Ｚ−８０アセンブラ 1996.04.24 熊谷（和） １．Ｚ−８０アセンブラの命令 １．１ ロード命令 この資料は学生配布用に作成したものであり、無断転用等 を禁じます。 参考とする場合は出典を明記するなど、文献の取り扱い方 法に準じて下さい。 ご意見・ご要望は熊谷:ckuma＠cc.sendai-ct.ac.jp まで。 １）数値 ①Ａ ← ２０Ｈ LD ②Ｂ ← Ｆ３Ｈ LD A,20H ２）ＡＳＣＩＩコード ①Ｃ ← '＋' LD ②Ｄ ← '５' LD C,'+' ＝ LD C,2BH D,'5' ＝ LD D,35H B,0F3H ３）レジスタ間のデータ転送 ①Ｂ ← Ａ LD B,A ４）メモリとのデータ転送（直接アドレス） ①Ａ ← （０２００Ｈ） LD A,(0200H) ②（９１０３Ｈ） ← Ａ LD (9103H),A ５）１６ビットのロード命令 ①ＤＥ ← ２０１ＦＨ LD DE,201FH ○練習問題１ ①Ｅ ← ９ＦＨ ②Ｂ ← 'Ｙ' ③Ａ ←→ Ｂ ：内容交換 ④(８５０１Ｈ) ←→ (８６２ＡＨ) ：内容交換、８ビットで ⑤(５１０１Ｈ,５１００Ｈ) ←→ (５１１１Ｈ,５１１０Ｈ) ：内容交換、１６ビットで １．２ アドレス １）間接アドレス ①Ａ ← （１Ａ００Ｈ） LD BC,1A00H LD A,(BC) ＢＣ：ポインタ - 1 - ２）インデックスレジスタ ①Ａ ← （１３３２Ｈ） LD IX,1300H LD A,(IX+32H) （ＩＸ＋ｄ）という使い方が特徴的 ３）記号アドレス ①（ＡＤＲＳ） ← Ａ LD (ADRS),A ＡＤＲＳ：記号アドレス名（ラベル） ○ラベルの条件 ①使用できる文字は、英数字といくつかの特殊記号（＄、？など） ②最初の文字は、英字であること ③文字の長さは、６文字以内であること ④レジスタ名、フラグ名、命令コード（ＬＤなど）等の、命令に必要な記号は禁止 ４）主な擬似命令 ＥＱＵ ＯＲＧ ＤＢ ＤＷ ＤＳ ＥＮＤ ； ：数値定義（ラベル） ：プログラム開始番地 ：１バイト定数書き込み ：２バイト 〃 ：メモリ領域確保（ＲＯＭでは関係ない） ：プログラム終了 ：コメントを示す ○練習問題２ ①ラベルＡＤＲＳ１の示すアドレスをクリア（０を代入）せよ。 ②３０００Ｈに０ＡＢＨが入っている。次のプログラムを実行すると、Ａレジスタには何が 入るか。 WDATA EQU 3000H LD A,(WDATA) １．３ 算術演算命令、論理演算命令 １）ＩＮＣ、ＤＥＣ カウンタとして使用する場合に用いる。 ａ）８ビット ①Ｂ ← Ｂ＋１ INC ②Ｃ ← Ｃ−１ DEC B C 演算の結果セットされるフラグを利用する。 - 2 - ｂ）１６ビット ①ＤＥ ← ＤＥ＋１ INC DE ②ＢＣ ← ＢＣ−１ DEC BC １６ビットの場合は、桁上げ、桁借りは自動的。フラグに影響を与えないことに注意。 ２）加算 ａ）８ビット加算 ①Ａ ← Ａ＋Ｂ ADD A,B ②Ａ ← Ａ＋２０Ｈ ADD A,20H いずれも、加算結果が０ＦＦＨを越える場合は、キャリーフラグ（ＣＹ）が１にセットされ る。 ＣＹを見れば、０ＦＦＨを越えたかどうかが分かる。 ｂ）１６ビット加算 ①０８６３Ｈ＋０５Ｃ４Ｈ ⅰ）８ビット単位 答をペアレジスタＢＣに格納する。 ステップ１：下位８ビットの加算 ６３ ＋ Ｃ４ ①２７ ↑ 桁上がり ステップ２：上位８ビットの加算 ０８ ０５ ＋ １ ←桁上がり ０Ｅ 答：０Ｅ２７Ｈ ⅱ）１６ビット単位 答をペアレジスタＨＬに格納する。 ＨＬ ← ＨＬ＋ＤＥ LD HL,0863H LD DE,05C4H ADD HL,DE - 3 - LD ADD LD A,63H A,0C4H C,A LD ADC LD A,08H A,05H B,A ○練習問題３ ①Ａ ← ３ＦＨ＋０Ａ５Ｈ ②Ａ ← Ｂ＋(５０１ＡＨ) ③(２１００Ｈ) ← (２０００Ｈ)＋(２００１Ｈ) ④ＨＬ ← ＢＣ＋ＤＥ ：８ビット単位 ⑤(５１０１Ｈ,５１００Ｈ) ← (５００１Ｈ,５０００Ｈ)＋(５０１１Ｈ,５０１０Ｈ) ：１６ビット単位 ○例題１ ３２ビット加算のプログラムを考えよ。 第１項のメモリ領域 Ｐ１∼Ｐ１＋３ 第２項のメモリ領域 Ｐ２∼Ｐ２＋３ 答のメモリ領域 ＡＮＳ∼ＡＮＳ＋３ ただし、いずれも上位アドレスが上位バイトに対応するものとする。 解答） LD LD ADD LD LD LD ADC LD HL,(P1) DE,(P2) HL,DE (ANS),HL HL,(P1+2) DE,(P2+2) HL,DE (ANS+2),HL ;H <-(P1+1),L <-(P1) ;D <-(P2+1),E <-(P2) ;(ANS+1)<- H,(ANS)<- L ;ＬＤ命令ではＣＹは影響を受けないことに注意 ３）減算 ａ）８ビット減算 ①Ａ ← Ａ−Ｂ SUB B （ＳＵＢ Ａ，Ｂではないことに注意） ②Ａ ← Ａ−２０Ｈ−ＣＹ SBC A,20H いずれも、減算結果が００Ｈを下回る（マイナスになる）場合は、キャリーフラグ（ＣＹ） が１にセットされる。 ＣＹを見れば、００Ｈを下回ったかどうかが分かる。 ｂ）１６ビット減算 ①０８６３Ｈ−０５Ｃ４Ｈ ⅰ）８ビット単位 答をペアレジスタＢＣに格納する。 ステップ１：下位８ビットの減算 桁借り ↓ ①６３ − Ｃ４ ９Ｆ - 4 - LD SUB LD A,63H 0C4H C,A ステップ２：上位８ビットの減算 ０８ ０５ − １ ←桁借り ０２ LD SBC LD A,08H A,05H B,A 答：０２９ＦＨ ⅱ）１６ビット単位 答をペアレジスタＨＬに格納する。 ＨＬ ← ＨＬ−ＤＥ LD HL,0863H LD DE,05C4H SBC HL,DE ＳＵＢ ＨＬ，ＤＥは無い。 ○練習問題４ ３２ビット減算のプログラムを考えよ。 第１項のメモリ領域 Ｐ１∼Ｐ１＋３ 第２項のメモリ領域 Ｐ２∼Ｐ２＋３ 答のメモリ領域 ＡＮＳ∼ＡＮＳ＋３ ただし、いずれも上位アドレスが上位バイトに対応するものとする。 ４）論理演算命令 ａ）否定 − ①Ａ ← Ａ CPL Ａ＝０１０１１１０１Ｂ＝５ＤＨ ↓CPL Ａ＝１０１０００１０Ｂ＝０Ａ２Ｈ すべてのビットが反転する。 ｂ）論理和 ①Ａ ← Ａ∨Ｂ OR B Ａ＝１０１００１０１Ｂ＝０Ａ５Ｈ OR Ｂ＝０１００１００１Ｂ＝４９Ｈ ↓ Ａ＝１１１０１１０１Ｂ＝０ＥＤＨ 各ビット毎にＯＲ。 - 5 - ｃ）論理積 ①Ａ ← Ａ∧０ＦＨ （Ａ・０ＦＨ） AND 0FH Ａ＝１０１００１０１Ｂ＝０Ａ５Ｈ AND ００００１１１１Ｂ＝０ＦＨ ↓ Ａ＝０００００１０１Ｂ＝０５Ｈ 各ビット毎にＡＮＤ。 特定のビット（複数可）の状態を取り出すのに便利（マスクという）。 ｄ）排他的論理和 ①Ａ ← Ａ＋Ａ ○ XOR （Ａ∨Ａ） − A Ａ＝１０１００１０１Ｂ＝０Ａ５Ｈ XOR Ａ＝１０１００１０１Ｂ＝０Ａ５Ｈ ↓ Ａ＝００００００００Ｂ＝００Ｈ ＬＤ Ａ，０より速いので、Ａレジスタをクリアするのによく利用される。 ｅ）ＯＲ、ＡＮＤによるビット操作 ①Ａのビット０、ビット２ → １ OR 05H （０５Ｈ＝０００００１０１Ｂ） ②Ａのビット４、ビット６ → ０ AND 0AFH （０ＡＦＨ＝１０１０１１１１Ｂ） ＯＲ ：セット ＡＮＤ：リセット ○練習問題５ 以下を計算せよ。 ①３７Ｈ ②３７Ｈ∨４ＢＨ ③０Ａ５Ｈ∨３２Ｈ ④０Ｆ６Ｈ∧９４Ｈ ⑤０Ｂ２Ｈ○３ＡＨ ＋ - 6 - １．４ フラグ １）フラグレジスタの構成 ７ ６ Ｓ Ｚ ５ ４ ３ Ｈ サインフラグ ゼロフラグ ハーフキャリーフラグ ２ １ ０ P/V Ｎ ＣＹ キャリーフラグ 加減算フラグ パリティ／オーバーフローフラグ ６つのフラグのうち、判定条件に使えるものはＳ、Ｚ、Ｐ／Ｖ、ＣＹの４つである。あとの ２つは内部で使用するためのもの。 ２）キャリーフラグ（ＣＹ） 算術演算、桁移動命令に関係。 桁上がり、桁借りが生じると１になる。 主な使用方法は以下の通り。 ①２バイト以上の算術演算 ②桁移動動作の結果判定 ③符号無の２つの数の大小比較 ○練習問題６ キャリーフラグに影響を与える算術演算命令、論理演算命令を挙げよ。 ３）パリティ／オーバーフローフラグ（Ｐ／Ｖ） ａ）パリティフラグ（Ｐ） 外部装置からの受信が正しいかどうかのチェックに使用。 パリティチェック・・・偶パリティ、奇パリティ（どちらかに決めておくこと） ①パリティチェック AND A （ＯＲも可、ＸＯＲはデータが壊れる） ８ビット中１のビットの数が偶数 Ｐ＝１（偶パリティ） 〃 奇数 Ｐ＝０（奇パリティ） ｂ）オーバーフローフラグ（Ｖ） 符号付数値の算術演算に使用。 演算結果が−１２８∼＋１２７の範囲を越えた時に１になる。 オーバーフローフラグは、符号付き数値の計算に使用するもの。符号付き数値は、２の補数 表現を利用しており、最上位ビットは符号として扱われるので、オーバーフローフラグは、 実質７ビット分の値の計算に使われる。キャリーフラグは符号無し数値の計算に使用するこ とに注意。符号無し数値の範囲は０∼２５５。 - 7 - ４）ゼロフラグ（Ｚ） 算術演算、ビットテスト命令などに関係。 演算などの命令の結果が０の時に１になる。 ①Ａ ← Ａ−Ｂ SUB Ａ≠Ｂの時 Ａ＝Ｂの時 B Ｚ＝０ Ｚ＝１ ②Ｂ ← Ｂ＋１ INC B Ｂ：０ＦＦＨ → ００Ｈの時 ③Ａのビット３をテスト BIT 3,A ビット３＝０ ビット３≠０ − Ｚ ← ｂ Ｚ＝１ Ｚ＝１ Ｚ＝０ ５）サインフラグ（Ｓ） 算術演算などの命令に関係。 演算結果が負になった時に１になる。 ２の補数表現では、最上位ビットが１であれば負、０であれば正なので、サインフラグには 最上位ビットの値がそのまま入ることになる。 ○例題２ １２５10＋４10の計算をした時、各フラグの状態はどうなるか。 解答） １２５＋４＝１２９ ≦２５５（桁上がり無し） ＞１２７（オーバーフロー） ≠０（ゼロでない） ＝10000001B（最上位ビット１） したがって ＣＹ＝０、Ｐ／Ｖ＝１、Ｚ＝０、Ｓ＝１ となる。 ○練習問題７ ３２10＋（−３２10）を計算した時、各フラグの状態はどうなるか。 ヒント：−３２10（符号付き） → ２２４10（符号無し） ６）比較命令 ①ＡとＢの比較 SUB CP B B （Ａ ← Ａ−Ｂ） ２つの数の比較には２つの方法があるが、ＳＵＢではＡレジスタの内容が変化するので、内 容を保持したいときにＣＰを使用する。ＣＰでは、演算結果は残らず、フラグのみが影響を 受ける。 - 8 - ＡレジスタとＢレジスタ（どちらも符号付き数値）を比較した場合、フラグの状態から結果 を判定 Ｚ＝１の時 Ａ＝Ｂ Ｚ＝０の時 Ａ≠Ｂ Ｓ＝０の時 Ａ＞Ｂ → Ｓ＝１の時 Ａ＜Ｂ ただし、Ｐ／Ｖ＝１（オーバーフロー）の時 Ｓ＝０の時 Ａ＜Ｂ Ｓ＝１の時 Ａ＞Ｂ １．５ ジャンプ命令 １）プログラムの分岐 一般のプログラムでは、直線的なものはまれであり、判断や飛び越し、あるいはループが含 まれるのが普通である。このようなプログラムの分岐に使用する命令がジャンプ命令である。 ジャンプ命令には、判断をする場合に使われる条件付きジャンプ命令と、飛び越しなどに使 われる無条件ジャンプ命令がある。また、ループ制御用の特別な命令ＤＪＮＺがある。 ２）条件付きジャンプ命令 ａ）条件付きジャンプ命令の形式 ＪＰ ｃｃ，ｎｎ ｃｃ：条件、ｎｎ：ジャンプ先 条件が成り立つ場合に、ｎｎ番地へジャンプする。 ｂ）条件の種類 ｃｃ ＮＺ Ｚ ＮＣ Ｃ ＰＯ ＰＥ Ｐ Ｍ 意味 Ｚ＝０ Ｚ＝１ ＣＹ＝０ ＣＹ＝１ Ｐ／Ｖ＝０ Ｐ／Ｖ＝１ Ｓ＝０ Ｓ＝１ ①Ａ≧２３Ｈ（符号無し） → ラベルＥＲＲＯＲへジャンプ ADD A,0DDH ;１００Ｈ−２３Ｈ＝０ＤＤＨ JP C,ERROR （Ｓ、Ｐ／Ｖは使えないことに注意） ②Ａ＜２３Ｈ（符号付き） → ラベルＥＲＲＯＲへジャンプ ⅰ．ADD A,5CH ;７ＦＨ−２３Ｈ＝５ＣＨ JP PO,ERROR ⅱ．CP 23H JP PE,ERROR JP M,ERROR （ＣＹは使えないことに注意） - 9 - ③Ａのビット５＝１ → ラベルＨＩＴへジャンプ BIT 5,A JP NZ,HIT ○例題３ ２つの８ビット数値（符号無し）の和を計算し、答をペアレジスタＤＥに格納せよ。 解答） ;8BIT DATA NO KASAN ; DATA1 EQU 83H DATA2 EQU 49H START: ORG 100H LD D,0 LD A,DATA1 LD B,DATA2 ADD A,B JP NC,NOCY INC D NOCY: LD E,A END START ;CLEAR ;LD D,1 も可 ○練習問題８ ３つの８ビット数値（符号無し）の和を計算し、答をペアレジスタＤＥに格納せよ。 ３）無条件ジャンプ命令 無条件ジャンプ命令の形式 ＪＰ ｄｄ ｄｄ：ジャンプ先（nn,(HL),(IX),(IY)） ４）相対アドレスジャンプ命令 これまでのジャンプ命令では、２バイトの値を使って、実際にジャンプすべき番地を指定し た。相対アドレスジャンプでは、１バイトの値を使って、ジャンプ先までの増分値を指定す る。この方法は、メモリを節約できるという特徴があるが、ジャンプ先の範囲が１バイトの 増分以内（−１２８∼＋１２７）、判断条件に使えるフラグがＺとＣＹのみという制約があ る。 また、ループ制御用の特別なジャンプ命令も用意されている。この命令はＢレジスタをカウ ンタとして用いており、Ｂレジスタの内容の数だけループするようになっている。 相対アドレスジャンプ命令の形式 無条件：ＪＲ ｅ 条件付：ＪＲ ｔ，ｅ ループ：ＤＪＮＺ ｅ ｅ：偏位置（ディスプレイスメント） ｔ：条件（Ｃ、ＮＣ、Ｚ、ＮＺ） - 10 - ○例題４ 例題３のデータの数を６４個とした時のプログラムを作成せよ。ただし、加算するデータは ５０００Ｈから格納されているものとする。 解答） ;8BIT DATA NO KASAN NO.2 ; A_DT EQU 5000H START: ORG 100H LD HL,A_DT LD B,40H LD D,0 XOR A LOOP: ADD A,(HL) INC HL JP NC,NOCY INC D NOCY: DEC B JP NZ,LOOP LD E,A END START ;DATA ADDRESS ;NUMBERS OF DATA ;CLEAR ;NEXT DATA Ａ＿ＤＴは、ＤＢ命令を用いて、５０００Ｈから具体的な値を記述してもよい。 ○練習問題９ 例題４のプログラムを、ＪＲ命令とＤＪＮＺ命令を用いて書き直せ。 １．６ その他の命令 １）ブロック転送命令（ＬＤＩ、ＬＤＩＲ、ＬＤＤ、ＬＤＤＲ） メモリ内のデータを別の場所へコピーする命令。ニーモニックの最後に'Ｒ'の付いているも のはリピート命令である。 ２）サーチ命令（ＣＰＩ、ＣＰＩＲ、ＣＰＤ、ＣＰＤＲ） メモリ内のデータの中から特定のデータをサーチする命令。'Ｒ'はリピート。 ３）アキュムレータ操作命令（ＤＡＡ、ＣＰＬ、ＮＥＧ） ＤＡＡ：Ａレジスタの値に対し、ＢＣＤ補正を行う。 ＣＰＬ：否定の論理演算 − ＮＥＧ：２の補数計算（Ａ ← Ａ＋１、−Ａ） ４）ＣＰＵコントロール命令（ＣＣＦ、ＳＣＦ、ＮＯＰ、ＨＡＬＴ、ＤＩ、ＥＩ、ＩＭ ｎ） ＣＣＦ：キャリーフラグの反転（ＣＹ ← ＣＹ） ＳＣＦ：キャリーフラグセット（キャリーフラグリセットは、SCF → CCF で行う） ＮＯＰ：無動作（時間調整、アドレス調整用） ＨＡＬＴ：ＣＰＵ停止（割り込み信号で再動作） ＤＩ ：割り込み禁止 ＥＩ ：割り込み許可 ＩＭ ｎ：割り込みモード設定 - 11 - ５）ローテイト命令（ＲＬＣＡ、ＲＬＡ、ＲＲＣＡ、ＲＲＡ、ＲＬＣ ｓ、ＲＬ ｓ、ＲＲＣ ＲＲ ｓ） ｓ：ｒ、（ＨＬ）、（ＩＸ＋ｄ）、（ＩＹ＋ｄ）で、算術命令の'ｓ'とは異なる。 レジスタまたはメモリの内容を１ビット循環させる命令。 ６）シフト命令（ＳＬＡ、ＳＲＡ、ＳＲＬ） １ビットの桁移動を行う命令。 ７）ＢＣＤのローテイト命令（ＲＬＤ、ＲＲＤ） ４ビット単位のローテート命令。 ８）ビット操作命令（ＢＩＴ、ＳＥＴ、ＲＥＳ） ＢＩＴ：特定のビットのテスト ＳＥＴ：特定のビットのセット（ → １） ＲＥＳ：特定のビットのリセット（ → ０） ９）入出力命令（ＩＮ、ＩＮＩ、ＩＮＩＲ、ＩＮＤ、ＩＮＤＲ、ＯＵＴ、ＯＵＴＩ、ＯＴＩＲ、 ＯＵＴＤ、ＯＴＤＲ） ＩＮ＊：Ｉ／Ｏポートからの入力 ＯＵＴ＊、ＯＴ＊：Ｉ／Ｏポートへの出力 １０）スタック操作命令（ＰＵＳＨ、ＰＯＰ） ＰＵＳＨ：スタックへの退避 ＰＯＰ：スタックからの復帰 →以下次章で説明 １１）エクスチェンジ命令（ＥＸ、ＥＸＸ） ＥＸ ：レジスタなどの内容の交換 ＥＸＸ：主レジスタと副レジスタの交換（ＡとＦはＥＸ命令で行う） １２）コール命令（ＣＡＬＬ） サブルーチンをコールする。戻り番地はスタックに自動的に退避される。 １３）リターン命令（ＲＥＴ、ＲＥＴＩ、ＲＥＴＮ） ＲＥＴ：サブルーチンからのリターン ＲＥＴＩ：マスク可能割り込みからのリターン ＲＥＴＮ：マスク不能割り込みからのリターン - 12 - ｓ、 ○練習問題１０ いずれも、プログラム開始番地は１００Ｈとする。 １）Ａレジスタの値（符号付き）がＢレジスタの値より小さい場合に、ラベルＥＲＲＯＲへジャン プするプログラムを作れ。 ヒント：Ｂレジスタの値が負の時は、減算するとより大きな値となるので、＋側でオーバー フローする場合がある。（Ｐ／Ｖ＝１でＳ＝１の場合、Ａ＞Ｂ） ２）外部装置（Ｉ／Ｏアドレス：８０Ｈ）からＡＳＣＩＩデータを入力し、受け取った数値を１６ 進数に変換するプログラムを作れ。 '０'∼'９'（30H∼39H） → 00H∼09H ラベルＮＥＸＴへジャンプ 'Ａ'∼'Ｆ'（41H∼46H） → 0AH∼0FH 上記以外 → ラベルＥＲＲＯＲへジャンプ ３）メモリの５０００Ｈ∼５０３ＦＨにあるデータ（４０Ｈ個）を５０Ｃ０Ｈ∼５０ＦＦＨに転送 するプログラムを５種類作れ。５種類のプログラムのそれぞれの条件は以下の通りである。 ①インデックスレジスタ使用 ②ＬＤＩ命令使用 ③ＬＤＩＲ命令使用 ④ＬＤＤ命令使用 ⑤ＬＤＤＲ命令使用 - 13 - ２．プログラミングテクニック ２．１ スタック操作とエクスチェンジ操作 数が限定されている汎用レジスタを効率よく使うためには、レジスタの内容をメモリに一時退避し たり、レジスタ間でデータ交換を行ったりすることが必要になる。 １）スタック操作 スタックは、メモリ上でデータを出し入れする所を一点に限定することにより、プログラミ ングを簡略化し、さらに間接アドレスであることから、プログラムの自由度を上げるための ものである。スタックの主な利用法を以下に示す。 ⅰ．レジスタの内容の退避（ＰＵＳＨ、ＣＡＬＬ） ⅱ．サブルーチンへの引数の受け渡し ⅱの用法は、特に上位言語とのリンクなどで利用されている。 スタックは、後に入れた内容が先に出てくる構造（ＬＩＦＯ：Last In First Out）になっ ているので注意が必要である。 ①スタックポインタを８０００Ｈにセット LD SP,8000H プログラムの初めの方で行われる命令であり、この場合の８０００Ｈをスタックの底と呼ぶ。 データの格納は７ＦＦＦＨを先頭に前の方に向かって行われる。メモリの最後をスタックに する場合がほとんどで、最後尾を明示するために、 ＬＤ ＳＰ，７ＦＦＦＨ の様にするこ ともある。 ②ＢＣレジスタの内容をスタックに退避 PUSH BC この時、ＳＰの内容は ＳＰ−２ になっている。 ③ＤＥ ←→ ＨＬ：スタック使用 PUSH DE PUSH HL POP DE POP HL ２）エクスチェンジ操作 メモリを使わないでレジスタ間のデータ交換をする方法がエクスチェンジ命令である。 また、Ｚ−８０ＣＰＵにはレジスタが２組あり、それぞれ主レジスタ、補助レジスタと呼ば れる。この２つのレジスタセットは全く同じものであるが、両方同時に使うことはできない。 エクスチェンジの主な利用法を以下に示す。 ⅰ．レジスタ間のデータ交換 ⅱ．レジスタの内容の退避 このうちよく使われるのがⅱの用法で、レジスタ８個の内容を退避するのにわずか２つの命 令で済み、非常に高速であるため、割り込み処理で利用される。 - 14 - ２．２ サブルーチン １）プログラムカウンタ（ＰＣ） これまで触れてこなかったが、Ｚ−８０ＣＰＵでは、プログラムを逐次処理するのにプログ ラムカウンタ（ＰＣ）という考えを利用している。 ＣＰＵは、ＰＣの指し示す番地のデータを読み込み、その内容に従って決められた動作をす る様になっている。また、データを読み込むと同時に、自動的にＰＣの値を１だけ増加させ るので、命令を次々と処理できるわけである。 従って、ジャンプ命令は、ＰＣにジャンプ先の番地をロードする動作を行っていることにな る。 ＪＰ ｎｎ ＝ ＰＣ ← ｎｎ ２）ＣＡＬＬ命令とＲＥＴ命令 ジャンプ命令はジャンプしっぱなしであり、ＰＣの元の値は消えてしまう。サブルーチンを 利用するには、元の実行位置に戻る必要があり、そのための命令がＣＡＬＬ命令とＲＥＴ命 令である。 ＣＡＬＬ命令の動作 ＣＡＬＬ ｎｎ ＝ スタック ← ＰＣ、 ＰＣ ← ｎｎ ＲＥＴ命令の動作 ＲＥＴ ＝ ＰＣ ← スタック ＰＣの内容はスタックを利用して退避されることになる。スタックは、データを出し入れす る所を限定しており、場所を明示しなくともよいので、サブルーチンを使うときに大変都合 がよい。 ３）サブルーチン使用上の注意 ①実行するＣＡＬＬ命令とＲＥＴ命令の数を同じにする ②サブルーチン内で実行するＰＵＳＨ命令とＰＯＰ命令の数に注意する ○例題５ Ｚ−８０ＣＰＵでは、Ｔステート数にクロック周期（クロック周波数の逆数）をかけたもの が実行時間になる。 ＬＤＩＲ命令を利用して、０．０４秒程度までの時間待ち用サブルーチンＷＡＩＴを作れ。 クロック周波数は４ＭＨｚ、サブルーチンへの引き数の受け渡しはペアレジスタＢＣを使う ものとする。ただし、利用できるメモリは０Ａ１００Ｈ∼０ＢＦＦＦＨの間とする。 解答） 利用できるメモリのバイト数は ０Ｃ０００Ｈ−０Ａ１００Ｈ＝１Ｆ００Ｈバイト＝７９３６バイト であるから、７９３６バイトブロック転送に要する時間は、ＬＤＩＲ命令を使う場合、 （２１×７９３５＋１６）／（４×１０６）＝０．０４１７（ｓ） となるので、要求される時間に間に合う。 - 15 - START: ; WAIT: ORG LD LD CALL HALT 100H SP,0BFFFH BC,076DH WAIT PUSH PUSH LD LD LDIR POP POP RET END HL DE HL,0A100H DE,0A101H DE HL ;FOR 0.01s ;17 ;11 ;11 ;10 ;10 ;(BC-1)*21+16 ;10 ;10 ;10 START ０．０１（ｓ） Ｔステート数＝４０，０００ ４０，０００−１７−１１×２−１０×５−１６＝３９，８９５ ３９，８９５／２１≒１，９００ １，９００＋１＝１，９０１バイト＝０７６ＤＨバイト ○練習問題１１ 例題５を利用して、１秒間の時間待ちサブルーチンＷＡＩＴ１を作れ。 ヒント：サブルーチンを２段にする。 ２．３ 割り込み １）割り込み処理とは ワンボードマイコンを使う場合、外部とのやり取りが重要であることは間違いない。ところ が一般に、外部装置あるいは装置全体をワンボードマイコンに合わせて設計することは少な く、装置に合わせてワンボードマイコンを選ぶことの方が多い。従って、外部装置の動作速 度がワンボードマイコンの処理速度と合わないこともでてくる。 外部装置の動作速度はマイコンと較べて一般に遅いので、入出力動作を外部装置に合わせて いると無駄な時間を費やすことになってしまう。そこで、外部装置の動作速度に関係なく、 プログラムを効率的に処理する方法として考え出されたのが割り込み方式である。 割り込み方式では、割り込み信号が来ると割り込み処理ルーチンに動作を移し、処理が終わ ればまた元のプログラムを実行する。また、要求に対して直ちに必要な処理を行えるので、 より迅速な処理が可能である。 割り込み処理には以下の種類がある。 ①マスク不能割り込み（ＮＭＩ） ②マスク可能割り込み（ＩＮＴ） モード０、１、２ - 16 - ２）マスク不能割り込み（ＮＭＩ） Ｚ−８０ＣＰＵのＮＭＩ端子に信号が入力されると実行される。 処理開始番地 ００６６Ｈ（固定） リターン命令 ＲＥＴＮ ＮＭＩでは、マスク可能割り込みは自動的に禁止状態になり、ＲＥＴＮで元の状態に戻る。 ３）マスク可能割り込み（ＩＮＴ） ＣＰＵのＩＮＴ端子に信号が入力されると実行される。 ＩＮＴは、プログラム中で割り込みの許可禁止が制御できる。 ＥＩ：割り込み許可 ＤＩ：割り込み禁止 ＩＮＴではモード０からモード２まで３つの処理モードがある。 電源投入時は、割り込み禁止、モード０の状態になる。 ａ）モード０ ＩＭ ０ で設定できる。 モード０では、割り込み信号を発生した外部装置は、ＣＰＵからのデータ要求に対して命令 語を１つ送らなければならない。ＣＰＵは受け取った命令を実行するので、送られる命令は ＲＳＴ命令かＣＡＬＬ命令となる。 １バイト命令のためよう使われるＲＳＴ命令の形式は以下の通りである。 ＲＳＴ ｐ ｐ：００、０８、１０、１８、２０、２８、３０、３８Ｈ 処理開始番地（ＲＳＴ命令使用時） ００００Ｈ、０００８Ｈ、・・・、００３８Ｈ（８種類） リターン命令（ＩＮＴすべてに共通） ＲＥＴＩ ＩＮＴ命令では、割り込みが実行されると自動的に割り込み禁止状態になるが、ＲＥＴＩ命 令を実行しても割り込み許可状態にならないので、ＲＥＴＩ命令の前にＥＩ命令を入れる必 要がある。 ｂ）モード１ ＩＭ １ で設定できる。 モード１の割り込みは、最も簡単な割り込みであり、ＩＮＴ端子に信号が入力されただけで 実行される。 処理開始番地 ００３８Ｈ（固定） - 17 - ｃ）モード２ ＩＭ ２ で設定できる。 モード０やモード１では割り込み処理の種類が少ないが、モード２では最大１２８種類の処 理が可能である。処理開始番地は任意に設定でき、途中で設定し直すことも可能である。 ⅰ．外部装置とのやり取り ①ＩＮＴ信号 ②外部装置より１バイトデータの読み込み（割り込みベクタ） ⅱ．割り込み処理の開始番地 割り込み処理ルーチンの開始番地テーブル（割り込みテーブル）を使用する。 ①Ｉレジスタ＋割り込みベクタでテーブル上の番地を指示 ②指示されたテーブル上の番地のデータが示す番地から割り込み処理を開始する したがって、割り込み処理の開始番地は、２回の間接アドレスで指示されることになる。 ○例題６ モード１のマスク可能割り込みを使って、８ＦＨのＩ／Ｏポートからデータを受け取るプロ グラムを作れ。受け取ったデータはメモリ上のラベルＩＮＢＵＦ（８０００Ｈ）から格納す るものとし、ＩＮＢＵＦの内容は以下の通りとする。 （スタックポインタは０ＢＦＦＦＨとする。） ＩＮＢＵＦ：１ − データ受信、０ − データ無し、 ＩＮＢＵＦ＋１：受信データ 解答） INBUF START: LOOP: EQU ORG JP ORG JP ORG LD IM EI LD CP JP XOR LD LD ; ;処理ルーチン JP DT_IN: EX IN LD LD LD EX EI RETI ; END 8000H 0H 100H 0038H DT_IN 100H SP,0BFFFH 1 A,(INBUF) 0 Z,LOOP A (INBUF),A A,(INBUF+1) LOOP AF,AF' A,(8FH) (INBUF+1),A A,1 (INBUF),A AF,AF' ;FLAG CLEAR ;GET DATA ;DATA IN ;FLAG SET START - 18 -
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