View
27
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1
MİKRODENETLEYİCİLER I
DERS NOTLARI Prof. Dr. Hakan Ündil
2017-2018 Güz
1. BÖLÜM
GİRİŞ ve SAYI SİSTEMLERİ
1.1. Devrelendirilmiş Lojik Şimdiye kadar Sayısal Devreler ve Sayısal Tasarım gibi dersler almış olan öğrenciler Mikroişlemci
ve Mikrodenetleyici kavramlarıyla karşılaşınca önce bir sınıflandırma ve özet yapma ihtiyacı ortaya
çıkmaktadır.
Lojik (Sayısal / Mantık) Devreleri genel olarak 3 ana grupta inceleyebiliriz ;
A) Kombinezonsal Lojik Devreler (K.L.D.):
Bu tür sayısal (lojik) devrelerde herhangi bir andaki çıkışlar, sadece girişler tarafından belirlenir.
Devre lojik kapılardan oluşur ve hafıza elemanı içermez. Bir başka ifadeyle K.L.D. ‘lerde çıkışlar zamana
bağlı değildir, çıkışlarındaki işaretler yanlızca girişlere bağlı olarak yazılabilir.
B) Ardışıl Lojik Devreler (A.L.D.):
Devrenin çıkışlarındaki işaretler sadece girişlerin fonksiyonu olmayıp aynı zamanda Ardışıl Lojik
Devrenin o andaki durumuna bağlıdır. Nasıl ki bir arkadaşımıza söylediğimiz bir söz onun neşeli yada
morali bozuk oluşuna göre (durumuna göre) farklı tepkisine neden olabilir. Öyle de A.L.D. lerde çıkışlar
bir önceki durum ve girişler tarafından belirlenmektedir. O halde bu tür lojik devreler Hafıza elemanı
bulundururlar.
Yukarıdaki şekilde e(t) zamana bağlı değişen Girişleri, s(t) zamana bağlı değişen Çıkışları, t (saat
işareti) zamanın değişimini temsil etmektedir. Periyodik olan bu sinyallere “clock(saat) darbeleri” de denir.
2
Bunlar genellikle “Kare dalga” şeklinde işaretlerdir. Devrenin durum değiştirme anlarını ve çalışma hızını
belirler.
Ardışıl Lojik Devreler, “Senkron” ve “Asenkron” ardışıl lojik devreler diye ikiye ayrılırlar:
a) Senkron Ardışıl Lojik Devrelerde işlemler, yukarıda gösterildiği gibi saat (clock) işaretleri ile
senkronize (eş zamanlı) olarak gerçekleştirilir. Bütün Flip Floplar (hafıza elemanları) aynı saat işareti ile
aynı anda konum (durum) değiştiriler. Bu tip lojik devrelere “dijital saat devresi” örnek olarak verilebilir.
b) Asenkron Ardışıl Lojik Devreler ise; devrenin girişindeki değişimlere bağlı olarak işlemler
ardarda (farklı zaman dilimlerinde) gerçekleşir. Bu tür devrelerde periyodik saat işareti bulunması şart
değildir. Para atıldığı zaman harekete geçen (durum değiştiren) bir meşrubat makinesi bu tür devrelere
örnek verilebilir.
C) Programlanmış Lojik Devreler (P.L.D.):
P.L.D. de devrenin çalışması veya çıkışlarında elde edilecek işaretler, hafızadaki programa (komut
devresine) bağlıdır. Bu dersin konusunu teşkil edecek olan devreler bu tür lojik devrelerdir.
Burada da Ardışıl Lojik Devrelere benzer şekilde saat (clock) girişi vardır, ancak her “t” anında bir
işlem ya da komut (toplama, çıkarma, lojik VEYA ,OR gibi) gerçekleşir. Benzer olarak e(t):girişler ;
s(t):çıkışlar olmak üzere “n” tane giriş ve “m” tane de çıkışa sahip bu tür bir sistemi daha detaylı bir
şekilde aşağıdaki gibi çizmek mümkündür :
Sistemin genelde birden fazla giriş ve çıkışları vardır. Burada işlemleri yapan bir Mikroişlemci ve
programı saklamak için elektrik kesildiğinde silinmeyen bir “Komut Hafızası” ile üzerinde işlem yapılan
ve neticede elde edilecek datayı (veriyi) saklamak için “Data (Veri) Hafızası” kullanılmaktadır. Yapılacak
bir işleme, örneğin “çıkarma işlemi”ne ait komut/komutlar Komut Hafızası’nda saklanır.
Komut hafızasından komutlar çeşitli kontrol devreleri yardımıyla mikroişlemciye sırasıyla
gönderilerek burada icra edilmesi (yürütülmesi) sağlanır.
3
1.2. Sayı Sistemleri
Sayı sistemleri iyi anlaşılmadan mikroişlemcilerle (ya da mikrodenetleyicilerle) uğraşmak ve
onların kullanımlarını anlamak imkansız gibidir. Bu nedenle çeşitli örnekler üzerinde sayı sistemleri ve
dönüşümlerini anlamaya çalışalım.
Gerçekte bilgisayarlarda sadece 0 ve 1 ‘ler ile (ikili tabanda) işlem yapıldığını hemen hepimiz
biliriz. Ancak pratik hayatta çeşitli fiziksel büyüklüklerden onlu (desimal) tabanda söz ederiz. Örnek
olarak 25OC sıcaklıktan bahsederken bunun “desimal” olduğunu belirtmesek de o şekilde anlaşılmakta
olduğunu düşünürüz. Öte yandan mikroişlemcilerde uzun ikili sayılarla (8-16 bit gibi) çalışırken çok
sayıda 0 lar ve 1 ‘ler yanyana gelince söyleme ve algılama zorluğu yaşarız. Bu durumda 16’lı taban
kullanarak bu engeli aşmaya çalışırız. Bu nedenle sayı dönüşümlerinin çok iyi bilinmesi gerekir.
1.2.1 Bazı Temel Dönüşüm Örnekleri : ( * : Çarpı anlamındadır)
1) 7392 = 7*103 + 3*10
2 + 9*10
1 + 2*10
0 = (7392)10 On tabanı (desimal) bir sayının açılımı
2) (23,62)10 = 2*101 + 3*10
0 + 6*10
-1 + 2*10
-2 Desimal virgüllü bir sayının açılımı
3) (4021,2)5 = 4*53 + 0*5
2 + 2*5
1 + 1*5
0 + 2*5
-1 = (511.4)10 Beş tabanı bir sayı ve desimal karşılığı
4) (101)2 = 1*22 + 0*2
1 + 1*2
0 = (5)10 İkili tabanda (Binary) bir sayı ve
desimal karşılığı
5) (57)16 = 5*161 + 7*16
0 = (87)10 16’lı tabanda bir sayının 10’lu tabanda
karşılığı
1.2.2. Desimal, Heksadesimal ve Binary Temel Dönüşüm Tablosu
Aşağıdaki tabloda 0 – 15 arasındaki desimal sayıların heksadesimal ve binary tabandaki
karşılıkları verilmiştir. Bu tablonun akılda tutulması mikroişlemci ya da mikrodenetleyicilerle çalışırken
büyük kolaylık sağlamaktadır.
Desimal (10`lu) Heksadesimal (16`lı) Binary (2`li)
0
0 0000
1
1
0001
2
2
0010
3
3
0011
4
4
0100
5
5
0101
6
6
0110
7
7
0111
8
8
1000
9
9
1001
10
A
1010
11
B
1011
12
C
1100
13
D
1101
14
E
1110
15
F
1111
4
1.2.3. Bazı Örnek Çevirme İşlemleri:
1) (0010 0111 0001 , 1111 1100) 2 = ( ? )16 (İkili tabandaki(binary) sayı önce dörtlü gruplar halinde
düzenlenerek yukarıdaki Dönüşüm Tablosu yardımıyla
16’lı tabana(heksadesimal) çevrilir.
( 2 7 1 , F C )16 olduğundan sonuç (271,FC)16 olarak bulunur)
2) (41)10 = (?) 2 ( Desimal bir sayıyı binary sayıya çevirmek için sürekli 2 ‘ye böler ve aşağıda
gösterildiği gibi kalanları ters sırayla alırsak sayının ikili
tabandaki karşılığını elde ederiz )
Bölme işleminde kalanları 1-0-0-1-0-1 şeklinde tersten yazarsak sonuç olarak
(41) 10 = (101001)2 elde edilir.
Aynı işlem (41) 10 sayısını önce onaltılı(heksadesimal), daha sonra ikili(binary) tabana çevrilerek
de yapılabilir;
(2 sayısı ikili tabanda 0010 ve 9 sayısı ise 1001 olduğuna göre)
(41)10 = (29)16 = (0010 1001)2
Baştaki sıfırlar dikkate alınmazsa 2’ye bölerek elde edilen ile aynı
sonuç elde edilmiş ve bölme sayısı azalmış olur.
3) (0,263)10 = (?)16
Verilen sayı ondalıklı (virgüllü) bir sayı olduğu için bu defa 16 ‘ya bölmeyip 16 ile çarpacağız.
0,263 * 16 = 4 ,208
0,208 * 16 = 3 ,328
0,328 * 16 = 5 ,248
Burada bölme yerine çarpma yapıldığından her alınan sonucun tam sayı kısmı baştan sona doğru
(ters yönde değil !) sıralanarak aşağıdaki sonuç bulunur. Sayı ondalıklı olduğu için elbette sayıya “0,“ ile
başlanması gereklidir.
(0,263)10 = (0,435)16 olarak heksadesimal karşılığı bulunmuş olur
4) (CA , 03)16 = ( ? ) 2
Bu çevirme işleminde ise her heksadesimal (16 ‘lı) sayının binary (ikili) karşılığı alınıp yan yana
konularak netice basitçe elde edilir. Daha önce verilen dönüşüm tablosundan
(C)16= (1100)2 , (A)16= (1010)2, (0)16= (0000)2, (3)16= (0011)2 olduğu bilindiğinden
(CA,03)16 = (1100 1010,0000 0011)2 şeklinde ikili tabandaki sonuç elde edilir.
5
1.3. Tümleyen Kavramı ve Kullanımı:
Özellikle çıkartma işlemleri ile negatif sayıların binary olarak (ikili tabanda) temsil edilebilmesi
için önemli olan “tümleyen” kavramı mikroişlemciler ile uğraşanlar için temel kavramlardan biridir.
Bir sayının iki tür tümleyeni tanımlanabilir:
1- Tabana göre tümleyen
2- [Taban – 1] e göre tümleyen
Tümleyen kavramını doğrudan örnekler üzerinde inceleyerek anlamaya çalışalım:
1.3.1. Örnek Tümleyen İşlemleri:
(52520)10 Tabana göre tümleyeni 105 - 52520 = 100000 – 52520 = (47480)10
(Sayı 5 hane olarak verilmiş, taban da 10 olduğuna göre, 10 5 ‘
den verilen sayı
çıkartılarak tabana göre tümleyen bulunuyor.)
(0,3267)10 Tabana göre tümleyeni 100 – 0,3267 = 1
– 0,3267 = (0,6733)10
( Sayının tam kısmı yok ! , 10 0 = 1 ‘den verilen sayı çıkarılmış. )
(101100)2 Tabana göre tümleyeni 26 - (101100)2 = (64)10 - (44)10 = (20)10 = (010100)2
(26 sayısı binary karşılığı (1000000)2 = (64)10 dir)
Benzer şekilde (Taban-1)’e göre tümleyen için;
(52520)10 (Taban-1)'e göre tümleyeni 105 - 52520 - 1= (47479)10
(Yukardaki “tabana göre“ olan sonuçtan 1(bir) çıkarılırak netice
bulunur)
(0,3267)10 (Taban-1)'e göre tümleyeni 100 - 0.3267 - 10
-4 = (0.6732)10
(Verilen sayı virgülden sonra 4 haneli olduğundan 10 -4
çıkarılmıştır)
(101100)2 (Taban-1)'e göre tümleyeni 26 - (101100)2 –1 = 64 - (44)10 -1 = (19)10
= (010011)2 olur.
Pratik Tümleyen İşlemi ile Kolay çözüm:
Yukarıdaki işlemlerde her iki tümleyeni bulunan ikili tabandaki (101100)2 sayısını ele alalım;
(101100)2 Bu sayıda 1 gördüğümüz yere 0, 0 gördüğümüz yere 1 koyalım.
(010011)2 Sayısını elde ederiz. Bu sayı yukarıda bulunan (taban-1)‘e göre
tümleyen olur.
Bu sayıya (1) eklersek bu defa tabana göre tümleyen elde edilir.
(010100)2 (1 ekleme işleminde, son iki basamak 11 olduğundan bunlar 00 yapılır,
bir üst basmak 1 olur)
6
1.3.2. Binary (2’li) ve Heksadesimal(16’lı) Tabanda Örnek İşlemler:
Biz ikili tabandaki işlemleri genellikle 8 basamaklı (bit) olarak yapacağız.(Bunun sebebi, ilerde
incelenecek PIC mikrodenetleyicinin 8 hane (bit) veri işlemesidir, böylece buna bir hazırlık yapılmaktadır.)
Aşağıdaki örnekler hem binary (ikili) hem de heksadesimal (16 ‘lı) tabanda yapılmış ve sonuçların
aynı olduğu gösterilmiştir.
1- 8 basamaklı (bitlik) Örnek Bir Toplama İşlemi: Binary Heks. Desimal Binaryde 0+0=0, 0+1 ve 1+0=1, 1+1=0 (elde 1) dir.
0110 1100 6 C 108 Heks. İşlemde, önce C+F için 12+15=27 den 16 ( taban)
+ 0111 1101 + 7 F + 127 çıkarılmış yani 27-16=11 = (B)16 elde edilmiştir.
1110 1011 E B 235 Elde sonraki 6+7=13 e eklenerek 14=(E)16 aşağıya
yazılmıştır. Sonuç heksadesimal olarak EB olur.
Not: Her üç tabandaki sonuçların birbirleriyle uyuştuğunu kontrol edersek;
(1110)2= (E)16 ve (1011)2 =(B)16
(EB)16 = 14.161+11.16
0 = (235)10 olduğundan sonuçlar uyuşmaktadır.
2- 8 haneli(bitlik ) Örnek Bir Çıkarma İşlemi:
Binary Hex Desimal
1000 1100 8 C 140
- 0111 1111 - 7 F - 127
0 D 13
Bu işlemin sonucunu bulabilmek için normal yoldan çıkartma işlemi yapabiliriz.(Bunun için klasik
şekilde Binary’de önce en sağdaki 0 dan 1 çıkarmaya çalışacak, çıkmadığı için bir üst(solundaki)
basamaktan 1 borç alıp bu haneye 2 olarak yansıyan sayıdan 1 çıkarıp işlemlere sol başa doğru devam
edecektik)
Fakat bu tarz çıkartma, borç alarak devam edeceği için toplamaya göre oldukça zahmetli olacaktır.
Mikroişlemci içindeki lojik devreler de işlemin bu şekilde gerçekleşmesi için tasarlanmamıştır. Bu yüzden
gerçekte mikroişlemci içinde çıkartma işlemi, toplamaya çevrilerek yapılır. Bu metod aşağıdaki alt
bölümde tümleyen aritmetiği kullanılarak incelenecektir.
1.3.3. Tümleyen Aritmetiği ile Çıkartma
Çıkartmada tümleyen aritmetiği kullanılması işi oldukça basitleştirmektedir. Zira, ikinci sayının tabana
göre tümleyeni elde edilirse artık çıkarma işlemi toplamaya dönüşmüş olmaktadır ki bütün mikroişlemciler
bu yolu kullanmaktadır.
Buna göre daha önce anlatıldığı gibi örnekteki birinci sayı (1000 1100) aynen bırakılır, üzerinde
herhangi bir işlem yapılmaz !
İkinci sayının ( örnekte 0111 1111) tabana göre tümleyeni bulunur. Yani bu sayı negatifleştirilerek
işlemin toplamaya dönüştürülmesi sağlanır. Zira örn. 45 sayısından 26 sayısını çıkartmakla 45 sayısını (-26)
ile toplamak aynı işlemdir. Burada 26 sayısının tümleyeni (- 26) sayısı olmaktadır.
Ancak, daha önce tümleyen kavramı konusunda verilen örneklerden de bilindiği gibi tümleyen bulma
işlemi de yine çıkartma işlemleri gerektirmektedir. Yani biz çıkartmadan kaçarken karşımıza yine çıkartma
işlemi çıkmaktadır. Bu sebeple yukarıda bahsedilen kolay yol kullanılarak aşağıdaki gibi çıkartma
yapılabilir.
* İkinci sayı olan (0111 1111)2 sayısının tabana göre tümleyeni basit ve kısa olarak iki aşamada
bulunabilir:
7
1. Önce bu sayıda 1 olan bitler (basamaklar) 0 ; 0 olan bitler ise 1 yapılır.
Böylece sayımız (1000 0000) 2 olacaktır. Bu sayı, ikinci sayının (taban - 1) ‘e göre tümleyenidir.
2. Daha sonra bu sayıya 1 eklediğimizde artık tabana göre tümleyen elde edilmiş olacaktır. İkinci
sayının tabana göre tümleyeni olan (1000 0001)2 sayısı elde edildiğinden artık işlem toplamaya dönüşmüş
olmaktadır. Bu durumda ikinci sayının tabana göre tümleyenini alarak çıkartmayı toplamaya
dönüştürdüğümüze göre işlemin toplamaya çevrilmiş son halini tekrar yazalım:
Binary: 1000 1100 Hex : 8 C
+ 1000 0001 + 8 1
1 0000 1101 1 0 D (1101)2 = (D)16 olduğunu hatırlayınız.
Buradaki sonucun başında bulunan “1” aslında tümleyen aritmetiği kullandığımız için büyük sayıdan
(8C)16 , küçük sayı (81)16 çıkarıldığını (borç olmadığını) göstermektedir. Tersi olsa yani küçükten büyük
sayıyı çıkartmaya çalışsaydık sonucun başında “0 ” olacaktı. Burada çıkartma işleminin neticesi baştaki
“1” dikkate alınmadan (0000 1101)2 = (0D)16 olarak elde edilmiş olur.
1.4. İşaretli Sayılar Kavramı:
Mikrodenetleyicilerde dolayısıyla mikroişlemcilerde işaretli sayıların da kullanılması
gerekmektedir. Örneğin tasarlamak istediğimiz pratik bir devre sırasında (- 5oC) gibi bir sıcaklık değeri
karşımıza çıkabilir. Bu nedenle mikroişlemcide negatif sayıların da temsil edilmesi ve işlenebilmesi
gerekir. Bu da aslında sadece “0” ve “1” lerle işlem yapan mikroişlemcilerde negatifliğin bir şekilde temsil
edilmesi ihtiyacı olduğu anlamına gelir.
1.4.1. İşaretli Sayıların Kullanımı
Bu amaçla genelde “en soldaki bit” sayının işaretini göstermek için ayrılır. Bu bit “0” ise sayı
pozitif, “1” ise negatif kabul edilir. Buna “işaret biti” denilir. (Not: Mikroişlemci hesap yaparken bunu
bilmez. Çünkü bu programcının kafasındaki bir varsayımdır, sayıya bir bakış açısıdır. Yoksa mikroişlemci
için işaretli sayılarla yapılan işlemin işaretsiz sayılarla yapılan işlemlerden farkı yoktur. Bazı
mikroişlemcilerde işaret bitinin değeri bir başka özel bitle belirtilmektedir)
Pozitif Sayılar:
İşaretsiz karşılığı ile aynı şekilde gösterilir. Örnek olarak desimal (+25) sayısını ele alalım; (İkili
tabanda en soldaki basamağın yanındaki nokta, işaret bitini ayırt etmek için kullanılmıştır.)
(+25)10 = (+19)16 = (0.001 1001)2 (Baştaki “0.“ sayının pozitif olduğunu gösteriyor)
Burada (+25)10 işaretli desimal sayısı mikroişlemci içindeki hafızada (19) heksadesimal sayısı ile
temsil edilmektedir. Bir başka ifadeyle işaretsiz pozitif bir sayının [örnekte (25)10 ] mikroişlemcide
gösterimi ile aynı değerde işaretli gösterimi (+25)10 arasında hiçbir fark yoktur. İkisi de hafızada
(0001 1001)2 =(19)16 şeklinde yer alır.
Negatif Sayılar:
Sayının, pozitif karşılığının tabana göre tümleyeni ile temsil edilirler.
Bir pozitif sayı asla, sol baştaki işaret biti 0 yerine 1 konarak negatif yapılamaz !
Yukarıdaki pozitif sayı örneğinde;
8
(+25)10 = (0.001 1001)2 = (+19)16
olduğunu bulmuştuk. Aynı sayının negatifini, (- 25)10 ‘i bulmaya çalışalım;
(+25)10 = (+19)16 sayısının tabana göre tümleyeni (-25)10 = (-19)16 olacaktır ve daha önce
çıkartma işlemi örneğinde verildiği gibi bunu pratik olarak şu şekilde elde ederiz :
Önce (+25)10 = (+19)16 = (0.001 1001) 2 ikili sayısında 0 yerine 1 ; 1 yerine 0 yazalım.
Karşımıza çıkan bu sayı (taban-1) ‘e göre tümleyen olan (1.110 0110)2 olacaktır .
Bu sayıyı bir arttırdığımızda tabana göre tümleyeni buluruz : (1.110 0111) 2
İşte bu bulduğumuz (1.110 0111)2 sayısı, (+25)10 ‘in tabana göre tümleyeni olan (-25)10 sayısının
mikrodenetleyicideki temsil ediliş biçimidir. Zaten sayının ilk biti (1.) olduğundan sayının negatif olduğu
açıkça anlaşılmaktadır. Burada soldaki ilk bitten (1.) sonra konan nokta, sayıları işaretli olarak düşündüğümüzü
(yorumladığımızı) ifade ediyor. Tekrar ifade edelim ki mikroişlemcide içindeki hesaplamada
işaretli/işaretsiz sayı gösteriliş farkı YOKTUR.
Mikroişlemcinin hafızasında bu (- 25)10 sayısı (1.110 0111)2 = (E7)16 şeklinde temsil edilecektir.
Biz işaretli sayılarla çalışıyorsak mikroişlemcide (E7) sayısını bir sonuç olarak gördüğümüzde fiziksel
cevabın yani (E7) nin tabana göre tümleyeni olan ( -19)16 = (- 25)10 olduğunu bilmemiz gerekir. (Örnek olarak bu cevap -25
oC şeklinde sıcaklık değerine karşılık gelebilir.)
1.4.2. İşaretli Sayılarla Çeşitli Örnekler:
1) (+60)10 + (+62)10 = (+122)10 olduğunu gösterelim: (İkili tabanda yaparsak)
0.011 1100
+ 0.011 1110
0.111 1010 = (+122)10 elde edilir.
Burada en baştaki (0.) sonucun pozitif olduğunu gösterir. İki pozitif sayının toplamının pozitif olarak elde
edilmesi normal bir sonuçtur.
2) (+60) 10 + (+70) 10 = (+130)10 olduğunu gösterelim:
0.011 1100
+ 0.100 0110
1.000 0010 sonucu elde edilir.
Dikkat edilirse sonucun ilk biti 1 çıktığı için sonuç negatif ( ! ) gözükmektedir. Halbuki matematikte iki
pozitif sayının toplamı daima pozitiftir.
Bu durumda işaretli sayılar gözüyle yapılan bu toplama işleminin sonucunda işaretin, dolayısıyla neticenin
hatalı olarak elde edildiği görülmektedir. O halde işaretli işlemlerde belli bir değerin aşılmaması hususunda
dikkatli olunmalıdır. Bunun nedeni bölüm sonunda açıklanacaktır.
3) (- 60) 10 + ( - 62) 10 = (- 122 )10 olduğunu gösterelim:
(+60) 10 = (0.011 1100)2 olduğu önceki örnekten bilindiğine göre buna 2 eklersek pratik
yoldan (+62) 10 = (0.011 1110)2 sayısını elde edebiliriz. (Ya da 62 yi ardarda 2 ‘ye böleriz)
Şimdi bu sayıların negatif karşılıklarını bulmak için tabana göre tümleyenlerini alırsak;
9
(+60) 10 = (0.011 1100)2 (Önce 0 yerine 1, 1 yerine 0 koyalım)
=> (1.100 0011) 2 ( Bu sayıya da 1 eklersek )
(- 60)10 = (1.100 0100) 2 bulunur. (Bir üstteki sayıda sağ dörtlü 0011 yani 3 idi,1 ekleyince
0100=4 oldu)
Benzer şekilde (+62) 10 = (0.011 1110)2 için tümleyen işlemi yaparsak;
( - 62) 10 = (1.100 0010) 2 elde edilir. Şimdi bu negatif sayıları toplayalım:
1.100 0100
+ 1.100 0010
1.000 0110 sonucu baştaki 1. dikkate alınıca negatif olarak bulunur.
Bu ikili tabandaki mikroişlemci sonucu doğrudan 10’lu tabana çevrilirse (-122)10 bulunamaz!
Çünkü Negatif Sayılar konusunda belirtildiği gibi negatif sayılar mikroişlemcide tümleyenleri ile temsil
edildiklerinden önce sonucun tekrar tümleyeni alınarak pozitif 122 bulunur ve aldığımız tümleyenden
dolayı başına “-“ eklenerek gerçek (fiziksel) cevap olan (- 122)10 elde edilecektir.
Bu işlemi yukarıdaki bilgisayar sonucundan hareketle yaparsak; (Tümleyen için yine 0 yerine 1, 1 yerine
0 konup daha sonra 1 eklenmiştir)
1.000 0110 => 0.111 1001 => 0.111 1010 yaparak (+122)10 elde edilir .
Bu son aldığımız tümleyenden dolayı ve yukardaki sonuçta da görüldüğü gibi fiziksel (asıl)
cevap negatiftir yani (-122)10 dir.
4) (-60) 10 + (-70) 10 = (-130) 10 işlemini yine işaretli ve 8 bit olarak yapmaya çalışalım:
(+60)10 = (0.011 1100)2 ve (+70)10 = (0.011 1100) 2 olduğunu önceki örnekten biliyoruz.
Bu iki sayının negatiflerini bulmak için taban`a göre tümleyenini alalım:
1.100 0100 = (C4)16 = (-60)10 ,
1.011 1010 = (BA)16 = (-70 )10 değerlerini buluruz.
Bu sayıları toplarsak( - 130)10 değerini yani gerçek sonucu bulamayacağız, yine sonucun hatalı
olduğunu göreceğiz . (Bunu tümleyen kullanarak işlemi yapıp gösteriniz)
ÖNEMLİ SONUÇ : İşaretli sayılarla yapılan işlemlerde
Sonuç; (–128)10 = (-80)16 ‘den küçük ( desimal olarak -129, -130... gibi)
ya da (+127)10 = (+7F)16 ‘den büyük (desimal olarak +129, +130... gibi) ise ,
bir başka ifade ile sağdaki bitlerden işaret bitine bir etki gelmiş ise sonucun işareti, dolayısıyla sonuç
hatalı olacaktır.
10
İşaretli işlemlerde doğru netice bulmak için sonucun desimal karşılığı (-128)10 ‘den küçük ya
da (+127)10 ‘den büyük olmamalıdır. Böyle durumda 16 bit olarak işlem ve programlama yapılmalıdır.
16 bit toplama konusu ilerde incelenecektir.
2. BÖLÜM
MİKROİŞLEMCİ ve MİKRODENETLEYİCİLERE
GENEL BAKIŞ ve PIC
2.1. Mikroişlemci (Mikroprosesör) Nedir?
CPU (Merkezi İşlem Birimi) olarak da adlandırılır. Bir bilgisayar programının yapmak istediği
işlemleri icra eder, yerine getirir. CPU, hafızada bulunan komutları sırasıyla ile işler. Bu işleme, komutun
hafızadan alınıp getirilmesi (Fetch), kodunun çözülmesi (decode) ve işlemin yerine getirilmesi (Execute)
gibi aşamaları gerektirir. Merkezi İşlem Birimleri (CPU) Kişisel Bilgisayarlarda (PC) kullanıldıkları gibi ,
sanayi tezgahları, ev aletleri ve cep telefonları gibi kontrol gereken birçok alanda da kullanılırlar. Ancak
Mikroişlemciler tek başına çalışamazlar. İhtiyaç duydukları bazı ilave elemanlar vardır. Bu elemanlar temel
olarak ;
1 ) Giriş ( Input ) Ünitesi
2 ) Çıkış (Output ) Ünitesi
3 ) Hafıza (Memory ) Ünitesi ‘dir.
Bu elemanlar CPU dışında olduklarından aralarındaki iletişimi Veri Yolu (Data Bus) ve Adres
Yolu (Address Bus) ile Kontrol hatları (Control Lines) denilen lojik iletim hatları sağlar. Intel, AMD,
Cyrix mikroişlemci üreticilerinden bazılarıdır. Şu anda ayrı olarak mikroişlemcilerin sadece kişisel
bilgisayarlarda PC’lerde kullanıldığını söylersek pek yanlış olmaz. Kontrol işlemlerinde, sanayide,
haberleşmede CPU ile birlikte yukarıda sözü edilen ek elemanları da içinde bulunduran
mikrodenetleyiciler (mikrokontrolörler) tercih edilir.
2.2. Mikrodenetleyici (Mikrokontrolör) Nedir?
Bir bilgisayar içinde bulunması gereken Hafıza , Giriş/Çıkış ünitesi gibi elemanların CPU ile
birlikte tek bir entegre (chip) içerisinde üretilmiş haline Mikrodenetleyici (Mikrokontrolör) denir.
Çevre üniteleri hariç olmak üzere CPU, kalıcı ve uçucu Hafızalar ile Giriş/Çıkış ünitelerinin hepsi bir
mikrodenetleyiciyi oluşturur. Böylece hem yer ve enerji tasarrufu yapılıp maliyet düşürülürken hem de
tasarım kolaylaştırılmış ve programlama işlemi basitleştirilmiş olur.
Aşağıdaki şekilde bir mikrodenetleyicinin genel bir yapısı verilmiştir.
Bir Mikrodenetleyicinin Basit Yapısı :
11
Günümüzde mikrodenetleyiciler otomobillerden kameralara , cep telefonlarından oyuncaklara kadar
sayılamayacak kadar pekçok alanda kullanılır. Mikrodenetleyiciler birçok firma tarafından üretilmektedir.
Microchip , Arm, Intel , Motorola , SGS Thomson, Hitachi gibi …
Her üreticinin en az birkaç mikrodenetleyicisi vardır. Mesela , Microchip firması 12C508 , 16C84 ,
16F84 ve 16F877 gibi çok sayıda farklı mikrodenetleyicilere sahiptir ve bunlar hemen, hemen aynı
komutlarla programlanırlar. Mikrodenetleyici adlarında bulunan harfler/rakamlar aynı aile içinde farklı
özelliklere sahip (hafıza yapısı ve miktarı, hız gibi) elemanları ifade eder. Bir uygulama yapmadan önce
hangi firmanın, hangi numaralı mikrodenetleyicisinin kullanılacağı tespit edilmelidir. Bunun için Katalog
(Data sheet) adı verilen kaynaklardan ya da internetteki ilgili sitelerden faydalanılabilir.
2.3. Bir Mikrodenetleyici İçinde Bulunan Temel Özellikler :
Çok farklı özelliklere sahip mikrodenetleyiciler bulunmakla birlikte bir mikrodenetleyicide bulunan
en temel (ortak) özellikler aşağıdaki gibi sıralanabilir.
1 ) Programlanabilir Dijital (Sayısal) Girişler / Çıkışlar
2 ) Programlanabilir Analog Girişler
3 ) Seri Girişler / Çıkışlar
4 ) Darbe (Pals) – PWM (Darbe genişlik modulasyonu) işareti Çıkışları
5 ) Harici (İlave) hafıza bağlanabilme
6 ) Dahili Program hafızası seçenekleri ( ROM , PROM, EPROM , Flash gibi )
7) Zamanlayıcı , Sayıcı ve Kesme gibi özellikler.
Bu özelliklerin yanısıra çok sayıda farklı özelliklere sahip mikrodenetleyiciler bulunsa da yukarıda
belirtilenler genellikle bulunması istenen zorunlu özellikler olarak sayılabilir.
2.4. Mikrodenetleyici Seçimi
Mikrodenetleyici seçerken öncelikle uygulama ihtiyacımızın tamamını karşılamasına sonra da
fiyatına bakarız. Ayrıca yazılım ( program ) desteğinin ve araçlarının (derleyici, simulatör , emulatör v.s.)
bulunup bulunmadığına bunların ücretli olup olmadığına dikkat ederiz. Yazılı yayınlarda ve internette bol
miktarda uygulama programları bulunabilmesi de bize örnek olması açısından faydalıdır. Sayılan özellikler
göz önüne alınırsa (şu an için) Microchip firması tarafından üretilen kısaca PIC olarak ifade edilen
mikrodenetleyicilerin kullanılması oldukça avantajlı gözükmektedir.
2.5. PIC Mikrodenetleyicilere ve Programlanmasına Genel Bakış
PIC İngilizce’de “Çevre Üniteleri Kontrol edici Arabirim” anlamı taşıyan kelimelerin baş harflerinden
oluşmuştur. PIC’in temel ve basit birçok özelliklerini içeren PIC16F84 ‘ün incelenmesi başlangıç için
daha yararlı olacaktır. Bu mikrodenetleyicide program hafızası Flash tipidir. Ve elektrik kesilse bile
içlerindeki bir defa yüklenmiş program silinmemektedir. Yeni başlayanlar ve araştırma yapanlar için
kolayca yazılıp silinebilen özelliğe sahip olan Flash Program Hafızalı PIC ‘ler bu açıdan büyük kolaylık
sağlamaktadır. Program hafızası EPROM olanlar da elektriksel olarak yazılmakta ise de programı silmek
için üzerinde bulunan penceresinden 10 -15 dakika UV (Ultraviole) ışını uygulamak gerekir. Bu notlarda
PIC16F84 için öğrenilenler büyük ölçüde PIC 16/17 ailesinin tamamı için de geçerlidir.
2.5.1. PIC Mikrodenetleyicilerin Avantajları :
1 ) Destek Yazılımları internetten ücretsiz sağlanır.
2 ) Çok yaygın ve ucuzdur. Hem profesyonel hem de amatör kullanıma uygundur.
12
3) İnternette ve kitap/dergilerde çok sayıda örnek programlar mevcuttur.
4) Çok az ve basit birkaç elemanlarla ( birkaç direnç , kondansatör ) donanımları kurulabilir.
5 ) Komut sayısı az ve kullanımı basittir.
6 ) Daha üst seviye diller için (PIC C, CCS, PicBasic gibi) Derleyiciler’e (compiler) sahiptir.
7) Ayrıca PIC ‘lerdeki BUS (Lojik yollar) yapısı PIC ‘lerin RISC işlemci olarak
tanıtılmasını dolayısıyla diğer mikroişlemcilere göre hızlarının fazla olmasını sağlar.
2.5.2. Bir PIC Programlamak İçin Enaz (Asgari) Gerekenler :
1) Bir PC ( Kişisel Bilgisayar )
2) Bir metin editörü (Not defteri gibi) kullanmayı bilmek
3) PIC Assembler (derleme) programına ( MPASM, MPLAB gibi ) sahip olmak
4) PIC programını entegreye yüklemek (programlamak) için gerekli Programlayıcı donanım ve
yazılımına sahip olmak
5) Kullanılacak PIC mikrodenetleyicisini edinmek
6) Programlamadan sonra devremizi çalıştırmak için bir DC güç kaynağı , direnç-kondansatör
kristal gibi birkaç elektronik eleman, breadboard (deneme kartı), ölçü aletine de sahip olmak
gerekir.
2.5.3. Programlayıcı Donanımı Ve Yazılımı
Makine diline çevrilmiş icra edilebilir programın (*.hex uzantılı dosya) PIC ‘e yüklenmesi için bir
“Programlayıcı” ya ihtiyaç vardır. Piyasada özel bir mikrodenetleyiciyi yada ailelerini programlayan
programlayıcılar bulunduğu gibi her tür mikrodenetleyici ve hafızayı programlayan Üniversal
Programlayıcılar da vardır. Bunlar yazılımları ile satıldıkları gibi bu yazılımları (sürücüleri) yeni
mikrodenetleyiciler piyasaya çıktıkça internetten yüklenmekte ve güncellenebilmektedir.
PIC için MPASMwin ya da MPLAB tarafından derlenerek elde edilen (hex) uzantılı bu dosyanın
PIC ‘e yazılması için programlayıcı ile birlikte her zaman bir de yazılıma ihtiyaç olduğundan önce bu
yazılım PC’ye yüklenmeli ve programlayıcı özelliğine göre PC’ye USB yada RS232 arabirimi üzerinden
bağlandıktan sonra programlamaya başlanmalıdır.
2.5.4. PIC Mikrodenetleyicilerin Türleri ve Özellikleri
Microchip firması tarafından üretilen farklı PIC grupları (aileler) vardır. Bu aile isimleri verilirken
kelime boyu (komut kelimesi de denen bu kavram ilerde açıklanacaktır.) dikkate alınmıştır. Ancak program
yazılırken aynı komutlar kullanılsa bile bu komutların program hafızasında bulunan makine dili
(heksadesimal) karşılıkları farklı kelime boylarında olabilir. Mesela ;
PIC 12CXXX / PIC 12FXXX ailesi 12 ya da 14 bit,
PIC 16C5XX ailesi 12 bit,
PIC 16CXXX / PIC 16FXXX ailesi 14 bit,
PIC 17CXXX / PIC 18FXXX ailesi 16 bit kelime boyuna sahiptirler.
Biz programcı olarak bu kelime boyları ile fazla ilgilenmeyiz . Bizim için seçtiğimiz PIC ‘in
komutlarının görevlerini , kullanma kural ve özelliklerini bilmek yeterlidir. Bu özelliklerden kasıt, PIC ‘in
komutları ile kullanım formatları, hafıza tipi ve miktarı, giriş/çıkış (I/O) portu (ucu) sayısı , analog giriş
kabul edip etmemesi v.s. gibi özelliklerdir. Bunları kataloglardan ve www.microchip.com sitesi ile farklı
sitelerden elde etmek mümkündür.
13
2.6. PIC Mikrodenetleyicilerin Hafıza Yapısı
Bir PIC içersinde temel olarak iki tür hafıza bulunur :
o Program Hafızası
o Veri Hafızası
2.6.1. Program Hafızası Türleri:
Farklı özelliklerde “Program Hafızalarına” sahip PIC ‘ler mevcuttur. Bunlardan başlıcaları
ROM,PROM, EPROM, Flash olarak sayılabilir. Bu hafızalarda normal program komutları heksadesimal
biçimde o PIC’e özgü kelime boyuna sahip olarak yer alır. Program hafızaları her zaman kalıcı bir
hafızadır. Hangi türde PIC kullanılacağı uygulama ve üretim miktarları dikkate alınarak belirlenir.
En çok kullanılan program hafızası türleri :
ROM : Sadece okunabilir hafıza olarak bilinir. Bu tip program hafızaları genellikle fabrikasyon
olarak bir kere yazılırlar. Ucuzdurlar. Ancak çok sayıda programlanmışlarsa ve programda hata
olduğu sonradan anlaşılırsa üretilen entegrelerin atılmasını gerektir. Örn: PIC 16CR84 gibi.
PROM : ROM’a benzer olup fabrika yerine kullanıcı tarafından bir kere programlanırlar. Daha
sonra değiştirilemezler. ROM’a göre biraz daha pahalıdırlar. OTP olarak da adlandırılırlar.
EPROM : Elektriksel olarak kullanıcı tarafından programlanabilirler. Hafıza hücrelerine uygun
elektrik işaretleri ile ( genellikle besleme gerilimlerinin üzerinde bir gerilimle) program kaydı
yapılır. Elektrik kesilse de program silinmez. Silmek ve yenisini yazmak için ultraviole (UV)
ışınının belirli bir süre penceresinden uygulanması lazımdır.Programlama yapıldıktan sonra
EPROM’un silinmemesi için pencereli olanların pencereleri ışık geçirmeyen bantla kapatılır. Örn:
PIC16C74 pencereli EPROM tipi bir PIC ‘dir.
FLASH : Düşük besleme gerilimi ile hem programlanıp hem de UV ışınına gerek kalmadan
elektriksel olarak silinebilir tiptir. Uygulama geliştirme (deneme) maksatları için elverişlidir.
Dezavantajı hafızaya erişim (okuma/yazma) hızları EPROM ‘lara göre düşüktür. Örn: 16F84 bu tip
hafızaya sahiptir.
2.6.1. PIC16F84 ‘de Program Hafızasının Yapısı ve Haritası :
Laboratuarda uygulanacak PIC16F877 ‘den önce kendimize daha basit bir örnek olarak PIC16F84
mikrodenetleyicisini inceleyeceğiz. Seçtiğimiz PIC16F84 de 1K word’luk (kelime) program hafızası
vardır. Her bir hafıza hücresi içerisine 14 bit uzunluğundaki (=kelime boyu) program komutları saklanır.
Bunların her birine “ Komut Kelimesi “ ya da kısaca “Komut” denir. Program hafızası Flash tipte olup
program çalışması esnasında sadece okunabilir. PIC’in beslemesi kesilince silinmez.
14
PIC16F84 için Program Hafıza Haritasını Çizelim :
Program hafızasında sadece assembly komutlarının heksadesimal (hex) karşılıkları
saklanır.Yukarıdaki haritada “İçeriği” şeklinde ifade edilen komutlar PIC16F84 için 14 bittir yani 14 bit
kelime uzunluğundadır. Ancak toplam adres ( 210
= 1024 ) olmasına rağmen Program hafıza haritasında
son adresin (1023)10 = (3FF)16 olma sebebi ilk adresin sıfırdan (000)16 başlamasıdır. İlk adres (001) 16 den
başlasaydı son adres ( 1024 )10 =(400)16 olacaktı.
2.6.2. PIC16F84 ‘de Veri (Data) Hafızası :
Her PIC ‘de bulunan diğer bir hafıza türüdür. Bu hafıza genellikle RAM türü Geçici Bilgi
Depolama alanıdır. Ayrıca PIC16F84 ’de EEPROM denilen 64 byte’lık kalıcı veri hafızası türü de veri
saklama amaçlı kullanılır. Ancak bu hafızanın kullanılması daha ileri programlama bilgisi gerektirmektedir.
Aşağıda incelenecek “File Registerleri” de (STATUS, PORTA,TRISA gibi) RAM tipi Veri
Hafızasında yer alırlar. Bu sebeple PIC’in enerjisi kesildiğinde burada bulunan veriler silinir. Enerji
verildiğinde hangi registerlerin rastgele ya da hangi belirli değerleri alacağı Veri Hafızasına ait dağıtılan
Özel Fonksiyon Registerleri tablosundan görülebilir. Buna o registere ait Power-on Reset değeri denir.
PIC16F84 ‘de Veri (Data) Hafıza Yapısı ve Haritası ve Banklar
Dersimiz için örnek aldığımız PIC16F84 ‘ün (0x00 … 0x4F) adres aralığında toplam ( 50 )16 =
(80)10 adet 8 bit uzunluğunda veri (data) hafıza adresi vardır. Bunların bir kısmı Özel Fonksiyon
Registerleri denilen ve yine 8 bit uzunluğunda olan lojik bilgi saklayıcılara (register) ayrılmıştır. Bu Özel
Fonksiyon Registerleri dışında kalan hafıza alanları Genel Veri saklama alanı olarak kullanılabilir. Mesela,
5 + 3 = 8 işleminde 5 , 3 , 8 sayıları (verileri) 8 bit uzunluğunda olduğu için 05 , 03 , 08 şeklinde buraya
saklanabilir. İlerde bu konular daha ayrıntılı incelenecektir.
(NOT: Aşağıdaki tabloda “0x” kendinden sonra gelen sayının heksadesimal olduğunu belirtir, örn: 0x4F =
(4F)16 = h’4F’ aynı sayıların farklı gösteriliş biçimleridir.)
15
16F84 için Veri (Data) Hafızası Register Haritası :
Yukarıdaki Özel Fonksiyon Registerleri ve Genel veri depolama alanı (taralı alan) programın
çalışması esnasında kullanılan değişkenleri geçici olarak saklamak için kullandığımız veri alanlarıdır.
Ayrıca haritada gösterilmeyen ve Bank 0 bulunan 0x50 den 0x7F’e kadar olan alan boştur ve
rezerve olarak ayrılmıştır. Benzer şekilde Bank 1 için de 0xD0 ile 0x7F aralığı boştur. Bu tablodaki veri
alanları hafızanın tipine dayanarak RAM hafıza olarak da adlandırıldığını yeniden hatırlayalım.
PIC 16F84 ün Veri (RAM) hafızası 2 Sayfadan (Bank) meydana gelir:
Bank 0 ‘a ait adresler 0x00 – 0x4F
Bank 1 ’e ait adresler 0x80 – 0xCF adres aralığındadır.
Bir Bank’ın içindeki herhangibir registeri ( Bank0 veya Bank1 ) kullanabilmek için o Bank’a
geçmek gerekir. İlk enerji verildiğinde PIC “Bank 0” da açılır. Yukarıda kısmî olarak verilen Register haritası incelenirse bazı Özel Fonksiyon Registerlerinin her
iki bankta ortak olduğu görülür. (IND,PCL ,STATUS , FSR gibi…) Dolayısıyla böyle bir registere
programlama sırasında her iki bankta iken de (bank değiştirmek gerekmeksizin) erişilebilir.
Örnek olarak STATUS’un bulunduğu 0x03 adresine yazılan bir veriyi , 0x83 adresinden okumak
mümkündür.
PIC16F84 için Bank 0‘de [0x00 ….. 0x0B] adresleri arası özel fonksiyon registerlerine
ayrılmıştır. Benzer şekilde Bank 1 ‘de [0x80 …. 0x8B] arası yine özel fonksiyon registerlerine tahsis
edilmiştir.
Ayrıca RAM Genel Veri saklama alanları olarak adlandırılan (0x0C - 0x4F) adres aralığı ile
(0x8C - 0xCF) adres aralığı yine birbirlerinin kopyasıdır. Örneğin 0x1B adresi ile 0x9B adresleri gerçekte
aynı verileri içermektedir (Ayna Özelliği). Bir başka ifadeyle burada otomatik kopyalama işlemi söz
konusudur.
Bank değiştirme işlemi programlama sırasında tekrar incelenecektir.
2.6.3. Özel Bir Register ( W : Akümülatör )
Akümülatör PIC16F84 ‘de Veri Hafızası Register haritasında görülmemesine rağmen sıkça
kullanılan ve “Geçici Depolama Registeri” de denebilecek bir registerdir. 8 bit uzunluğundadır. Diğer File
Registerlerinden veri okur, yazarken bu W registerinden faydalanırız. Ayrıca registerler arası veri
kopyalama ile tüm aritmetik işlemler ve bazı atama işlemleri için bu W registerini kullanmak şarttır.
Meselâ ; iki register (PORTA ve PORTB gibi) içindeki verileri toplamak istersek bunlardan birinin W ‘ye
kaydedilmiş olması gerekir. (05) ile (03) ü toplamak için önce (05)’i örn. PORTA ya, (03)’ü de W ‘ye
yazmak gerekir. Daha sonra toplama komutu ile sonuç 08 olarak PORTB de elde edilebilir.
16
Not: Bu işlemlerin hangi komutlarla ve nasıl yapılacağı tablo halinde verilen Assembly
komutları, özellikleri ve kullanımı ile daha iyi anlaşılacaktır.
2.7. PIC16F84’ ün Bacak (pin) Yapısı ve Portları
PIC16F84 mikrodenetleyicisi 18 bacağa (pin) sahiptir. Şekilde görüldüğü gibi VDD ( + ) , VSS ( - )
besleme uçlarıdır. En ideal besleme gerilimi +5V olsa da gerçekte PIC, (+2V) .... (+6V) arası çalışır. RAx
ve RBx ile ifade edilen portlardan dışarı alınan akım yeterli değilse transistor veya röle kullanılarak akım
arttırılabilir. Bütün CMOS Lojik entegrelerde olduğu gibi burada da kullanılmayan PORT girişleri +5V
(Lojik 1) a bağlanmalıdır. Asla boşta bırakılmamalıdır. Portlar ve besleme uçları dışında saat işaretinin
üretilmesi ya da dışarıdan başka bir kaynaktan uygulanması için kullanılan OSC1 ve OSC2 uçları vardır.
MCLR ucu ise Reset işlemi için kullanılır. RA4 ve RB0 bitleri farklı amaçla da kullanılabilmektedirler.
CMOS olarak üretilen ve Flash tipi hafızaya sahip PIC16F84 ‘de dışarıdan uygulanan CLK (saat)
işareti kesilir ve tekrar uygulanırsa program kaldığı yerden devam eder.
2.8. PIC16F84 ‘de Port Çıkış İken Maksimum Akımlar :
PIC16F84 ‘de bir PORT’a ait olan bir bit ya Giriş ya da Çıkış olarak programlanarak kullanılır.
PORT biti çıkış olarak kullanıldığı zaman iki tür akım söz konusudur. PORT’dan içeri çekilebilen (sink)
ve PORT’tan dışarı alınabilen (source) akımları. Bu durumlardaki maksimum akım değerleri hiçbir zaman
aşılmamalıdır. Bu değerler seri bir direnç üzerinden bir LED’i rahatlıkla sürebilecek seviyededir.
Sink Akımı : (+5 volt) beslemeden PORT’un içine doğru akan akımdır. Bu durumda PORT’dan
içeri akacak maksimum akım 25 mA dir. PORT’tan içeri daha fazla akıtılan akım PIC ‘in
bozulmasına sebep olabilir. Bu tür bağlantıda ancak PORT biti = (Lojik) 0 yapıldığında LED
yanacaktır.
17
Source Akımı : PORT’un içinden toprağa doğru akan akımdır. Bu durumda akacak
maksimum akım 20 mA dir. Yine PORT’tan dışarı bu değerden fazla akım çekilirse PIC
bozulabilir. Bu tür bağlantıda PORT biti = (Lojik)1 yapıldığında LED yanacaktır
2.9. Osilatör ( Saat / Clock ) Devresi
PIC ‘in program hafızasında bulunan komutların çalışması ;
dalga şeklindeki kare dalga ( saat/clock sinyali ) ile olur.
PIC’in çalışabilmesi için gerekli bu işaret ya dışarıdan bir osilatör kaynak üzerinden uygulanır ya
da ilgili bacaklara bazı elemanlar bağlanarak PIC içersinden üretilmesi sağlanır. OSC1/ CLK IN denilen
PIC16F84’ün 16 nolu bacağı, dışarıdan kare dalganın uygulanabileceği yerdir PIC’e kristal/rezonatör/RC
bağlandığı zaman bu sinyal PIC’in içerden üretilir. Bu durumda dışarıdan kare dalga (clock) uygulamaya
gerek kalmaz.
PIC 16F84 ‘de en çok kullanılan osilatör tipleri şunlardır :
1 ) RC Tipi ( Direnç / Kondansatör )
2 ) XT Tipi ( Kristal veya Seramik Rezonatör )
3 ) HS Tipi ( Yüksek Hızlı Kristal / Seramik Rezonatör )
4 ) LP Tipi ( Düşük Frekanslı Kristal )
Osilatör tipi komut olarak veya programlama esnasında belirtilmelidir. Bu osilatör yapılarından sık
kullanılan ikisinin tipik bağlantıları aşağıda gösterilmiştir.
1) RC Tipi Bağlantı : Bu amaçla kullanılan tipik bağlantı şöyledir. Hassas zamanlama
gerektirmeyen tasarımlar için elverişlidir.
2) XT, HS, LS Tipi Bağlantı : Bu bağlantılarda her iki OSC bacağı kullanılır. C1 ve C2 değerleri
15-22 pF civarında seçilebilir.
18
2.10. Reset ( ) Bacağı ve Devresi
Program herhangi bir nedenle kilitlenirse ya da programı yeniden (baştan) çalıştırmak istersek
dışardan PIC ‘i Reset yapmamız gerekir. Aslında PIC ’e başlangıçta uygulanan besleme gerilimi belirli bir
seviyeye ulaşınca programı başlatan bir RESET devresi ( Power-on–reset ) PIC’in içinde zaten vardır.
Ayrıca PIC16F84 ‘de RESET fonksiyonu gören 4 nolu bacakta ucu vardır. Master Clear (Ana
Silme /Başlatma) kelimelerinden oluşturulmuş ucu ile lojik resetleme gerçekleşir.. Yani,
Resetleme işlemi için bu girişe önce kısa bir süre lojik 0 verilmeli, daha sonra lojik 1 uygulayarak ,
programın enerji uygulandığı andaki duruma (başa) dönüp tekrar başlaması sağlanmalıdır. Bunun için
aşağıdaki gibi tipik bir Reset devresi kullanılabilir.
3. BÖLÜM
PIC16F84 ve ASSEMBLY DİLİ PROGRAMI
Biz programlarımızı PIC16F84 ‘ye ait 35 farklı komuttan oluşan assembly programlama dili ile
yazacağız. (Not: Bu komutlar Lab. da incelenecek 40 bacaklı PIC16F877 için de geçerlidir) Basit bir
metin editöründe (not defteri gibi) yazılacak olan program ( *.asm = asm uzantılı text dosyası ) PIC’in
çalıştırabileceği hale dönüştürülmelidir (derlenmelidir). Bu işlem PIC için en basit olarak MPASM
denilen bir Assembler derleme programı ile yapılmakta ve sonuçta ( *. hex ) uzantılı ve icra edilebilir
bir dosya elde edilmektedir. Makine Dili de denilen bu program artık PIC ’e yüklenmeye (kaydedilmeye)
hazırdır. Eğer MPASM, derleme sonrasında hata mesajları vermişse bunların (* .asm ) dosyası üzerinde
düzeltilmesi ve tekrar derlenmesi gerekir. MPLAB derleyici programı da MPASM ile benzer işi
görmekle birlikte simülasyon imkanı veren bazı ilave özellikler içermektedir.
3.1. PIC16F84 Assembly Dili
Bir metin editöründe assembly dili kuralları ile yazılan assembly komutlarını ( hex ) kodlara
çevirmek (derlemek) için en basit PIC assembler programı olarak MPASM’nin kullanılabileceği daha önce
belirtilmişti. Assembly dili aslında yapılacak işlerin sırasıyla , komutlar halinde yazılmasından başka bir şey
19
değildir. Komutlar ise İngilizce dilindeki karşılıklarının baş harflerinin birleşmesinden meydana gelir ve
tablo halinde verilmiştir.
Assembly Dilinde Program Yazarken Dikkat Edilecek hususlar:
1) Noktalı Virgül ( ; ) : Bir satırın başına (;) konursa o satır ( hex ) koda dönüştürülmez. Bu satır
sadece bilgi amaçlıdır. Daha sonra programı değiştirir ya da geliştirirken hatırlamak istediklerimizi (;) den
sonra yazabiliriz. Bir komuttan sonra da (;) konarak bundan sonra açıklama yazmak mümkündür.
2) Program Bölümleri : Assembly programının da Başlık , Atama , Program ve Sonuç bölümleri
vardır. Editör önce sanal olarak 3 kolona bölünür.
Bunlar Etiket, Komut, Adres(ya da Data) olarak sıralanabilir. Örnek komutlar üzerinde
inceleyelim.
1)Etiket 2)Komut 3)Adres (yada Data)
Eğer bu üç kolona yazarken sağa / sola kayma yapılırsa derleme sırasında MPASM ‘den
uyarı (warning) alınır. Oysa düzenli (3 kolona göre) yazılmış , noktalı virgüllerle (;) ile gerekli
açıklamalar yapılmış programlar anlaşılır , kalıcı ve gelişmelere açık olacaktır.
3) Etiketlerin Özellikleri : Birinci kolonda yer alan Etiketler PIC hafızasındaki bir adresin
atandığı ve hatırlatmayı kolaylaştıran kelimelerdir. Mesela 16F84 de PORTB nin 0x06 adresinde olduğu
belli olduğuna göre (bknz. Özel Fonksiyon Registerleri tablosu) her sefer 0x06 yı hatırlamak ve yazmaktan
kurtulmak için ( başlangıçta bir kere )
PORTB EQU 0x06
komutu yazarak 0x06 yerine PORT B kullanmaya hak kazanırız. ( EQU eşitleme, atama demektir).
Ayrıca tarafımızdan adres atanmayan etiketler de vardır. BASLA , DONGU gibi….
GOTO DONGU ; DONGU etiketine git
komutu etiketi DONGU olan satıra ( komuta ) gitmeyi sağlar. Etiketleri kullanırken ; 1. kolona yazmaya ,
bir harfle başlamaya , Türkçe karakter kullanmamaya (DÖNGÜ değil DONGU), küçük / büyük harf
duyarlılığına ( DONGU yerine başka yerde dongu yazılmaz ) dikkat edilmelidir.
20
3.2. PIC16F84’de Assembly Dili Komutları
PIC 16F84 de toplam 35 komut vardır. Bu komutlar farklı şekillerde guruplandırılabilirse de biz
PIC komutlarını 4 ana grupta toplayarak inceleyeceğiz :
1 ) Byte Yönlendirmeli Komutlar
2 ) Bit Yönlendirmeli Komutlar
3 ) Sabitle Çalışan Komutlar
4 ) Kontrol Komutları
Komutlar yazılırken bazı kısaltma harfleri kullanılır. Bunlar ;
f : File register (Veri hafızasında bir adres ya da etiket )
d : Destination ( Hedef, komut sonucunun gönderildiği yer )
d = W ise ( sonuç W registerine kaydedilir )
d = F ise ( sonuç komutta belirtilen File registerine kaydedilir )
k : Sabit veya adres etiketi
b : Bit veya Binary sayı ( Örn :b’00001111‘ ) ifade eder.
d : Desimal sayı ifade eder ( Örn :d’18’ gibi… )
h : Heksadesimal sayı ( Örn : h’4F’ gibi… ) ifade eder
Şimdi bu komut gruplarını ve formatlarını (kullanılış biçimlerini) örneklerle açıklayalım:
1 ) Byte Yönlendirmeli Komutlar : Bir bayt (register) üzerinde işlem yapan komut türüdür.
Örnekler :
MOVF 0x03 ,W ; 0x03 adresinin içeriğini W (Akümülatör ) ‘nin içine kopyala.
MOVF PORTA ,W ; PORTA nın içeriğini W nin içine kopyala.
MOVF STATUS ,W ; STATUS registerini W nin içine kopyala.
2 ) Bit Yönlendirmeli Komutlar : Bir register yada adresinde bulunan bitlerden sadece biri
üzerinde işlem yapan komutlar bu gruba girer.
21
Örnekler :
BCF 0x03 , 5 ; 0x03 adresindeki registerin (STATUS’un) 5. bitini 0 yap.
BSF 0x05 , 3 ; 0x05 adresinde bulunan PORTA nın 3. bitini 1 yap.
BCF PORTB , 3 ; PORTB nin 3. bitini 0 yap
3 ) Sabit İşleyen Komutlar : Bu tür komutlar belli bir sabit sayıyı işler.
Örnekler :
MOVLW 0x2F ; W registerine 2F yazar ( yükler )
MOVLW h’17’ ; W registerine h’17’ yazar ( yükler )
ADDLW b’00011111‘ ; O anda W registerinde bulunan sayıya ( 0001 1111 ) = ( 1F )16 ekler.
4 ) Kontrol Komutları : Program akışını değiştiren komutlar bu tür komutlardır.
Örnekler :
GOTO DONGU ; Program şartsız olarak DONGU etiketli satıra gider.
GOTO BASLA ; Program şartsız olarak BASLA etiketli satıra gider.
CALL GECIKME ; Program GECIKME etiketli altprograma gider.
3.3. Assembly Dilinde Sayı ve Karakter Yazılışları
Assembly dilinde program yazarken sayılar çeşitli formatlarda (biçimlerde) yazılabilir.
Hexadesimal sayılar için:
Atamalarda (EQU komutu gibi) 0x03 , 3 , 03 , 03h , h ‘ 03 ‘ şekillerinden biri kullanılabilir.
Ancak diğer komutlarda 0x03 , h ‘03’ ya da 03 tarzı tercih edilir.
Örnek olarak PORTB ‘ye 06 veri hafızası adresini atamak için ;
PORTB EQU 0x06
6
06
06h
h’06’ şekillerinden herhangi biri yazılabilir.
Ancak atama dışındaki komutlarda örn. W registerine (03) yüklemek için;
MOVLW 0x03 , MOVLW h’03’ , MOVLW 03 biçimlerinden biri yazılır.
22
(Not: Biz Derslerimizdeki programlarda genellikle h’03’ formatını tercih edeceğiz.)
Binary ( ikili ) sayılar için :
b’0010 0101‘ şeklinde yazılır.
Örn : ( 0010 1100 )2 sayısını W (akümülatör) e yüklemek için gerekli komut ;
MOVLW b’0010110’ şeklinde ikili tabanda yazılabilir.
Desimal sayılar için :
Desimal sayılar ise başına d harfi konup yine tırnak içinde yazılır. d‘18‘ , d’255’ gibi.
Örn : (15)10 sayısını W ye yüklemek için ;
MOVLW d’15’ yazılır.
ASCII karakterler için ;
Tırnak içinde karakterin kendisi yazılır .
Genellikle RETLW komutu ile beraber kullanılır. Örn :
RETLW ‘B’
RETLW ‘X’ gibi komutlar B ve X karakterlerinin ASCII karşılığı olan sayıyı W registerine
yazar ve daha sonra inceleneceği gibi altprogramdan geri gönderir.
3.4. Assembly Dilinde İlk PIC16F84 Programı:
Önce basit bir program yazarak programın yazılma aşamalarını inceleyelim.
Örnek olarak enerji verince PIC16F84 ‘ün PORTB’yi tamamen çıkış yaptıktan sonra 0. ve 2.
bitlerini (RB0, RB2) lojik (1); diğerlerini de Lojik (0) yapan bir program yazalım.
PORTB
Bu durumda (0 0 0 0 0 1 0 1)2 = (05)10 sayısının PORTB ye yüklenmesi gerekecektir.
Elimizdeki File Register tablosunda Özel Fonksiyon Registerlerinde PORTB ‘nin 0x06 adresinde,
PORTB ‘yi çıkış olarak yönlendirmek için kullanacağımız TRISB ‘nin 0x86 adresinde ve Bank
değiştirmek için kullanacağımız STATUS registerlerinin 0x03 adresinde olduğunu bulalım.
Bu soru için sadece bu programda ilgileneceğimiz söz konusu 3 registeri adresleriyle
beraber Bank0 ve Bank1 ‘de gösterirsek aşağıdaki şekilde görülecektir.
RB7 RB6 RB5 RB4 RB3 RB2 RB1 RB0
0 0 0 0 0 1 0 1
23
3.4.1. Bank Değiştirme İşlemi :
Daha önce de belirtildiği gibi herhangi bir file registere ulaşmak için o registerin bulunduğu Bank’a
geçmek şarttır. Burada PORTB den dışarı lojik değerler almak istediğimize göre önce PORTB yi Çıkış
olarak yönlendirmek gerekir. Bunun için de PORTB yi Yönlendirme için TRISB kullanılacaktır. TRISB,
Bank1 de bulunduğu ve PIC’e enerji verildiğinde PIC’in Bank0 ‘dan başladığı hatırlanırsa Bank1’e
geçmemiz gerekir.
16F84 ‘de Veri hafızasındaki Özel Fonksiyon Registerlerinden STATUS Registerinin 5. biti (RP0)
Bank değiştirme için kullanılır. Bir bit yönlerdirmeli Komutla RP0 = 1 yapılırsa BANK 1 ‘e geçilmiş
olacaktır. Program devam ederken tekrar Bank0’a dönmek istersek yine RP0=0 yapılmalıdır.
O halde burada STATUS ‘un 5. bitini (RP0=1) yaparak BANK 1 ‘e geçelim;
(STATUS EQU h’03’ komutu ile önceden atanmış yani tanımlanmış olduğu kabulu ile)
BSF STATUS , 5 ; STATUS 5. biti RP0=1 yapılarak Bank1 ‘e geçilir.
Tersine Bank1 de iken Bank0’a dönülmek istenirse;
BCF STATUS , 5 ; ile de aynı RP0 = 0 yapılarak Bank 0’a geçilebilir
3.4.2. PORTB ‘yi Yönlendirme (Giriş/Çıkış Yapma) İşlemi :
Yönlendirme işlemi için ilgili PORT’a karşılık gelen TRIS registerini belirli bitlerle yüklemek
gerekir.
* Önemli: Bir portu çıkış yapmak için ilgili TRIS registeri bitlerini “0”, giriş yapmak için “1”
yapmak gerekir.
Bu örnekte normal olarak PORTB , TRISB registeri ile yönlendirilecektir. PORTB ‘yi çıkış
yapacağımıza göre TRISB de tüm bitler (0) yapılarak PORTB tamamen ÇIKIŞ olması sağlanmalıdır.
Bu durumda ;
Sonuç olarak (00)16 sayısının TRISB registerine yüklenmesi gerekir.
24
Şimdi örnek Programımızda kullanılan komutları yazarken sırasıyla açıklayalım:
(Hatırlatma: Açıklamalar “ ; “ den sonra yazılır ve derleyici tarafından değerlendirilmez !!! )
3.4.3. Programımızı yazalım
Buna göre yukarıdaki açıklamalara göre verdiğimiz ornek.asm olarak adlandıracağımız ilk
programı yazalım. İlk satırdan sonraki LIST ile hangi PIC’i kullandığımız, END ile de programın sona
erdiği belirtilir.
;ORNEK.ASM – 01/10/ 2010 ;Programı hatırlamak için ad ve tarihi yazıldı
LIST P = 16F84 ; Başlık Bölümü, kullanılan PIC bildiriliyor.
BSF h’03’,5 ; h’03’ de bulunan STATUS 5. biti 1 yap ve Bank1 ‘ e geç
MOVLW h’00’ ; W registerine ( 00 )16 sayısını yükle
MOVWF h’86’ ; h’86’ daki TRISB ye (00) yaz ve PORTB yi tamamen çıkış yap.
BCF h’03’,5 ; Bank0 ’a geç. Giriş/Çıkış işlemi bitti
MOVLW h’05’ ; W registerine ( 05 )16 sayısını yükle
MOVWF h’06’ ; W deki sayıyı PORTB ye yükle
END ; SON
Atama Komutu (EQU) Kullanarak Tekrar Yazalım
Özel Fonksiyon Register adresleri hatırlanması zor olabilmektedir. Bu sebeple başlangıçta EQU
komutu ile tanımlanmaktadır. Bu durumda h’06’ , h’03’ gibi adresler yerine PORTB, STATUS gibi
isimler (etiketler) doğrudan kullanılabilir. Bu şekilde anlaşılırlık da artmaktadır. Aksi takdirde yukarıdaki
gibi herbir registere ait adresin doğrudan kullanılması gerekir..
Bu şekilde aynı programı tekrar yazalım.
;ORNEK.ASM – 01/10/ 2015 ;Programı hatırlamak için adı ve tarihi yazıldı
LIST P = 16F84 ; Başlık Bölümü, kullanılan PIC bildiriliyor.
PORTB EQU h’06’ ; 0x06 adresi PORTB ‘ye atandı
STATUS EQU h’03’ ; 0x03 adresi STATUS’a atandı
TRISB EQU h’86’ ; 0x86 adresi TRISB ‘ye atandı
BSF STATUS,5 ; Giriş/Çıkışı ayarlamak için Bank1 ‘ e geç
MOVLW h’00’ ; W registerine ( 00 )16 sayısını yükle
MOVWF TRISB ; PORTB tamamen Çıkış yapıldı.
BCF STATUS,5 ;. Giriş/Çıkış işlemi bitti, Bank0 ’a geç
MOVLW h’05’ ; W registerine istenen ( 05 )16 ‘i yükle
MOVWF PORTB ; W deki sayıyı PORTB ye yükle
END ; SON
Ve yukarıdaki örnek programın icrasından sonra sonuçta PORTB çıkışında LED ler varsa RB0 ve
RB2 ye bağlı bulunanların yandığı diğerlerinin söndüğü görülür.
25
3.5. MPASM Programı ile Derleme ve Önemli Dosyalar:
Aslında bilgisayar ekranında tek bir pencereden ibaret olan MPASM denilen programda bazı
dosyaların üretilmesi için yapılan ayarlar çok önemli bir rol oynamaz. Ancak özellikle programda hata varsa
veya değişiklikler yapmak istendiğinde bazı dosyaların üretilmesi faydalı olacaktır.
Bu nedenle aşağıdaki iki dosya ;
Hata dosyası için ( ornek .ERR ) : Error File
Programın toplu özeti için ( ornek .LIST ) : List File mutlaka üretilmelidir.
Ayrıca uyarı ve hataları birlikte almak için “Warning and Errors “ seçeneğini;
Processor için kullanacağımız ”16F84“ tercihini seçiniz. Hex dosyası formatı için “INHX8M” i
işaretleyiniz. Derlemek için “Browse” ikonu ile ornek.asm yi bulunduğu klasörde bulup “Tamam”a
tıklamak yeterli olacaktır. Sonuçta çıkan pencerede “Assembly Successful” mesajı alınırsa derlemenin
başarılı olduğu ve artık hex dosyasının bir programlayıcı kullanarak PIC 16F84 e yüklenebileceği anlaşılır.
Aslında MPASM ile derleme sırasında toplam 5 – 6 tane dosya üretmek mümkünse de ornek. lst
ve ornek. err dosyaları programcı için ayrı bir önem taşımaktadır.
List Dosyası : Bu dosya assembly programını yazarken kullandığımız metin editöründen (Not
Defteri) açılabilir. Bu dosya içinde her komutun program hafızasındaki
adresi,komutların hex karşılıkları, etiket ve etiket adresleri ile kullanılan ve boş
hafıza miktarı bulunur.
Hata Dosyası : Bu dosya da kullandığımız editör ile açılabilir. Programda komut
ya da etiket hatası varsa hatalı satır numarası bu dosyada görülür.
Mesela ; ornek.asm ‘de programı yazarken 8. satırda bir hata yapmış ve
BSF STATUS,5 yerine
BFS STATUS,5 şeklinde komutu yazmış olalım. Bu durumda ;
Error 122 C:\MPASM\ORNEK.ASM 8 : Illegal opcode (STATUS)
ifadesi ile karşılaşır. Bu hata mesajı ile derlenen dosyanın yeri, ne tür hata olduğu ve hatanın ilgili olduğu
register belirtilir. Bu hatanın *.LST dosyasında da hatanın yapıldığı satırdan hemen sonra belirtilmesi
programcıya kolaylık sağlar. Dolayısıyla sadece LIST dosyası bile yeterli olabilmektedir.
3.6. Include Dosyalar
Yukarıda belirtildiği gibi Assembly dilinde programlar yazarken kullanılacak register adreslerini
(EQU) komutu ile tanımlamak hem kolaylık sağlamakta hem de anlaşılırlığı arttırmakta idi. Ancak
özellikle programımızda çok sayıda register kullanıyorsak her sefer bu tanımları tekrar tekrar yapmak
gereksiz gibidir. Bu işlem programı da şişirecektir.
Bunun yerine Include Dosya kullanarak aynı isimli her PIC için sabit olan bu tanımları her
programda yeniden yapmaktan kurtulmuş oluruz.
Mesela; P16F84.INC “hazır” dosyası PIC16F84 için gerekli tanımları içerir ve MPASM klasörü
içinde (*.asm) dosyamızla aynı yerde bulunmalıdır. Programımız içinde Include Dosyası kullanabilmemiz için (PIC16F84 de)
INCLUDE “P16F84.INC” satırını programa yazmamız yeterlidir.
Artık her File Register için kullanılan (EQU) komutları kalktığı için Assembly programımız kısalıp
sadeleşecektir.
26
Sadece Genel Amaçlı RAM bölgesinde ilerde kullanacağımız (SAYAC gibi) özel bir değişkenimiz
için
SAYAC EQU h’0C’
şeklinde EQU komutu yazmamız gerekecektir. İlerdeki örneklerde bu tür komut tanımlamaları verilecektir.
3.7. Konfigürasyon Bitleri
Bu bitler PIC’ e gerilim verildiği anda geçerli kuralları belirlemek içindir. Mesela; PIC devremizin
saatini (osilatörünü) RC tipi olarak kullanacaksak bunu bildirmemiz lazımdır.
Benzer şekilde;
Watchdog timer’ i (WDT) devreye sokmak veya çıkarmak,
Power-on Reset özelliğini devreye sokmak ya da çıkarmak,
Programı korumayı devreye almak veya almamak için bu konfigürasyon bitleri kullanılır.
Program içersinde bir satır olarak Konfigürasyon Bitlerini vermek üzere bu komutun yazılışına ait
bir örnek şöyle verilebilir:
_CONFIG _CP_ ON & WDT_OFF & PWRTE_OFF & RC_OSC
Prog. Koruma var Watchdog Timer OFF Power-on Reset Yok Osilatör Tipi (RC)
Burada;
& : “ve” demektir.
_ : Alt çizgi boşluk yerine kullanılıyor
OFF : Yok, devre dışı anlamına gelir. ON yazılsaydı devrede anlamında olacaktı.
Aslında konfigürasyon bitleri programa yazılmadan programlama esnasında da doğrudan
belirlenebilir. Zira bütün programlayıcı programları bu imkanı vermektedir.Ama her programlamada bir
hata yapmamak için program içinde yazmak daha kalıcı olacaktır
3.8. Akış Diyagramı Çizimi :
Genellikle program yazmadan önce akış diyagramı çizmekte büyük yarar vardır. Akış
Diyagramları, daha sonra programcının veya programı geliştirecek bir başkasının rahatça anlayabileceği
tarzda olmalıdır. Asıl olan budur. Aşağıda akış diyagramı için kullanılan bazı standart semboller verilmiştir.
Kullanılan Temel Semboller :
Çok basit programlarda akış diyagramına gerek olmazsa da biz burada bir örnek olarak çizelim.
Programcı, programı yazarken rahatça anlaşılacak şekilde akış diyagramını vermelidir.
27
Aşağıda örnek programımıza ait akış diyagramı ve program birlikte gösterilmiştir. Her akış
diyagramı sembolünün yanında bir ya da daha fazla komut karşılığı yazılmıştır.
Akış diyagramı yukarıda görüldüğü gibi her zaman bir tek komuta karşılık gelmeyebilir. İstenirse
akış diyagramı sembollerinin içine gerekli komut doğrudan yazılabilir. Bütün mesele programcının yada
ilerde programı geliştirecek bir başka kişinin akış diyagramını anlayabilmesidir.
3.8.1. Programlanmış Bir PIC‘in Denenmesi
İlk deneme için fazla zaman harcamadan bir breadboard (delikli deneme tahtası) üzerinde PIC’e ve
osilatör devresine bağlanması gereken birkaç direnç , kondansatör ve kristal gibi elemanlardan faydalanmak
mümkündür. Çıkışları gözlemek için ise başlangıçta LED veya LED gösterge (Display) kullanmak uygun
olacaktır. Eğer devre doğru bağlanmış ve uygun DC gerilim ile beslenmiş ise programın çalışmaması
halinde programdaki hataların incelenmesi ve assembly dili üzerinde hatalar düzeltildikten sonra yeniden
derlenip PIC ‘e yüklenmesi gerekir. Ancak besleme olarak +5 Volttan fazla doğru gerilim uygulanan ya da
portlarından aşırı akım çekilmeye çalışılan PIC’lerin heran bozulma tehlikesiyle karşı karşıya olduğu
unutulmamalıdır.
Pratik Uygulamalı bir Örnek Program : Aşğıdaki devrede PIC’ e enerji verildiği anda önce
PORTB’yi tamamen sıfırladıktan sonra PORTA ‘da basılı bütona karşılık gelen PORTB deki LED’ leri
söndüren bir program yazalım.
28
Programda INCLUDE komutu kullanalım,
;PROGRAM1.ASM ---------1/ 11 / 2015
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
CLRF PORTB ; PORTB yi tamamen sıfırla
BSF STATUS,5 ; Yönlendirme için BANK 1’ e geç
CLRF TRISB ; PORTB nin tümünü Çıkış yap.
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA ; TRISA’ yı FF yükle, PORTA tamamen Giriş.
BCF STATUS,5 ; BANK 0’ a geç
MOVF PORTA,W ; PORTA’ yı oku sonucu W’ ye yaz
MOVWF PORTB ; W ‘ yi PORT B’ ye yaz (kopyala)
DONGU GOTO DONGU ; Sonsuz Döngü, bu komutta bekle
END ; Son
NOT: END komutundan önceki “ DONGU GOTO DONGU ” komutu kullanılmayabilir.Bu komut
programın sonlandırılmadan bu satırda bekletilmesini sağlar.
Pratik Gerçekleştirme İçin Gerekli Adımlar:
1) Programı yazıp PROGRAM1.ASM olarak kayıt (save) ediniz.
2) MPASM ile derleme yapıp (PROGRAM1.hex) dosyasını elde ediniz. Programlayıcıya PIC’ i
yerleştirip Konfigürasyon bitlerine dikkat ederek programı yükleyiniz. Konfigürasyon bitleri için
Osilatör tipi : RC
PWRT : ON
WDT : OFF
CP : OFF olmak üzere yukarıda anlatıldığı şekilde komut olarak yazılabilir.
Not: INCLUDE dosya kullanıldığı için 16F84.INC dosyasının da aynı klasör (directory) içinde
bulunmasını sağlamayı ihmal etmeyin.
3) Devreyi aşağıdaki gibi kurun.
NOT 1: RA0, RA3 girişleri de (+) beslemeye bağlıdır. Yani Lojik 1 almaktadır.
NOT 2: PIC devrelerinde besleme gerilimi (+ 5V) en az 0,1 F bir kondansatör ile şaseye bağlanmalıdır.
4) Devreye enerji vermeden A1, A2, A4 butonlarına tek yada birlikte basınız.
5) Basılan buton ve yana LED ilişkisini inceleyin.
NOT3: Hiçbir butona basılmazsa PORTA bitlerinin harici pull-up dirençleri (10k) dolayısıyla LED’ leri
yaktığı görülecektir. Zira PORTA normalde (1) olup basınca (0) olmaktadır.
6) Durum değiştirirken önce istediğiniz butonlara basın sonra RESET yapın.
Sonsuz Döngü: PIC16F84 de duraklama komutu olmadığı için Döngü kullanılmaktadır.
Programda bekleme yerine yeni butonların durumu okunmak isterse,
“DONGU GOTO DONGU” komutu yerine “GOTO OKU” yazılmalıdır.
Artık PIC’i RESET yapmaya gerek kalmadan tuşlara bastıkça LED değişmelerini görülebilir.
29
4. BÖLÜM
KARAR İÇİN BİT TEST ETME ve DÖNGÜ
Bir programın her zaman aynı işlemleri yapması istenmez. Bu durumda belli bir parametreye ya da
bite bağlı olarak farklı işlemler yapması arzu edilebilir. PIC16F84 için herhangibir file registerin herhangi
bir bitine bağlı olarak farklı program parçaları yürütülerek program akışı devam ettirilebilir.
Test işlemi herhangi bir işlemin sonucuna, elde ya da borç olup olmadığına ve pek çok farklı
duruma bağlı olarak gerçekleştirilebilir. Ve sonuca göre program devam eder. Bu nedenle önce, şimdiye
kadar sadece 5. bitinin (RP0) görevini öğrendiğimiz STATUS registerinin bitlerini biraz daha ayrıntılı
olarak incelemek uygun olacaktır.
4.1 STATUS Register
Bu register PIC 16F84 ‘in Veri Hafızasında Bank0 da 0x03 ve Bank1 de 0x83 adreslerinde
bulunur. STATUS Registerinin içerdiği bitler ve görevleri kısaca şöyledir:
C (bit 0) : Elde Bayrağı denir. En soldaki bitte taşma varsa bu bit (1) olur.
DC (bit 1) : Dijit Elde Bayrağı adını alır. İkili tabanda işlem sırasında alt dörtlüden
üst dörtlüye (bit 3 den bit 4’e) elde geçişinde ( 1 ) olur.
Z (bit 2) : Sıfır bayrağı denir. Bir aritmetik yada mantık komutun sonucu = 0 ise bu
bayrak ( 1 ) olur.
PD (bit 3) : Enerji kesilme biti.
PIC’ e enerji verilince yada CLRWDT komutu çalışınca ( 1 ) olur.
SLEEP komutu ile ( 0 ) olur.
T0 (bit 4) : Zamanlayıcı süresi doldu biti.
PIC’ e enerji verildiğinde CLRWDT ve SLEEP komutu ile ( 1 ) olur.
WDT zamanlayıcısı zamanı dolduğu vakit (0) olur.
RP1–RPO (bit 6–bit 5) : Bank seçme bitleridir. ( 00 ) yapılırsa Bank 0, ( 01 )
yapılırsa Bank 1 seçilmiş olur (16F84’ de toplam 2 Bank olduğundan
daima RP1 = 0 kalmalıdır).
IRP (bit 7) : PIC 16F84’ de daima ( 0 ) kalmalıdır. Diğer PIC’lerde dolaylı adresleme için
kullanılır.
4.2 . Karar İçin Bit Test Etmek Herhangi bir file register içindeki herhangi bir bit test edilerek programın farklı şekilde
yönlenmesi sağlanabilir. Bu maksatla PIC16F84 ’de BTFSC ve BTFSS komutları kullanılır.Test
sonucuna göre ya bir komut atlanabilir yada bir sonraki (sıradaki) komuttan devam edilebilir. Böylece
Program farklı şekilde dallandırılmış olur. Bu tür komutlar gerektiren programlarda Akış Diyagramı
kullanılması programın yazılması ve takibini kolaylaştırır.
4.2.1. BTFSC Komutu:
Bu komut ingilizcede “File Register bitini test et, bu bit = (0) ise bir sonraki komuta atla” anlamına
gelmektedir. Söz konusu bit (1) ise BTFSC’nin hemen altındaki (sıradaki) komut yapılır.
Komut Formatı:
BTFSC File Register ,b
b yerine (0,........,7 arası bir sayı yazılır)
şeklindedir. Bir örnek program parçası ve ilgili akış diyagramı ile birlikte komutun çalışmasını inceleyelim:
30
Evet
Hayır
PORTA,
bit 3
0 mı?
Tekrar Test
PORTB’nin 5.
bitini (1) yap
Aşağıdaki program parçası PORTA’ nın 3. bitini (RA3) test etmekte bu bit (0) ise
PORTB’ nin 5. bitini (1) yapmakta ; aksi halde test etmeye devam etmektedir.
(Bundan böyle, sadece sorudaki işlemin yapıldığı Program bölümü ya da komutları “Program
Parçası”olarak adlandırılacaktır.)
Program Parçası
TEST BTFSC PORTA, 3 ; PORTA nın 3. biti =0 mı?
GOTO TEST ; Değilse tekrar TEST’e git
BSF PORTB, 5 ; 3. bit =0 ise PORTB nin
5. biti=1 yap
NOT: PORTA ve PORTB’ nin önceden tanımlandığı kabul
edilmiştir.
4.2.2. BTFSS Komutu:
Bu komut BTFSC komutuna benzerdir. Ancak, file register bitinin (0) yerine (1) olup olmadığını
test etmektedir. Bu bit eğer (1) ise bir komut atlanmakta; değilse (0 ise) sıradaki komuttan devam
edilmektedir.
Komut Formatı:
BTFSS File Register ,b
b yerine (0,........,7 arası bir sayı yazılır)
Aşağıdaki örneği inceleyelim.
PORTA ‘nın 2. bitine (RA2=0) uygulanınca PORTB ‘nin (RB0,.........,RB3) bitlerini (1)
yapan bir programın tamamını akış diyagramı ile birlikte yazalım.
; PROGRAM 2.ASM…...09 / 10 / 2010
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
BSF STATUS, 5 ;
CLRF TRISB ; PORTB Çıkış
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA ; PORTA Giriş
BCF STATUS, 5
TEST BTFSC PORTA, 2 ; RA2=0 mı?
GOTO TEST ; Hayırsa TEST’e git
MOVLW h‘0F’ ; Evetse W ye (0F) yaz
MOVWF PORTB ; W yi PORTB ye kopyala.
END ; Son
31
4.2.3. Çeşitli Örnekler:
Örnek Program : PORTA’ nın 1. bitine (RA1) bağlı bütona basıldığında Lojik(0) aksi halde
(normalde) Lojik (1) üretilmektedir. Butona basılı olarak enerji verildikten sonra PORTB’ deki
RB4’ e bağlı (LED4) yakacak, daha sonra bütondan el çekilince PORTB’ nin tüm çıkışlarını (1)
yapan bir programı akış diyagramı ile birlikte yapınız.
(Akışın Devamı Yan Tarafta)
;PROGRAM3.ASM….........05/10/ 2010
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
BSF STATUS, 5
CLRF TRISB ; PORTB Çıkış
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA ;PortA Giriş
BCF STATUS, 5 ; Bank 0 ‘ a geç
BSF PORTB, 4 ; RB4 ‘ü 1 yap.
TEST BTFSS PORTA, 1 ;RA1 =1 mi?
GOTO TEST ;Değilse TEST’e git.
MOVLW h‘FF’ ; Evetse buraya gel.
MOVWF PORTB ;PortB ‘nin tümünü 1 yap.
END ; Son
Örnek Program : PORTA’ nın 4. bitine bağlı ve normalde (0) durumunda olan butona basılınca
(1) gönderilmektedir. PORTA’ nın 4. bitine 1 (RA4 = 1) gelince B portuna bağlı 8 LED’ in
tamamının yanması istenmektedir. Akış diyagramı ile birlikte programı PIC16F84 için yazınız.
;PROGRAM 4.ASM--------11 / 10 / 2010
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
BSF STATUS, 5 ; Bank 1 ‘e geç
CLRF TRISB ; PORTB Çıkış
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA ; PORTA Giriş
BCF STATUS, 5 ; Bank 0 ‘ a geç
TEST BTFSS PORTA, 4 ; RA4=1 mi?
32
GOTO TEST ;Değilse TEST ’e git
MOVLW h‘FF’
MOVWF PORTB ;PortB ‘ye FF yaz.
END
Örnek Program : Enerji verildiği anda PORTA ‘nın 3. ve 4. bitleri (RA3, RA4) Lojik 1 iken her
ikisine de Lojik (0) verildiğinde PORTB ‘nin 5. , 6. , 7. bitlerini (1), diğerlerini (0) yapan aksi
takdirde RA3 ve RA4’ü test etmeye devam eden bir assembly programını PIC16F84 için yazınız.
; PROGRAM5.ASM-------------11 / 10 / 2010
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
BSF STATUS, 5 ; Bank 1’ e geç
CLRF TRISB ; PORTB tamamı Çıkış
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA ; PORTA Giriş
BCF STATUS ; BANK 0’ a geç
TEST BTFSC PORTA, 3 ; PORTA’ nın 3. biti 0 mı?
GOTO TEST
BTFSC PORTA, 4 ; PORTA’ nın 4. biti (RA4= 0) mı?
GOTO TEST
MOVLW b‘11100000’ ; W ‘ye h‘E0’ yükle.
MOVWF PORTB ; PortB ‘ye h’E0’ yükle END
4.3. Döngü Kullanmak
Bazen belli işlem ya da işlemlerin belirli sayıda tekrarlanması istenebilir. Böyle bir durumda
SAYAC adıyla bir register tanımlanarak kullanılabilir. [Bunun için programda tercihan INCLUDE
komutundan sonra SAYAC EQU h’0C’ şeklinde tanımlama yapılmalıdır.]
Genellikle tekrar sayısı (SAYAC)’ a yüklendikten sonra her seferinde (SAYAC) 1 azaltılarak
33
SAYAC =(00)16’ a ulaşılana kadar Döngü devamı ettirilir. SAYAC = (00)16 olduğunda program Döngüden
çıkarak yoluna devam eder.
Bu amaçla DECFSZ komutu kullanılması kolaylık sağlar.Bu komut her icra edildiğinde bu
register ( burada SAYAC ) 1 azaltılır ve SAYAC =(00)16 olunca bir sonraki komuta atlanır. Aksi halde
(SAYAC 0 ise) DECFSZ komutundan hemen sonraki (sıradaki) komut icra edilir. Bu komutun formatı:
DECFSZ SAYAC , d d yerine W yada F gelecektir!
Aşağıdaki program parçası ve akış diyagramında PORTB ‘nin ve SAYAC’ ın daha önce
tanımlandığı farz edilmiştir. Önce SAYAC’a h’FF’ sayısı yüklenmiş ve SAYAC azaltılmaya başlanmıştır.
SAYAC=(00)16 olana kadar HAYIR cevabı alınacak ve azaltma devam edecektir. Döngü bitince PORTB’
ye (FF) yüklenmektedir.
.
Program Parçası
. MOVLW h’FF’
MOVWF SAYAC ; SAYAC’a FF yükle
TEKRAR DECFSZ SAYAC, F ; SAYAC’ı 1 azalt
GOTO TEKRAR ; SAYAC=00 değilse
MOVLW h‘FF’ ;SAYAC=00 ise
MOVWF PORTB ;
.
.
Örnek Program : PORTA’ nın 2. bitine bağlı butona 10 kere basıldıktan sonra PORTB’ nin 0. bitine bağlı
LED’ in yakılması isteniyor (Her butona basılması arasında 25 peryot beklenmesi arzu edilmektedir.
Böylelikle butondan doğan parazitler engellenmiş ve bir basışta 10 kereyi birden saymasının önüne
geçilmiş olacaktır ). Gerekli programı PIC 16F84 için assembly dili ile yazınız.
; PROGRAM 6.ASM------------05 / 10 / 2010
LIST P = 16F84
INCLUDE “P16F84.INC”
SAYAC EQU h‘0C’ ; Veri Hafızasının Genel amaçlı kısmının ilk adresi
BSF STATUS, 5 ; Giriş/Çıkış İşlemi
CLRF TRISB
MOVLW h‘FF’
MOVWF TRISA
BCF STATUS, 5
MOVLW d‘10’
MOVWF SAYAC ; SAYAC’a desimal 10 sayısı yaz.
TEST BTFSC PORTA, 2 ; RA2= 0 mı?
GOTO TEST ; Değilse TEST etmeye devam et
NOP ; İşlem yapma, 25 tane NOP peşpeşe yazılacak
.
. ;(NOP : İşlem yapma,1 peryot bekle komutudur )
.
NOP ; Üstte toplam 25 adet NOP komutu var.
DECFSZ SAYAC, F ; Sayacı 1 azalt sonuç 0 mı?
34
STATUS
Register
2
Z
0
C Elde bayrağı
Sıfır bayrağı
GOTO TEST ; Değilse TEST ‘e git
BSF PORT B, 0 ; Evetse, PORTB nin 0. bitini 1 yap.
END
Yukarıdaki örnekte 25 adet NOP (İşlem yapma) kullanılmıştır. Böyle bir sistemde bütona iki
basma arasında bekleme süresi arttırılmak istenirse (pratikte şarttır) bu sayı arttırılır. Ancak bu durumda
hafızanın gereksiz dolması gibi bir sorunla karşılaşırız. Bunun yerine 2. bir sayaç tanımlayarak az sayıda
(aşağıdaki örnekte 3 tane ) NOP’ un defalarca icrası ( mesela 255 kere) sağlanabilir.
5. BÖLÜM
KARŞILAŞTIRMA İŞLEMİ VE ÇIKARMA
KOMUTLARI
Döngüde kullanılan SAYAC veya benzeri bir file register her zaman azalan yönde çalışmaz. Bazı
uygulamalarda SAYAC’ın artan yönde sayması istenir. SAYAC’ın “1” arttırılması için INCF komutu
kullanılabilir. Her döngüde SAYAC değeri arttıkça istenen SAYAC değerine ulaşılıp ulaşmadığını
belirlemek için istenen sayı ile SAYAC değeri çıkartılarak karşılaştırılır. Çıkartma sonucu olan (Fark)
sıfıra eşit olduğunda yani eşitlik sağlanınca döngü sona erdirilir.
Bu işlemde çıkartma komutu gerektiğinden önce 2 adet olan çıkartma komutlarını inceleyelim.
Bunun için de STATUS registerinde önemli 2 bayrak olan Z ve C bayraklarına göz atalım.
35
STATUS’un 2. biti olan Z bayrağı, bir işlemin sonucu sıfır olduğunda (Z=1) olan bir
bayraktır. Aksi halde yani sonuç sıfırdan farklı ise (Z=0) olur.
STATUS’un 0. biti olan C bayrağı, elde bayrağı olarak adlandırılırken çıkarma
işlemlerinde borç yoksa bu bayrak (1), borç varsa (0) değerini alır.
5.1. Çıkartma Komutları
SUBWF Komutu:
Bu komut, o andaki file registerinin içeriğini W registerinden çıkarır ve sonucu W yada file
registerine yazar. Komut Formatı;
SUBWF File registeri , W yada f şeklindedir.
Çıkarma sonucunda Z ve C bayraklarının değerleri çıkartılan iki sayı arasındaki ilişki bilgisini taşır.
Daha sonra bu bayrakların aldıkları değerlere göre programda dallanma gerçekleştirilebilir.
(File registeri – W) şeklindeki çıkartma işlemi için muhtemel durumlar şu şekilde
verilebilir :
File registeri > W ise Z = 0 ve C = 1
File registeri = W ise Z = 1 ve C = 1
File registeri < W ise Z = 0 ve C = 0
Örnek olarak SAYAC adlı file registeri sıfırladıktan sonra (09) olana kadar birer arttıran Z
bayrağını yani iki sayının eşitliğini test eden TEKRAR etiketli bir döngü düzenleyelim:
Program Parçası
CLRF SAYAC ; SAYAC’ı sıfırla
TEKRAR INCF SAYAC, F ; SAYAC ‘ı 1 arttır
MOVLW h‘09’
SUBWF SAYAC, W ; SAYAC’dan W yi çıkar
BTFSS STATUS, 2 ; Z bayrağı 1 mı?
GOTO TEKRAR ; Değilse TEKRAR ‘a git.
Program parçasındaki SAYAC değeri o ana kadar ki arttırma sayısını belirtir. Burada çıkarma
komutu olan SUBWF kullanılarak SAYAC değerinden aküye yüklenmiş (09) sayısı çıkartıldığında
sonucun durumuna göre STATUS registerinde bulunan Z ( Sıfır biti=bayrağı ) ve C ( Elde biti=bayrağı )
SAYAC’ ı sıfırla
W h‘09’
SAYAC’ ı 1 arttır
W’ den SAYAC’ı çıkart
Z = 1 mi?
EVET
HAYIR
SON
36
etkilenir. SAYAC= 09 olduğunda yani fark sıfır ise (sıfır bayrağı olan) Z=1 olacaktır. Burada C
bayrağına ihtiyaç yoktur.
Yukarıdaki programda kullanılan SUBWF SAYAC, W komutu ile SAYAC’tan W
çıkarılarak sonuç W ‘ye yazılır , Ancak bu program parçasında sonucun yani farkın ne
olduğu bizi ilgilendirmemektedir. Biz bu farkın sıfır olup olmadığı ile ilgilenmekteyiz .
Bir başka bir örnek olarak aşağıdaki program parçası ile önce HAFIZA adı verilen ve daha önce
tanımlanmış bir adrese h‘35’ sayısını yazalım. Bu sayı akümülatöre (W’ ye) yüklenen sayıdan küçük
yada büyük ise (eşit değilse, Z=0 ise) PORTB’ nin 0. bitini ( RB0=1) yapalım. Aksi takdirde (DEVAM)
etiketine gönderelim.
Program parçası
MOVLW h‘35’
MOVWF HAFIZA ; HAFIZA registerine h’35’ yaz
MOVLW (SAYI) ; ( SAYI )’yı Aküye yükle.
SUBWF HAFIZA, W ; HAFIZA’dan W’ yi çıkar
BTFSC STATUS, 2 ; Z=0 mı?
GOTO DEVAM ; Değilse DEVAM’a git
BSF PORTB, 0 ; Evetse RB0=1 yap.
DEVAM ...........
NOT: (SAYI) yerine bir bytelık (h‘28’, h‘35’, h‘4A’ gibi ) çıkarılacak (karşılaştırılacak)
sayılardan 2.sayı yazılacaktır. DEVAM etiketi program parçasının sonunda (çıkışında) yer
almaktadır.
SUBLW Komutu:
SUBWF komutuna benzer olup bu komutla sabit sayıdan W ‘nin içeriği çıkarılır. Sonuç yine W
registerine yazılır. Komut formatı aşağıda verilmiştir.
SUBLW k ; Burada k, W’nın çıkarılacağı sabit sayıyı temsil etmektedir.
Örnek olarak bu komutu kullanarak W registerine h‘40’ yazdıktan sonra, h‘50’ sayısından W ’de
bulunan sayıyı çıkartalım. (W deki sayı h’50’ ile karşılaştırılıyor) Z bayrağı ( =0 ) ise PORTB’ nin 3., 4., ve
5. bitlerine (1) , diğerlerine (0) yüklensin. Aksi halde ilerdeki DEVAM adresine dallanmak üzere bir
program parçası yazalım.
Program parçası
MOVLW h‘40’ ; W’ye h’40’ yükle
SUBLW h‘50’ ; h’50’ den W deki h’40’ ı çıkart.
BTFSC STATUS, 2 ; Z bayrağı = 0 mı? (Sayılar farklı mı?)
GOTO DEVAM ; Değilse (=eşitse) DEVAM adresine git.
MOVLW b‘00111000’ ; C=0 ise PORTB nin istenen bitlerini (1) yap
MOVWF PORTB
DEVAM …….
37
Örnek : PIC 16F84 için bir program parçası yazarak h‘1A’ sayısından h‘09’ sayısını
çıkarınız ve farkı PORTB’ ye yazınız. STATUS registerinin içeriğini de W’ ye aktarınız.
MOVLW h‘09’
SUBLW h‘1A’ ; h’1A’ sayısından W ‘deki 09 sayısını çıkar
MOVWF PORTB ; Fark PORTB’ ye yazıldı
MOVF STATUS, W ; STATUS Reg.’ i W’ ye aktarıldı
Örnek : (00)16’ dan başlayarak (08)16’ e kadar sayıları (00, 01, 02, ....., 08) (İleri Sayıcı gibi)
PORTB’ ye yazan bir program parçasını PIC16F84 için assembly dilinde yazınız.
CLRF SAYAC ; SAYAC’ı sıfırla
TEKRAR MOVF SAYAC, W ; SAYAC ‘yı W ‘ ye yükle
MOVWF PORTB ; PORTB den yolla
INCF SAYAC, F ; SAYAC’ ı 1 arttır
MOVLW h‘09’
SUBWF SAYAC, W ; (SAYAC – W) ‘i bul ve sonucu W ye yaz
BTFSS STATUS, Z ; Z bayrağı 1 mı?
GOTO TEKRAR ; Değilse TEKRAR’ a git.
DEVAM .......... ; Z=1 ise yoluna devam et...
5.2. Zaman Geciktirme Döngüleri
Bazı programlarda GECİKME bloğu kullanıldığı yani hiçbir şey yapmadan bir süre
beklenmesi gerektiği daha önce belirtilmişti. Örnek olarak bir tuşa basılıp basılmadığını test eden
bir programın bir süre tuşun basılı kaldığını algılaması gerekir. Burada o süre kadar beklemek
gerekebilir.
5.2.1. Zaman Geciktirme Nasıl Yapılır ?
Zaman geciktirme için ya yazılım ya da donanımsal geciktirme imkanlarından
yararlanmak gerekir. Gecikme sağlamak için Yazılım kullanıldığında her komutun icra süresi
bilinmeli ve ona göre toplam GECİKME hesaplanmalıdır. RC tipi osilatör kullanıldığında bu
elemanların sıcaklığa bağlı değer değiştirilmelerinden dolayı hassas bir gecikme süresi elde etmek
mümkün olmaz. Böyle bir durumda kristal / rezonatör kullanılması şarttır. Çok uzun gecikmeler
için CPU’nun verimli çalışması açısından Donanım Gecikmesi kullanılması elverişli olacaktır.
5.2.2. Komut Peryodu Nedir ?
PIC16F84 genellikle 4 MHz’ de çalıştırılır ve bu frekans içerde 4’ e bölünerek f = 1 MHz’ lik
dahili komut frekansı elde edilir. T= 1/f olduğundan T= 1 us (mikrosaniye) bir komutun icra
süresidir.
Bazı komutlar ise 2 peryotta icra edilir. Bunlar :
GOTO RETFIE
CALL INCFSZ (Sayaç 0 ise 1 peryot )
RETURN BTFSC (Test Biti =1 ise 1 peryot )
DECFSZ (Sayaç 0 ise 1 peryot ) BTFSS (Test Biti =0 ise 1 peryot )
RETLW Prog. Sayacına veri yazan komutlar
38
5.2.3. Tek Döngü İle Maksimum ve Minimum Gecikme
Bir SAYAC registeri içine “FF” yazarsak maksimum, “01” yazarsak minimum gecikme elde
edilir. Aşağıdaki programda maksimum gecikme sağlamak için SAYAC’a (FF)16 = (255)10 yüklenmiştir.
Komut Peryot x İcra Sayısı
MOVLW h‘FF’ 1x1
MOVWF SAYAC 1x1
TEKRAR DECFSZ SAYAC, F 1 x 254 + 2
GOTO TEKRAR + 2 x 254
Toplam : 766 komut peryodu
Örnek : 4 MHz bir osilatörden beslenen PIC 16F84’ de 250 s gecikme sağlamak için bir
GECİKME rutini ( program parçası ) yazalım.
sμ1MHz14
MHz4 Bir dahili komut peryodu. Yani bir komut bu sürede yürütülür
Komut Peryot Sayısı
MOVLW h‘53’ 1
MOVWF SAYAC 1
TEKRAR DECFSZ SAYAC, F 1 x 82 + 2 (Programda h’53’= d’83’
dir)
GOTO TEKRAR + 2 x 82
250 peryot
O halde bu program parçası ile 1s x 250 = 250 s gecikme süresi elde edilmiş olur.
5.2.4. İçiçe İki Döngü İle Daha Fazla Gecikme
Tek döngüde SAYAC (FF) ile yüklense bile 766 peryot gecikme sağlanmakta idi. Bu süre az
gelebilir. Bu durumda içiçe 2 yada daha fazla döngü kullanılabilir. Bu amaçla kullanılacak bir çift döngü
rutin için akış diyagramı ve programı yapalım ( süre maximum olsun ).
İçiçe iki Döngü kullanan bir Akış Diyagramı ve Program Parçası
Bunun için kullanılabilecek bir Akış Diyagramı ve Program Parçası aşağıda verilmiştir. Böyle bir
program için elde edilebilecek yaklaşık Gecikme süresi de aşağıdaki tabloda verilmiştir.
39
SAYAC 2
0 mı?
SAYAC 1 h‘FF’
SAYAC 2 h‘FF’
SAYAC 1
0 mı?
EVET
EVET
HAYIR
HAYIR
SAYAC 2’ yi
1 azalt
SAYAC 1’ i
1 azalt
Komut İcra sayısı x Komut Peryodu
MOVLW h‘FF’ 1 MOVWF SAYAC 1 1
TEKRAR1 MOVLW h‘FF’ 1 x 255
MOVWF SAYAC 2 1 x 255
TEKRAR2 DECFSZ SAYAC2, F 1 x 255 x 255
GOTO TEKRAR2 2 x 255 x 255
DECFSZ SAYAC1, F 1 x 255
GOTO TEKRAR1 2 x 255
Toplam : 196606 peryot
1 s (mikro saniye) dahili komut peryodu için 196606 s = 0,196 saniye ~ = 0.2 saniyelik
yaklaşık gecikme elde edilir. SAYAC1 ile SAYAC2 farklı da olabilir. Bu durumda (255)
yerine o sayının karşılığı olan desimal sayı hesaba katılmalıdır.
Daha fazla gecikme elde etmek için bir SAYAC daha (SAYAC3 gibi) tanımlanarak bu zaman
geciktirme döngüsünün en dışına içiçe iki döngüde olduğu gibi ekleme yapılabilir. Fakat bu tarzdaki çok
uzun döngüler mikroişlemciyi meşgul edeceğinden asıl yapılması gereken diğer işlemler aksayacaktır. Bu
durumda donanım gecikmesi (timer) kullanmak tercih edilir.
6. BÖLÜM
ALT PROGRAMLAR
Program içerisinde birden fazla kullanılacak rutinler ( program parçaları ) varsa bunlar tekrar
yazılmaz. Bu suretle hem Program Hafızası tasarrufu sağlanır hem de programın okunabilirliği arttırılır.
Bunun için tekrar kullanılacak program parçaları ALTPROGRAM olarak düzenlenir .
Bu maksatla Ana (asıl) Programdan Alt Programa CALL komutu ile gidilir, RETURN komutu ile
ana programdaki CALL komutunu hemen takip eden komuta geri dönülür. Dönüşün PIC içersinde
gerçekleştirilebilmesi için CALL komutuyla atlanırken geri dönüş adresinin saklanması gerekir. Bunun
için STACK REGISTER denilen özel bir registerden faydalanılır. Bu işlem otomatik yapıldığı için
programcının bu işlemle ayrıca ilgilenmesi gerekmez.
40
CALL ALTP
END
STACK REG
RETURN
İlk Komut
Ana
Program
Alt
Program
6.1. Bir Alt Programın Çağrılması ile PIC İçersindeki Olaylar
Bir alt programın çalışmasını şematik çizersek ve numaralanmış olarak gerçekleşen
işlemleri gösterirsek :
Bu işlemleri sırayla yazarsak;
1. Ana program başlangıçtan itibaren çalışır.
2. CALL _ ALTP komutu ile Alt programın ilk komutuna atlanır.
3. Ana programdan ayrılma adresi STACK Registere otomatik olarak saklanır.
4. Alt program ilk komuttan itibaren icra edilir.
5. RETURN komutu ile karşılaşınca Alt programın bittiği anlaşılır ve Ana programda kaldığımız
yere geri dönülür.
6. STACK Registerde saklanmış ayrılma adresi alınır.
7. Ana program devam eder ve normal olarak END komutu ile son bulur.
şeklinde Alt Programa ait aşamalar elde edilir. Burada Programcı sadece CALL komutunu ve alt programı
yazmak ve bunların isimlerinin (etiketin) aynı olmasını sağlamakla yükümlüdür. Alt Program sonuna
RETURN yazılması, tüm programın (ana ve alt Programın) en altında END komutu bulunması zorunludur.
Diğer yukarıda sıralanan işlemler zaten PIC tarafından otomatik olarak yapılmaktadır.
6.2. Altprogramlı Program Parçası Örnekleri
Örnek : Bir çıkartma işlemi için ana programda 2. sayı PORTA ve akümülatöre alınacak daha
sonra altprogram çağrılıp burada PORTB deki 1. sayıdan 2. sayı çıkarılarak tekrar ana programa
dönülecektir ve sonuç tekrar PORTB ye yüklenecektir. Gerekli Program parçası ile altprogramı
yazınız.
Program Parçası CIKART AltProgramı
MOVF PORTA,W CIKART SUBWF PORTB,W
CALL CIKART RETURN
MOVWF PORTB (Altprogram END komutundan önce yer
almalıdır.)
Örnek : Bir AltProgram şeklinde bir Zaman Geciktirme Döngüsü kullanarak PORTB’ye bağlı
LED’lerin tamamını belli aralıklarla yakıp söndüren bir Program Parçası yazınız.
41
16F84’ ü
tanıt, PORTB
çıkış
BAŞLA
PORTB’ yi sıfırla
PORTB h‘FF’
CALL GECİKME
CALL GECİKME
Program Parçası GECIKME Altprogramı
MOVLW h’00’ GECIKME MOVLW h’FF’
MOVWF PORTB MOVWF SAYAC1
CALL GECIKME DONGU1 MOVLW h’FF’
MOVLW h’FF’ MOVWF SAYAC2
MOVWF PORTB DONGU2 DECFSZ SAYAC2,F
CALL GECIKME GOTO DONGU2
GOTO TEKRAR DECFSZ SAYAC1,F
GOTO DONGU1
(Altprogram END komutundan önce yer almalıdır.)
Program Örneği: Gecikme altprogramı kullanarak Port B’ ye bağlı tüm LED’ leri yakıp
söndüren bir program için akış diyagramı çizerek gerekli assembly programını PIC 16F84 için
yapınız.
;PROGRAM.ASM 15 / 10 / 2009
LIST P = 16F84
INCLUDE “ P16F84.INC”
SAYAC1 EQU h‘0C’ ;16F84 de genel amaçlı RAM (Veri Hafızasında) ilk adres
SAYAC2 EQU h‘0D’
BSF STATUS,5
CLRF TRISB
BCF STATUS,5
DEVAM MOVLW h‘00’
MOVWF PORTB
CALL GECİKME
MOVLW h‘FF’
MOWF PORTB
CALL GECİKME
GOTO DEVAM
GECİKME MOVLW h‘FF’
MOWF SAYAC1
TEKRAR1 MOWF SAYAC2
TEKRAR2 DECFSZ SAYAC2, F
GOTO TEKRAR2
DECFSZ SAYAC1, F
GOTO TEKRAR1
RETURN
END
Faydalanılan Kaynaklar :
1- Mikroişlemciler (6502) Ders Notları 1 - 2, Y.Doç. Dr. Hakan ÜNDİL
2- Mikrodenetleyiciler ve PIC Programlama, Orhan ALTINBAŞ
3- PIC Mikrodenetleyiciler , Fevzi AKAR – Mustafa YAĞIMLI
4- Adım Adım PIC Programlama, Yaşar BODUR
5- Microchip PIC16F8X ve PIC16F877 PIC Data Sheet
Recommended