アセンブラなんて簡単じゃないか

　前回は、目の前のパソコンを通じてコンピュータの内部で何が行われているかを理解し、マイコンのアセンブラを理解するのに必要な基礎知識を固めた。今回はいよいよ、アセンブラでのマイコン・プログラミングに踏み込む。自作LEDフラッシャボードの完成までの道のりは、今回で八割までたどれると考えてよい。

AVR Studioを使って、プログラムを動かしてみよう

　「AVR Studio」を最初に起動すると、プロジェクトの作成・選択画面が現れる（図1）ので、「New Project」を選択して次に進む。

図1　AVR Studioの起動画面（画面をクリックすると拡大します）

　次に、プロジェクトのタイプを選択する。「アセンブラかC言語か」ということなのだが、今回はアセンブラなので「Atmel AVR Assembler」を選択し、さらに「Project name」にプロジェクト名を入力する。今回まずは、

• 入出力ピン「PORT B」の7番〜0番（PB7〜PB0）を出力に設定する
• PB7〜PB0を「Low」にする

だけのプログラムを実行するため、プロジェクト名は「ledflash-low」とした（図2）。

図2　プロジェクトの設定（言語の選択、プロジェクト名の決定）

　さらに進み、「Debug platform」で「AVR Simulator」を、「Device」で「ATmega16」を選択する（図3）。実際にATmega16を動作させるのではなく、「動作のシミュレーションを行ってみる」ということだ。

図3　プロジェクトの設定（デバッグ・プラットフォームとデバイスの設定）

　シミュレータは万能ではないし、人が作る以上は不具合もあり得る。不具合がなくても、「シミュレーションは完ぺきなのに、実際に実行してみると問題が発生する」という問題が、実際にはしばしば発生する。計算機シミュレーションの結果は、どこまでも計算結果でしかないので、生々しいモノの世界では想定外の出来事が起こる。「シミュレータは当てにならないから嫌い」と公言する開発者は少なくない（注1）。

　しかし、シミュレータがあれば、実際にモノがなくても、プログラムだけは動かしてみることができる。特に「初めて」の障壁を下げるのには有効なので、今回は利用する。シミュレータの中では、どういう失敗をしてもモノは何も壊れない。そう思えば、アセンブラが初めてでも、まったく怖くない気分にならないであろうか？

　ここまでの設定が終わると、図4の画面が現れる。

図4　AVR Studioの作業画面（画面をクリックすると拡大します）

　中心の真っ白なウィンドウが、プログラムを書き込むための場所だ。ここに、リスト1のソースコードを書き込み、「File」→「Save」で保存する。内容は分からないままで構わない。

　次に「Build」→「Build」でアセンブルを行い、このソースコードを機械語にする。エラーがなければ、次に動作のシミュレーションを行うことができる。「Debug」→「Start Debugging」で、シミュレーションが開始される。このとき、ソースコードの「RESET:」の次の行の左側に、黄色い矢印が表示されているはずだ（図5）。

図5　シミュレーションの実行（画面をクリックすると拡大します）

　「これからその行を実行する」ということであるが、まだ実行されていない。この状態で、「View」→「Toolbars」で「Processor」にチェックを入れて画面左側に表示させ、リストから「Registers」をクリックし、その中の「R16」が視野に入るようにする。右側の「I/O View」で「PORTB」を選択すると、その下に「PORTB」「DDRB」「PINB」が表示される（図6）。

　「F11」キー（Step Into）を押し続けると、黄色い矢印が1行ずつ下に進んでゆき、プログラムがステップ実行される様子が分かる。同時に、左側の「R16」や、右側の「DDRB」の表示に何か変化が起こる。黄色い矢印は最後の行の下には進まない。最後の行で「F11」を押すと、矢印は実行を開始した行に戻る。もう一度、最初から実行したかったら、「Debug」→「Reset」でリセットしたことにして、また「F11」を押してステップ実行する。

図6　シミュレーションの終了（画面をクリックすると拡大します）

　あなたがアセンブラでプログラムを書くのが初めてで、内容がまったく分からないままのコピー＆ペーストであるとしても、とにもかくにも、あなたの書いたプログラムは動いている。まずは祝おうではないか。