Machinetaal
Hoe werkt een computer ? De basis van de computer ligt bij stroom. De computer herkent maar twee situaties: Wel spanning of geen spanning. Hiervan is de bit afgeleid. Een bit is de basis van alle computers. In een bit kan de waarde 1 of 0 staan respectivelijk wel of geen spanning. Acht bits tezamen vormen een byte. Een byte kan bijvoorbeeld zijn: 00000001 Om de waarde van een byte te bepalen heeft men de machten van 2 nodig. In de voorbeeld byte staat namelijk: 12 tot de macht 0 = 1 02 tot de macht 1 = 0 02 tot de macht 2 = 0 etc. Zou er nu in deze byte 10110011 hebben gestaan wordt dit: 12 tot de macht 0 = 1 12 tot de macht 1 = 2 02 tot de macht 2 = 0 02 tot de macht 3 = 0 12 tot de macht 4 = 16 12 tot de macht 5 = 32 02 tot de macht 6 = 0 12 tot de macht 7 = 128 Alles opgeteld wordt dit 1+2+0+0+16+32+0+128=179. De hoogste waarde die een byte kan bevatten is dus: 12 tot de macht 8 min 1 = 255 Waarom min 1 ? Simpel, de computer ziet de nul ook als een heel getal. De Z80 is een 8-bits processor, d.w.z. dat hij 8-bits tegelijk aan kan sturen. De Z80 begrijpt alleen maar nulletjes en eentjes, dus worden alle commando's terug- gezet naar bytes en bits. Ook de BASIC commando's !! Men noemt deze nulletjes en eentjes ook wel de MCODE (wat staat voor machinecode). Omdat nulletjes en eentjes lezen en programmeren heel moeilijk is hebben de ontwerpers een speciale taal ontwikkeld, de machinetaal. Machinetaal bestaat uit MNEMONICS (geen drukvaut). Dit zijn commando's die door ons mensen een stuk gemakkelijker te begrijpen zijn, maar de computer snapt er nog steeds niets van. Pas als deze mnemonics zijn vertaald naar Mcode kan de computer er iets mee doen. Dit vertalen doet een zogenaamde assembler. Wijzelf gebruiken Wbass 2, maar er zijn er nog vele andere assemblers. Om de rest van de cursus te kunnen volgen is een assembler onmisbaar. We beginnen nu met een eerste machinetaalprogramma. De begrippen die we niet behandeld hebben zullen in de loop van de volgende cursussen worden uitgelegd.
ORG &HC000 LD A,10 LD B,20 ADD A,B RET
Wat doet dit programma nu ? ORG &HC000: Dit is een assemblercommando dat aangeeft op welk geheugenadres het programma moet beginnen. In dit geval dus op adres &hc000. LD A,10 : Om dit goed te begrijpen eerst wat algemene informatie over registers:
Een register is te vergelijken met een variable in basic. Het register A is een 8 bits register. De Z80 kent een aantal verschillende registers. (We behandelen in deze cursussen alleen de belangrijkste registers, voor meer informatie verwijzen we jullie naar specifiekere documentatie)
HET A - REGISTER.
Het A register is het belangrjkste register van de Z80. Het wordt ook wel de Accumulator genoemd. Het is een 8-bits register, waarmee vrijwel alle rekeninstructies uitgevoerd kunnen worden.
DE B-C,D-E,H-L REGISTERS.
Deze registers worden meestal in paren gebruikt. Door samenvoeging van bijv. B en C wordt het 16-bits register BC verkregen. Men kan ze ook los van elkaar gebruiken. De registers B en C worden vaak als tellers gebruikt. Het 16-bits register HL is het een van de weinige registers dat geheugenadressen kan aansturen.
HET F (of VLAG) - REGISTER.
Dit is een zeer belangrijk register voor het testen van voorwaarden. Het bestaat uit de volgende vlaggen :
bit 7- 6- 5- 4- 3- 2- 1- 0 vlag S Z H P/V N C
De betekenissen van deze vlaggen zal in de komende cursussen nog aan de orde komen. We vermelden ze alleen voor de volledigheid.
Er bestaan ook nog de registers IX,IY,R,I,PC en nog enkele ontoegankelijke registers die de Z80 zelf gebruikt.
Nu terug naar ons voorbeeldje.
ORG &HC000 LD A,10 LD B,20 ADD A,B RET
LD r,n : Deze instructie zet in het 8 / 16 register r (waarbij r alle registers kan aangeven) de waarde n. Deze waarde kan voor een 8-bits register tussen de 0 en de 255 liggen en voor een 16-bits register tussen de 0 en 65535. De instructie is nog het beste te vergelijken met: A = 10 in BASIC.
ADD A,r : Deze instructie telt register A met register r op en zet de de uitkomst in register A. Deze uitkomst mag niet groter zijn dan 255, A is namelijk een 8-bits register. De term ADD is afkomstig uit het Engels waar het "optellen" betekent (eigenlijk Amerikaans, want Zilog is een Amerikaanse firma).
RET : Deze instructie geeft aan dat het machinetaalprogramma, of een deel daarvan, beeindigd is. Men kan dit vergelijken met RETURN in BASIC. In dit geval springt het programma terug naar BASIC.
Voor zover het eerste gedeelte van de machinetaalcursus. Zoals je wel gezien hebt is machinetaal niet zo moeilijk als het lijkt. Als je ongeveer begrijpt wat in deze cursus besproken is, dan zijn de volgende cursussen ook niet zo moeilijk.
Veel succes en programmeer- plezier van:
Ruud Gelissen Jan-Willem van Helden
Tel. 04746-1655 (Ruud)
Voor verdere documentatie raden wij je aan: MACHINETAAL Z80 van Kluwer Techinische boeken van J.B. Vonk en E. Doppenberg. MSX MACHINETAAL HANDBOEK van Stark-Texel door: H. Klopper en M. le Belle.