AVR Assembler Makros
Hier entsteht eine Sammlung von verschiedenen nützlichen Makros für den AVR Assembler.
16 Bit Konstante in Z-Pointer laden
<avrasm> .MACRO SetZPtr ;(Adresse)
ldi ZL, LOW(@0)
ldi ZH, HIGH(@0)
.ENDMACRO </avrasm>
Natürlich auch möglich mit X- und Y-Pointer.
Speicher
2 Register ohne Zwischenspeicher vertauschen
<avrasm> .MACRO SWAP ;(a, b)
eor @0, @1
eor @1, @0
eor @0, @1
.ENDMACRO </avrasm>
Arithmetik
Konstante addieren
<avrasm> .MACRO ADDI ;(a, k)
subi @0, -(@1)
.ENDMACRO </avrasm>
Konstante addieren (16 Bit)
<avrasm> .MACRO ADDIW ;(RdL:RdH, k)
subi @0L, LOW(-@1)
sbci @0H, HIGH(-@1)
.ENDMACRO </avrasm> oder (sinnlos) <avrasm> .MACRO ADDIW ;(Rd, k)
sbiw @0, (-@1)
.ENDMACRO </avrasm> DAS geht auch ohne Makro <avrasm>
adiw a, b
</avrasm> SBIW und ADIW sind aber beide auf die Register(paare) R24, R26, R28, R30 beschränkt UND nehmen nur Zahlen <64 an.
I/O
Bei grösseren und neueren AVRs sind etliche I/O-Register nicht mit IN/OUT-Befehlen ansprechbar. LDS/STS erreicht zwar alle, ist aber bei kleineren oder älteren ineffizient.
Port lesen
<avrasm> .macro input
.if @1 < 0x40
in @0, @1
.else lds @0, @1 .endif
.endm </avrasm>
Port schreiben
<avrasm> .macro output
.if @0 < 0x40
out @0, @1
.else sts @0, @1 .endif
.endm </avrasm>
Portbit abfragen
Abfrage eines Bits eines I/O-Ports und Sprung wenn 1/0. Überschreibt u.U. ZL.
Branch if Bit in I/O-Register is Set <avrasm> .macro bbis ;port,bit,target
.if @0 < 0x20 sbic @0, @1
rjmp @2
.elif @0 < 0x40
in zl, @0 sbrc zl, @1 rjmp @2
.else
lds zl, @0 sbrc zl, @1 rjmp @2
.endif
.endm </avrasm>
Branch if Bit in I/O-Register is Cleared <avrasm> .macro bbic ;port,bit,target
.if @0 < 0x20 sbis @0, @1
rjmp @2
.elif @0 < 0x40
in zl, @0 sbrs zl, @1 rjmp @2
.else
lds zl, @0 sbrs zl, @1 rjmp @2
.endif
.endm </avrasm>
Location Pointer
Align
Manchmal ist es notwendig, Tabellen oder Puffer auf eine bestimmte Byte- oder Wortgrenze zu bringen, z.B. um beim Zugriff einen Überlauf des Index in das obere Adressbyte zu verhindern.
<avrasm>
- align to 1<<@0
.macro align alignfromhere:
.if (alignfromhere & ((1<<@0)-1)) ;if not already aligned
.org (alignfromhere & (0xffff<<@0)) + (1<<@0)
.endif
.endmacro </avrasm>
@0 bezeichnet die Anzahl rechtsbündiger binärer Nullen. Beispiel: align 8 setzt die nächste Adresse auf $xx00. Funktioniert in allen Segmenten.
Delay
Verzögerung um X Nanosekunden
von Klaus2m5
Taktgenaue Verzögerung der Instruktionsausführung durch Angabe der Verzögerungszeit in Nanosekunden. Dabei werden maximal 4 Instruktionen erzeugt. Taktgenau bedeutet, dass auf die nächste volle Anzahl von Takten aufgerundet wird. Beispiel: 75ns bei 20MHZ (50ns Taktzeit) bedeutet eine tatsächliche Verzögerung von 2 Zyklen und entspricht 100ns.
Die Variable Osc_Hz muss der verwendeten Taktquelle angepasst werden und definiert die CPU-Taktfrequenz in Hertz.
wait_ns wird mit folgenden Parametern aufgerufen:
1. Verzögerungszeit in Nanosekunden 2. bereits verbrauchte Takte 3. ein Immediate-Register (R16-R31) als Zähler
Bereits verbrauchte Takte werden aus den Instruktionen errechnet, die zwischen den zu verzögernden Ereignissen liegen. Beispiel: <avrasm>
sbi porta,0
wait_ns 1000,2,R16
cbi porta,0
</avrasm> In diesem Fall besteht die Anzahl der verbrauchten Takte lediglich aus den Instruktionen, die zum Ereignis führen. Am Ende von SBI wird die steigende Flanke, am Ende von CBI die fallende Flanke des Signals erzeugt. Wenn wir also möglichst exakt eine Pulsbreite von einer Mikrosekunde erzeugen wollen, müssen wir die Ausführungszeit von CBI von unserer Wartezeit abziehen. Die Ausführung von CBI liegt vor dem Ereignis!
Wenn die Verzögerungszeit kleiner als die Anzahl bereits verbrauchter Taktzyklen ist, wird keine weitere Verzögerung erzeugt. Die maximale Verzögerung ist 767 Takte entsprechend 38350ns bei 20MHZ. Bei niedrigeren Frequenzen wird eine längere Verzögerung erreicht, allerdings nimmt dann auch die Genauigkeit der Verzögerung ab (exakt bis +1 Takt).
<avrasm>
- wait_ns waittime in ns , cyles already used , waitcount register
- cycles already used will be subtracted from the delay
- the waittime resolution is 1 cycle (delay from exact to +1 cycle)
- the maximum delay at 20MHz (50ns/clock) is 38350ns
- waitcount register must specify an immediate register
.set Osc_Hz = 7372800 ;7,3728 MHz (Baudrate xtal) .set cycle_time_ns = (1000000000 / Osc_Hz) ;clock duration .macro wait_ns
.set cycles = ((@0 + cycle_time_ns - 1) / cycle_time_ns - @1)
.if (cycles > (255 * 3 + 2))
.error "MACRO wait_ns - too many cycles to burn"
.else
.if (cycles > 6)
.set loop_cycles = (cycles / 3)
ldi @2,loop_cycles
dec @2
brne pc-1
.set cycles = (cycles - (loop_cycles * 3))
.endif
.if (cycles > 0)
.if (cycles & 4)
rjmp pc+1
rjmp pc+1
.endif
.if (cycles & 2)
rjmp pc+1
.endif
.if (cycles & 1)
nop
.endif
.endif
.endif
.endmacro </avrasm>
Strukturierte Programmierung
SAM (Structured Assembly Macros)
von Klaus2m5
SAM unterstützt strukturiertes Programmieren durch If-Then-Else und Do-Loop Makros. Beliebige Verschachtelung und Mehrfachbedingungen sind möglich. Läuft unter aktuellen Versionen von AVRASM2.
Einige Beispiele:
Verschachteltes If-Then-Else<avrasm>
cpi r16,'a'
ifeq a_chr
cpi r17,'b'
ifeq a_and_b
;...a&b
else a_and_b
;...a&-b
end a_and_b
else a_chr
cpi r17,'c'
ifeq c_but_no_a
;...-a&+c
else c_but_no_a
;...-a&c
end c_but_no_a
end a_chr
</avrasm>
Mehrere und/oder verknüpfte Bedingungen<avrasm>
cpi zh,high(end_buffer)
ifeq_and end_buffer_reached
cpi zl,low(end_buffer)
ifeq end_buffer_reached
ldi zh,high(buffer) ;wrap buffer
ldi zl,low(buffer)
end end_buffer_reached
ld r0,z+ ;read buffer
</avrasm>
Das Gleiche als Do-Loop<avrasm>
- reading a buffer until end
- similar to
- for z = buffer to end_buffer
ldi zh,high(buffer) ;init buffer pointer
ldi zl,low(buffer)
do read_buf
ld r0,z+
cpi zh,high(end_buffer)
loopne read_buf
cpi zl,low(end_buffer)
loopne read_buf
</avrasm>
Mehr Beispiele und das SAM-include als Download.