Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Правильное подключение всех неиспользуемых выводов приведено в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Подключение неиспользуемых выводов

Вывод	Потенциал	Комментарии
AVCC	DVCC
AVSS	DVSS
VREF+	Свободный
VeREF+	DVSS
VREF-/VeREF-	DVSS
XIN	DVSS
XOUT	Свободный
XT2IN	DVSS	Устройства 13х, 14х, 15х и 16x
XT2OUT	Свободный	Устройства 13х, 14х, 15х и 16x
C Px.0 по Px.7	Свободный	Переключены к функции порта, направленного на вывод
RST/NMI	DVSS или VCC	«Подтягивающий» резистор 100 кОм
Test/VPP	DVSS	Устройства P11x
Test	DVSS	Устройства 11х и 12x
TDO	Свободный
TDI	Свободный
TMS	Свободный
TCK	Свободный

Раздел 3 16-разрядное RISC CPU

В этом разделе описывается ЦПУ MSP430, режимы адресации и набор команд.

3.1 Введение в ЦПУ

ЦПУ включает возможности, специально созданные для современных технологий программирования, таких как вычисляемое ветвление, обработка таблиц и использование языков высокого уровня, подобных языку C. ЦПУ может выполнять адресацию в полном адресном диапазоне без использования страниц памяти.

ЦПУ обладает следующими возможностями:

• RISC-архитектура с 27 командами и 7 режимами адресации;

• Ортогональная архитектура, при которой каждая команда пригодна для каждого режима адресации;

• Полный доступ ко всем регистрам, включая программный счетчик, регистры статуса и указатель стека;

• Однотактные регистровые операции;

• Большой 16-разрядный регистровый файл, уменьшающий количество обращений к памяти;

• 16-разрядная адресная шина, обеспечивающая прямой доступ и ветвление во всем диапазоне памяти;

• 16-разрядная шина данных, позволяющая напрямую манипулировать параметрами шириной в слово;

• Генератор констант немедленно предоставляет шесть используемых наиболее часто значений, уменьшая размер кода;

• Прямой обмен между ячейками памяти без промежуточной записи в регистр;

• Команды и адресация в форматах «слово» и «байт».

Блок-схема ЦПУ показана на рис.3.1.

3.2 Регистры ЦПУ

ЦПУ включает шестнадцать 16-разрядных регистров. Регистры R0, R1, R2 и R3 имеют специальное назначение. Регистры с R4 по R15 являются рабочими регистрами общего назначения.

3.2.1 Программный счетчик (PC)

16-разрядный программный счетчик (PC/R0) указывает на следующую команду, которая будет выполняться. Каждая команда состоит из четного числа байтов (два, четыре или шесть), поэтому PC инкрементируется соответственно. Команды доступа в адресном пространстве 64 кБайт выполняются к границам слов, поэтому PC выравнивается к четным адресам. На рис.3.2 показана организация программного счетчика.

Рис.3-2 Программный счетчик

Программный счетчик PC может быть адресован всеми командами и во всех адресных режимах. Некоторые примеры:

MOV #LABEL, PC ; Переход к адресу с меткой LABEL

MOV LABEL, PC ; Переход к адресу, содержащемуся в переменной LABEL

MOV @R14, PC ; Косвенный переход по косвенному содержимому R14

3.2.2 Указатель стека (SP)

Указатель стека (SP/R1) используется ЦПУ для хранения адресов возврата из подпрограмм и прерываний. Стек основан на предекрементной постинкрементной схеме. Кроме того, указатель стека SP может использоваться со всеми командами и во всех адресных режимах. На рис.3.3 показана организация SP. Указатель стека SP инициализируется в ОЗУ пользователем и выравнивается к четным адресам.

Рис.3-3 Указатель стека

MOV 2(SP),R6 ; Элемент стека I2 в R6

MOV R7,0(SP) ; Перезапись в вершину стека (TOS) содержимого R7

PUSH #0123h ; Помещение числа 0123h на вершину стека (TOS)

POP R8 ; R8 = 0123h

Рис.3-4 Использование стека

Особенности использования «SP» в качестве аргумента команд PUSH и POP описаны и показаны на рис.3.5.

Рис.3-5 Последовательность PUSH SP – POP SP

Указатель стека изменяется после выполнения команды PUSH SP.

Указатель стека не изменяется после команды POP SP. Команда POP SP помещает SP1 в указатель стека SP (SP2=SP1).

3.2.3 Регистр статуса (SR)

Регистр статуса (SR/R2), используемый как регистр источника или получателя, может адресоваться в регистровом режиме только с помощью команд-слов. Прочие комбинации режимов адресации используются для поддержки генератора констант. На рис.3.6 показаны биты регистра статуса SR.

Рис.3-6 Биты регистра статуса

В таблице 3.1 приведено описание битов регистра статуса.

Таблица 3.1. Описание битов регистра статуса

Бит	Описание
V	Бит переполнения. Этот бит устанавливается, если результат арифметической операции имеет переполнение в области знаковых переменных. ADD(.B),ADDC(.B) Устанавливается, когда: Положительный + Положительный = Отрицательный Отрицательный + Отрицательный = Положительный в противном случае сбрасывается SUB(.B),SUBC(.B),CMP(.B) Устанавливается, когда: Положительный – Отрицательный = Отрицательный Отрицательный – Положительный = Позитивный в противном случае сбрасывается
SCG1	Системный тактовый генератор 1. Когда этот бит установлен, SMCLK выключен.
SCG0	Системный тактовый генератор 0. Когда этот бит установлен, генератор DCO выключен, если DCOCLK не используется для MCLK или SMCLK.
OSCOFF	Выключение осциллятора. Когда этот бит установлен, осциллятор LFXT1, использующий кристалл, выключен, если LFXT1CLK не используется для MCLK или SMCLK.
CPUOFF	Выключение ЦПУ. Когда этот бит установлен, ЦПУ выключено.
GIE	Общий бит разрешения прерываний. Когда этот бит установлен, маскируемые прерывания разрешены. Когда сброшен, все маскируемые прерывания запрещены.
N	Бит отрицательного результата. Этот бит устанавливается, когда результат операции с байтом или словом отрицательный и сбрасывается, когда результат не отрицательный. Операции со словами: N устанавливается по значению бита 15 результата Операции с байтами: N устанавливается по значению бита 7 результата
Z	Бит нуля. Этот бит устанавливается, когда результат операции с байтом или словом равен «0» и очищается, если результат не равен «0».
C	Бит переноса. Этот бит устанавливается, когда результат операции с байтом или словом имеет перенос и очищается, когда переноса нет.

3.2.4 Регистры генератора констант CG1 и CG2

Шесть обычно используемых констант генерируются с помощью регистров R2 и R3 генератора констант, что исключает необходимость использования дополнительного 16-разрядного слова в программном коде. Константы выбираются путем изменения режима адресации (As) регистра-источника, в соответствии с таблицей 3.2.

Таблица 3.2. Значения генераторов констант CG1, CG2

Регистр	As	Константа	Комментарий
R2	00	- - - - -	Регистровый режим
R2	01	(0)	Режим абсолютной (безусловной) адресации
R2	10	00004h	+4, побитовая обработка
R2	11	00008h	+8, побитовая обработка
R3	00	00000h	0, обработка по словам
R3	01	00001h	+1
R3	10	00002h	+2, побитовая обработка
R3	11	0FFFFh	-1, обработка по словам

Генератор констант обладает следующими преимуществами:

• Не требуются особые команды

• Код не содержит дополнительного слова для шести констант

• Не требуется код (команда) доступа к памяти для получения константы

Ассемблер автоматически использует генератор констант, если одна из шести констант используется как непосредственный исходный операнд. При использовании регистров R2 и R3 в режиме генерации констант, адресация к ним не может быть явной – они действуют только как регистры-источники.

Генератор команд – расширенная система команд

Набор RISС-команд семейства MSP430 состоит только из 27 команд. Однако, генератор констант позволяет поддерживать MSP430-ассемблеру 24 дополнительные эмулированные команды. К примеру, команда с одним операндом:

CLR dst
эмулируется командой с двумя операндами такой же длины:

MOV R3,dst
где #0 замещается ассемблером, а R3 используется в режиме As=00

Команда INC dst замещается командой ADD 0(R3),dst

3.2.5 Регистры общего назначения R4-R15

Двенадцать регистров с R4 по R15 являются регистрами общего назначения. Все эти регистры могут быть использованы в качестве регистров данных, указателей адресов или индексных значений и доступны с помощью команд работы с байтами или словами, как показано на рис.3.7.

Пример операции регистр-байт R5=0A28Fh R6=0203h Mem(0203h)=012h ADD.B R5,0(R6) 08Fh +012h 0A1h Mem(0203h)=0A1h C=0, Z=0, N=1 (младший байт регистра) + (адресуемый байт) ------------------------- ->(адресуемый байт)

Пример операции байт-регистр R5=01202Fh R6=0223h Mem(0223h)=05Fh ADD.B @R6,R5 05Fh +002h 00061h R5=00061h C=0, Z=0, N=0 (адресуемый байт) + (младший байт регистра) ------------------------- ->(младший байт регистра, ноль в старшем байте)

Рис.3-7 Операции регистр-байт / байт-регистр

3.3 Режимы адресации

Семь режимов адресации для операнда источника и четыре режима адресации для операнда назначения могут адресовать полное адресное пространство без исключений. В таблице 3.3 приводится конфигурация битов для режимов As (источник) и Ad (назначение).

Характеристики

Список файлов учебной работы