STM8S汇编入门（1-3）

不知是心血来潮，还是其它因素，突然又想起玩汇编语言了。这几年也没少跟单片机打交道，包括51系列，430系列，ARM系列，但都是用C语言来开发。不过由于使用C语言，实际上对这些CPU的了解还是不够深刻，当然除了51之外，因为那是我多年前曾经用汇编开发过的芯片。尽管当今C语言已经在嵌入式产品的开发过程中成为主流，但我个人依然认为，要想真正了解CPU的特点，还得用汇编语言。不知道这种观点是对还是错，也许是因为自己从硬件做起，写过机器码，用汇编语言做过优化，因此对汇编语音有一种特殊的偏爱。

 

系列的芯片用多了，感觉有时写起程序来不太方便，因此总想寻找一些其它的8位单片机玩玩，正好手头有一个ST的三合一开发板，那是09年参加ST研讨会上买的，一直躺在那里，与其躺在那里，不如拿出来玩玩。

 

这几年，ST在国内推广STM32，力度不小，不过我一直没有用过，只是初步地看看资料。原因在于在32位单片机方面，我一直在用Luminary公司的LM3S1138，感觉不错，一直都很顺利。09年ST举办的研讨会上，ST除了介绍STM32外，也介绍了STM8，当时听了以后，觉得还行。尤其是会上的低功耗演示给我留下了很深刻的印象。

 

基于这些，我决定好好地玩一下STM8芯片，并将玩的结果拿出来与大家共享。

STM8与汇编语言（2）

 

第一次打开STM8的手册时发现，CPU中的寄存器只有6个，即A、X、Y、SP、PC和CC。这几个寄存器，看上去特象早年苹果机使用的微处理器6502。在眼下都是多寄存器的RISC潮流下，不知ST推出的这种CPU架构有什么意图？这样的芯片能否与Microchip或者Atmel的RISC结构的MCU竞争呢？在此我无意做评论，我只想了解这颗芯片。

 

通过仔细研究，我发现由于STM8采用了32位宽度的程序存储器结构，使得大部分的指令都能在一个周期内取出，并且采用了哈佛结构和流水线，相当多的指令也都是单周期完成的。这样的话，虽然CPU是CISC架构的，但也基本上达到了单周期指令的效果，就像手册上说的，CPU的性能达到了20MISP◎24MHZ。就这一点来说，我个人感觉STM8还真不错。

 

举个例子来说，如果我们要完成内存中的2个8位无符号数相加，结果还保存到内存中，用C语言描述成：

unsigned char a,b,c; 

c = a+b;

 

这一段程序，用STM8汇编可以写成如下代码：

         LD    A, $1000

        ADD  A, $1001

         LD   $1002, A

这里假设a,b,c这3个变量分别存储在内存中，地址为1000,1001和1002。从STM8的手册上可以查到，这3条指令都是单周期的，完成一个加法，只需要3个时钟周期，可见STM8的CPU执行速度还是相当快的。

 

在这种传统的所谓CISC架构中，我特别关心累加器A与内存的访问速度，因为如果累加器与内存的访问速度是单周期的话，实际上我们就可以将内存当寄存器来看，这样写程序时就相当于拥有了一个大的寄存器阵列，或者说我们也就没必要再去考虑变量在内存中还是在寄存器中。也正是因为这一点，我对STM8越来越感兴趣了。

的开发环境用起来还是不错的，可以到ST的网站上下载安装程序ST_Toolset.exe。利用该环境可以开发用汇编语言写的程序，而且与ST的三合一开发板配合起来，确实非常方便。

 

不过如果要想用C语言来开发，稍微有点麻烦，得去别的公司下载C的编译器（CXSTM8_16K.exe），而且下载完以后，还得去注册，等待许可文件。实际上，我也按照ST介绍的方法做了，但始终都没有收到许可文件，也许本人实在愚笨。但不管怎么说，我觉得ST这一点做得相当不好，实在有点抠门。既然是免费的，为什么不一起打包提供给客户，这么麻烦，多耽误客户使用，得少卖多少STM8的芯片。

STM8与汇编语言（3）

言归正传，还回到正题。

用汇编语言开发程序，最简单的就是利用ST开发环境中提供的汇编程序框架自动生成功能。

打开开发环境后，在File菜单中选择New Workspace,点击Create workspace and project图标，然后就可以建立项目，在工具链中选ST Assembler Linker，最后选择MCU的型号，点击OK，就完成了一个项目的建立。

这个环境与微软的VC6开发环境很象，点开项目文件中的Source Files，能看到系统自动生成好了一个汇编语言的框架，我们编写程序只要在这框架基础上就可以了。其实不用编写任何一条指令，这个框架程序是能够编译通过，并下载运行的。

自动生成的项目中包含3个重要的文件：mapping.inc,mapping.asm和main.asm。

.inc文件中定义的是一些常量，mapping.asm文件中定义的是一些内存的分配，主要的汇编代码都在main.asm。

 

下面是main.asm中的汇编代码及注释。

 

#include "mapping.inc"
 segment 'rom'

; 下面是定义一个标号，ST汇编的写法，有点不习惯
 
; 这里的main标号是复位后的第一条指令，与后面的中断向量表中 ; 的名字是对应的.l  
   ; initialize SP
  ldw X,#stack_end
  ldw SP,X                             
 ; 设置堆栈指针
 
#ifdef RAM0
 
; 如果定义了RAM0，则要汇编以下代码  
 ; clear RAM0
ram0_start.b EQU $ram0_segment_start
ram0_end.b EQU $ram0_segment_end  
ldwX,#ram0_start    ;寄存器X指向要清除的内存起始地址

clear_ram0.l            ;这是一个标号定义，用于后面的跳转指令
  clr (X)              ;对应的内存单元清0
X              ;寄存器X 1,指向下一个单元 
    cpw X,#ram0_end   ;比较寄存器X是否等于内存的最后一个地址
    jrule clear_ram0       ;若不等于，则循环
   #endif
 
#ifdef RAM1
 
; 如果定义了RAM1，则要汇编以下代码，代码含义与上面完全一样   
; clear RAM1
arram1_start.w EQU $ram1_segment_start
ram1_end.w EQU $ram1_segment_end   
ldwX,#ram1_start
_ram1.l 
clr (X) 
 incw X  cpw X,#ram1_end   
jrule clear_ram1  
#endif 
; clear stack
 
; 将堆栈区的内存单元清0，代码含义与上面完全一样
_start.w EQU $stack_segment_start
stack_end.w EQU $stack_segment_end  
ldwX,#stack_start 
clear_stack.l  
clr(X)  
incw X  
cpw X,#stack_end  
 jrule clear_stack
_loop.l                         ; 定义一个标号
 
;由于是一个框架，初始化内存后，进入一个死循环
  jra infinite_loop
 
;下面代码写的是一段中断服务程序，不过也是空的
  interrupt NonHandledInterruptNonHandledInterrupt.l
 
; 当进入中断服务程序后，无其它动作，直接返回
   iret

	segment 'vectit'
	dc.l {$82000000+main}									; reset
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; trap
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq0
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq1
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq2
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq3
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq4
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq5
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq6
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq7
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq8
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq9
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq10
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq11
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq12
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq13
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq14
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq15
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq16
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq17
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq18
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq19
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq20
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq21
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq22
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq23
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq24
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq25
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq26
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq27
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq28
	dc.l {$82000000+NonHandledInterrupt}	; irq29
end

把这个项目Build后，点击Debug中的Start Debugging就可以将程序下载到ST的三合一板上了，然后点击Run，程序就运行起来了，不过由于框架程序是一个空程序，初始化内存后就进入死循环了，因此什么效果也看不见。因此我们必须在框架程序的基础上，编写自己的程序。后面的程序例子都是在这个框架程序的基础上编写的。