Microcontrolador Atmega328p: February 2017

Como cargar programas de Atmel Studio 7 a Arduino UNO y ejemplo en ensamblador

Este instructivo es útil cuando necesitamos pdesarrollar porgramas que utilizan caracteristicas mas avanzadas y poder programarlo en lenguaje ensamblador.

Se integra las capacidades de programacion mediante USB de nuestra tarjeta. Para hacer eso utilizaremos "avrdude.exe" y la opción "external tools" de Atmel Studio

Primero debemos instalar

Paso 1: Configurando Atmel Studio

Ahora conecta tu Arduino UNO a tu PC y espera a que se instalen los controladores.Cuando termine, toma nota de cual puerto está utilizando. Para mi caso es el COM4.

Ahora:

Una vez abierto Atmel Studio de click en el menú "toos/external tools" y se abrirá un cuadro de dialogo donde se nos pedirá llenar algunos parámetros.
En title escribir "Send to Arduino UNO" o el nombre que quieras.
En command escribir "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe"
En arguments escribir " -C "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf" -p atmega328p -c arduino -P COM5 -b 115200 -U flash:w:"$(ProjectDir)Debug\$(TargetName).hex":i " En este caso necesitas reemplazar el puerto COM por el que estes empleando.

Programación en lenguaje ensamblador

Lenguaje ensamblador

El lenguaje ensamblador, o assembler (en inglés assembly language y la abreviación asm), es un lenguaje de programación de bajo nivel. Consiste en un conjunto de mnemónicos que representan instrucciones básicas para los computadores, microprocesadores, microcontroladores y otros circuitos integrados programables. Implementa una representación simbólica de los códigos de máquina binarios y otras constantes necesarias para programar una arquitectura de procesador y constituye la representación más directa del código máquina específico para cada arquitectura legible por un programador. Cada arquitectura de procesador tiene su propio lenguaje ensamblador que usualmente es definida por el fabricante de hardware, y está basada en los mnemónicos que simbolizan los pasos de procesamiento (las instrucciones), los registros del procesador, las posiciones de memoria y otras características del lenguaje. Un lenguaje ensamblador es por lo tanto específico de cierta arquitectura de computador física (o virtual). Esto está en contraste con la mayoría de los lenguajes de programación de alto nivel, que idealmente son portátiles.

.DEVICE

La directiva device permite al usuario decir al Ensamblador que dispositivo y sobre que código se va a ejecutar.

Syntax: .

DEVICE atmega328p

.ORG

La directiva org es usada para indicar el comienzo de la dirección, puede ser empleada tanto para código como para dato.

Syntax:

.ORG exprasión

Ejemplo

.ORG 0x00

.INCLUDE

La directiva include le dice al lenguaje ensambladro AVR que agregue el contenido de un archivo a nuestro programa.

Ejemplo

include "m328pdef.inc"

.EQU

Ésta es utilizada para dar un valor constante a una dirección fija.

Syntax:

.EQU etiqueta = exprasión

El valor de la expresión puede ser en hexadecimal, ejemplo:

.EQU DATO1 = 0x39 ;numero en hexadecimal

El valor de la expresión puede ser en binario, ejemplo:

.EQU DATO2 = 0b00110101 ;Binario (35 en hexadecimal)

El valor de la expresión puede ser en decimal, ejemplo:

.EQU DATO3 = 39 ;numero decimal (27 en hexadecimal)

El valor de la expresión puede ser en caracter, ejemplo:

.EQU DATO4 = '2' ;caracter ASCII

Puertos de entrada salida (configuraciones)

Ejemplos de código en ensamblador

Cambiar de estado una salida cada 500 milisegudos (la librería de los delay viene mas abajo)

;

; blink_led.asm

;

; Created: 15/02/2017 08:56:19 a. m.

; Author : NoeAdrian

;

.include "m328pdef.inc"

.include "delay.inc" ;Librery a de retardos

.device atmega328p

;---------Configuración de puertos ---------------

.ORG 0x00 ;Comienzo del codigo en la posición 0

;inicializa el SP

LDI R16, HIGH(RAMEND) ; Carga el SPH

OUT SPH, R16

LDI R16, LOW(RAMEND) ;Carga el SPL

OUT SPL, R16

LDI R16, 0xFF ;R16 = 255 o 0b11111111

OUT DDRB,R16 ;Pone como salida el Puerto B

NOP ;Espera un ciclo de reloj

LDI R16, 0b00100000 ;R16 = 0b00100000

OUT PORTB, R16 ;Enciende el led

start:

LDI R16, 0b00100000 ;R16 = 0b00100000

OUT PORTB, R16 ; enciende el led

call delay_500ms ;Retado de 500 milisegundos

LDI R16, 0b00000000 ;R16 = 0b0000000

OUT PORTB, R16 ; enciende el led

call delay_500ms ;Retado de 500 milisegundos

jmp start

Instrucciones empleadas

;K Valor

LDI Rd, K ;Carga el registro Rd con el valor K

IN Rd, PINn ;Cargael valor de un registro como PINn a Rd

OUT PORTn, Rd ;Carga Rd a PORTn. Es empleada para mandar algún valor a un puerto

JMP k ;Salta a la dirección k. En este caso la etiqueta start

Cambiar de estado una salida PD0 mediante cada que se pone en alto la entrada PB0

.include "m328pdef.inc"

.include "delay.inc"

.device atmega328p

;---------Configuración de puertos ---------------

.ORG 0x00 ;Comienzo del código en la posición 0

; Inicializa el SP

LDI R16, HIGH(RAMEND) ; Carga el SPH

OUT SPH, R16

LDI R16, LOW(RAMEND) ;Carga el SPL

OUT SPL, R16

LDI R16, 0x00 ;R16 = 0

OUT DDRB,R16 ;Pone como entrada el Puerto B

NOP ;Espera un ciclo de reloj

LDI R16, 0xFF ;R16 = 0x0FF

OUT DDRD,R16 ;Pone como salida el Puerto B

NOP ;Espera un ciclo de reloj

LDI R16,0xFF ;Pone resistencia de pull up

OUT PORTB, R16 ;Pone en cero el puerto b

start:

sbis PINB,0 ;Salta la siguiente linea si PB0 es 1

jmp continuar1 ;salta a continuar1

call delay_100ms ;espera 100 milisegundos para evitar rebotes

sbis PIND,0 ;Salta la siguiente linea si PD0 es 1

jmp escero ;Salta a escero

ldi r17,0b00000000 ;r17=0

out PORTD,r17 ;PORTD = r17

jmp continuar1 ;Salta a continuar1

escero:

ldi r17,0b00000001 ;r17=1

out PORTD,r17 ;PORTD = r17

continuar1:

jmp start

Como crear una subrutina de retardo

Para este caso la subrutina está en otro archivo el cual nombraremos delay.inc

Damos click derecho en el nombre del proyecto
Click en Add/new item...
Seleccionamos include file y nombramos el archivo
Una vez creada hay que añadir la librería con .include

;------------------------- subrutina de retardo delay_10ms ---------------------------------

.ORG 0x300 ;coloca la rutina de retardo en la dirección 0x300

dealy_10ms:

ldi r17,99 ; 1 ciclo

repetir1:

ldi r18,199 ; 1 ciclo

repetir:

nop ; 1 ciclo

dec r18 ; 1 ciclo

brne repetir ; 2 ciclos

dec r17 ; 1 ciclo

brne repetir1 ; 2 ciclos

ret ; 5 ciclo

Instrucciones empleadas

;K Valor

LDI Rd, K ;Carga el registro Rd con el valor K.

NOP ;No hace ninguna operación.

DEC Rd ;Carga Rd = Rd-1.

BRNE k ;Salta a la dirección k +1. En si el valor no es cero o z=0.

RET ;regresa a la dirección donde fue llamada + 1.

¿Cómo se calculó?

Bueno en primer lugar se utilizó una frecuencia de trabajo de 16 MHz por lo que

(1/(16x10^6))(1+1+100(200(8))+4))=0.01 seg = 10 ms

se repite primero 100 veces por 200 veces 8 ciclos que son los nop, dec y brne.

Si se utiliza otra frecuencia de trabajo para el micro se deberá hacer una subrutina parecida pero adecuada a la frecuencia de trabajo.

Con esto podemos realizar una nueva rutina de 100ms repitiendo 10 veces la subrutina de 10ms y de la misma manera podemos crear mas.

Ejemplo

* delay.inc

* Created: 15/02/2017 12:17:22 p. m.

* Author: NoeAdrian

;----------------------Esta es la subrutina de retardo dalay_500ms -------------------------

.ORG 0x300 ;coloca la rutina de retardo en la dirección 0x300

delay_500ms:

call delay_100ms

ret

;----------------------Esta es la subrutina de retardo delay_100ms -------------------------

delay_100ms:

call delay_10ms

ret

;----------------------Esta es la subrutina de retardo delay_10ms -------------------------

delay_10ms:

ldi r17,99 ; 1 ciclo

repetir1:

ldi r18,199 ; 1 ciclo

repetir:

nop

dec r18 ; 1 ciclo

brne repetir ; 2 ciclos

dec r17 ; 1 ciclo

brne repetir1 ; 2 ciclos

ret

Practica 1

Realizar el un programa que mediante un botón conectado al PUERTO B incremente el valor de la salida del PUERTO D en 1, mostrando el valor con un display 7SEG-BCD segmentos que vaya de 0 a F.
El código será simulado en Proteus.

Componentes

7SEG-BCD
CAPACITOR 22pF
ATMEGA328P
BUTTON
CRISTAL
RES

Configuración del microcontrolador (revisar su configuración, que corresponda con la imagen).

Al terminar el la practica se deberá entregar un reporte por cada persona, será hecho en computadora y contendrá:

Portada

Nombre de la institución
Carrera
Semestre
Numero de la practica, unjidad y nombre de l a práctica
Nombre del Alumno
Nombre del profesor
Lugar y fecha

Introducción
Objetivos

Desarrollo

Código del programa con comentarios.
Fotografías de los resultados de la simulación

Conclusión personal

Ayuda
ldi r17,16 ;Se debe poner este registro a 16 para compararlo con el valor del :puerto D

inc r18 ;r18 = r18+1

cp r18,r17 ;compara r18 con r17

breq mayora15 ;si es igual salta a mayora15

Microcontrolador Atmega328p

Tuesday, February 14, 2017

Programación del microatmega328p en ensamblador

Como cargar programas de Atmel Studio 7 a Arduino UNO y ejemplo en ensamblador

Paso 1: Configurando Atmel Studio

Programación en lenguaje ensamblador

Lenguaje ensamblador

Puertos de entrada salida (configuraciones)

Ejemplos de código en ensamblador

Cambiar de estado una salida cada 500 milisegudos (la librería de los delay viene mas abajo)

Instrucciones empleadas

Cambiar de estado una salida PD0 mediante cada que se pone en alto la entrada PB0

Como crear una subrutina de retardo

Instrucciones empleadas

Practica 1