Iniziare a programmare in assembly AVR

 Introduzione

Nell'era dei linguaggi di programmazione di alto livello, delle librerie precostituite e delle piattaforme di sviluppo sempre più intuitive, potrebbe sembrare anacronistico dedicarsi allo studio di un linguaggio assembly come l'AVR per il microcontrollore ATmega328. Eppure, immergersi nel mondo dell'assembly rappresenta un'opportunità unica per comprendere a fondo i meccanismi che governano il funzionamento di un computer, dalle basi hardware fino alla logica più complessa dei software.

Perché imparare l'assembly AVR?

L'ATmega328, cuore pulsante di molte schede Arduino, è uno dei microcontrollori più diffusi e documentati al mondo. La sua architettura relativamente semplice lo rende un punto di partenza ideale per chi desidera esplorare il mondo dell'assembly.

Il paradosso dell'informatica moderna

Oggi, molti programmatori utilizzano linguaggi di alto livello e framework sofisticati per sviluppare applicazioni complesse. Tuttavia, questa facilità d'uso nasconde una complessità sottostante, spesso basata su una pila di librerie che si appoggiano l'una sull'altra. Questa stratificazione può rendere difficile comprendere il funzionamento interno del software e risolvere problemi complessi.

L'analogia con la biologia

Possiamo paragonare la programmazione in assembly alla bioingegneria. Un bioingegnere che conosce a fondo la biologia molecolare può manipolare il DNA per creare organismi con caratteristiche specifiche. Allo stesso modo, un programmatore che conosce l'assembly può manipolare direttamente l'hardware, creando sistemi embedded personalizzati e altamente performanti.

In conclusione

Imparare l'AVR assembly è un investimento nel tuo futuro professionale. Ti permetterà di affrontare le sfide dell'informatica con una maggiore consapevolezza e flessibilità. E, soprattutto, ti darà la soddisfazione di creare qualcosa di veramente tuo, partendo dalle fondamenta.

Sei pronto a immergerti nel mondo dell'assembly e a scoprire una nuova dimensione della programmazione?

 

Questo e arduino nano, puoi cercare a internet https://www.google.com/search?q=arduino+nano

L'Arduino Nano è un modulo completo che, oltre al microcontrollore ATmega328, include tutta l'elettronica necessaria per funzionare autonomamente. Tra i componenti chiave troviamo un convertitore USB-TTL, che consente la comunicazione con un computer tramite usb, e altri circuiti di supporto per l'alimentazione e la protezione.

Questo e il microntrollere atmega328 

E questa e la struttura interna 

Sono entusiasta di annunciare la creazione di una piccola pagina web https://www.costycnc.it/avr1 che semplifica notevolmente l'inizio della programmazione con Arduino Nano. Grazie alla libreria https://github.com/LingDong-/avrlass , potrai compilare e caricare il tuo codice direttamente dal browser, senza installare software aggiuntivi. Inoltre, la funzione di decompilazione ti permetterà di analizzare il codice compilato e comprendere meglio il funzionamento interno del microcontrollore.

Partiamo da un esempio semplicissimo di codice in assembly per AVR:

Snippet di codice

.org 0x60
init:
sbi 4,5
sbi 5,5
rjmp init

Vediamo insieme cosa fa riga per riga questo piccolo programma.

Spiegazione del codice

• .org 0x60:

  • Questa direttiva indica al compilatore assembly a partire a scrivere il codice dalla locazione di memoria 0x60. Questa è una pratica comune per posizionare il programma a un indirizzo specifico nella memoria flash del microcontrollere.

• init::

  • Questa è un'etichetta che definisce l'inizio del programma. Quando il microcontrollore viene resettato, l'esecuzione inizia da questa etichetta.

• sbi 4,5:

  • Questa istruzione imposta il quinto bit del registro 4 a 1, configurando pin connesso al LED on-board di Arduino come uscita.In altre parole, impostiamo il pin connesso al LED on-board di Arduino in modo che possa controllare un dispositivo esterno.

• sbi 5,5:

  • Questa istruzione imposta il quinto pin del registro 5 a 1.In altre parole, attiviamo il pin connesso al LED on-board di Arduino per accendere il LED.

• rjmp init:

  • Questa istruzione significa "Relative Jump". Indica al microcontrollore di saltare incondizionatamente all'etichetta "init". In altre parole, il programma eseguirà in loop queste tre istruzioni all'infinito.

Comportamento del programma

Questo semplice programma, quando caricato su un microcontrollore AVR, farà in modo che il pin specifico (connesso al LED on-board di Arduino) sta sempre in stato alto. In pratica, se questo pin e a LED, i LED resta sempre accesso.

Conclusioni

Questo codice, pur essendo molto semplice, illustra alcuni concetti fondamentali della programmazione in assembly:

• Utilizzo delle etichette: Per definire punti di riferimento nel codice.
• Manipolazione dei registri: Per controllare l'hardware del microcontrollore.
• Istruzioni di salto: Per creare loop e controllare il flusso del programma.

Applicazioni pratiche:

• Accensione di LED: Come già detto, questo codice può essere utilizzato per accendere un LED collegato al pin corrispondente.
• Creazione di un segnale di riferimento: I pin in stato alto possono essere utilizzati come segnale di riferimento per altri circuiti.
• Base per programmi più complessi: Questo semplice esempio può essere esteso per creare programmi più sofisticati, come leggere sensori, controllare motori o comunicare con altri dispositivi.

Sviluppi possibili:

• Includere un ritardo: Utilizzare un timer per creare un ritardo tra le istruzioni.
• Invertire lo stato dei pin: Utilizzare l'istruzione cbi (Clear Bit) per spegnere i LED.
• Leggere un ingresso: Utilizzare le istruzioni di input per leggere lo stato di un pulsante o di un sensore.
• Generare un segnale PWM: Utilizzare i timer per generare un segnale PWM per controllare la luminosità di un LED o la velocità di un motore.

In conclusione, questo codice, seppur basilare, rappresenta un punto di partenza eccellente per chi vuole approfondire la programmazione in assembly per microcontrollori AVR.