2 TPRJ 5 PIC assembler Wouter van Ooijen

2 TPRJ 5 – PIC assembler Wouter van Ooijen Mail: wouter. vanooijen@hu. nl Sheets en verdere info: www. voti. nl/hvu/2 TPRJ 5 Onderwerp: Materiaal: PIC assembler programmeren - PIC USB target board (€ 60 ) - handouts etc (worden uitgedeeld) - (thuis) PC met XP of Vista - Memory stick Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 1

2 TPRJ 5 – PIC assembler 2 Wat er van u verwacht wordt • U bent (op tijd!) aanwezig Theorie in B 02. 12 (vanaf 9; 50), praktijk in C 01. 14 De eerste weken iedere week een of meer opgave(n) De opgaven moeten voor de volgende les klaar zijn U maak de opgave(n) zelf De opgaven worden beoordeeld op werking, code en begrip De laatste weken een individueel projectje Het resultaat van het projectje is uw cijfer, mits alle voorgaande opgaven voldoende, en op tijd (anders minpunten!) • Er is dus geen tentamen, geen projectverslag, etc. • • Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Onderwerpen voor vandaag • wat is een microcontroller (embedded, real-time) • wat is assembler • hoe werk je met een microcontroller • wat is een PIC • de PIC 16 F 887 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 3

2 TPRJ 5 – PIC assembler 4 Wat is een microcontroller? meestal: Ø ‘computer-achtig’ ding (computertje) Ø combinatie van processor, ROM, RAM, I/O, . . . Ø compact Ø goedkoop Ø zuinig Ø geschikt voor real-time Ø geschikt voor embedded gebruik Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler ultra-goedkoop chinees, inclusief de documentatie lastig verkrijgbaar (in kleinere aantallen) general-purpose PIC, Atmel, 8051, 68 HC, . . . high-end ARM, Power. PC special purpose: DSP, ethernet, USB, analoog, LCD, . . . Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 5

2 TPRJ 5 – PIC assembler Ø ergens in, deel van een geheel, (diep) verstopt, dienstbaar aan waar ‘t in zit Ø vaste functie, dus niet vrij programmeerbaar Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 6

2 TPRJ 5 – PIC assembler 7 Wat is assembler? • De meeste directe manier om een CPU te programmeren • Veel werk voor de programmeur • Een stuk beter dan binair, hex of met schakelaars programmeren. . . • Regel-georienteerd • (meestal) 1 regel 1 CPU instructie • maar ook: het programma dat een in assembler geschreven programma vertaalt (de ‘compiler’) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler 8 een assembler fragment ; delay movlw H'00' delay_loop: addlw H'01' skpz goto delay_loop Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler bijna altijd cross-development: Ø jij werkt op een PC Ø daar draait je editor, compiler, assembler, linker Ø loader of programmer om te laden Ø burn and crash Ø luuxer: cross-debugger, ICE Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 9

2 TPRJ 5 – PIC assembler Wat is een PIC? • ooit: Peripheral Interface Controller voor de CP 1600 minicomputer • nu: merknaam voor een zeer brede reeks 8 -bit microcontrollers van fabrikant Microchip • Harvard-architectuur • concurrenten: AVR (Atmel), 68 HC, MSP 430 (Motorola), 8051, ARM (diverse fabrikanten), Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 10

2 TPRJ 5 – PIC assembler Soorten PICs Processor (core) – 12 -bit (max 2 k code, 2 -level stack, geen interrupts) – 14 -bit (max 8 k code, 8 -level stack) – 16 -bit – 24 -bit volkomen andere processors – 32 -bit Behuizing – 6. . 80 pinnen 40 – DIP, SMD, PLCC DIP Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 11

2 TPRJ 5 – PIC assembler Soorten PICs Soort geheugen – Mask ROM – OTP EPROM – Window EPROM – Flash – Reduced Flash Prijzen (@ 1) – $1. 00. . $30 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 12

2 TPRJ 5 – PIC assembler 13 PIC extra’s • • • A/D (8, 10 of 12 bits) UART Data EEPROM Timers Interne oscillator PWM uitgangen USB slave interface Ethernet interface comparator etc Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Hoe schrijf je een PIC programma • • • HEX Assembler C C++ (beperkt) Jal Pascal Ladder Basic … Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 14

2 TPRJ 5 – PIC assembler Hoe krijg je het programma in de PIC • • • In de fabriek, eenmalig (mask ROM) Eraser / ex-circuit programmer (EPROM) Ex-circuit programmer (FLASH) In-circuit programmer (In-circuit debugger) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 15

2 TPRJ 5 – PIC assembler 16 PIC 16 F 887 • • • 40 -pins chip, max. 35 beschikbaar als I/O met kristal maximaal 20 MHz (interne osc 8 MHz) 8 k code (14 -bit instructies) 368 general purpose registers (RAM) 256 bytes EEPROM Diverse peripherals (bv A/D, timers, UART, PWM) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler De PIC 16 F 887 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 17

2 TPRJ 5 – PIC assembler Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 18

2 TPRJ 5 – PIC assembler PIC programming model • W (accumulator) – het enige echte ‘register’ • Geheugen, adressen 0. . 0 x 1 FF (512), waarin oa: – File registers (memory, RAM) – Flags – die zitten dus in het ‘geheugen’! Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 19

2 TPRJ 5 – PIC assembler Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 20

2 TPRJ 5 – PIC assembler File Registers (SFR, GPR) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 21

2 TPRJ 5 – PIC assembler Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 22

2 TPRJ 5 – PIC assembler Literal to W, W to file, file to W a represents an address, [ a ] the (byte) content of that address Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 23

2 TPRJ 5 – PIC assembler 24 Wat doet dit code fragment? MOVF MOVWF MOVLW MOVWF H’ 20’, W H’ 21’ H’ 30’ H’ 31’ Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler W Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 25

2 TPRJ 5 – PIC assembler 26 Arithmetic instructions - diadic a represents an address, [ a ] the (byte) content of that address, n a (byte) literal Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Arithmetic instructions - diadic Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 27

2 TPRJ 5 – PIC assembler 28 Wat doet dit code fragment? MOVFW ADDWF MOVWF H’ 20’ H’ 21’, w H’ 21’ 1. MOVFW is een synoniem voor MOVF …, W 2. Hoe kan dit korter? Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Arithmetic instructions - monadic a represents an address, [ a ] the (byte) content of that address Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 29

2 TPRJ 5 – PIC assembler Arithmetic instructions - monadic Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 30

2 TPRJ 5 – PIC assembler 31 Wat doet dit code fragment? RLF MOVFW RRF H’ 30’, w H’ 31’ H’ 32’, f Het maakt niet uit of je hoofdletters of kleine letters gebruikt, maar Ca. Mel. Ca. Se werkt niet. Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler 32 Bit set and clear a represents an address, [ a ] the (byte) content of that address, n a (byte) literal, b a 3 -bit literal (a bit number, 0. . 7), X : b represents bit b of X Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Bit set and clear Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 33

2 TPRJ 5 – PIC assembler 34 Wat doet dit code fragment? BSF RRF H’ 03’, 0 H’ 32’, f Zoek in de INSTRUCTION SET SUMMARY op hoe de RRF instrcutie precies werkt. Wat gebeurt er als je de BSF instructie weg laat? Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler goto call return Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 35

2 TPRJ 5 – PIC assembler In welke volgorde worden de MOVLW instructies uitgevoerd? Spagetti: MOVLW 1 CALL spinazie GOTO spinazie MOVLW 2 Spinazie: MOVLW 3 RETURN MOVLW 4 Begin_Hier: MOVLW 5 CALL spagetti MOVLW 6 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 36

2 TPRJ 5 – PIC assembler Conditional skips a represents an address, [ a ] the (byte) content of that address Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 37

2 TPRJ 5 – PIC assembler Conditional skips Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 38

2 TPRJ 5 – PIC assembler diversen Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 39

2 TPRJ 5 – PIC assembler 40 Assembler build-in macro’s SKPZ SKPNZ SKPC SKPNC = btfss 3, 2 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler In welke MOVLW instructies worden uitgevoerd? movlw 5 movwf h’ 30’ btfsc h’ 30’, 0 movlw 12 btfss h’ 30’, 1 movlw 13 addlw 252 skpz movlw 14 skpnc movlw 15 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 41

2 TPRJ 5 – PIC assembler 42 wat doet dit stukje assembler code? ; delay movlw H'00' delay_loop addlw H'01' skpz goto delay_loop nb: skpz == btfss 3, 2 Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler 43 oefening 1 Op geheugenplaatsen H’ 20’ en H’ 21’ staan 2 getallen. Schrijf een programma dat deze getallen optelt en het resultaat in H’ 22’ plaatst (3 instructies) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler 44 oefening 2 Op geheugenplaatsen H’ 20’ en H’ 21’ staan 2 getallen. Zet het grootste van deze twee getallen in geheugenplaats H’ 22’. (diverse oplossingen mogelijk, bv 8 instructies) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology

2 TPRJ 5 – PIC assembler Oefening 3 Op geheugenplaatsen H’ 20’ en H’ 21’ staan 2 getallen. Vermenigvuldig deze getallen en plaats het resultaat in H’ 22’. Na afloop mogen de getallen in H’ 20’ en H’ 21’ veranderd zijn. (diverse oplossingen mogelijk, bv 10 instructies. Tip: vermenigvuldigen is herhaald optellen, evt eerst uitschrijven in C of Java) Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology 45

2 TPRJ 5 – PIC assembler 46 Doen neem de slides nog eens door noteer wat je niet duidelijk is ! neem € 60 mee voor het bordje (gepast!) schrijf de programma’s voor de oefeningen (mag op papier, of in notepad, etc ) dit moet voor volgende week af zijn!! let goed op het verschil tussen MOVLW en MOVWF/MOVFW. Hogeschool Utrecht / Institute for Computer, Communication and Media Technology