salta una instrucción.

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VOLVER          INCFSZ          CONTADOR
                GOTO            VOLVER
                INCF            PORTA

El CP incrementará en 1 el registro CONTADOR y evalúa el valor, si no es cero, ejecuta línea siguiente que es GOTO VOLVER, el cual se dirige de nuevo a la línea VOLVER   INCFSZ   CONTADOR el cual volverá a incrementar en 1 y evalua el valor, si es cero salta la línea GOTO VOLVER y ejecuta la instrucción INCF  PORTA. Esta última línea, el programador pondrá la instrucción que necesite ejecutar.
Este pequeño programa que acabamos de ver, es un temporizador o un retardo que tardará en salir del bucle dependiendo de la frecuencia de reloj y el valor cargado en CONTADOR. Normalmente, se utiliza el retardo con DECFSZ pero este también es válido.

NOTA: Esta instrucción, también hay que elegirle el destino. En el caso que no se exprese, como en este caso, el MPLAB dará por sentado que el resultado se guardará en el registro F y no en W.

Para recordar INCrement es incremento File es registro Skip es salto Zero es cero.

No afecta ningún bit del registro STATUS.

IORLW

Realiza la operación OR entre W y un literal elegido por el programador. El resultado se guarda en W. La operación es W OR L.

Si antes de la instucción W vale B'01110100' y el literal elegido es B'00011111', después de la instrucción W vale B'01111111'.

Para recordar Inclusive es inclusivo OR es la operación binaria OR Literal es literal W es el registro trabajo.

Afecta a:

• Z se pone a 1 si la operación da 0

[David Met]

IORWF

Realiza la operación lógica OR entre el registro W y un registro elegido por el programador. La operación es W OR F.

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          IORWF      PORTC,F

Si antes de la instrucción W vale B'01111111' y PORC vale B'00001111' después de la instrucción PORTC vale B'01111111' y W vale B'01111111'. Notese que podemos elegir el destino y la otra opción, como ya se dieron cuenta por las instrucciones pasadas, puede ser W.

Para recordar Inclusive es inclusivo OR es la operación binaria OR W es el registro trabajo y File es registro.

Afecta a:

• Z se pone a 1 si el resultado es 0

MOVLW

Carga al registro W con un literal elegido por el programador para luego hacer una operación matemática o moverlo a otro registro como veremos más adelante. Sin duda alguna, una de las instrucciones más usadas en la programación ASM.

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          MOVLW        .255

Si antes de la instrucción W vale .15, después de la instrucción W vale .255.

Para recordar MOVe es mover Literal es literal W es el registro trabajo.

Como es de esperar, no afecta ningún bit del registro STATUS.

MOVF

Mueve el contenido de un registro a otro registro elegido por el usuario.

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         MOVF        RETARDO,W

Si antes de la instrucción W vale H'2A' y RETARDO vale H'FF', después de la instrucción W vale H'FF'. Notese que aquí podemos elegir el destino, y tenemos la posivilidad de elegir el destino al propio registro RETARDO. Al principio parece innecesario, pero  se puede tomar como una verificación, ya que se ve afectado el registro STATUS bit Z.

Para recordar MOVe es mover y File es registro.

Afecta a:

• Z Se pone a 1 si la operación es 0

Anteriormente, habíamos dicho que esta instrucción se la puede tomar como vereficación, para saber si se guardó con el mismo valor que tenía, el bit Z se pone a 1 si el valor es igual al que tenía cargado.

[David Met]

MOVWF

Mueve el contenido del registro W a un registro cualquiera elegido por el programador. Sin duda alguna, esta instrucción, es otra muy usada en la programación ASM

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          MOVWF       ADCON0

Si antes de la intrucción W vale B'10000001' y ADCON0 vale 0x0, después de la instrucción ADCON0 vale 0x81.

Para recordar MOVe es mover W es el registro W y File es registro.

No afecta ningún bit del registro STATUS.

NOP

No realiza ninguna operación. Solo consume un ciclo de instrucción.

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          NOP

Para recordar No es no y OPeration es operación.

No afecta ningún bit del registro STATUS.

RETFIE

Carga al CP con el valor de la parte alta de la pila para volver al lugar dónde se encontraba el CP antes de atender la interrupción. Al mismo tiempo, pone a 1 el bit GIE para activar de nuevo las interrupciones.

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         RETFIE

Para recordar REturn es retornar From es de la IntErrupt es interrupción.

No afecta ningún bit del registro STATUS.

[David Met]

RETLW

Carga al CP con el valor de la parte alta de la pila para volver al lugar dónde se encontraba el CP desde dónde se llamó a la subrutina y al retornar, lo hace con un literal cargado en W especificado por el programador. Esta instrucción, se utilizan en las tablas (para más detalle, ver la explicación del GOTO y CALL).


Ejemplo:

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            RETLW          'L'

En este ejemplo, el MPLAB, carga en W el código ASCII correspondiente a la letra L

Extendiendo el ejemplo:

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           PAGESELW       TABLA             ;CONFIGURA AL PCLATH PARA VOLVER AL LUGAR CORRECTO
           MOVFW            contador        ;CARGA A W LA POCICIÓN A LEER EN LA TABLA POR EJEMPLO 3
           CALL               TABLA            ;LLAMA A LA RUTINA TABLA
           CALL               LCD_DATO      ;LLAMA A LA RUTINA PARA MOSTRA AL LCD
           NOP
;
;
TABLA   ADDWF             PCL,F            ;SUMA AL PCL CON EL CONTENIDO DE W POR EJEMPLO 3
           RETLW              '1'                ;RETORNA CON 1 ASCII
           RETLW              '2'                ;RETORNA CON 2 ASCII
           RETLW              '3'                ;RETORNA CON 3 ASCII
           RETLW              'T'                ;RETORNA CON 4 ASCII

Este es un ejemplo sencillo de como utilizar RETLW. Para interpretar este código empezamos desde PAGESELW, supongamos que el CP está en esta instrucción (que está explicado que hace) luego pasa a la instrucción MOVFW     contador    y suponemos que tiene cargado 3 en decimal, por lo que W pasará a tener 3 en decimal. El CP continua con CALL     TABLA, el CP saltará por encima a todas las demás instrucciones y se dirige a la etiqueta TABLA y ejecuta la instrucción ADDWF     PCL,F En el código hablamos que le suma 3 al PCL, por lo que saltará al RETLW  '3' cargando a W con el código ASCII 3. Retorna justo debajo del CALL   TABLA, o sea retorna a CALL  LCD_DATO y ejecuta la rutina correspondiente, cuando termina, regresa al NOP (que puede ser cualquier instrucción que necesite el programador.
Si en cambio, contador hubiera tenido cargado 4 en decimal cuando llegue a la tabla y le sume al PCL este apuntará a RETLW    'T'  cargando en W el código correspondiente ASCII.

Para recordar RETurn es retornar Literal es literal W es el registro de trabajo W

No afecta ningún bit del registro STATUS.

RETURN

Carga al CP con el valor de la parte alta de la pila para volver al lugar dónde se encontraba el CP cuando se llamó a la rutina o subrutina.

La diferencia con RETLW es que RETURN regresa sin cambiar a W. Este se utiliza para terminar una rutina y no se necesite ningún dato. Por ejemplo en la rutina CALL   LCD_DATO no nos sirve que vuelva con ningún valor ya que es una rutina para enviar datos a un LCD, asi que esta rutina tendrá implementada RETURN

Por ejemplo:

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             RETURN

No afecta ningún bit del registro STATUS

Para recordar RETURN es retornar.