MSP430: Lenguaje Ensamblador

El lenguaje ensamblador es aquel que generalmente, ofrecen las empresas de manera gratis para programar sus dispositivos y es el que el que se ajusta al control de registros y arquitectura del propio dispositivo.

Es por ello que es importante siempre, tenerlo en cuenta, a veces, para micros adaptados para trabajar con lenguaje de medio-alto nivel, no es necesario un conocimiento extenso sobre el lenguaje ensamblador pero como ya he mencionado, siempre es útil para el diseñador el tenerlo presente para optimizar ciertas partes de código que son críticas en nuestros proyectos.

En este capítulo, se tratará el lenguaje ensamblador para la familia de dispositivos MSP430 de la empresa TI, las características principales son:

• Un total de 27 instrucciones.

• Adicionalmente, existen 24 instrucciones que son emuladas. Esto quiere decir que no son instrucciones en sí, más bien son códigos para ayudar al diseñador a entender mejor el flujo de programa que a la hora de compilar, se generarán las instrucciones correspondientes a las emuladas. Funcionan cómo si fueran Macros.

• Cada instrucción tiene su propio op-code (código de identificación) decodificado por la CPU.

Las instrucciones se dividen en tres grupos: Doble Operando, Simple Operando y de Salto. Todas las instrucciones de único-operando y doble-operando pueden ser usadas cómo instrucciones tipo byte o word mediante las extensiones .b o .w respectivamente.

Si no se especifica la extensión a la hora de escribir nuestras instrucciones, el compilador supondrá que son del tipo word. Pasaremos a detallar mediante los grupos anteriormente descritos, las distintas instrucciones de código que tenemos para trabajar con la familia de microcontroladores MSP430.

Instrucciones de Doble-Operando.

El formato es de este tipo de instrucciones, es el que se muestra a continuación:

..15..	..14..	..13..	..12..	..11..	..10..	..9..	..8..	..7..	..6..	..5..	..4..	..3..	..2..	..1..	..0..
Op-Code				S-REG				Ad	B/W	As		D-REG

La lista de instrucciones que corresponden a este grupo es:

Nemotécnico	S-Reg, D-Reg	Operación	STATUS Bits
			V	N	Z	C
MOV (.B)	src, dst	src → dst	-	-	-	-
ADD (.B)	src, dst	src + dst → dst	*	*	*	*
ADDC (.B)	src, dst	src + dst + C → dst	*	*	*	*
SUB (.B)	src, dst	dst + .not.src + 1 → dst	*	*	*	*
SUBC (.B)	src, dst	dst + .not.src + C → dst	*	*	*	*
CMP (.B)	src,dst	dst − src	*	*	*	*
DADD (.B)	src, dst	src + dst + C → dst (decimal)	*	*	*	*
BIT (.B)	src, dst	src .and. dst	0	*	*	*
BIC (.B)	src, dst	.not.src .and. dst → dst	-	-	-	-
BIS (.B)	src, dst	src .or. dst → dst	-	-	-	-
XOR (.B)	src, dst	src .xor. dst → dst	*	*	*	*
AND (.B)	src, dst	src .and. dst → dst	0	*	*	*

TI nos indica que las instrucciones CMP y SUB son idénticas excepto del almacenamiento del resultado, lo mismo ocurre con las instrucciones BIT y AND.

Instrucciones de Simple-Operando.

El formato es de este tipo de instrucciones, es el que se muestra a continuación:

..15..	..14..	..13..	..12..	..11..	..10..	..9..	..8..	..7..	..6..	..5..	..4..	..3..	..2..	..1..	..0..
Op-Code									B/W	Ad		D/S-REG

La lista de instrucciones que corresponden a este grupo es:

Nemotécnico	S-Reg, D-Reg	Operación	STATUS Bits
			V	N	Z	C
RRC (.B)	dst	C → MSB →.......LSB → C	*	*	*	*
RRA (.B)	dst	MSB → MSB →....LSB → C	0	*	*	*
PUSH (.B)	src	SP − 2 → SP, src → @SP	-	-	-	-
SWPB	dst	Intercambio de bytes	-	-	-	-
CALL	dst	SP − 2 → SP, PC+2 → @SP dst → PC	-	-	-	-
RETI		TOS → SR, SP + 2 → SP TOS → PC, SP + 2 → SP	*	*	*	*
SXT	dst	Bit 7 → Bit 8........Bit 15	0	*	*	*

Todos los modos de direccionamiento son posibles con la instrucción CALL. Si es simbólico (dirección), inmediato (#N), absoluto (&EDE) o indexado: x(RN), la palabra siguiente contiene la información de la dirección.

Instrucciones de Salto.

El formato es de este tipo de instrucciones, es el que se muestra a continuación:

..15..	..14..	..13..	..12..	..11..	..10..	..9..	..8..	..7..	..6..	..5..	..4..	..3..	..2..	..1..	..0..
Op-Code			C			10-Bit PC Offset

La lista de instrucciones que corresponden a este grupo es:

Nemotécnico	S-Reg, D-Reg	Operación	Interpretación
JEQ/JZ	Label	Salta a la etiqueta si Z = 1	¿Es igual ==?
JNE/JNZ	Label	Salta a la etiqueta si Z = 0	¿Es distinto !=?
JC/JHS	Label	Salta a la etiqueta si C = 1	¿Hay acarreo?
JNC/JLO	Label	Salta a la etiqueta si C = 0	¿No hay acarreo?
JN	Label	Salta a la etiqueta si N = 1	¿Negativo?
JGE	Label	Salta a la etiqueta si (N .XOR. V) = 0	¿Es mayor o igual >=?
JL	Label	Salta a la etiqueta si (N .XOR. V) = 1	¿Es menor?
JMP	Label	Salta a la etiqueta	Salto incondicional

Los saltos condicionales no afectan a los bits de estado. Es posible saltar desde posiciones de tamaño palabra de -511 hasta 512 en relación al valor del PC.

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Como ya hemos mencionado anteriormente, también existen instrucciones emuladas cuyo único propósito es ayudar al diseñador a la hora de entender mejor en flujo de programa, las instrucciones son las que se muestran a continuación:

Instrucción	Explicación	Emula a:	STATUS Bits
			V	N	Z	C
ADC (.B) dst	Suma el acarreo a dst	ADDC(.B) #0,dst	*	*	*	*
BR dst	Salto indirecto a dst	MOV dst,PC	-	-	-	-
CLR (.B) dst	Poner a '0' dst	MOV(.B) #0,dst	-	-	-	-
CLRC	Poner a '0' bit C	BIC #1,SR	-	-	-	0
CLRN	Poner a '0' bit N	BIC #4,SR	-	0	-	-
CLRZ	Poner a '0' bit Z	BIC #2,SR	-	-	0	-
DADC (.B) dst	Suma decimal el acarreo a dst	DADD(.B) #0,dst	*	*	*	*
DEC (.B) dst	Decremento en una unidad dst	SUB(.B) #1,dst	*	*	*	*
DECD (.B) dst	Decremento en dos unidades dst	SUB(.B) #2,dst	*	*	*	*
DINT	Desactiva las interrupciones	BIC #8,SR	-	-	-	-
EINT	Activa las interrupciones	BIS #8,SR	-	-	-	-
INC (.B) dst	Incremento en una unidad dst	ADD(.B) #1,dst	*	*	*	*
INCD (.B) dst	Incremento en dos unidades dst	ADD(.B) #2,dst	*	*	*	*
INV (.B) dst	Invierte dst	XOR(.B) #-1,dst	*	*	*	*
NOP	Sin operación	MOV R3,R3	-	-	-	-
POP dst	Sacar operando de la pila	MOV @SP+,dst	-	-	-	-
RET	Vuelta desde una subrutina	MOV @SP+,PC	-	-	-	-
RLA (.B) dst	Desplazamiento artimetico a derechas de dst.	ADD(.B) dst,dst	*	*	*	*
RLC (.B) dst	Desplazamiento lógico con acarreo a derechas de dst.	ADDC(.B) dst,dst	*	*	*	*
SBC (.B) dst	Restar acarreo desde dst	SUBC(.B) #0,dst	*	*	*	*
SETC	Poner a '1' bit C	BIS #1,SR	-	-	-	1
SETN	Poner a '1' bit N	BIS #4,SR	-	1	-	-
SETZ	Poner a '1' bit Z	BIS #2,SR	-	-	1	-
TST(.B) dst	¿dst == 0?	CMP(.B) #0,dst	0	*	*	1

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Para desarrollar código en lenguaje ensamblador, lo ideal y más fácil será trabajar con las propias instrucciones combinadas con las emuladas.

Los campos y definiciones que se han utilizado en este capítulo se detallan a continuación su significado:

· src ≡ Fuente.
· dst ≡ Destino.
· As ≡ Bits responsables del modo de direccionamiento utilizado para la fuente (src).
· S-Reg ≡ Registro de trabajo utilizado por la fuente (src).
· Ad ≡ Bits responsables del modo de direccionamiento utilizado para el destino (dst).
· D-Reg ≡ Registro de trabajo utilizado por el destino (dst).
· B/W ≡ Operación Bit o Word. Si es 0 corresponde a una operación Word, 1 a operación Bit.

Para el registro STATUS, los símbolos empleados en este capítulo se detallan a continuación:

* ≡ El bit STATUS sufre cambios.
- ≡ El bit STATUS no sufre cambios.
0 ≡ El bit STATUS se pone a cero.
1 ≡ El bit STATUS se pone a uno.