Сборка лекции, страница 3

У МК разных типов семейства AVR система команд содержит от 89 до 130 команд.

Базовая система содержит 118 команд со своими мнемокодами (символьный псевдоним 16-разрядной команды), которые используются при написании программ на языке AVR ассемблера.

Базовая система команд содержит:

- 33 команды регистровых операций, при выполнении которых используются только регистры ОН;

- 26 команд с обращением по адресу в ОЗУ;

- 2 команды с обращением к регистрам ввода вывода;

- 1 команда с обращением к ПЗУ команд;

- 22 команды операций с битами в разрядах регистров общего назначения и регистров ввода-вывода;

- 34 команды управления ходом программы.

R_d, R_r – регистры общего назначения (регистр-приёмник, регистр-источник);

(R_d), (R_r) – содержимое регистров R_d и R_r соответственно;

R_d.b – разряд (b = 0-7) регистра;

$, 0x - указатель шестнадцатеричного кода;

k – адрес из адресного пространства ОЗУ;

K – байт данных (8 бит)

X,Y,Z – пары регистров общего назначения X (R26,R27), Y (R28,R29), Z (R30, R31)

Команды регистровых операций.

В эту группу входят команды передачи данных, а также команды арифметических и логических операций. Большинство команд группы имеют 16-разрядный формат («слово») и выполняются за один такт.

Команда MOV - пересылает содержимое регистра-источника в регистр-приемник, при этом содержимое регистра-источника и регистра состояния не меняются.

Используется прямой способ адресации. Под способами адресации понимают способы, используемые для указания источников и приемников операндов. В формате команды указаны 5-разрядные адреса регистра-источника и регистра-приемника.

MOV R_d,R_r - копирование содержимого регистра источника R_r в регистр приемник R_d.

16-разрядный код (6 старших разрядов ответственны за код операции, а 10 – определяют конкретные регистры, которые участвуют в выполнении данной операции):

Регистр состояния:

Арифметические операции – сложение ADD и вычитание SUB – могут выполняться с числами без знака и со знаком в дополнительном двоичном коде. Кроме того, предусмотрены команды сложения ADC и вычитания SBS с учетом переноса.

ADD R_d,R_r - сложение без учёта переноса содержимого регистра R_r и регистра R_d. Результат – в регистр R_d.

16-разрядный код (6 старших разрядов ответственны за код операции, а 10 – определяют конкретные регистры, которые участвуют в выполнении данной операции):

Регистр состояния:

В систему команд некоторых МК включены команды умножения целых чисел без знака MUL и со знаком MULS.

К этой группе команд относятся логические операции И AND, ИЛИ OR, исключающее ИЛИ FOR, сдвиговые операции влево (LSL, ROL) и вправо (LSR, ROR), команды сравнения в результате выполнения которых формируются только признаки регистра состояния CP.

Команды увеличения и уменьшения содержимого регистров на 1 (INC, DEC).

Команды установки в 0 или 1 состояние всех разрядов регистра (CLR, SER).

Команды, в которых одним из операндов является константа K (LDI, SUBI, SBCI, ANDI, ORI, SBR, CBR), могут использовать только регистры из второй половины регистрового файла (R16-R31).

К этой же группе относятся команды сложения и вычитания содержимого пары регистров и константы, с размещением результата в этой паре (ADIW и SBIW) . В качестве регистровых пар используются 8 старших регистров ОН.

При выполнении арифметических операций контроллер работает с числами, а при выполнении логических – с битами чисел.

При выполнении операций с многобайтовыми операндами целесообразно использовать ADC.

- бит (признак) регистра состояния не меняется при выполнении операции

+ бит (признак) регистра состояния меняется при выполнении операции

0 - регистр состояния устанавливается в 0

1 - регистр состояния устанавливается в 1

Регистр r30 – один из пары регистров Z.

d – адрес регистра, в которую записывают константу.

d – два регистра, в которых находятся исходные данные

К – число, с которым складываю исходные данные

Команды операций с ОЗУ.

В эту группу входят команды обмена между РОН и регистрами, входящими в единое адресное пространство ОЗУ. Команды с аббревиатурой LDS и STS (LDS – Load Direct from SRAM, STS – Store Direct to SRAM).

Осуществляют копирование содержимого ЯП ОЗУ в РОН и обратно. Команды имеют формат 2 слова, выполняются за 3 цикла, адрес ЯП задается во втором слове формата команды. Т.о. в этих командах используется прямой способ адресации.

В остальных командах этой группы используется косвенный способ адресации, который отличается тем, что адрес ЯП хранится в парах регистров X,Y,Z.

Для того чтобы записать число в оперативную память необходимо выполнить 2 операции:

1. Записать данные в РОН.

2. Скопировать данные из РОН в оперативную память с помощью команды STS.

LDS- Load Direct from SRAM

Вопрос: Скопировать содержание старшей ячейки оперативной памяти с помощью данной команды в регистр R2. Какой адрес необходимо указать во втором слове этой команды, если объем ОП 512 байт?

Ответ: $025F (см. таблицу лекции 3 «Адресное пространство ОЗУ (512 байт)») .

Команды, использующие косвенный способ адресации:

Команда LD осуществляет загрузку содержимого ЯП ОЗУ в РОН. Формат команды – слово. Адрес регистра указан в формате команды, адрес ЯП в парахXYZ. Предусмотрены команды, которые увеличивают содержимое пары регистров после пересылки данных и команды, в которых до обмена данными содержимое пары регистров уменьшается на 1.

Команда ST осуществляют обмен между РОН и ЯП ОЗУ.

Команды LDD и STD осуществляют обмен с ЯП, адрес которой определяется как сумма содержимого пары регистров и числа, указанного в формате команды

LD - Load Indirect from SRAM to Register using Index X

Формат команды уменьшается в 2 раза по сравнению с прямым способом адресации.

ST- Store Indirect from Register to SRAM using Index X

Команды, позволяющие использовать стековую область памяти:

В командах (POP, PUSH) обмена РОН с ЯП из стека используется регистр указатель стека. Регистр УС при запуске обнуляется и для нормальной работы МК в него необходимо занести начальный адрес.

Возможное использование: При организации условных переходов, при выполнении прерываний в основную программу необходимо скопировать текущее состояние…

В качестве вершины стека используется старший адрес.

PUSH - Push Register on Stack

POP - Pop Register from Stack

Команды обращения к регистрам ввода/вывода.

Команды осуществляют обмен между РОН и HDD (IN, OUT). Адрес (номер) РВВ – (0-63 или $0 - $3F).

OUT - Store Register to I/O port

Адреса (номера) регистра УС SPL – 3D, SPH – 3E (для МК 512 байт)

;Инициализация указателя стека (обязательно выполняется в начале программы)

ldi r25, $5F ; Записать в регистр (16-31) младший байт адреса

; вершины стека

out $3d, r25 ; Переслать его в регистр УС

ldi r25, $02 ; Записать старший байт адреса

out $3e, r25 ; Переслать его в регистр УС

При записи мнемокода команды вместо конкретного регистра может использоваться его символическое имя. Имена регистров определены в дополнительных файлах для каждого МК, в котором помимо этого определены регистры указатели XL, XH… ZL, ZH и старший адрес ОЗУ.

.include “8535def.inc” ;Подключить файл описаний имен РВВ

ldi r25, LOW(RAMEND)

out spl, r25

ldi r25, HIGH(RAMEND)

out sph, r25

Указатель стека занимает в адресном пространстве регистров ввода/вывода 2 регистра. Их адреса: $3d, $3e.

IN - Load an I/O Port to Register

Команды обмена с ПЗУ программ.

Команды осуществляют обмен между половиной ЯП ПЗУП и регистром R0. адрес ЯП определенным образом формируется в Z-паре. Мнемокод команды LPM (Load Program Memory). Время выполнения 3 цикла.

ПЗУ данных.

В системе команд нет команд обмена с ПЗУ данных. Для выполнения такого обмена необходимо выполнить последовательность операций с использованием регистров из адресного пространства РВВ. Время выполнения операции обмена составляет от 2.5 до 4 мкс.

Команды операций с битами.

Команды BLD, BST выполняют пересылку (копирование) байта между разрядом регистра ОН и разрядом Т регистра состояния.

Команды CBI, SBI устанавливают в требуемое состояние (0 или1) указанный разряд РВВ, а команды BCLR и BSET производят те же действия над разрядами регистра состояния.

В систему команд включены команды, по которым устанавливаются разряды регистра состояния.

BLD - Bit Load from the T Flag in SREG to a bit in Register