L結(jié)構(gòu)處理器編程及應(yīng)用 《第一版》

長沙理依信息科技有限公司

二OO六年十月

前言

　　L結(jié)構(gòu)處理器是采用新型體系結(jié)構(gòu)(L計算機處理器體系結(jié)構(gòu))的、具有多任務(wù)處理功能的系列嵌入式處理器的總稱，統(tǒng)稱為LSSP，可廣泛用于生產(chǎn)過程控制、自動檢測、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計算、商業(yè)管理和辦公室自動化等方面。它除了具有體積小、重量輕、可靠性高、通用性強等優(yōu)點外，尤其是極具特色的快速多任務(wù)處理可廣泛用于衛(wèi)星定向、汽車火花控制、音頻與視頻控制、交通自動管理、微波爐控制、中央空調(diào)控制、溫控和濕控等專用控制上。
L結(jié)構(gòu)處理器所構(gòu)成的計算機應(yīng)用系統(tǒng)特點是：
  
　　L結(jié)構(gòu)處理器芯片所構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性。
   
　　系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)配置規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。
 
　　構(gòu)成極具特色的多任務(wù)計算機系統(tǒng)，相當(dāng)多的測試和控制功能由軟件實現(xiàn)，故具有很強的柔性特點．有優(yōu)異的性能價格比。

　　目前的嵌入式處理器應(yīng)用技術(shù)是使用嵌入式處理器和可編程邏輯器件相結(jié)合構(gòu)成的新一代電子應(yīng)用技術(shù)，這是工程應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的一個新趨勢，L結(jié)構(gòu)處理器正是這種新技術(shù)的最佳結(jié)果。選擇L結(jié)構(gòu)處理器就意味著選擇了最新技術(shù)。

　　現(xiàn)有的L結(jié)構(gòu)處理器是字長為16位的嵌入式處理器，其最具特色是不用中斷而用事件觸發(fā)；不用軟件編程形成的時間復(fù)用方式的多任務(wù)而用芯片內(nèi)部硬件自動實現(xiàn)的多道程序并發(fā)機制來完成多任務(wù)的處理。
為了讓編程人員掌握L結(jié)構(gòu)處理器應(yīng)用系統(tǒng)軟件編程和設(shè)計，編寫了本分文檔，為了節(jié)省篇幅，突出重點，對于L結(jié)構(gòu)處理器的結(jié)構(gòu)和基本原理不作介紹。

文檔共分成7部分：

第1部分強調(diào)L結(jié)構(gòu)處理器的軟件設(shè)計要點。
 
第2部分介紹多任務(wù)設(shè)計方法。介紹了不相關(guān)聯(lián)的多個任務(wù)分別通過相應(yīng)的道程序并發(fā)執(zhí)行各個任務(wù)；對于具有相同的程序段，只是程序參數(shù)和運算結(jié)果不同時，分解成多個任務(wù)由各個道程序并發(fā)運行；子程序在多任務(wù)情況下的調(diào)用、0道程序的處理及數(shù)據(jù)存儲單元的分配。

第3部分介紹了多道程序運行時的同步和互斥問題。用了一個背包加密和解密設(shè)計項目，通過11個步驟，用數(shù)據(jù)標(biāo)志位或同步標(biāo)志位控制道程序之間的同步和互斥。

第4部分介紹了外部事件的處理。6個外部事件與通過外部事件激活的道程序的處理方式中，給出了同一個外部事件多次激活道程序的執(zhí)行程序，闡述了多個外部事件多次激活道程序的方法。

第5部分介紹了系統(tǒng)硬件接口程序。包括人機對話通道接口程序如鍵盤、顯示器及計數(shù)/定時器等接口程序。

第6部分總線設(shè)計介紹了幾種常用的總線標(biāo)準(zhǔn)及芯片接口程序。如I2C接口程序、SPI接口處理程序及一總線接口處理程序等。

第7部分為通用軟件設(shè)計方法。介紹了程序語言編寫方法，L結(jié)構(gòu)處理器的匯編語言編程技巧等。
由于作者開發(fā)設(shè)計L結(jié)構(gòu)處理器應(yīng)用軟件的時間不長，文檔中的錯誤與不妥之處在所難免，敬請諒解且請批評指正。

              目錄

一、程序設(shè)計的要點    3

二、最簡硬件系統(tǒng)及其軟件設(shè)計框架    3

1、硬件系統(tǒng)最簡構(gòu)成方案    3

2、軟件設(shè)計最基本框架    3

三、多任務(wù)    3

1、不相關(guān)聯(lián)的多任務(wù)    3

2、相同的運算程序段用多道程序處理    3

3、子程序在多道程序中的調(diào)用    3

4、多任務(wù)處理應(yīng)以0道程序為基準(zhǔn)    3

5、多任務(wù)中應(yīng)建立好道程序的存儲數(shù)據(jù)區(qū)和共享數(shù)據(jù)區(qū)    3

四、多道程序間的同步與互斥    3

一）、多道程序同步與互斥    3

1．    由私人密鑰產(chǎn)生公開密鑰    3

2．    加密    3

3．    解密    3

4．    程序流程及密鑰求解    3

5．    同步方式與互斥方式細(xì)化多道程序的任務(wù)    3

6．啟動0道程序且數(shù)據(jù)初始化同時分發(fā)各道程序    3

7．1～30道程序中的同步與互斥處理    3

8．輸入明文    3

9．    同步并發(fā)1～15道加密程序    3

10．    同步并發(fā)16～30道解密程序    3

11．    輸出明文    3

二）、設(shè)置同步標(biāo)志位    3

1．同步標(biāo)志初始化    3

2．加密后開啟同步標(biāo)志    3

3．同步標(biāo)志啟動解密道程序    3

五、事件處理    3

1、多個不同事件的處理    3

2、同一事件多次發(fā)生的處理    3

3、多個不同事件的多次發(fā)生處理    3

六、硬件接口程序設(shè)計    3

1、    定時器程序設(shè)計方法及實例    3

2、    鍵盤設(shè)計    3

1）、簡單行列結(jié)構(gòu)鍵盤設(shè)計    3

2）、外部事件觸發(fā)定時掃描行列鍵盤的設(shè)計    3

3）、編碼鍵盤    3

3、    顯示程序設(shè)計方法及實例    3

1)、串行接口8位共陰極LED驅(qū)動器MAX7219與LSSP的接口電路    3

2)、段式LCD顯示器與LSSP連結(jié)的驅(qū)動接口    3

七、總線標(biāo)準(zhǔn)常用芯片及程序設(shè)計    3

1、    I2C總線及接口程序設(shè)計    3

2、    SPI總線及接口程序設(shè)計    3

3、    一總線接口及程序設(shè)計    錯誤！未定義書簽。

八、常用程序的設(shè)計方法    3

1、    程序流程圖的畫法    3

2、    簡單程序    3

3、    分支程序    3

4、    循環(huán)程序    3

5、    查表程序    3

6、    子程序    3

7、    散轉(zhuǎn)程序    3

(1)、使用轉(zhuǎn)移指令表的散轉(zhuǎn)程序    3

(2)、使用地址偏移量的散轉(zhuǎn)程序    3

(3)、使用轉(zhuǎn)向地址表的散轉(zhuǎn)程序    3

(4)、使用轉(zhuǎn)向地址偏移量表的散轉(zhuǎn)程序    3

一、程序設(shè)計的要點

1.    LSSP最多可支持32道程序的并發(fā)執(zhí)行，程序道號依次為＃0 － ＃31；

2.    0道程序應(yīng)作為程序設(shè)計的基礎(chǔ): 啟動或復(fù)位后，系統(tǒng)首先啟動0道執(zhí)行。這樣在程序設(shè)計時，必須以0道程序為基礎(chǔ)，整個程序的規(guī)劃應(yīng)以0道程序為基準(zhǔn)。
 
3.    數(shù)據(jù)的共享：在設(shè)計多道程序中的一個主要問題是確定多道程序的數(shù)據(jù)共享，每道程序除了要完成本道的程序任務(wù)外，還要實現(xiàn)其它道程序之間的數(shù)據(jù)共享。在L結(jié)構(gòu)處理器中，共享數(shù)據(jù)是通過定義共享數(shù)據(jù)（PD  … ENDS）段實現(xiàn)的。

4.    0道程序負(fù)責(zé)共享數(shù)據(jù)的初始化：多道程序的共享數(shù)據(jù)一般由0道程序負(fù)責(zé)進(jìn)行初始化，以保證多道程序的正常運行。

5.    0道程序根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求激活相應(yīng)道的程序：每道程序都由0道程序激活執(zhí)行，也只有0道程序才能激活其它道程序。

6.    0道程序激活某道程序后，在該道程序處于執(zhí)行狀態(tài)時，0道程序不得再次激活該道程序；只有當(dāng)該道程序執(zhí)行結(jié)束且退出后，0道程序才能再次激活該道程序。

7.    其它道程序不能激活程序。

8.    程序存儲單元的區(qū)域范圍為0000H—7FFF，每個存儲單元為32位二進(jìn)制的數(shù)。

9.    數(shù)據(jù)存儲單元的區(qū)域范圍為0000H—3FE0，每個存儲單元為16位二進(jìn)制的數(shù)。

10.    每道程序都有各自獨立的16個通用寄存器。

11.    由22個特殊寄存器，用于訪問外部EEPROM和RAM的地址寄存器、訪問外部EEPROM和SRAM的數(shù)據(jù)寄存器、用戶可編程的I/O以及Watchdog寄存器等。具體使用方式，請詳見《說明書》。

二、最簡硬件系統(tǒng)及其軟件設(shè)計框架

1、硬件系統(tǒng)最簡構(gòu)成方案

　　LSSP芯片有100個腳位，它與AT28LV010芯片相連可組成最簡的LSSP硬件應(yīng)用系統(tǒng)。AT28LV010是一款擁有1Mbit電可擦除的只讀存儲器。LSSP系統(tǒng)每條匯編指令占32位，有220