Бродин В. Б., Шагурин И. И. Микроконтроллеры (1999) (1095894), страница 48
Текст из файла (страница 48)
микРОкОнтРОллеРы семеЙстВА мса-ЕВ1 247 производится к внутренней памяти (ЕА№ = 1) или к внешней памяти (ЕА№ = 0). Эти микроконтроллеры могут быть запограммированы так, что верхние 8 Кбайт внутренней памяти отображаются на верхней ячейки области 00: с адресами 00: Е 0000..00:РЕРЕН и могут читаться как данные. Это бывает нужно для обращения к константам программы и таблицам, хранящимся в ПЗУ.
Условия отображения: + бит ЕМАР регистра С))л(НО1 равен 0; Ф ЕА№ = 1; + тип цикла обращения — чтение данных ( не выборка команды). 3.2.3. Регистровый файл Регистровыи файл микроконтроллера состоит из ВО ячеек с адресами 0..31 и 56..63 (рис. 3.6). Региетры раамерел1 а байт Рис. 3.6.
Регистровый файл МСЗ-251 Ячейки 0..7 расположены во внутренней памяти данных. Остальные регистры находятся в блоке центрального процессора, позтому обращение к ним наиболее быстрое. Ячейки регистрового файла 32..55 зарезервированы. Фактически регистры 0..7 — это четыре переключаемых банка по восемь регистров общего назначения в каждом.
Они реализованы во внутренней памяти данных и занимают адреса 00:ООООН..ОО:001 ЕН пространства памяти. Поскольку эти ячейки входят в регистровый файл, они не считаются МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ' АРКИТЕЮУР ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙС 248 частью внутреннего ОЗУ данных.
Текущий банк регистров, т.е. тот„кото- рый будет служить ячейками 0..7 регистрового файла, выбирается битами К50, К51 регистра РБЮ: Банк Биты Р$% й61 йЗО 0 0 Диапазон адресов ООН..07Н Банк 0 Банк 1 08Н..ОРН 0 1 Банк 2 10Н..17Н 1 0 Банк 3 18Н..1РН 1 1 Регистры других банков недоступны через регистровый файл, но к ним мож- но обратиться как к ячейкам памяти.
В зависимости от своего положения в регистровом файле регистр может адресоваться как байт, слово или двойное слово. Регистр именуется по сво- ему младшему байту, например: К4 — регистр длиною в байт, состоящий из ячейки 4; тттК4 — регистр длиной в слово, состоящий из регистров 4 и 5; ОК4 — регистр длиной в двойное слово, состоящий из регистров 4..7. Регистровый файл содержит четыре выделенных регистра (рис. 3.7): К10 — регистр В; К11 — аккумулятор АСС; 1)К56 — расширенный указатель 1)РХ; 1РК60 — расширенный указатель стека ЯРХ. Регистры К10, К11, часть байтов регистров К56 и 1)К60 расположены в ре- гистровом файле, но доступны также как регистры спецфункций.
В архитектуре МСЯ-51 аккумулятор является основным операционным регистром. В архитектуре МСЯ-251 для вычислений и пересылок может использоваться любой из регистров К1-К15. Следует однако отметить, что результатом операции, кроме состояния регистра данных, является и состояние регистра РБМК а оно характеризует (дополняет) только состояние аккумулятора. Аккумулятор АСС вЂ” зто регистр К11, доступный и как регистр спецфункций с адресом 5:ОЕОН.
Регистр В используется для хранения части результата операций умножения и деления. Это регистр К10 регистрового файла, который в пространстве регистров спецфункций доступен по имени В и адресу 5:ОРОН. Доступ,к АСС и В как регистрам файла на один такт быстрее, чем как к регистрам спецфункций. ГЛАВА 3. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕМЕЙСТВА МОЕ-авг 249 Регистровый файл Регистры спецфуикций Рис.
2 7. Особые регистры в регистровом файле МСЗ-261 и их представление в качестве регистров спецфункций Расширенный указатель данных ПРХ является регистром 1Ж56. Его младшие трн байта (22РЕ, ПРН, РРЕХ) доступньг как регистры спецфункций. РР1. и ПРН образуют 16-разрядный указатель данных ПРТК, который в архитектуре МСЯ-51 используется только как указатель данных. В архитектуре МСБ-251 в качестве указателя данных может использоваться любой регистр длиной в слово или двойное слово. РРХ1., байт ячейки 58, указывает область (ОО;..РР:), на которую отображается внешняя память данных архитектуры МСБ-51.
После сброса ПРХЕ = 01Н. Расширенный указатель стека ЯРХ является регистром 1Ж60. Его младший байт в МСЯ-51 является 8-разрядным указателем стека БР. Прибавление к нему в архитектуре МСБ-251 старшего байта ЯРН позволяет использовать под стек вето область ООС Регистры БР и БРН доступны как регистры спец- функций. Чтобы не разрушить стек, регистр )Ж60 не следует использовать в качестве регистра общего назначения. 250 3.2.4. Регистры специальных функций Регистры специальных функций расположены в различных местах микро- контроллера (в ядре, во внутренних блоках ввода-вывода), но объединены в единое пространство адресов.
Карта регистров спецфункций с их именами и значениями после инициа- лизации имеет следующий вид: сн оооаоооо ССАРОН ХХХХХХХХ ССАР2Н ХХХХХХ ХХ ССАР1Н ХХХХХХХХ ССАРЗН ХХХХХХХХ ССАР4Н ХХХХХХХХ в ооооооооо ГО Г7 С!. оооооаоо ССАРОЬ ХХХХХХХК ССАР1Ь ХХХХХХХХ ССАР2Ь ХХХХХХХХ ССАРЗЬ ХХХХХХХХ ССАЙ«Ь ХХХХХХХХ ЕГ «ч«~" , ЛИС ССАРМО «ооооооо Е7 смон 00 ооо ССАРМ! «0000000 ССАРМ2 «0000000 ССАРМ4 хооооооо ССАРМЗ «ооооооо ЗЗГ гзту 00000000 гзту! оооаоооо ОО 07 тгсо1ч 00000000 тгмоо оооооооо КСАГЗЬ оооооооо аслггн 00000000 Т1.2 оооооооа тнг оооооооо С8 СО С7 !гьо «ооооооо ЗАОВН 00000000 ян оооооооо, В8 ВГ РЗ 111!111! Оно «оооооао ВО В7 !во оооооооо алова аооооооо А8 АГ Р2 11!11111 туоткзт ХХХХХХХХ АО А7 зсон 00000000 звщ хххххххх :4ту 'ж,, Р! 11!11111 90 тсон 00000000 тмоо 00000000 пл оаоооооо ты 00000000 тно ооооаооо тн! 00000000 го !!111111 ЯР ООООО111 ОРЬ оаоооооо огн 00000000 огхь 0000000! РСОН 00«оооо 80 87 Адресам регистров спецфупкций предшествует символ «з!», чтобы отличить их пространство от пространства памяти.
Регистры спецфункций доступны только как байты, по не доступны как слова и двойные слова. АСС ооаооаао ссон оо«ааааа МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙС глАВА а. микРОкОнтРОллеРы семейстВА мса"аа! 251 3.3. Сравнительный анализ систем команд МСЗ-251 и МСЗ-51 В архитектуре МС5-251 есть команды двух типов: ЧР команды, унаследованные от архитектуры МСБ-51; + команды, уникальные для архитектуры МСБ-25!. На рис.
3.8а представлена карта кодов операций (команд) для двоичного режима. Области 1 и Н соответствуют кодам операций команд, унаследованных от архитектуры МСБ-51. Использованы все коды операций (ООН..РРН), за исклточением резервного кода А5Н. Область Н1 соответствует кодам операций команд, уникальных для архитектуры МС5-251. Видно, что коды в областях 11 и 1Н совпадают (06Н..РРН). Чтобы отличать эти две области, к кодам операций области Н1 добавлен префикс А5Н. Таким образом, коды операций области Н1 находятся в диапазоне А506Н..А5РРН.
ОН 5Н 6Н РН 6Н РН он он Архитектура Архитектура МСзмп МСЗ-Ю Архитектура МСЗ-15 ! а) Карта команд даончиого режима 5Н ЕН он он 6Н он рн Архитектура мсз-ю Архитектура Архитектура МСЯ-5! МСЗ-25! 6) Карта команд исходного режима Рис. 3.8. Карты команд архитектуры МСЭ-251 Система команд МСЯ-251 включает в себя в виде подмножества систему команд МС5-51. В зависимости от способа кодирования команд микроконтроллеры МС5-251 име)от два режима работы: двоичный режим (Ъ|пагу в!оде) и исходный режим (зоцгсе а!оде). Режим выбирается при конфигурирования кристалла.
В зависимости от приложения более эффективный код программы можно получить либо в двоичном, либо в исходном режиме. 252 МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ: АРХИТЕКТУРА, ЛРОТРАММИРОЕАНИ ИНТЕРФЕЙС На рис. 3.86 представлена карта кодов операций для исходного режима. Области П и П1 поменялись местами. Команды, уникальные для архитектуры МСБ-251, теперь не содержат префикса А5Н в кодах операций. Команды из области П (МСБ-51) содержат префикс А5Н.
Если имеется программа, написанные для микроконтроллера МСБ-51, ее можно запустить без модификации на микроконтроллере МСБ-251 в двоичном режиме. При этом можно не использовать реассемблирование исходного текста. Можно также ассемблировать исходный текст программы с помощью ассемблера для МСБ-251 и получить код, совместимый с микроконтроллерами МСБ-51.
Команды с префиксом в коде операции содержат лишний байт, потому требуется дополнительная выборка из памяти и время выполнения увеличивается на один такт. Если в программе использованы только команды архитектуры МСБ-51, то код двоичного режима более эффективен, так как в нем не используются префиксы. С другой стороны, если в программе новых команд больше, чем команд архитектуры МСБ-51, то более эффективный код можно получить в исходном режиме. В общем случае наилучший режим можно подобрать экспериментально.
Система команд микроконтроллера МСБ-251 предлагает пользователю новые команды, которые используют особенности новой архитектуры. Многие новые команды могут работать с 8-, 16- или 32-разрядными операндами (по сравнению с 8-, и 16- разрядными, доступ к 32-разрядным операндам обеспечивается меньшим числом команд). Благодаря этому микроконтроллеры МСБ-251 проще и эффективнее программируются языками высокого уровня. 3.3.1.
Нотация в систама команд Когда при адресации используются регистры, специальная нотация указывает, какие это могут быть регистры. В таблице ниже приведены типы ссылок, используемых для указания регистра в командах. Когда в команде содержатся ссылки на два регистра одного типа (например, МОЪ' Кшо, Кшз), то первый индекс «т1» означает приемник («т(езс(пас1оп»), а второй индекс «з» означает источник («зопгсе»). ГЛАВА 3. МИКРСЕОНТРСЛЛЕРМ СЕМЕЙСТВА МСВ-И! 253 Адреса памяти в архитектуре МСБ-251 включают номер области (00:, 01:, , РР:).
Адреса регистров спецфункций (БРК) имеют префикс «Б:» (Б:ОООН..Б:1РРН). Такое различие необходимо, потому что ячейки памяти 00:ООООН..ОО:01РРН и ячейки БРК Б:ОООН..Б:1РРН могут напрямую (явно) адресоваться из команды. В командах архитектуры МСБ-51 адреса 80Н..РРН используются и как адреса ячеек памяти и как адреса регистров БРК, поскольку ячейки памяти адресуются только косвенно, а ячейки БРК адресуются только прямо. Для сохранение совместимости инструментальные средства для контроллеров МСБ-251 учитывают зту особенность ссылок в командах архитектуры МСБ-51. 3.3.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
