Хабрахабр

[Перевод] Виртуальный 4-битный микроконтроллер с программированием тремя кнопками и четырьмя переключателями

Предлагаемое устройство эмулирует на микроконтроллере ATmega4809 абстрактный 4-битный микроконтроллер с адресным пространством в 256 байт, который можно программировать тремя кнопками и четырьмя переключателями.

Длина инструкции составляет 8 бит, из которых четыре старших — команда, а четыре младших — данные: Адресное пространство поделено на 16 страниц по 16 инструкций в каждой.

В режиме программирования последовательный перебор инструкций в ОЗУ производится кнопкой 2. Чтобы войти в режим программирования, необходимо, удерживая кнопку 2, нажать кнопку сброса, отпустить её, за ней отпустить кнопку 2. Кнопкой 1 можно внести изменения в команду и адрес в составе текущей инструкции. При переходе к следующей инструкции светодиоды на долю секунды показывают текущий адрес. Набрав программу, нужно нажать кнопку сброса, и произойдёт переход из режима программирования в режим выполнения программы. При переходе к новому адресу кнопкой 2 инструкция по предыдущему адресу заносится в ППЗУ.

Перечень команд:

0x0 — загрузить постоянное значение в порт doutB
0x1 — то же, в порт doutA
0x2 — пауза
0x3 — относительный безусловный переход назад
0x4 — загрузить постоянное значение в переменную A
0x5 — загрузить что-либо со значением переменной A
0x6 — загрузить значение чего-либо в переменную A
0x7 — произвести арифметические и логические операции с переменной A (и B)
0x8 — установить старший полубайт адреса для инструкции абсолютного безусловного перехода
0x9 — произвести абсолютный безусловный переход на заданный адрес
0xA, 0xB — действует как цикл for: каждый раз, когда команда выполняется, если переменная C (или D) больше нуля, происходит абсолютный безусловный переход на заданный адрес, затем значение переменной C (или D) уменьшается
0xC — пропустить следующую инструкцию если аргумент равен логической единице
0xD — вызвать функцию по заданному адресу
0xE — вернуться из вызванной функции
0xF — задать адрес для виртуального 4-битного ОЗУ, сохранённое по этому адресу значение можно прочитать инструкцией 0x6E и записать инструкцией 0x50.

Пример 1 — мигалка:

Адрес Инструкция Комментарий
0 1f Включить все светодиоды на порту doutA
1 28 Пауза 500 мс
2 10 Выключить все светодиоды на порту doutB
3 28 Пауза 500 мс
4 34 Относительный безусловный переход на -4 ячейки

Пример 2 — двоичный счётчик:

Адрес Инструкция Комментарий
0 5B DoutB = A
1 59 PWM1 = A
2 71 A++
3 28 Пауза 500 мс
4 34 Относительный безусловный переход на -4 ячейки

Пример 3 — мигалка с регулируемой скоростью (с подпрограммой):

Адрес Инструкция Комментарий
Основной цикл:
0 10 DoutA = 0x0
1 d5 Вызов подпрограммы myWait
2 1f DoutA = 0xf
3 d5 Вызов подпрограммы myWait
4 34 Относительный безусловный переход на -4 ячейки
Подпрограмма myWait:
5 64 A = Din
6 52 C = A
7 25 Пауза 50 мс
8 a7 for(C > 0; C--) jmp 7
9 e0 Возврат

Схема:

Источником вдохновения для конструкции послужил близкий по возможностям немецкий тренажёр TPS. Все необходимые для повторения файлы (плата, прошивка, и др.) — по ссылке на оригинал.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть