Z80 アセンブラ入門

Z80 初学者用「アセンブラ言語」入門書
第 1 章 マイコンでのデータの扱い
1.1 2 進数と 16 進数
1.2 2 進数の計算
1.3 論理演算
演習問題
第 2 章 マイコンの基礎
2.1 マイコンとは
2.2 Z80 マイコン
2.3 プログラム開発
演習問題
第 3 章 アセンブラ言語
3.1 命令の種類と形式
3.2 疑似命令の働き
3.3 アドレッシング
3.4 機械語命令の働き
3.5 アセンブル例
演習問題
第 4 章 基本プログラムの作成
4.1 プログラムの書式と記述例
4.2 フローチャート
4.3 基本操作
演習問題
第 5 章 応用プログラムの作成
5.1 副プログラム
5.2 制御プログラム
5.3 応用プログラム
演習問題
第 6 章 プログラム開発実習
6.1 ハンドアセンブル実習
6.2 アセンブラソフトによる開発
6.3 プログラミング実習

チャレンジ問題
演習問題の解答
付録 1 Z80 アセンブラ早見表
付録 2 Z80 命令セット
付録 3 マイコンなどの入手先
参考文献
索引

『Z80 アセンブラ入門』は、初めて Z80 CPU について学びたい人を対象にした、アセンブラ言語の入門書です。著者は堀 桂太郎と浅川 毅の 2 名、版元は東京電機大学出版局で、2004 年 12 月に刊行されました。2 進数の扱いとマイコンの基本構成から説明を始め、命令の働きを押さえたうえで、基本と応用のプログラムを組み立て、最後は開発の実習へ進みます。CPU が命令を一つずつどう処理しているのかを、手を動かして確かめたい人に向いた一冊です。

全 6 章の構成、2 進数の扱いからプログラム開発実習まで

第 1 章「マイコンでのデータの扱い」で 2 進数と 16 進数、2 進数の計算、論理演算を学び、第 2 章「マイコンの基礎」でマイコンの仕組みと Z80 マイコン、プログラム開発の流れを押さえます。中心となる第 3 章「アセンブラ言語」は、命令の種類と形式、疑似命令の働き、アドレッシング、機械語命令の働き、アセンブル例を扱います。第 4 章「基本プログラムの作成」ではプログラムの書式とフローチャート、基本操作を、第 5 章「応用プログラムの作成」では副プログラムと制御プログラム、応用プログラムを取り上げます。第 6 章「プログラム開発実習」は、ハンドアセンブル実習、アセンブラソフトによる開発、プログラミング実習の 3 本立てです。第 1 章から第 5 章の章末には演習問題があり、その後にチャレンジ問題と演習問題の解答、付録として「Z80 アセンブラ早見表」「Z80 命令セット」「マイコンなどの入手先」が続きます。

前書きによると、ハードウェアには深入りせずプログラミングに必要な内容に的を絞り、Z80 CPU のすべての命令 (67 種類) を解説しています。基本レベルから実用レベルまでをカバーしたチャレンジ問題も 40 題用意され、著者らがマイコン制御教育の一環として取り組んできたロボット競技大会で得たノウハウを活かして、よく使われるプログラミングテクニックも解説しています。版元のページにはプログラムファイルのダウンロードの案内もあります。

アセンブラで CPU の動きを追う意味と Z80 を教材にする利点

高水準言語で書いたプログラムは、コンパイラーが機械語に変換するため、CPU がレジスターとメモリの間で何をしているのかは見えません。アセンブラ言語では命令と機械語がほぼ一対一に対応するので、値をどのレジスターに読み込み、どの番地へ書き戻し、演算の結果がフラグにどう表れるのかを、一命令ずつ追えます。ニーモニックを命令表と照らし合わせて手で機械語のバイト列に直すハンドアセンブルは、命令の形式とアドレッシングの理解を確かめるうえで効果の高い練習です。前書きでは、Z80 はザイログ社が 1976 年に開発したマイコンで、高性能な CPU も基本原理は同じなので、シンプルな Z80 を学べば CPU の基本原理をつかみやすいと説明されています。8 ビットで構成が簡素な Z80 は、レジスターと命令の全体を見渡しながら学べる規模であり、ここで身につけた感覚は、逆アセンブルの結果を読む、割り込みやメモリの配置を意識して組込み機器のコードを書くといった 低レイヤー の作業の土台になります。

マイコン初学者向けの前提知識と 2004 年刊の開発環境

マイコンを初めて学ぶ人にも理解できるよう、2 進数の扱いとマイコンの基本構成から説明する方針がとられているため、アセンブラやマイコンの予備知識は求められません。一方で、ハードウェアには深入りしない方針なので、回路の設計や周辺装置のつなぎ方は本書の範囲外です。また 2004 年の刊行であり、付録のアセンブラソフトやマイコンなどの入手先は刊行時の情報です。パソコンで使われる x86-64 や Arm のアセンブリ言語は命令の体系が異なるため、それらをすぐに書きたい人には本書は遠回りになります。

マイコン制御を学ぶ電気電子系や情報系の学生、ロボット競技などで Z80 系のマイコンを動かすプログラムを書く人、そして CPU の仕組みを命令の単位で一度きちんと理解しておきたいエンジニアに向けて、本書は例題と演習問題、チャレンジ問題で手を動かしながら Z80 の全命令に触れる形で組まれています。