Команды регистровых операций

6.3 Команды регистровых операций

В группу регистровых операций входят пересылочные, арифметические и логические операции. Команды регистровых операций описаны в табл. 2, 3 и 4 Машинные коды всех команд регистровых операций имеют формат «слово», команды №№ 1 – 31 выполняются за один такт, а команды №№ 32 и 33 – за два такта.

При описании операций в табл. 2 – 4 используются следующие обозначения:

▪ Rd, Rr – регистры общего назначения с номерами d и r соответственно;

▪ (Rd), (Rr) – байты в регистрах Rd и Rr соответственно;

▪ Rd.b – разряд b (b = 0 – 7) регистра Rd, бит в разряде Rd.b;

▪ $ - указатель шестнадцатеричного кода;

▪ ^, ˅,  - знаки логических операций И, ИЛИ, исключающее ИЛИ соответственно;

▪ ( ), ( ), ( ) – знаки операций НЕ, сдвиг кода вправо, сдвиг кода влево соответственно.

Арифметические операции – сложение и вычитание – могут выполняться с числами без знака в двоичном коде и с числами со знаком в дополнительном двоичном коде. В отличие от микроконтроллеров многих других семейств, в которых вычитание сводится к сложению с числом с изменённым знаком (X–Y = X + (-Y)), в микроконтроллерах семейства AVR вычитание выполняется с помощью аппаратного двоичного вычитателя.

При выполнении арифметических и логических операций кроме кода результата формируются значения признаков результата. При выполнении операций сравнения (команды №№ 18, 19 и 27) формируются только значения признаков результата.

Значения признаков результата представлены состоянием разрядов регистра состояния SREG (№$33F). Используются шесть признаков результата, которым присвоены имена C (SREG.0), Z(SREG.1) N (SREG.2), V (SREG.3, S (SREG.4) и H (SREG.5). В табл. 2.1 – 2.3 признаки, значения которых формируются при выполнении команд, отмечены знаком «+» или указано их название.

При выполнении разных операций значение признаков формируется по разным правилам.

Признак C принимает единичное значение:

▪ при появлении единицы переноса из старшего разряда при выполнении операции сложения (команды №№ 14, 15 и 32);

▪ при появлении единицы займа в старший разряд при выполнении операции сложения (команды №№ 4, 16, 17, 18, 19, 25, 26, 27 и 33);

▪ при выходе единицы за пределы разрядной сетки при выполнении операции сдвига (команды №№ 7, 8, 9, 10 и 11).

Единичное значение признака C при выполнении операций сложения и вычитания с числами без знака свидетельствует о получении неправильного результата операции вследствие переполнения разрядной сетки.

Признак Z принимает единичное значение при получении нулевого результата операции. При выполнении операции вычитания с учётом займа (команды №№ 17, 19 и 26) Z = 1, если нулевой результат получен при выполнении данной и предшествующей операций.

Признак N имеет значение, равное значению старшего разряда кода результата. При выполнении арифметических операций с числами со знаком и отсутствии переполнения разрядной сетки он представляет знак результата.

Признак V принимает единичное значение, если при выполнении арифметической операции с числами со знаком возникло переполнение разрядной сетки.

Признак S = NV представляет знак результата при выполнении арифметических операций с числами со знаком вне зависимости от переполнения разрядной сетки. При переполнении разрядной сетки (V = 1) знак результата противоположен значению в старшем разряде кода результата.

Признак H принимает единичное значение при наличии единицы переноса из разряда D3 в разряд D4 при выполнении операции вычитания и при передаче единицы из разряда D3 в разряд D4 при выполнении операции кода влево.

6.4 Команды с обращением по адресу SRAM

По командам с обращением по адресу в адресном пространстве SRAM выполняются операции пересылки (копирования) байта между регистром общего назначения и элементом, которому соответствует адрес в адресном пространстве SRAM. Таким элементом может быть регистр общего назначения (адреса от $00 до $1F), регистр ввода-вывода (адреса от $20 до $5F), ячейка памяти в SRAM (адреса от $60 до максимального адреса в SRAM), ячейка памяти в ERAM(адреса от максимального адреса в SRAM +1 до максимального адреса в ERAM).

Команды с обращением по адресу в адресном пространстве SRAM описаны в табл. 2.4 и 2.5.

Машинные коды команд №№ 34 и 35 имеют формат «2 слова», машинные коды остальных команд – формат «слово». Команды выполняются за 2 такта, а при обращении к ячейкам в ERAM–за 3 такта. В случае необходимости в цикл выполнения команды при обращении к ERAM может быть введён дополнительный такт ожидания.

В табл.2.4 и 2.5 используются следующие новые обозначения:

▪ ЯчА – регистр общего назначения, регистр ввода-вывода, ячейка памяти в SRAM, ячейка памяти в ERAM, к которым производится обращение с использованием адреса А из адресного пространства SRAM;

▪ (ЯчА) – байт в ЯчА;

▪X, Y, Z – пара регистров общего назначения X (R26, R27), Y (R28, R29), Z (R30, R31) соответственно;

▪ (X), (Y), (Z) – слово в паре регистров X, Y, Z соответственно;

▪ СТЕК – ЯчА, к которой производится обращение с использованием адреса, хранящегося в регистре – указателе стека SP;

▪ (СТЕК) – байт в СТЕК, е;

▪ (SP) – код числа в регистре SP.

В командах №№ 34 и 35 реализуется прямая адресация. Адрес байта (A = k) указывается в коде команды.

В командах №№ 36 – 57 реализуется косвенная адресация. Адрес байта находится в паре регистров X, Y или Z. При выполнении команд №№ 48 – 53 до выполнения пересылки адрес в паре регистров аппаратно уменьшается на единицу. При выполнении команд №№ 54 – 57 адрес, по которому производится обращение, равен адресу в паре регистров Y или Z, увеличенному на единицу q, которое указано в коде команды. Адрес в паре регистров остаётся без изменения.

В командах №№ 58 и 59 в качестве кода адреса используется код, находящейся в регистре-указателе стека. При запуске микроконтроллера в регистр-указатель стека заносится код числа 0. Для нормальной работы стека в регистр – указатель стека в начале программы необходимо занести код другого числа. Обычно в качестве такого числа используют старший адрес в SRAM. Например, для микроконтроллера типа 8515 таким адресом является число $025F.

Похожие работы

Разработка информационно-обучающей программы "Таймеры/счетчики и АЦП микроконтроллеров семейства AVR"

Скачать

55833

9

13

... под управлением операционных систем: FreeBSD, Linux, Microsoft Windows 2000 и выше. Принимая во внимание вышесказанное, целью данной работы является разработка информационно-обучающей программы. 2. Пограммная модель и принципы работы таймеров/счетчиков микроконтроллеров семейства AVR 2.1 Структура таймера/счетчика 16-разрядный таймер/счетчик может получать тактовый сигнал (CK), CK после ...

Реализация цифрового термометра на основе микроконтроллера ATmega 128 (с использовнием термодатчика DS18B20)

Скачать

31387

2

0

... Какие специализированные команды необходимо применять для опроса датчика? 2.3 Запуск и выполнение Скомпилированная программа представляет собой файл типа cof, который прошиваем на микроконтроллер ATmega 128 семейства AVR. Соединяем компоненты рабочей модели прибора, получаем сигнал с температурного датчика, считываем температуру окружающей среды. 3. Список используемой литературы ...

Программирование микроконтроллеров

Скачать

35360

2

5

... данных. Эту память называют еще памятью данных. Число циклов чтения и записи в ОЗУ неограниченно, но при отключение питания вся информация теряется.   Раздел 2. Среды программирования. Схемы подключения микроконтроллера Программная среда "AVR Studio" - это мощный современный программный продукт, позволяющий производить все этапы разработки программ для любых микроконтроллеров серии AVR. Пакет ...

Разработка программной и аппаратной поддержки к методическим указаниям Программирование микроконтроллеров

Скачать

130405

7

0

... AVR Studio запомнит расположение окон и использует эти установки при следующем запуске проекта. 3.2. Анализ методики реализации разработки программного обеспечения 3.2.1. Классификация вариантов заданий Цель заданий – практическое освоение методики программирования на ассемблере микроконтроллеров ATMEL семейства AVR, отладка программы на симуляторе AVR Studio и программирование кристалла с помощью ...