MPBASIC2

Auszug aus Claßen/Oefler, Wissensspeicher Mikrorechner-Programmierung, 4.Auflage, S. 204-212

Der Einchipmikrorechner U883 enthält in seinem 2K Byte großen internen ROM einen einfachen BASIC-Interpreter. Daneben existiert ein dazugehöriger Editor- /Debuggerteil, der alle Funktionen, die für die Programmentwicklung notwendig sind, enthält. Diese Komponenten liegen entweder im externen ROM, sie können nach vollendeter Entwicklungsarbeit entfallen, oder sie existieren auf einem Wirtsrechner.

Damit wird vielen potentiellen Anwendern des Einchipmikrorechners, die über keine Entwicklungstechnik verfügen, eine Möglichkeit gegeben, Programme zu entwickeln (z.B.: für Steuerungs- oder Regelungsaufgaben im Rationalisierungsmittelbau). Der Anwender kann somit seine Programme im Zusammenspiel mit der von ihm erstellten Hardware austesten. Nach der Erprobung ist das fertige Programm in einen EPROM zu laden, und das Gerät kann eingesetzt werden.

Da die Problemlösung in Form von BASIC-Programmen erarbeitet wird, ist ein schnelles Erstellen und Modifizieren der Anwendersoftware möglich, ohne daß ein großer Aufwand für die sonst notwendige Entwicklungstechnik auftritt.

Das in TINY-MPBASIC geschriebene Anwenderprogramm wird vom im internen ROM- Bereich des U883 befindlichen BASIC-Interpreters abgearbeitet.

Neben dem BASIC-Programm sind Initialisierungsteile und, falls notwendig, die Prozeduren GET_CHAR (Einzelzeicheneingabe) und PUT_CHAR (Einzelzeichenausgabe) zu erstellen. Diese sehr stark vom Einsatzfall abhängigen Teile sind in Assemblersprache zu realisieren.

Nach durchgeführter Initialisierung kann das BASIC-Anwenderprogramm aufgerufen werden. Dies erfolgt durch einen CALL-Befehl zur Adresse %7FD (Registerpointer auf %10: SRP #%10). Vorher sind in Register 6 der höherwertige Teil und in Register 7 der niederwertige Teil der Startadresse zu laden. Der Anwender kann für seine Problemlösung zusätzlich noch externe Prozeduren und Funktionen in Assemblersprache realisieren, die vom BASIC aus aufrufbar sind. Das Vorhandensein externer Prozeduren und Funktionen wird dem Interpreter dadurch bekannt gemacht, daß in den Registern 8 und 9 die Adresse einer Prozedurnamentabelle übergeben wird. Falls keine externen Prozeduren verwendet werden, so sind die Register 8 und 9 vor Aufruf des BASIC- Interpreters Null zu setzen. Das Setzen der Register 6 bis 9 erfolgt mit dem Registerpointerwert %00.

Das BASIC-Anwenderprogramm muss syntaktisch fehlerfrei sein. Es wird in verdichteter Form abgespeichert. Die Erstellung eines syntaktisch fehlerfreien Programms und der abarbeitbaren verdichteten Form erfolgt mit Hilfe des Editor/Debugger-Programmpakets.

Der TINY-MPBASIC-Interpreter verarbeitet intern 16 Bit breite Daten, die als Integergrößen (Zweierkomplementdarstellung: -32768 … +32768), Wortgrößen oder Bytewerte (niederwertige 8 Bit) interpretiert werden können. Konstanten können in Dezimal- oder Hexadezimalschreibweise (durch das Prozentzeichen gekennzeichnet: %0 … %FFFF) angegeben werden. Negative Dezimalzahlen müssen in Klammern gesetzt werden, damit das Vorzeichen nicht als Operator wirkt. Für Variablenbezeichnungen sind die Buchstaben A bis Z verwendbar. (Sie belegen im Registersatz die Adressen ab %20.)

Bild 8.1. Zusammenspiel des U883-BASIC-Interpreters mit Anwenderteilen

Ausdrücke werden durch Verknüpfung von Konstanten, Variablen- oder Funktionswerten durch logische und arithmetische Operatoren gebildet.

Ausdrücke werden von links nach rechts ausgewertet. Es besteht die Möglichkeit der Klammerung. Die Verschachtelungstiefe hängt dabei von der verfügbaren Stackgröße ab.

Eine Prozedur ist ein in Assemblersprache geschriebenes Programm, das einen Satz von BASIC übergebenen Eingabeparametern verarbeitet und Ausgabeparameter an den BASIC-Interpreter zurückgibt. Die Parameterübergabe erfolgt im Stackbereich. Der Aufruf erfolgt über Prozedurnamen.

Bild 8.2. Parameterübergabeschema für externe Prozeduren

Funktionen sind Prozeduren, die genau einen Wert an den Interpreter übergeben. Sie können deshalb in Ausdrücken verwendet werden.

Neben einer Reihe von fest integrierten Standardprozeduren und -funktionen hat der Anwender die Möglichkeit, eigene, seiner Hardwarekonfiguration angepasste Prozeduren oder Funktionen hinzuzufügen. Die Verbindung zu TINY-MPBASIC erfolgt über die schon erwähnte Prozedurnamentabelle.

Bild 8.3. Aufbau der externen Prozedurnamentabelle

je Procedur
  1 Byte Namenslänge
  1..5 Byte Procedurenamen
  2 Byte Adresse
Ende mit Namenslänge = FFh

Das BASIC-Anwenderprogramm ist zeilenorientiert. Jede Zeile beginnt mit einer Nummer. Pro Zeile muss wenigstens eine Anweisung vorhanden sein. Mehrere Anweisungen auf einer Zeile sind möglich, wenn sie durch Semikolons getrennt sind. Soll eine Anweisung mehrmals hintereinander mit verschiedenen Argumenten ausgeführt werden, dann genügt es, den Namen einmal aufzuschreiben und die verschiedenen Argumente durch Kommas zu trennen. Die Programmzeilen müssen in aufsteigender Folge markiert sein. Die Anweisungsnamen werden in abgekürzter Form abgelegt, um möglichst wenig Speicherplatz zu belegen. Leerzeichen werden außer in Kommentaren und Texten entfernt. Die Sortierung und das Herstellen der verdichteten Form übernimmt normalerweise der Editorteil.

Die Wertzuweisung für eine Variable ist die LET-Anweisung.

LET Variablenname = Ausdruck

Zur Programmverzweigung dient die GOTO-Anweisung.

GOTO Ausdruck

Unterprogramme können mit Hilfe der GOSUB-Anweisung aufgerufen werden. Das Ende eines Unterprogramms wird durch die RETURN-Anweisung markiert. Sie bewirkt die Programmfortsetzung bei der nach GOSUB folgenden Anweisung.

GOSUB Ausdruck
RETURN

Unterprogramme können weitere Unterprogramme aufrufen. Die Verschachtelungstiefe wurde zu Verhinderung eines Stacküberlaufs auf 15 beschränkt.

Programmverzweigungen werden mit der IF/THEN/ELSE-Anweisung realisiert. Sie hat folgende Form:

IF Ausdruck Vergleichsoperator Ausdruck THEN Anweisung
      ELSE Anweisung

Für Vergleichsoperator kann dabei stehen:

= , < , > , <= , >= oder <> (für ungleich)

Falls die nach IF folgende Bedingung wahr ist. so wird die folgende Anweisung ausgeführt und der Rest übersprungen. Andernfalls wird mit die mit ELSE beginnende Zeile abgearbeitet.

Mit der PROC-Anweisung kann innerhalb des BASIC-Programms eine externe Prozedur aufgerufen werden.

PROC [Variablenliste] = Prozedurname [Parameterliste]

Die Variablen innerhalb der optionalen Variablenliste (Rückgabeparameter) und die Parameter innerhalb der ebenfalls optionalen Parameterliste (Eingabeparameter) sind durch Kommas zu trennen. Als Parameter sind Variablen und Konstanten zulässig.

Zur Ein-/Ausgabe dienen die Anweisungen PRINT, PRINTHEX und INPUT. Die Festlegung, über welche Geräte die Ein-/Ausgabeströme laufen, erfolgt durch die Programme GET_CHAR und PUT_CHAR. Dies kann je nach Anwendungsfall sehr unterschiedliche Hardware sein (z.B.: Terminal, Fernschreiber, LED- oder LCD- Anzeigen und verschiedene Tastaturen o.ä.).

PRINT ["beliebiger_Text"] [Ausdruck]
PRINTHEX ["beliebiger_Text" ] [Ausdruck]

Die PRINT-Anweisungen geben einen Zahlenwert (bei PRINT: dezimal und bei PRINTHEX: hexadezimal) aus. Diesem Wert kann eine beliebige Textkette vorangestellt sein. Falls sowohl der Text als auch der Ausdruck fehlen, so wird lediglich ein Zeilenvorschub (%0D) ausgegeben. Wird die PRINT-Anweisung (bzw. PRINTHEX) mit einem Komma abgeschlossen, unterbleibt die Ausgabe des Zeilenvorschubs (%0D).

INPUT ["beliebiger_Text"] Variablenname

Die INPUT-Anweisung gibt, falls vorhanden, erst den angegebenen Text aus und weist den eingegebenen Wert der spezifizierten Variable zu. Die Eingabe kann sowohl dezimal als auch hexadezimal (% vor dem Wert) erfolgen. Bei fehlerhafter Eingabe wird ein Fragezeichen ausgegeben und eine neue Eingabe erwartet. INPUT ist auch als Funktion verfügbar.

Zur Programmsteuerung dienen die STOP- und END-Anweisung.

STOP
END

Die Programmzeile, in der STOP auftritt, wird zu Ende abgearbeitet. Danach wird der Interpreter verlassen. Sie dient in Verbindung mit dem Debuggerteil zum Programmtest (Setzen von Unterbrechungspunkten). Durch Aufruf des Interpreters mit dem Eintrittspunkt %7FA kann der Programmablauf fortgesetzt werden. Die END-Anweisung kennzeichnet das Programmende. Sie bewirkt ebenfalls das Verlassen des BASIC-Interpreters.

Zur Kommentierung der Programme dient die REM-Anweisung.

REM [Kommentartext]

Bei der Anwendung dieser Anweisung sollte der zur Verfügung stehende Gesamtspeicherplatz für das Anwenderprogramm bedacht werden.

Zur Erzeugung von Warteschleifen kann die WAIT-Anweisung verwendet werden.

WAIT Ausdruck

Sie bewirkt das Durchlaufen einer Softwarewarteschleife. Der Ausdruckswert spezifiziert dabei die Anzahl der Durchläufe. Beim Wert 1 wird die Schleife einmal und beim Wert -1 (entspricht %FFFF) 65536-mal durchlaufen. Bei einer Taktfrequenz von 8 MHz dauert ein Durchlauf eine Millisekunde. Die Zeitangabe ist nicht ganz exakt, da für den Aufruf der Zeitschleife eine gewisse Zeit benötigt wird.

Mit Hilfe der CALL-Anweisung kann ein in Assemblersprache geschriebenes Programm aufgerufen werden, ohne daß Parameter übermittelt werden.

CALL Ausdruck

Der Ausdruckswert ist die Programmadresse. Das Maschinenprogramm muß mit einem RET-Befehl enden.

Mit Hilfe der TRAP-Anweisung kann laufend das Erfülltsein einer Bedingung getestet werden.

TRAP Bedingung TO Ausdruck

Nach dieser Anweisung prüft der Interpreter vor der Abarbeitung jeder neuen Zeile, ob die angegebene Bedingung erfüllt ist. Im positiven Fall wird zur TRAP-Routine verzweigt, deren Anfangsadresse durch Ausdruck bestimmt wird. Eine TRAP-Routine ist ein Unterprogramm, das mit Return endet. Sobald eine TRAP-Bedingung eingeschaltet ist, verlangsamt sich die weitere Programmabarbeitung. Durch die Anweisung

CLTRP

wird eine aktive TRAP-Bedingung gelöscht.

Fest integriert im TINY-MPBASIC-Interpreter sind folgende Standard-Prozeduren und -Funktionen:

Analog können auch Register und Bytes (bzw. Wörter) im externen Datenspeicher gesetzt werden:

Innerhalb der verdichteten Form des BASIC-Programms werden für die Anweisungen folgende Abkürzungen verwendet:

Der restliche Programmtext wird ohne Leerzeichen in ASCII-Zeichen (die Zeilennummer als 2 Byte große Hexadezimalzahl) abgespeichert. Das Zeilenende wird durch %0D und das Programmende durch %00 gekennzeichnet.

Auszug aus Claßen/Oefler, Wissensspeicher Mikrorechner-Programmierung, 2. Auflage, S. 172-180

Hinweis: das nachfolgende Beispiel erschien im Original nicht für die endgültige Version 3.0 des TINY-MPBASIC des U883, sondern die Vorversion für den UB881D-004 mit Tiny-MPBASIC 2.0.

Untschiede im MC-Code zw. UB881D-BM004 und U883:

1. Die Zeilennummernkodierung ist z.B. abweichend (kein Hi-Bit gesetzt)
2. statt THEN (;) wird ein Komma verwendet
3. kein ELSE
4. völlig andere interne Implementierung, andere Registernutzung
5. u.a.m.

Die finale Beschreibung des Tiny-MPBASIC U883 ist bei MPBASIC, in rfe 3/1985, im Wissensspeicher 4. Auflage sowie in der Doku zum JU+TE zu finden.

8.3. Programmbeispiel

Das folgende Demonstrationsbeispiel zur Anwendung von TINY-MPBASIC wurde aus /46/ übernommen. Das Bild 8.4. zeigt das zur Initialisierung und Programmstart notwendige Assemblerprogramm.

Die Bilder 8.5. und 8.6. zeigen ein BASIC-Demonstrationsprogramm in Quellform und in der verdichteten Form.

                    01 U883TEST MODULE
                    02 
                    03     ! MOEGLICHES ANWENDERPROGRAMM IM EXT. SPEICHER !
                    04 INTERNAL
                    05         EINTRITT PROCEDURE
                    06           ENTRY
P 0812              07           $ABS %812     ! EINTRITTSPUNKTE !
P 0812 8D 081B      08             JP BEGIN
P 0815 8D 0841      09             JP GET_CHAR
P 0818 8D 0851      10             JP PUT_CHAR
                    11         END EINTRITT
                    12 
                    13     ! INITIALISIERUNG UND AUFRUF DES INTERPRETERS !
                    14 
P 081B              15         BEGIN PROCEDURE
                    16           ENTRY
P 081B 8C  96       17             LD R8,#%(2)10010110  ! NORMAL EXT. TIMING !
P 081D E6  FF  80   18             LD SPL,#%80
P 0820 E6  F4  40   19             LD TO,#%40          ! TIMER FUER 300 BAUD !
P 0823 E6  F7  49   20             LD P3M,#%(2)01001001
P 0826 E6  F5  0D   21             LD PRE0,#%(2)00001101
P 0829 E6  F1  43   22             LD TMR,#%(2)01000011
P 082C B0  FB       23             CLR IMR
P 082E 9F           24             EI
P 082F E6  06  08   25             LD 6,#HI BASICPROGRAMM
P 0832 E6  07  69   26             LD 7,#LO BASICPROGRAMM
P 0835 B0  08       27             CLR 8           ! KEINE EXT. PROZEDUR !
P 0837 B0  09       28             CLR 9
P 0839 E6  F0  23   29             LD SIO ,#'#'    ! PROMPT-ZEICHEN  !
P 083C D6  07FD     30             CALL %7FD       ! BASIC INTERPRETER !
P 083F 8B  DA       31             JR BEGIN
P 0841              32         END BEGIN
                    33 
                    34     ! ZEICHEN HOLEN BZW. SENDEN
                    35       FERNSCHREIBER MIT FULL-DUPLEX !
                    36 
P 0841              37         GET_CHAR PROCEDURE
                    38           ENTRY
P 0841 56  FA  F7   39             AND IRQ,#%F7    ! ALTEN REQUEST RUECKS. !
P 0844 76  FA  08   40 GTC10:      TM IRQ,#%8      ! ZEICHEN DA ?          !
P 0847 6B  FB       41             JR Z,GTC10
P 0849 56  FA  F7   42             AND IRQ,#%F7    ! REQUEST RUECKSETZEN   !
P 084C 88  F0       43             LD R8,SIO
P 084E 56  E8  7F   44             AND R8,#%7F     ! PARITAET RUECKSETZEN  !
P 0851              45         END GET_CHAR
                    46 
P 0851              47         PUT_CHAR PROCEDURE
                    48           ENTRY
P 0851 76  FA  10   49             TM IRQ,#%10     ! LETZTES ZEICHEN RAUS? !
P 0854 6B  FB       50             JR Z, PUT_CHAR
P 0856 56  FA  EF   51             AND IRQ,#%,EF   ! REQUEST RUECKSETZEN   !
P 0859 89  F0       52             LD SIO,R8
P 085B A6  E8  0D   53             CP R8,#'%r'
P 085E 6B  01       54             JR Z,PTC10
P 0860 AF           55             RET
P 0861 8C  0A       56 PTC10:      LD R8,#'%l'
P 0863 D6  0851     57             CALL PUT_CHAR   ! AUTO LINEFEED         !
P 0866 8C  0D       58             LD R8,#'%r'
P 0868 AF           59             RET
P 0869              60         END PUT_CHAR
                    61 
                    62 $SECTION PROGRAM
                    63 
                    64     ! BEGINN DES BASICPROGRAMMS !
P 0869              65         BASICPROGRAMM ARRAY[O BYTE]
                    66 END U883TEST

Bild 8.4. Assemblerprogramm für TINY-MPBASIC

1	REM	BASIC DEMONSTRATION
10	PRINT "WAEHLEN SIE BITTE EIN PROGRAMMBEISPIEL !"
20	PRINT
30	PRINT "1 PRIMFAKTORZERLEGUNG"
40	PRINT "2 UMRECHNUNG HEX-DEZIMAL"
50	PRINT "3 UMRECHNUNG DEZIMAL-HEX"
60	PRINT "4 REGISTERINHALT MODIFIZIEREN"
70	PRINT "5 LANGSAM ALPHABET DRUCKEN"
80	PRINT "6 NEU BEGINNEN"
90	PRINT
100	INPUT "PROGRAMM NR ?: " A
110	GOTO 150*A
150	REM PRIMFAKTORZERLEGUNG
160	INPUT " ZAHL=? " A
170	LET B = 2
180	IF A < 2, GOTO 240
190	LET C = A/B*B
200	IF C <> A, LET B = B+1; GOTO 190
220	PRINT B
230	LET A = A/B; GOTO 180
240	PRINT "FERTIG"
250	GOTO 100
300	REM UMRECHNUNGEN
310	INPUT "HEXZAHL=? " A
320	PRINT "DEZIMAL = " A
330	GOTO 100
450	INPUT "DEZIMALZAHL=? " A
460	PRINTHEX "HEX = " A
470	GOTO 100
600	REM	REGISTERINH. MODIFIZ.
610	INPUT "REGISTER NR.: " A
620	PRINTHEX "INHALT = " GETR[A]
630	INPUT "NEUER INHALT: " B
640	PROC SETR[A,B]
650	GOTO 100
750	REM ALPHABET DRUCKEN
760	INPUT "WARTEZEIT ZWISCHEN ZWEI BUCHSTABEN [MSEC]:" A
770	LET B = 26; LET C = %41
780	LET Z = C; GOSUB 1000
790	LET Z = %20; GOSUB 1000; REM SPACE DAZWISCHEN
800	WAIT A
810	LET C = C+1; LET B = B-1
820	IF B <> 0, GOTO 780
830	LET Z = %D; GOSUB 1000; REM CR & LF ANHAENGEN
840	LET Z = %A; GOSUB 1000
850	GOTO 100
900	REM	PROGRAMM VERLASSEN
910	END
1000	IF GETR[%FA] $A %10 <> %10 GOTO 1000
1010	PROC SETR[%FA,0]; REM REQUEST RUECKSETZEN
1020	PROC SETR[%F0,Z]
1030	RETURN
2000	END

Bild 8.5. TINY-MPBASIC-Programm (Quellform)

0000h: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ
0010h: FF FF 8D 08 1B 8D 08 41 8D 08 51 8C 96 E6 FF 80 ; ÿÿ...A.QŒ–æÿ€
0020h: E6 F4 40 E6 F7 41 E6 F5 0D E6 F1 43 B0 FB 9F E6 ; æô@æ÷Aæõ.æñC°ûŸæ
0030h: 06 08 E6 07 69 B0 08 B0 09 E6 F0 23 D6 07 FD 8B ; ..æ.i°.°.æð#Ö.ý‹
0040h: DA 56 FA F7 76 FA 08 6B FB 56 FA F7 88 F0 56 E8 ; ÚVú÷vú.kûVú÷ˆðVè
0050h: 7F 76 FA 10 6B FB 56 FA EF 89 F0 A6 E8 0D 6B 01 ; vú.kûVúï‰ð¦è.k.
0060h: AF 8C 0A D6 08 51 8C 0D AF 00 00 4D 42 41 53 49 ; ¯Œ.Ö.QŒ.¯..MBASI
0070h: 43 44 45 4D 4F 4E 53 54 52 41 54 49 4F 4E 0D 00 ; CDEMONSTRATION..
0080h: 0A 50 22 57 41 45 48 4C 45 4E 20 53 49 45 20 42 ; .P"WAEHLEN SIE B
0090h: 49 54 54 45 20 45 49 4E 20 50 52 4F 47 52 41 4D ; ITTE EIN PROGRAM
00a0h: 4D 42 45 49 53 50 49 45 4C 20 21 22 0D 00 14 50 ; MBEISPIEL !"...P
00b0h: 0D 00 1E 50 22 31 20 50 52 49 4D 46 41 4B 54 4F ; ...P"1 PRIMFAKTO
00c0h: 52 5A 45 52 4C 45 47 55 4E 47 22 0D 00 28 50 22 ; RZERLEGUNG"..(P"
00d0h: 32 20 55 4D 52 45 43 48 4E 55 4E 47 20 48 45 58 ; 2 UMRECHNUNG HEX
00e0h: 2D 44 45 5A 49 4D 41 4C 22 0D 00 32 50 22 33 20 ; -DEZIMAL"..2P"3 
00f0h: 55 4D 52 45 43 48 4E 55 4E 47 20 44 45 5A 49 4D ; UMRECHNUNG DEZIM
0100h: 41 4C 2D 48 45 58 22 0D 00 3C 50 22 34 20 52 45 ; AL-HEX"..<P"4 RE
0110h: 47 49 53 54 45 52 49 4E 48 41 4C 54 20 4D 4F 44 ; GISTERINHALT MOD
0120h: 49 46 49 5A 49 45 52 45 4E 22 0D 00 46 50 22 35 ; IFIZIEREN"..FP"5
0130h: 20 4C 41 4E 47 53 41 4D 20 41 4C 50 48 41 42 45 ;  LANGSAM ALPHABE
0140h: 54 20 44 52 55 43 4B 45 4E 22 0D 00 50 50 22 36 ; T DRUCKEN"..PP"6
0150h: 20 4E 45 55 20 42 45 47 49 4E 4E 45 4E 22 0D 00 ;  NEU BEGINNEN"..
0160h: 5A 50 0D 00 64 49 22 50 52 4F 47 52 41 4D 4D 20 ; ZP..dI"PROGRAMM 
0170h: 4E 52 20 3F 3A 20 22 41 0D 00 6E 47 31 35 30 2A ; NR ?: "A..nG150*
0180h: 41 0D 00 96 4D 50 52 49 4D 46 41 4B 54 4F 52 5A ; A..–MPRIMFAKTORZ
0190h: 45 52 4C 45 47 55 4E 47 0D 00 A0 49 22 5A 41 48 ; ERLEGUNG.. I"ZAH
01a0h: 4C 3D 3F 20 22 41 0D 00 AA 4C 42 3D 32 0D 00 B4 ; L=? "A..ªLB=2..´
01b0h: 46 41 3C 32 3B 47 32 34 30 0D 00 BE 4C 43 3D 41 ; FA<2;G240..¾LC=A
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Bild 8.6. TINY-MPBASIC-Programm (verdichtete Form, Format U881 BM004)

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Bild 8.6. TINY-MPBASIC-Programm (verdichtete Form, Format U883 final)

• u88x-emr-beispiel.zip obiges Beispielprogramm im Original und auch in Umsetzung auf Arnold-Assembler + JTCEMU