Введение в программный раздел

Программный раздел содержит наборы подпрограмм на языке ассемблера для микропроцессоров 8080 и 8085. Каждой подпрограмме предпосланы введение и комментарии; за каждой подпрограммой следует по крайней мере один пример ее использования. Введение содержит следующую информацию: назначение подпрограммы, процедуру ее выполнения, используемые регистры, время выполнения, размер памяти, необходимый для программы и ее данных, а также специальные случаи, входные и выходные условия.

Каждая подпрограмма сделана настолько общей, насколько это возможно.

Во всех подпрограммах был использован следующий метод передачи параметров:

 Первый 8-разрядный параметр передается в аккумуляторе, второй 8-разрядный параметр- регистре В, а третий- в регистре С.

 Первый 16-разрядный параметр передается в регистрах Н и L, при этом старший байт- в регистре Н. Второй 16-разрядный параметр передается в регистрах D и Е со старшим байтом в D.

 Большее число параметров передается в стеке, прямо или косвенно. Считается, что вход в подпрограмму осуществляется с помощью команды CALL, которая помещает адрес возврата в вершину стека и, следовательно, выше параметров.

Для большинства коротких подпрограмм было определено время выполнения.

Приведенная здесь документация всегда содержит по крайней мере один типовой пример, показывающий приблизительное или максимальное время выполнения.

Приводятся следующие подпрограммы:

 Преобразование кодов

 Преобразование двоичных данных в код BCD;

 Преобразование данных в коде BCD в двоичные;

 Преобразование двоичных данных в шестнадцатеричные в коде ASCII;

 Преобразование шестнадцатеричных данных в коде ASCII в двоичные;

 Преобразование двоичного числа в десятичное к коде ASCII;

 Преобразование десятичного числа в коде ASCII в двоичное;

 Трансляция строчных букв в прописные;

 Преобразование кода символа из системы ASCII в систему EBCDIC;

 Преобразование кода символа из системы EBCDIC в систему ASCII.

 Работа с массивами и индексирование

 Заполнение памяти;

 Пересылка блоков;

 Индексирование двухмерного массива байтов;

 Индексирование двухмерного массива слов;

 Индексирование N- мерного массива;

Арифметические операции

 16- разрядное вычитание;

 16- разрядное умножение;

 16- разрядное деление;

 16- разрядное сравнение;

 Двоичное сложение с повышенной точностью;

 Двоичное вычитание с повышенной точностью;

 Двоичное умножение с повышенной точностью;

 Двоичное деление с повышенной точностью;

 Двоичное сравнение с повышенной точностью;

 Десятичное сложение с повышенной точностью;

 Десятичное вычитание с повышенной точностью;

 Десятичное умножение с повышенной точностью;

 Десятичное деление с повышенной точностью;

 Десятичное сравнение с повышенной точностью;

 Работа с разрядами и сдвиги

 Установка разряда;

 Очистка разряда;

 Проверка разряда;

 Выделение поля разрядов;

 Запись поля разрядов;

 Арифметический сдвиг вправо с повышенной точностью;

 Логический сдвиг влево с повышенной точностью;

 Логический сдвиг вправо с повышенной точностью;

 Циклический сдвиг вправо с повышенной точностью;

 Циклический сдвиг влево с повышенной точностью;

 Работа со строками

 Сравнение строк;

 Объединение строк;

 Поиск позиции подстроки;

 Копирование подстроки из строки;

 Удаление подстроки из строки;

 Вставка подстроки в строку;

 Операции с массивами

 Суммирование 8-разрядного массива;

 Суммирование 16-разрядного массива;

 Поиск минимального элемента длиной 1 байт;

 Поиск максимального элемента длиной 1 байт;

 Двоичный поиск;

 Быстрая сортировка;

 Тест ОЗУ;

 Таблица переходов;

 Ввод - вывод

 Чтение строки с терминала;

 Запись строки на устройство вывода;

 Проверка и генерация 16-разрядного кода контроля по избыточности;

 Диспетчер таблицы устройств ввода - вывода;

 Инициализация портов ввода - вывода;

 Задержка в миллисекундах;

 Прерывания

 Небуферизованный ввод - вывод о прерываниям с использованием программируемого интерфейса связи 8251;

 Небуферизованный ввод - вывод о прерываниям с использованием программируемого параллельного интерфейса 8255;

 Буферизованный ввод - вывод о прерываниям с использованием программируемого интерфейса связи 8251;

 Часы реального времени и календарь

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Шестнадцатиразрядное вычитание

Вычитаются два 16-разрядных числа. При этом флаг переноса действует как заем.

Процедура. Просто из уменьшаемого вычитается вычитаемое по одному байту за один раз, начиная с младших байтов. При вычитании старших байтов учитывается заем. При вычитании старших байтов устанавливаются флаги.

Шестнадцатиразрядное умножение

Умножаются два 16-разрядных операнда и возвращается младшее по значению слово (16-разрядное) произведения.

Процедура. Используется обычный механизм сложения и сдвигов, при котором множимое добавляется к частичному произведению каждый раз, когда в множителе находится единичный разряд. Для правильного относительного расположения операндов и произведения в программе 15 раз осуществляется сдвиг влево множителя и промежуточного произведения (т.е. на число разрядов в множителе минус один). При этом старший (16-й) разряд произведения теряется.

Шестнадцатиразрядное деление

Делятся два 16-разрядных операнда и возвращается частное и остаток. Имеются две входные точки: SDIV16 делит два 16-разрядных операнда со знаками, в то время как USDIV16 делит два 16-разрядных операнда без знаков. При делении на 0 флаг переноса устанавливается в 1, а частное и остаток равны 0; в противном случае флаг переноса очищается.

Процедура. Если операнды имеют знаки, то определяется знак частного и берутся абсолютные значения отрицательных операндов. Кроме того, должен сохраняться знак делимого, так как он определяет знак остатка. Затем с помощью алгоритма сдвигов и вычитания выполняется беззнаковое деление. Частное и делимое сдвигаются влево, при этом каждый раз, когда пробное вычитание было успешным, единичный разряд помещается в частное. Если операнды имели знаки, то программа должна превратить в отрицательное число (т.е. вычесть из 0) частное или остаток, если только они должны быть отрицательными. При делении без ошибок флаг переноса очищается, а при делении на 0 - устанавливается. Кроме того, если делитель равен 0, то частное и остаток также равны 0.

Шестнадцатиразрядное сравнение

Сравниваются два 16-разрядных операнда и соответствующим образом устанавливаются флаги. Флаг нуля всегда указывает, были ли операнды равны. Если операнды были беззнаковые, то флаг переноса указывает, какой из них больше (флаг переноса = 1, если вычитаемое больше, и 0 - в противном случае). Если операнды имеют знаки, то флаг знака указывает, какой из них больше (флаг знака равен 1, если вычитаемое больше, и 0 - в противном случае); при этом учитывается переполнение по дополнению до двух, и если оно происходит, то флаг знака инвертируется.

Процедура. Сначала проверяется, может ли произойти переполнение по дополнению да двух. Это возможно только в том случае, если знаки операндов различаются. Если переполнение по дополнению до двух возможно, то вычитается младший байт вычитаемого из уменьшаемого. Если младшие байты равны, то устанавливаются то устанавливаются флаги по результату вычитания старших байтов. Если младшие байты не равны, перед выходом должен очистится флаг нуля (с помощью логической операции ИЛИ с 1, но при неизменных остальных флагах). Если переполнение по дополнению до двух может произойти, то устанавливается флаг знака по знаку уменьшаемого. Это выполняется с помощью загрузки в аккумулятор старшего байта уменьшаемого перед установкой флага знака.

Двоичное сложение чисел с повышенной точностью

Складываются два многобайтовых двоичных числа. Числа хранятся в памяти таким образом, что их самые младшие по значению байты занимают самые младшие адреса. Сумма заменяет первое слагаемое.

Процедура. Сначала очищается флаг переноса, а затем складываются операнды, по байту за раз, начиная с самых младших по значению байтов. В конце флаг переноса отражает результат сложения самых старших байтов. Длина 0 вызывает немедленный выход без сложения.

Двоичное вычитание чисел с повышенной точностью

Вычитаются два многобайтовых беззнаковых двоичных числа. Оба числа хранятся в памяти таким образом что их самые младшие по значению байты занимают самые младшие адреса. Разность замещает уменьшаемое. Длина чисел равна 255 байт или меньше.

Процедура. Сначала очищается флаг переноса, а затем вычисляются операнды, по байту за один раз, начиная с самых младших по значению байтов. В конце флаг переноса отражает результат вычитания самых старших байтов. Длина 0 вызывает немедленный выход без вычитания.

Двоичное умножение чисел с повышенной точностью

Умножаются два многобайтовых беззнаковых двоичных числа. Оба числа хранятся в памяти таким образом что их самые младшие по значению байты занимают самые младшие адреса. Произведение замещает множимое. Длина чисел равна 255 байт или меньше. Чтобы сохранялась совместимость с другими двоичными операциями повышенной точности, возвращаются только младшие по значению байты произведения.

Процедура. Используется обычный механизм сложения и сдвигов, при котором множимое добавляется к частичному произведению каждый раз, когда в множителе находится единичный разряд. Промежуточное произведение и множимое сдвигаются на число разрядов в множимом плюс один; этот дополнительный цикл сдвигает окончательный флаг переноса в произведении. Полное беззнаковое промежуточное произведение двойной длины хранится в ячейках памяти и в множимом. Длина 0 вызывает немедленный выход без умножения.

Двоичное деление чисел повышенной точности

Делятся два многобайтовых беззнаковых двоичных числа. Оба числа хранятся в памяти таким образом что их самые младшие по значению байты занимают самые младшие адреса. Частное замещает делимое; адрес младшего по значению байта остатка находится в регистрах H и L. Длина чисел равна 255 байт или меньше. Если нет ошибок, флаг переноса очищается; при попытке деления на ноль флаг переноса устанавливается в 1, делимое остается без изменения, а остаток равен 0.

Процедура. С помощью обычного алгоритма сдвигов и вычитания осуществляется деление, при этом сдвигается частное и делимое и 1 помещается в делимое каждый раз, когда вычитание успешно. Результат пробного вычитания хранится в дополнительном буфере; если пробное вычитание успешно, то указатели этого буфера и буфера делимого просто переключаются (т.е. буферы меняются местами). Если определяется, что делитель равен нулю, немедленно осуществляется выход из программы и устанавливается флаг переноса. В противном случае флаг переноса очищается.

Двоичное сравнение чисел с повышенной точностью

Сравниваются два многобайтовых беззнаковых двоичных числа и соответствующим образом устанавливаются флаги. Флаг нуля всегда указывает, были ли операнды равны. Если операнды были беззнаковые, то флаг переноса указывает, какой из них больше (флаг переноса = 1, если вычитаемое больше, и 0 - в противном случае). Флаг переноса устанавливается в 1, если вычитаемое больше уменьшаемого; в противном случае флаг переноса очищается. Таким образом, флаги устанавливаются так же, как если бы вычитаемое вычиталось из уменьшаемого.

Процедура. Сравниваются операнды побайтно, начиная с самых старших байтов и продолжая до тех пор, пока не будут найдены неравные соответствующие байты. Если все байты равны, осуществляется выход с флагом нуля, установленном в 1. Заметим, что пи сравнении работа происходит с операндами, начиная с самых старших байтов, в то время как при вычитании - начиная с самых младших.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализировав представленную к рассмотрению книгу Ланс А. Левенталь, Уинтроп Сэйвилл "Программирование на языке ассемблера для микропроцессора 8080 и 8085" выделим достоинства данной публикации:

 материал изложен в хорошо структурированной форме;

 авторы многократно повторяют некоторые части материала для лучшего усвоения;

 книга снабжена подробным указателем, словарем терминов и приложениями.

К недостаткам данной книги можно отнести следующее:

 при написании Программного раздела применялись стандартные и общеизвестные алгоритмы вычислений;

 некоторые части описаний даны слишком сжато и предназначены для программистов имеющих опыт в написании программ на языке ассемблера;

 отсутствует приложение с обобщающим описанием мнемоники команд и кратким пояснением выполняемых действий - необходимое для программистов начального уровня.

По нашей оценке книга предназначена для опытных программистов, желающих получить сведения для использования микропроцессоров 8080 или 8085 в прикладных целях.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ed.vseved.ru/