Merhaba değerli arkadaşlar,

Bu yazımızda 8 bit gömülü platformlarda (8051, AVR ve PIC mikro denetleyiciler…) ortak kullanılmakta olan C programlama dilinin bazı özelliklerini irdelemeye çalışacağım.

C programlama dilinde Mikro denetleyici programlarken çoğu zaman yazaçlar (register’lar) ile uğraşmak zorunda kalırız. Bu noktada programatik olarak kodlarımızı gösterdikten sonra kafa karışıklığına neden olan noktalar açıklığa kavuşmuş olacaktır.

Şimdi dilerseniz öncelikle bir bilgisayar sistemi içinde bir yazacın ne olduğunu öğrenerek, mikro denetleyici sistemlerde ne tür işlevleri olduğuna göz atarak başlayalım.

Registers (Yazaçlar)

Bilgisayar Sistemleri içinde bir yazaç(register), bir bitlik bilgiyi depolama kapasitesine sahip flip-flop (yaz-boz)’lardan meydana gelen flip-flop grubudur.

Bu açıklamadan hareketle bir flip-flop’un ne iş yaptığına bakacak olursak, ikili (binary) bilgiyi tutar ve  kapılar yeni bilginin yazaç (register) içerisine aktarıp aktarılmadığını kontrol ederler.

Mikro denetleyici sistemlerinde ise bir yazaç(register), basitçe bazı bitlerin koleksiyonudur diyebiliriz. (Çoğunlukla 8 bit mikro denetleyicilerin durumunda)

Ya bir yazaç da farklı bitte bazı amaçlara sahiptir ya da bir bütün olarak yazaçlar da bir değer tutar.

Yazaçlar, bir CPU ve bir çevresel cihaz (ADC (Analog to Digital Converter) ve TIMER gibi…) arasındaki bağlantı olarak hizmet sunmaktadır.

CPU, Yazaçlara;

• Çevre birimlerinin yapılandırılmasını yazar
• Çevre birimlerine komutları yazar

Çevre birimlerine veri transferlerini yazar

CPU, Yazaçlardan;

• Çevre birimlerinin durumunu alarak okur. Örneğin; ADC ve TIMER vb.
• Çevre birimlerinden veri okur. ADC sonucunun değeri gibi.

C Programlamada Binary (İkili) SayılarİKİLİ (BINARY) SAYILAR

A=110, yazdığımız zaman, C programlama dilinde a bir değişken değerine onluk sistemde 110 değerinin atanması anlamını taşır.

Örneğin; İkili sayı olarak verilen 10010111 ikili sayıyı bir register olarak ayarlamak istediğimizde;  A=10010111 şeklinde yazmamız mümkün değildir. Çünkü derleyici onluk olarak yorumlayacaktır. Bu nedenle, ikili sayıları belirtmek için C programlamada 0b ile belirtilen bir ön-ek belirtmemiz gerekmektedir.

Eğer bu dediğimizi uygularsak;
A=0b10010111;
şeklinde yazarsak,

A yazacına 10010111 atamış olur.

C Programlamada Hex Sayıları

Binary sayılarda olduğu gibi hex sayıları derlemek için C programlamada 0x ön ekini belirtirsek derleyici hex sayılarını yorumlayabilecektir.

A=0x10;  

A=0xFF;   (Tüm bit’lerin 11111111’e ayarlanmasıdır. )
 

Registerda (Yazaçta) Bir Bit'in Ayarlanması

Burada ki amacımız verilen bir yazaçta herhangi bir bit’i set etmektir.

Burada yazacımız A olsun. Bu yazacımıza verilen 5 bit’i logical 1’e set edelim. Bu işleme ait syntax yapısı aşağıdaki gibidir.

A=A|0b01000000;

Şimdi, dilerseniz bu söylediklerimizin biraz pratikte kullanımına bakalım. Pratikte, her bir bit çalışmasına/fonksiyonuna göre bir isme sahiptir.

Bizim vermiş olduğumuz bit değeri olan 5; ENABLE ismine sahiptir.  Bundan dolayı işlevine ait isim onun ne yaptığını açıkça gösterir. 1 yaptığımız zaman çevre biriminin ENABLE (etkinleştirildiğini), 0 yaptığımız zaman çevre biriminin DISABLE (devre dışı bırakıldığını) söylemek açıkça mümkündür.

Syntax yapısı aşağıdaki gibi gösterilebilir.

A| = (1<<ENABLE);

Burada << operatörü left shift (sola kaydırma) anlamını içermektedir.

Left Shift ve Right Shift Operatörlerini: bir örnek üzerinden açıklayacak olursak,

int x;

x = 12;

12 sayısının bit olarak gösterilişi. 00001100 şeklindedir.  Hex olarak ise 0x0C

x>>2 ; // a’yı 2 bit sağa kaydır 00000011.  x’in yeni değeri = 3 olur.  0×03 Hex

x = 12;

x<<1; // x'i bir bit sola kaydır. 00011000 = 24, 0x18 hex

Şeklinde izah edilebilir.

Buradan şu sonucu çıkarmak mümkündür. Bir sayıyı 1 bit sola kaydırmak 2 ile çarpmak anlamına gelmektedir.

Ve yine örneklendirmelerimize devam edersek;

b=1<<3    // binary olarak verilen 1’in 1= 00000001 değerinin 3 bit sola kaydırılmasıyla oluşan yeni değer.

                     00001000

Konumuzun başında ifade ettiğimiz gibi 5 bit’i logical 1’e set ettiğimizde (yani 5 olarak ENABLE tanımlanırsa)

A|=(1<<ENABLE);

Sonuç

A|=(1<<5);

A|=(0b001000000);

Sonucunu elde ederiz.

Tamda bu noktada şu soruyu soruyor olmanız gerekirdi? Peki, bu yaptıklarımızın bize sağlamış olduğu avantaj nedir?

Sağlamış olduğu avantajı açıklayacak olursak, şunları söylemek mümkündür.
 

       1- Kod Okunabilirliği:  A|=(1<<ENABLE); 
       2- Kolay Taşınabilirlik:

Eğer programınızda bu kodu birçok kez kullandığınızı ve şimdide başka bir MCU modeli üzerinde aynı kodu çalıştırmak istediğinizi varsayarsak işlemlerinizde çok fazla kolaylık sağlamış olur.
 

Registerdan (Yazaçtan) Bit Silme

Genel anlamda kullanılan operatörler AND (&) ve OR(|) operatörleridir. Bunların syntax yapısı aşağıdaki gibidir.

A&=~(1<<A);

Silme işleminin çalışması aşağıdaki gibi işlemektedir:

A|=((1<<ENABLE)|(1<<FAST_MODE)|(1<<BUSY));

Registerda Bit Durumunun Test Edilmesi

Buraya kadar olan süre zarfında yazacı set ederek ve silerek değiştirdik.

BIT durumunun test edileceğini gösteren kod syntax yapısı aşağıdaki gibidir.

if(A & (1<<ENABLE))
{
     // “A” da ENABLE : 1
                 ...
}
else
{
     // “A” da ENABLE :0 
}

Bir sonraki yazımızda görüşmek dileğiyle , faydalı olmasını temenni ederim.

Muhammed ÖNAL
Bilgisayar ve Gömülü Sistemler Mühendisi
RFID Developer Eng.

http://www.muhammedonal.com