Z80CPUを用いてステッピングモータを動かすアセンブラプログラムに解説をお願いします（長いです）

質問

スイッチ12でスタート、スイッチ11でストップするようにステッピングモータを回転させるプログラムです。

１つ１つの命令は命令表を見れば何とか分るのですが、プログラムのしくみというか、何をしているかがよく分りません。
（うまく言えなくてごめんなさい）
読みにくくて申し訳ないのですが、自分で理解するには難しいのでわかる方にできるだけ丁寧な解説をつけてほしいです。

よろしくお願いします。

　（初期設定）
BEGIN:
　　DI　　　　　　　　
　　LD　　　SP,STACK　 　
MAIN:　　　　　　　　
　　LD　　　A,0FH
　　OUT　　(PIOAC),A
　　LD　　　A,0CFH
　　OUT　　(PIOBC),A
　　LD　　　A,0F0H
　　OUT　　(PIOBC),A
　　XOR　　A
　　LD　　(SCALE1),A
　　LD　　(STEP_C),A
　　LD　　(STBCNT),A
　　LD　　(TOTAL_P),A
　　LD　　(STROBE),A
　　OUT　　(PIOBD),A
　　LD　　　A,83H
　　OUT　　(CMDPT),A
　　CALL　　CTCSET
　　EI

READIN:
　　LD　　HL,INBUF
　　LD　　A,2
　　LD　　B,0
　　LD　　C,A
　　ADD　　HL,BC
MAINLP:
　　LD　　A,(HL)
　　BIT　　5,A
　　JP　　NZ,STOP
　　LD　　A,01H
　　LD　　(TOTAL_P),A
STOP:
　　LD　　A,(HL)
　　BIT　　4,A
　　JP　　NZ,MAINLP
　　XOR　　A
　　LD　　(TOTAL_P),A
　　JP　　MAINLP
VINT0:
　　EI
　　RET
VINTI:
　　JP　　INT1
VINT2:
　　EI
　　RETI
VINT3:
　　EI
　　RETI
ENABLE:
　　EI
　　RETI
INT1:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
　　CALL　ENABLE
　　LD　　A,(SCALE1)
　　INC　　A
　　LD　　(SCALE1),A
　　CP　　COUNT
　　JP　　NZ,INT50
　　XOR　　A
　　LD　　(SCALE1),A
INT16M:
　　CALL　STEP_M
INT50:
　　CALL　IN_SW
　　LD　　A,(STBCNT)
　　INC　　A
　　LD　　(STBCNT),A
　　CP　　6
　　JP　　NZ,SKIP
　　XOR　　A
SKIP:
　　LD　　(STBCNT),A
　　OUT　　(PIOBD),A
RTINT1:
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET
IN_SW:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
　　LD　　HL,INBUF
　　LD　　A,(STBCNT)
　　LD　　C,A
　　LD　　B,0
　　ADD　　HL,BC
　　IN　　A,(PIOBD)
　　LD　　(HL),A
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET
CTCSET:
　　IM　　2
　　LD　　HL,VECT0
　　LD　　A,H
　　LD　　I,A
　　LD　　A,L
　　OUT　　(CTCADR),A
　　LD　　HL,CTCTBL
　　LD　　B,4
　　LD　　C,CTCADR
CTCST1:
　　LD　　A,(HL)
　　INC　　HL
　　OUT　　(C),A
　　LD　　A,(HL)
　　INC　　HL
　　OUT　　(C),A
　　INC　　C
　　DJNZ　CTCST1
　　RET
STEP_M:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
　　LD　　A,(TOTAL_P)
　　BIT　　0,A
　　JP　　Z,JPPOP
　　LD　　A,(STEP_C)
　　INC　　A
　　AND　　MASK
　　LD　　(STEP_C),A
　　LD　　E,A
　　LD　　D,0
　　LD　　HL,PHASE
　　ADD　　HL,DE
　　LD　　A,(HL)
　　OUT　　(PORTC),A
JPPOP:
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET
　　ORG　　8100H
　　（以下データ）
　　END

何か質問等があれば補足します。

回答No.5

zwi · ベストアンサー

とりあえず解析は終わりました。ソースにコメントの形で書いてあります。
回路図があったんで何とか解析できた感じです。ステッピングモーターの情報は無くても今回は何とかなりましたんで。
＃４の質問は答えてくださいね。それによってアドバイスが変わりますので。

BEGIN:
　　DI　　　　　　　　
　　LD　　　SP,STACK　 　
MAIN:　　　　　　　　
; 初期化
;Z80PIO(PA)をバイト出力モードに設定。
　　LD　　　A,0FH
　　OUT　　(PIOAC),A
;Z80PIO(PB)をビット制御モードに設定。
　　LD　　　A,0CFH
　　OUT　　(PIOBC),A
;Z80PIO(PB)をbit0-3:出力 bit4-7:入力
　　LD　　　A,0F0H
　　OUT　　(PIOBC),A
;ZEROクリア
　　XOR　　A
　　LD　　(SCALE1),A
　　LD　　(STEP_C),A
　　LD　　(STBCNT),A
　　LD　　(TOTAL_P),A
　　LD　　(STROBE),A
　　OUT　　(PIOBD),A
;8255の設定。Aポート出力。Bポート入力。Cポートbit0-3:入力 bit4-7:出力
　　LD　　　A,83H
　　OUT　　(CMDPT),A
;CTCの初期化処理
　　CALL　　CTCSET
　　EI

; SW11,12を調べてモータのON/OFFを制御を無限ループで繰り返している。
READIN:
　　LD　　HL,INBUF
;LD BC,2の方が好きだけど。問題はありません。
　　LD　　A,2
　　LD　　B,0
　　LD　　C,A
　　ADD　　HL,BC
MAINLP:
　　LD　　A,(HL)
　　BIT　　5,A
　　JP　　NZ,STOP
　　LD　　A,01H
　　LD　　(TOTAL_P),A
STOP:
　　LD　　A,(HL)
　　BIT　　4,A
　　JP　　NZ,MAINLP
　　XOR　　A
　　LD　　(TOTAL_P),A
　　JP　　MAINLP

VINT0:
　　EI
　　RET

VINTI:
VINTI:
　　JP　　INT1

VINT2:
　　EI
　　RETI

VINT3:
　　EI
　　RETI

ENABLE:
　　EI
　　RETI

;2m秒ごとに割り込んでくる。
INT1:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
　　CALL　ENABLE
;SCALE1カウンタを＋１
　　LD　　A,(SCALE1)
　　INC　　A
　　LD　　(SCALE1),A
;COUNTに達したら０を入れて、CALL STEP_Mステッピングモータ処理へ
　　CP　　COUNT
　　JP　　NZ,INT50 ;ステッピングモータ処理をスキップ
　　XOR　　A
　　LD　　(SCALE1),A
INT16M:
　　CALL　STEP_M ;16msに１回呼び出されるみたい。
INT50:
;IN_SWスイッチ処理を呼び出し。
　　CALL　IN_SW
;STBCNTカウンタを＋１
　　LD　　A,(STBCNT)
　　INC　　A
　　LD　　(STBCNT),A
;６になったらクリアする。
　　CP　　6
　　JP　　NZ,SKIP
　　XOR　　A
SKIP:
　　LD　　(STBCNT),A
;LEDのダイナミックドライブ 兼 SWのダイナミックスキャン。Z80PIO(PB)に出力
　　OUT　　(PIOBD),A
RTINT1:
;割り込みを抜けてもとの処理に戻る。
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET

;スイッチサブルーチン
IN_SW:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
;今ダイナミックスキャンされているSWの情報を取り込む
　　LD　　HL,INBUF
　　LD　　A,(STBCNT);swの横の番号
　　LD　　C,A
　　LD　　B,0
　　ADD　　HL,BC
;Z80PIO(PB)から取り込み
　　IN　　A,(PIOBD)
　　LD　　(HL),A
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET

;Z80CTCの初期化。2m秒ごとの割り込みを発生させているらしい。
CTCSET:
　　IM　　2;割り込みモード２
;割り込みベクタの設定
　　LD　　HL,VECT0
　　LD　　A,H
　　LD　　I,A
　　LD　　A,L
　　OUT　　(CTCADR),A
;割り込みタイマの設定。手元にZ80CTCの資料がないので自力で確認のこと。
　　LD　　HL,CTCTBL
　　LD　　B,4
　　LD　　C,CTCADR
CTCST1:
　　LD　　A,(HL)
　　INC　　HL
　　OUT　　(C),A
　　LD　　A,(HL)
　　INC　　HL
　　OUT　　(C),A
　　INC　　C
　　DJNZ　CTCST1
　　RET

;ステッピングモータの制御
STEP_M:
　　PUSH　HL
　　PUSH　DE
　　PUSH　BC
　　PUSH　AF
;モーターON？
　　LD　　A,(TOTAL_P)
　　BIT　　0,A
　　JP　　Z,JPPOP ;OFFなら抜ける、
;ステッピングモータのカウント。０～３を繰り返す。
　　LD　　A,(STEP_C)
　　INC　　A
　　AND　　MASK
　　LD　　(STEP_C),A
;カウントとステッピングモータのフェーズテーブルを参照する。
　　LD　　E,A
　　LD　　D,0
　　LD　　HL,PHASE
　　ADD　　HL,DE
　　LD　　A,(HL)
;ステッピングモータにフェーズデータを送る。
　　OUT　　(PORTC),A

JPPOP:
　　POP　　AF
　　POP　　BC
　　POP　　DE
　　POP　　HL
　　RET
　　ORG　　8100H
　　（以下データ）
　　END

CTCADR　　EQU　　00H ;CTCの制御レジスタ

PIOAD　　EQU　　08H ;Z80PIO Aポートデータ(bit0-7: LED 7SEG)
PIOAC　　EQU　　09H ;Z80PIO Aポートコントロール
PIOBD　　EQU　　0AH ;Z80PIO Bポートデータ(bit0-3:LED drive,bit4-7: swのスキャン)
PIOBC　　EQU　　0BH ;Z80PIO Bポートコントロール

PORTA　　EQU　　0CH ;8255 ポートA
PORTB　　EQU　　0DH ;8255 ポートB
PORTC　　EQU　　0EH ;8255 ポートC　ここにステッピングモーターが接続されているらしい。
CMDPT　　EQU　　0FH ;8255 コントロール

STACK　　EQU　　9000H
MASK　　EQU　　03H
COUNT　　EQU　　8

ORG　　8000H
（以下データ）
　　ORG　　8100H

VECT0:　　
　　DW　　VINT0
　　DW　　VINT1
　　DW　　VINT2
　　DW　　VINT3

CTCTBL:
　　DB　　05H,00H
　　DB　　0B7H,31
　　DB　　05H,00H
　　DB　　05H,00H

PHASE:
　　DB　　90H
　　DB　　30H
　　DB　　60H
　　DB　　0C0H

STEP_C:　DS　　1
SCALE1:　DS　　1
TOTAL_P:　DS　　1
STBCNT:　DS　　1
INBUF :　DS　　6
STROBE:　DS　　1

END

お礼

ありがとうございます。
手間をかけさせてしまい、申し訳ありませんでした。

あとは自分の力で頑張ってみます。

回答No.6

zwi

勉強ですか。しかし、このプログラムは結構難易度高いですよ。
理解しておく技術は次のものがあります。

・割り込み
・タイマＬＳＩ(Z80CTC)
・パラレル入出力ＬＳＩ(Z80PIO)
簡単ですが、下記ページにめとめて解説があります。
http://www.apony.com/elec/elec10/elec10.html#chap8_7

・パラレル入出力ＬＳＩ(8255)
http://www.apony.com/elec/elec9/elec9.html

・ステッピングモーター
ステッピングモーターの動作原理です。
http://www.robotics.ee.shibaura-it.ac.jp/manual/chap2/motorhard.html

・マトリクス・スイッチのダイナミックスキャンの解説。
少ないＩＯポートで多くのスイッチを接続するための技術です。このＺ８０ボードで使われています。
http://www.necel.com/ja/faq/mi_com/__com_ksw.html

ソースのコメントで分からない事があったら聞いてください。

お礼

本当にいろいろとありがとうございます。
明日から学校で忙しくなるのでとりあえず質問は締め切ります。
また何かあったら新しく質問させてください。

助かりました。

回答No.4

zwi

えーと、残念ながらステッピングモータ周りの回路図が無いみたいです。
いちばん、見たい所ですね。

そう言えば聞いていなかったのですが、この質問の最終目的は何でしょうか？
１．このプログラムを改造したい？
２．Ｚ８０のプログラムの勉強をしている。
３．ハードとプログラムの両方の勉強をしている。
目的しだいで回答の仕方も変わってくるのですが。
それとこれは学校のクラブ活動？自分の趣味？仕事の研修？のどれでしょうか？

あと、今後も回路図を理解できるようになる必要があるなら回路図の勉強をしておいたほうがよいですよ。近くに回路図に関して聞ける人がいたら、その人に聞くべきだと思います。

お礼

返事が遅れてごめんなさい。
２．Ｚ８０のプログラムの勉強をしている。ですね。
学校の授業でやっているのですが、
教え方が専門的すぎて誰も理解できてないような感じです。
なんとかいろんな資料を集めてやっとの思いでこれを作ったんですが、
しくみは全然わかりませんでした。

回路図もポンと渡されただけのような感じで、だから何？？みたいな状態で・・

ステッピングモータ周りの回路図は無いんですよね。
このプログラムをコンパイルして、専用の機械で転送したら、
ステッピングモータが回りだして「おぉっ」って感じで笑

でも理解するにはやはり回路図の勉強なども必要なのですね。
どうもありがとうございます。

回答No.3

zwi

調べてるんですが、コメントが無さすぎですね。
PIOAD　　EQU　　08H
PIOAC　　EQU　　09H
PIOBD　　EQU　　0AH
PIOBC　　EQU　　0BH
PORTA　　EQU　　0CH
PORTB　　EQU　　0DH
PORTC　　EQU　　0EH
CMDPT　　EQU　　0FH
この各ＩＯポートに接続されているものを教えてください。
それぞれoutとinの両方をお願いします。

補足

ごめんなさい。
詳しいことはわたしもよくわからないのです。

とりあえず回路図を公開してみました。
http://photos.yahoo.co.jp/ph/v_pudding_coco_120/lst?&.dir=/d144&.src=ph&.view=t
参考になればお願いします。

無理な質問で申し訳ないです；

回答No.2

zwi

訂正。
>ＣＡＬＬしているコール先の仕様
これは全部ありましたので訂正します。

補足

>ヘッダファイルやＣＡＬＬしているコール先の仕様と使用している周辺ＩＣの情報やステッピングモータの回路の接続状況を教えてもらわないと。

周辺ICとステッピングモータの回路の接続状態は回路図があるので分かるのでうまく説明できなくて；
キー・LED部に使われているICはLS244，LS145です。
スイッチはLS145経由でINBUF[2]のbit4,5です。

割り込みはCTCSETで。モードは2です。
CTCTBLは上の補足部分にあります。
（31→4MHzで2m秒ごとの割り込み）

ごめんなさい。
私自身わからないことだらけなのでうまく説明できなくて。
よろしかったらまた回答お願いします。

回答No.1

zwi

さすがにこれだけだと分からないですね。
ヘッダファイルやＣＡＬＬしているコール先の仕様と使用している周辺ＩＣの情報やステッピングモータの回路の接続状況を教えてもらわないと。
そもそもスイッチ１１，１２がどの周辺ＩＣ経由で接続されているかも分からないです。たぶん、INBUFでbit4,5だとは思いますが。
それと割り込みが使われてますが、どこで初期化してますか？モード何番の割り込みを使っていますか？割り込みテーブルはどのようになっていますか？
以上を補足してください。

補足

お返事ありがとうございます。
とりあえず省いていた部分を補足します。
（初期設定）
PIOAD　　EQU　　08H
PIOAC　　EQU　　09H
PIOBD　　EQU　　0AH
PIOBC　　EQU　　0BH
PORTA　　EQU　　0CH
PORTB　　EQU　　0DH
PORTC　　EQU　　0EH
CMDPT　　EQU　　0FH
CTCADR　　EQU　　00H
STACK　　EQU　　9000H
MASK　　EQU　　03H
COUNT　　EQU　　8

ORG　　8000H
（以下データ）
　　ORG　　8100H

VECT0:　　
　　DW　　VINT0
　　DW　　VINT1
　　DW　　VINT2
　　DW　　VINT3

CTCTBL:
　　DB　　05H,00H
　　DB　　0B7H,31
　　DB　　05H,00H
　　DB　　05H,00H

PHASE:
　　DB　　90H
　　DB　　30H
　　DB　　60H
　　DB　　0C0H

STEP_C:　DS　　1
SCALE1:　DS　　1
TOTAL_P:　DS　　1
STBCNT:　DS　　1
INBUF :　DS　　6
STROBE:　DS　　1

END