Dasar Assembler AVR
Salah satu alasan Bahasa assembler digunakan karena kita ingin melihat efeknya terhadap isi register dan memory. Bagi pelajar atau mahasiswa yang sedang mempelajari arsitektur komputer atau microprosessor sebaiknya menggunakan bahasa Asembler selain mempelajari bahasa C .
Untuk membuat program assembler kita harus mengetahui peta memori, register-register dan arsitektur AVR. Register digunakan untuk menyimpan data sementara fungsinya mirip spt RAM tapi register biasanya diakses dgn nama buka lokasi alamat spt mengakses RAM.
Peta Memori
Memori di AVR terbagi menjadi 2 bagian:
1. Program memori
2. Data Memori (Register umum(GPR),Register khusus(SFR), RAM dan EEPROM)
Memori AVR
1. Program Memory
ATMega8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader.
2. Data Memory
Data Memory AVR di alokasikan untuk :
1. Register File (GPR, general purpose reg), terdiri dari 32 register.
2. I/O register (SFR,special purpose reg) terdiri dari 64 register.
3. Internal data SRAM.
memory-register
2.a General Purpose Register (GPR)
AVR mempunya 32 register untuk menyimpan data sementara register tersebut adalah R0 sampai R31 berada di lokasi memory terendah (00H~1FH). Register ini berlaku seperti register Accumulator pada microprosessor lain. Register ini digunakan untuk operasi logika dan aritmetik
2.b IO register (SFR)
Dialokasikan untuk register2 fungsi khusus spt register untuk Timer, ADC ,IO port,UART, dll. contoh register dilokasi ini: DDRA,DDRB,PORTA,PINA,UCSRA dll
2.c General Purpose RAM
RAM adalah tempat menyimpan data umum yang tidak bisa langsung diakses oleh CPU , tapi harus melalui register.
Mesti diingat! kita tdk bisa mencopy sebuah nilai langsung ke I/O register atau RAM harus melalui registers
sram
Perpindahan data di antara Data memori (GPR-SFR-SRAM) dan Instruksinya antara lain:
– SRAM ke GPR : LDS
– GPR ke SRAM : STS
– SFR ke SRAM : none
– SRAM ke SFR : none
– SRAM ke SRAM : none
– GPR ke GPR : MOV
– SFR ke GPR : IN
– GPR ke SFR : OUT
Instruksi perpindahan data memori
Perintah untuk mengakses RAM adalah LDS dan STS, contoh :
STS 0x0060, R1
isi dari register R1 di copy ke lokasi 0x0060 di SRAM
isi dari register R1 di copy ke lokasi 0x0060 di SRAM
LDS R1, 0x0060
isi SRAM alamat 0x0060 di copy ke register.
Contoh penjumlahan 2 bilangan dilokasi memory , step yg akan dilalui sbb :
1. Bilangan pertama dicopy dari RAM ke R3
2. Bilangan ke dua di copy dari RAM ke R2
3 ALU akan menjumlahkan R2 dan R3 ,
4 Hasil disimpan ke R3 dan di copy ke RAM.
EEPROM Data Memory
ATMega8535 memiliki EEPROM sebesar 512 byte untuk menyimpan data Nonvolatile artinya jika power off data tidak hilang. Lokasinya terpisah dengan system address register.
Register-register khusus untuk mengakses EEPROM yaitu :
1. EEADRH dan EEADRL = register menyimpan alamat EEPROM tujuan
2. EEDR = data yang akan disimpan ke EEPROM di copy ke register ini.
3. EECR = register untuk pengontrolan menulis dan membaca. yang digunakan cuma bit 3~ bit 0 :
• Bit 3– EERIE: EEPROM Ready Interrupt Enable
• Bit 2 – EEMWE: EEPROM Master Write Enable
• Bit 1 – EEWE: EEPROM Write Enable
• Bit 0 – EERE: EEPROM Read Enable
• Bit 2 – EEMWE: EEPROM Master Write Enable
• Bit 1 – EEWE: EEPROM Write Enable
• Bit 0 – EERE: EEPROM Read Enable
waktu penulisan ke EEPROM lebih lama dari pada ke RAM.
Contoh Code untuk menulis data yg ada di register R16 ke EEPROM:
; tunggu penulisan sebelumnya komplit
sbic EECR,EEWE
rjmp EEPROM_write
; simpan alamat EEPROM tujuan (misal ada di R17 dan R18) ke register EEARH (MSB) dan EEARL (LSB)
out EEARH, r18
out EEARL, r17
out EEDR,r16 ; data di r16 di copy ke Data Register EEPROM
sbi EECR,EEMWE ; Write logical one to EEMWE
; Start eeprom write by setting EEWE
sbi EECR,EEWE
Register Status
Status Register adalah register yang memberikan informasi yang dihasilkan dari eksekusi instuksi aritmatika.Informasi ini berguna untuk mencari alternatif alur program sesuai dengan kondisi yang dihadapi.
Register Status
Bit 7 – I : Global Interrupt Enable
Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan clear ketika ada interrupt
yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.
Bit 6 – T : Bit Copy Storage
Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit.
Bit 5 – H : Half Carry Flag
Bit 4 – S : Sign Bit
Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement Overflow Flag V.
Bit 3 – V : Two’s Complement Overflow Flag
Digunakan dalam operasi aritmatika
Bit 2 – N : Negative Flag
Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.
Bit 1 – Z : Zero Flag
Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
Bahasa Assembler AVR
Bahasa yang dipakai untuk memprogram mikrokontroler AVR adalah bahasa assembly AVR atau bahasa C. Bahasa assembler digunakan karena kita dapat melihat perubahan isi register dan data memory.
Program bahasa assembler terdiri dari 2 bagian yaitu
1. Pengarah /directive
Antara lain: INCLUDE, EQU,SET,ORG
Contoh Pengarah :
.include “m8535def.inc”
.org 0x0000
2. Instruksi .
Format instruksi : label: mnemonic operand ;comment
Contoh Instruksi MOV R1,R2
Contoh Instruksi MOV R1,R2
Contoh program assembler sederhana
Jalankan Program dibawah ini dengan AVR STudio
.include “m8535def.inc” //file definisi jenis microcontroller
.org 0x0000 //set alamat awal (original)
rjmp main
main: ldi R16,low(RAMEND) //lokasi akhir RAM untuk stack(SP)
out SPL,R16 //LSB
ldi R16,high(RAMEND)
out SPH,R16 //MSB
ulang: ldi R16,0xff
out ddra, R16 //port A sebagai output
cbi PortA,1 //pin 1 portA=0
sbi PortA,1 //pin 1 portA=1
rjmp ulang
Langkah langkah
– Buka AVR Studio IDE
– Buka project baru , pilih type project : AVR Assembler
– Ketik nama project : tugas1
– Pilih Debug Flatform : AVR Simulator
– Pilih Device : ATmega8535 lalu klik finish.
– Ketik program diatas di jendela kode.
– Klik Build and Run untuk menjalankan program.
– Tekan tombol F11 untuk mengeksekusi tiap baris instruksi.
Assembler AVR dgn AVR Studio
Penjelasan Program
.include “m8535def.inc”
Baris ini digunakan untuk mMenentukan jenis mikrokontroler yang digunakan dengan cara memasukkan file definisi device (m8535def.inc) ke dalam program utama.
.org 0x0000
Baris ini digunakan untuk menuliskan awal alamat program, yaitu 0x0000. Hal ini dimaksudkan agar program memory tidak tumpang tindih dengan data memory.
ldi r16,low(RAMEND) //lokasi akhir RAM untuk stack(SP)
out SPL,r16 //LSB
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16 //MSB
Empat baris instruksi ini untuk menentukan isi Stack Pointer dengan address terakhir RAM (RAMEND). Untuk ATMega8535 yaitu 0x025F.
Contoh 2 , program penjumlahan isi register 16 dan register 17 ,hasil disimpan di register16.
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
ldi r16,0x08
ldi r17,0x80
add r16,r17 ; R16 =R16+R17
here: rjmp here
ldi r17,0x80
add r16,r17 ; R16 =R16+R17
here: rjmp here
beberapa Instruksi Assembler
instruksi transfer data
Instruksi
|
Arti
|
contoh
|
| LDI Rd,K RD = K .d=16-31. K = 0-255 | Artinya copy data 8 bit ke GPR (hanya R16~R31). | LDI R16, 0xf LDI R31,8 //desimal 8 |
| ADD Rd,Rr | Rd = Rd + Rr | |
| LDS Rd,K(LoaD direct to data Space)Rd = isi alamat K , d = 0~31 K = 0~FFFF | Copy isi alamat K ke RD | LDS R20,0x1.copy alamat 0x0001 (R1) ke R20. |
| STS K, Rr(Store direct To data Space) | Mengcopy isi register Rr ke lokasi memory K | 1) STS 0x1 ,R10copy isi R10 ke alamat 0x0001 (R1).2) LDI R16,0x55 STS 0x38,R16 // 0x38(PortB) = 0x55 |
| IN Rd,A | isi GPR dgn memori relatif SFR | IN R20,0x16 (PINB=mem adress 0x36, relatif adress 0x16) artinya isi R20 = PINB untuk instruksi IN lebih baik ganti “A” dgn nama jadi IN R20,0x16 sama dengan IN R20 ,PINB |
| OUT A,Rr | isi reg i/o dengan Rr | Out PORTD,R10 |
| JMP | spt goto bahasa C | lagi : IN R16, PINB OUT PORTC,R16 JMP lagi |
| MOV | Mengcopy data di antara register GPR | MOV R10, R20 |
Instruksi Operasi Aritmatika
| Contoh : | ||
| ADD | Menambahkan isi dua register. | add r15,r14 ; r15=r15+r14 |
| ADC | Menambahkan isi dua register dan isi carry flag | adc r15,r14 ; r15=r15+r14+C |
| SUB | Mengurangi isi dua register. | sub r19,r14 ; r19=r19-r14 |
| MUL | Mengalikan dua register. Perkalian 8 bit dengan 8 bit menghasilkan bilangan 16 bit yang disimpan di r0untuk byte rendah dan di r1 untuk byte tinggi. Untuk memindahkan bilangan 16 bit antar register registerdigunakan instruksimovw (copy register word) | mul r21,r20 ; r1:r0=r21*r20 |
Instruksi Logika
Instruksi
|
Arti
|
Contoh
|
| AND Rm,Rn | Rm=Rm & Rn | AND Rr23,R27 |
| ANDI Rn,kontanta | Rn=Rn & konstanta | ANDI R25,0b11110000 |
| OR | R18 = R18 OR R17 | OR R18, R17 |
| ORI | Rn = Rn OR konstanta | ori r15,0xfe |
| INC | Rn = Rn + 1 | INC R16 |
| DEC | Rn = Rn – 1 | DEC R16 |
| CLR | Rn = 0 | CLR R15 ; R15=0x00 |
| SER | Rn=0xFFh | SER R16 ; r16=0xff |
Instruksi I/O
| Instruksi |
Arti
|
Contoh
|
| IN | membaca data I/O port ke dalam register | IN R16,PinA |
| OUT | menulis data register ke I/O port | OUT PortA,R16 |
| LDI(load immediate) | menulis konstanta ke register sebelum konstanta tersebut | LDI R16,0xFF |
| SBI(set bit in I/O) | membuat logika high pada sebuah bit I/O port | SBI PortB,7 |
| CBI(clear bit in I/O) | membuat logika low pada sebuah bit I/O port | CBI PortB,5 |
| SBIC(skip if bit in I/O is clear) | lompati satu instruksi jika bit I/O port dalam kondisi clear/low | SBIC PortA,3 |
| SBIS(skip if bit in I/O is set) | lompati satu instruksi jika bit I/O port dalam kondisi set/high | SBIS PortB,3 |
Operasi Percabangan
Instruksi Percabangan
| istruksi | arti | contoh |
| Sbic (skip if bit in I/O is leared) | Skip jika bit I/O yang diuji clear | SBIC PINB,0; Skip if Bit 0 on port B is 0 RJMP ATarget ; Jump to the label ATarget |
| Sbis (skip if bit in I/O is set) | Skip jika bit I/O yang diuji set | |
| sbrc (skip if bit in register is lear) | Skip jika bit dalam register yang diuji clear | |
| cp (compare) | Membandingkan isi dua register | cp r16,r18 ;brne lompat ;(menuju lompat jika r16=r18) |
| cpi (compare with immediate) | Membandingakan isi register dengan konstanta tertentu | cpi r16,5 ; r16=5 ?breq lagi ;(menuju lagi jika r16 = 5 |
| breq (branch if equal) | Lompat ke label tertentu jika suatu hasil perbandingan adalah sama | |
| brne (branch if not equal) | Lompat ke label tertentu jika suatu hasil perbandingan adalah tidaksama | |
| rjmp (relative jump) | Lompat ke label tertentu | |
| rcall (relative call) | Memanggil subrutin. | |
| ret (return) | Keluar dari sub rutin. | |
| CPSE(ComPare Skip if Equal) | Compare R1 and R2, skip if equal | CPSE R1,R2 |
====================================================================
Contoh contoh Program
1. Operasi Percabangan
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
clr r16 ; r16=0x00
naik: inc r16 ; increment r16
cpi r16,5 ; r16=5 ?
breq lagi ; branch to lagi if r16 = 5
rjmp naik ; jump to naik if r16 ≠ 5
lagi: ldi r18,5 ; r18 = 5
dec r16 ; decrement r16
cp r16,r18 ; compare r16 & r18
brne lompat ; branch to lompat if r16=r18
rjmp lagi ; jump to lagi if r16≠r18
lompat: rcall rutin1
rcall rutin2
henti: rjmp henti
rutin1: mov r17,r16
ret
rutin2: mov r19,r18
ret
2. perpindahn data Memori
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
lagi: LDI r18, 3 ; r18=3
LDI r19, 2 ; r19=2
ADD r19, r18 ;r19 =r19+r18
STS 0x60, r19 ; copy isi r19 ke lokasi SRAM alamat 0x60
LDS R20, 0x60 ;copy isi alamat SRAM 0x60 ke reg r20
rjmp lagi
3. Input Output Port
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,0x00
out ddra,r16 ; PortA as input
ldi r16,0xff
out ddrb,r16 ; PortB as output
ulang: in r16,PinA ;baca PinA simpan di r16
out PortB,r16 ; kirim isi register r16 ke portB
rjmp ulang
4. Aritmetika
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
ldi r16,0x80
ldi r17,0x80
add r16,r17
ldi r18,0x02
adc r16,r18
here: rjmp here
5. Operasi Logika
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main:
ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
ldi r16,0b01110111
ldi r17,0b00001111
and r16,r17
ori r16,0b00001000
clr r16
inc r16
ser r16
dec r16
here:
rjmp here
6. Percabangan
.include “m8535def.inc”
.org 0x00
rjmp main
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
clr r16 ; r16=0x00
naik: inc r16 ; increment r16
cpi r16,5 ; r16=5 ?
breq lagi ; branch to lagi if r16 = 5
rjmp naik ; jump to naik if r16 ≠ 5
lagi: ldi r18,5 ; r18 = 5
dec r16 ; decrement r16
cp r16,r18 ; compare r16 & r18
brne lompat ; branch to lompat if r16=r18
rjmp lagi ; jump to lagi if r16≠r18
lompat: rcall rutin1
rcall rutin2
henti: rjmp henti
rutin1: mov r17,r16
ret
rutin2: mov r19,r18
ret
7. Interupsi
.include “m8535def.inc”
.org 0x0000
rjmp main
.org 0x0001
rjmp ex_int0
main: ldi r16,low(RAMEND)
out SPL,r16
ldi r16,high(RAMEND)
out SPH,r16
ldi r16,0xff
out ddrd,r16
out PortD,r16
set_int: ldi r17,0b01000000
out GICR,r17
ldi r17,0b00000000
out MCUCR,r17
sei
loop: rjmp loop
ex_int0: push r16
in r16,SREG
push r16
ldi r17,0xff
out ddra,r17
out PortA,r17
pop r16
out SREG,r16
pop r16
reti
-AVR Ali Mazidi
-Modul AVR Electrical Engineering Batam Polytechnic
– Datasheet AVR Atmega8535
Tidak ada komentar:
Posting Komentar