Lezione 8 di 43

Lezione 07

🎓 PIC16 — From Zero to Hero · Lezione 07

Il registro STATUS 🗺️

Otto bit, tre missioni: aritmetica, bank switching, diagnostica power.
Capire STATUS è capire come il PIC “ricorda” cosa è appena successo.

🎯 Cosa impari in questa lezione

La mappa completa degli 8 bit di STATUS e il loro ruolo
C, DC, Z — già noti, ora formalizziamo le regole esatte
RP0, RP1 — bank switching: come accedere a TRISA, TRISB e OPTION_REG
IRP — bank select per l’indirizzamento indiretto
TO, PD — i flag di diagnostica: cosa dicono al reset
Il valore di reset 0x18 e perché TO e PD sono già a 1 all’avvio
La trappola del bank switching: i bug più comuni

📋 Scheda lezione

Modulo	1 — Assembly Base
Lezione	07 di 42
Livello	⭐⭐ Principiante+
Tempo	~30 minuti
Registro	STATUS (0x03)
Reset value	`0x18` — TO=1, PD=1

🗺️ La mappa completa — STATUS bit per bit

STATUS è all’indirizzo 0x03, visibile da entrambi i banchi (registro mirrored). Ogni bit ha un nome, una posizione fissa e una funzione precisa. Impararli a memoria è essenziale: ogni programma PIC non banale li usa tutti.

Figura 1 — Gli 8 bit di STATUS raggruppati per funzione. Solo TO e PD partono a 1 al reset.

① C, DC, Z — i flag aritmetici (regole esatte)

Già incontrati nelle lezioni precedenti, qui definiamo le regole esatte come le implementa il simulatore — non la versione semplificata dei manuali.

Flag	Bit	Si setta a 1 quando…	Istruzioni che lo modificano
Z	2	Il risultato (8 bit) è 0x00	ADDWF, SUBWF, ANDWF, IORWF, XORWF, MOVF, COMF, INCF, DECF, CLRF, CLRW + versioni LW
C	0	Addizioni: risultato > 255. Sottrazioni: nessun borrow (C=1 = ok, C=0 = sforato). RLF/RRF: bit uscente.	ADDWF, ADDLW, SUBWF, SUBLW, RLF, RRF
DC	1	Addizioni: (W&0x0F)+(f&0x0F) > 0x0F. Sottrazioni: (f&0x0F) ≥ (W&0x0F).	ADDWF, ADDLW, SUBWF, SUBLW

⚠️ C in sottrazione è invertito: SUBWF f,W calcola f−W. Se f≥W il risultato è ≥0 e C=1 (nessun borrow). Se f<W il risultato è negativo e C=0 (c’è borrow). C=0 significa che hai sforato — è uno degli errori più frequenti nei programmi PIC.

💡 Istruzioni che NON modificano C né DC: MOVWF, MOVF, MOVLW, BCF, BSF, BTFSC, BTFSS, GOTO, CALL, RETURN, NOP, SWAPF. Questo è fondamentale: puoi fare operazioni logiche o spostamenti senza perdere il C dell’ultima operazione aritmetica.

② RP0 e RP1 — il bank switching

La RAM del PIC16F84A è divisa in due banchi da 128 byte. Il bit RP0 (STATUS bit 5) seleziona quale banco è attivo. RP1 esiste ma non è usato dal F84A (solo 2 banchi). Sul PIC16F877A con 4 banchi si usano entrambi.

Figura 2 — I due banchi del PIC16F84A. RP0=0 → Bank 0; RP0=1 → Bank 1 (TRISA, TRISB, OPTION_REG).

Il pattern standard di bank switching

; === PATTERN STANDARD: configura TRISB e TRISA ===

; — Entra in Bank 1 —
BSF STATUS, RP0 ; RP0 = 1 → Bank 1 attivo

CLRF TRISB ; tutti i pin PORTB = output
MOVLW 0xFF
MOVWF TRISA ; tutti i pin PORTA = input

; — Torna in Bank 0 —
BCF STATUS, RP0 ; RP0 = 0 → Bank 0 attivo

CLRF PORTB ; azzera latch PORTB

⛔ I bug più comuni del bank switching

Dimenticare BCF STATUS,RP0 dopo la configurazione — tutto il codice successivo opera in Bank 1, scrivendo su registri sbagliati silenziosamente.
Leggere PORTB mentre si è in Bank 1 — l’indirizzo 0x06 in Bank 1 è un mirror o un registro SFR diverso, non i dati delle porte.
Accedere a TRISB senza entrare in Bank 1 — in Bank 0 l’indirizzo 0x86 punta a un’area non implementata.

③ IRP — bank select per l’indirizzamento indiretto

IRP (bit 7) funziona come RP0 ma per l’indirizzamento indiretto tramite INDF/FSR. Quando usi FSR per puntare a un indirizzo, IRP seleziona i banchi 0-1 (IRP=0) o 2-3 (IRP=1). Sul PIC16F84A ha solo 2 banchi quindi IRP rimane sempre 0. Per ora: non toccare IRP — tornerà nella lezione sulle strutture dati.

📌 Regola pratica PIC16F84A: usa solo RP0 per il bank switching. IRP e RP1 restano sempre 0. Quando passerai al F877A (Modulo 5) rivedrai questo con 4 banchi.

④ TO e PD — diagnostica di reset e power

TO e PD sono flag impostati dall’hardware, non dal firmware. Dicono perché il microcontrollore si è resettato o è andato in sleep. Sono fondamentali per il firmware di produzione; a livello didattico, capire il loro stato al reset è il punto chiave.

Figura 3 — I quattro stati di TO:PD. Al power-on entrambi sono 1, quindi STATUS = 0x18.

Perché STATUS reset = 0x18?

Al power-on il PIC setta TO=1 e PD=1 per indicare “reset normale, non sono stato in sleep né resettato dal watchdog”. Tutti gli altri bit partono da 0. Quindi: 0b00011000 = 0x18. Ogni volta che vedi STATUS = 0x18 nel simulatore dopo Reset, è esattamente questo.

; Firmware di produzione: verifica causa del reset
BTFSS STATUS, TO ; salta se TO=1 (non è stato WDT)
GOTO WDT_RESET ; TO=0 → reset da watchdog
BTFSS STATUS, PD ; salta se PD=1 (non era in sleep)
GOTO WAKE_FROM_SLEEP ; PD=0 → wake-up da sleep
; TO=1, PD=1: avvio normale → continua

📊 Riepilogo — tutti gli 8 bit

Bit	Nome	Funzione	R/W	Reset	Chi lo modifica
7	IRP	Bank select per indirizzamento indiretto (FSR)	R/W	0	Firmware (BSF/BCF)
6	RP1	Bank select bit 1 — inutilizzato su F84A	R/W	0	Firmware (BSF/BCF)
5	RP0	Bank select: 0=Bank0, 1=Bank1	R/W	0	Firmware (BSF/BCF)
4	TO	Time-Out: 0=reset da WDT, 1=power-on o MCLR	R	1	Hardware (WDT, SLEEP, power)
3	PD	Power-Down: 0=SLEEP eseguito, 1=normale	R	1	Hardware (SLEEP, WDT, power)
2	Z	Zero: 1 se risultato operazione = 0x00	R/W	0	Istruzioni aritm./logiche
1	DC	Digit Carry: carry dal nibble basso (b3→b4)	R/W	0	ADDWF, ADDLW, SUBWF, SUBLW
0	C	Carry: overflow addizione o borrow sottrazione	R/W	0	ADD, SUB, RLF, RRF

💻 Programma — esplora STATUS nel simulatore

; ============================================
; Lezione 07 — Esplora STATUS
; Usa Step (non Run) e monitora il valore
; esadecimale di STATUS nel pannello registri
; ============================================
LIST p=16F84A
#include <p16f84a.inc>
REG EQU 0x0C
ORG 0x00

; [A] STATUS al reset: osserva 0x18 (TO=1, PD=1)
NOP

; [B] Effetto di Z — e perché MOVWF non lo tocca
MOVLW 0xFF
MOVWF REG
INCF REG, F ; 0xFF+1=0x00 → Z=1 [B1] STATUS=0x1C
MOVLW 0x01
MOVWF REG ; [B2] STATUS ancora 0x1C — MOVWF non tocca Z!
MOVF REG, W ; [B3] REG=0x01≠0 → Z=0, STATUS=0x18

; [C] C e DC insieme
MOVLW 0x0F
MOVWF REG
MOVLW 0x01
ADDWF REG, F ; 0x0F+0x01=0x10 → DC=1,C=0,Z=0 [C1] 0x1A
MOVLW 0xFF
MOVWF REG
MOVLW 0x01
ADDWF REG, F ; 0xFF+0x01=0x00 → C=1,DC=1,Z=1 [C2] 0x1F

; [D] Bank switching — osserva RP0
BSF STATUS, RP0 ; [D1] STATUS = 0x3F — Bank 1 attivo
CLRF TRISB ; TRISB = 0x00 (output)
BCF STATUS, RP0 ; [D2] STATUS = 0x18 — Bank 0 ripristinato
CLRF PORTB

FINE GOTO FINE
END

Valori attesi di STATUS ad ogni punto marcato

Punto	STATUS	Bit attivi	Note
[A] NOP	0x18	TO=1, PD=1	Valore di reset standard
[B1] dopo INCF 0xFF	0x1C	TO=1, PD=1, Z=1	0xFF+1=0x00 → Z setta
[B2] dopo MOVWF	0x1C	TO=1, PD=1, Z=1	MOVWF non tocca Z — rimane 1!
[B3] dopo MOVF REG,W	0x18	TO=1, PD=1	REG=0x01≠0 → Z torna 0
[C1] dopo ADDWF 0x0F+0x01	0x1A	TO=1, PD=1, DC=1	Carry nibble; nessun overflow byte
[C2] dopo ADDWF 0xFF+0x01	0x1F	TO=1, PD=1, Z=1, DC=1, C=1	Overflow totale — tutti e tre i flag
[D1] dopo BSF STATUS,RP0	0x3F	TO=1,PD=1,RP0=1 + C/DC/Z dal passo precedente	Bank 1 attivo
[D2] dopo BCF STATUS,RP0	0x1F	TO=1, PD=1, Z=1, DC=1, C=1	RP0 azzerato, flag aritmetici invariati

🏋️ Prova tu!

Carica il programma e avanza step-by-step monitorando STATUS in esadecimale. Confronta con la tabella sopra e verifica che i valori coincidano.
Aggiungi alla fine: MOVLW 0x05 / MOVWF REG / MOVLW 0x08 / SUBWF REG, F (calcola 0x05 − 0x08). Qual è il valore di STATUS dopo SUBWF? C=? Z=? Perché C ha quel valore?
Sfida: porta STATUS esattamente a 0x1D (TO=1, PD=1, Z=1, C=1, DC=0). Quale coppia di valori sommati produce Z=1 e C=1 ma non DC=1?

💡 Esercizio 3: Z=1 e C=1 senza DC=1 richiede overflow sull’intero byte ma non sul nibble basso. Prova 0xF0 + 0x10.

❓ Quiz rapido

1. STATUS = 0x18 al reset. Esegui BSF STATUS, RP0. Quanto vale STATUS?

Mostra risposta

STATUS = 0x38. RP0 è il bit 5 (valore 0x20). 0x18 | 0x20 = 0x38. In binario: 0011 1000 — TO, PD e RP0 tutti a 1.

2. Perché dopo MOVWF REG il flag Z non cambia, ma dopo MOVF REG,W sì?

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MOVWF è un trasferimento puro W→registro: non “guarda” il valore, non tocca nessun flag. MOVF invece legge il registro e aggiorna Z in base al valore letto: se è 0 → Z=1, altrimenti Z=0. È lo stesso principio di MOVLW vs CLRW dalla lezione 03.

3. Hai configurato TRISB in Bank 1 ma hai dimenticato BCF STATUS,RP0. Poi scrivi MOVWF PORTB. Cosa succede realmente?

Mostra risposta

Con RP0=1 sei ancora in Bank 1. L’indirizzo 0x06 in Bank 1 non è PORTB ma un mirror di PORTB sul F84A (fortunatamente) — ma su altri PIC potrebbe essere un registro SFR completamente diverso. In ogni caso il comportamento diventa dipendente dal dispositivo e non intenzionale. Il LED non si comporta come previsto e il bug è difficile da trovare perché non genera errori di compilazione.

4. Subito dopo il power-on, TO=? PD=? e cosa significano?

Mostra risposta

TO=1 e PD=1 — valore di reset 0x18. TO=1: il watchdog non ha causato questo reset. PD=1: il microcontrollore non era in sleep. La combinazione TO=1, PD=1 indica reset normale da power-on o da pin MCLR premuto dall’esterno. È il caso “tutto bene, avvio normale”.

Prossima lezione →

Lezione 08 — Salti e salti condizionali
GOTO, BTFSC, BTFSS, DECFSZ, INCFSZ — costruire loop e if/else in assembly.
La struttura fondamentale init → loop infinito di ogni firmware PIC.