Читайте также:
|
При создании программы для микроконтроллера на языке Ассемблер разработчик оперирует программно доступными ресурсами микропроцессорной системы. У микроконтроллера ATmega16 эти ресурсы включают: программно доступные регистры микроконтроллера и внутреннюю память данных.
Каждая команда языка Ассемблер “сообщает” процессору выполняемую операцию и методы доступа к операндам или место размещения операндов.
Обрабатываемые в процессоре микроконтроллера данные (операнды) могут располагаться в регистрах РОН, в ячейках памяти или в регистрах ввода/вывода. В вычислительной системе с общей шиной данных, к которой относится и микроконтроллер, любой из этих источников данных имеет уникальный адрес. Способ задания адреса операнда (способ адресации) определяется командой. Название способа адресации определяется, в основном, местом размещения операнда.
Напоминаем, что команда может размещаться в одной или двух ячейках программной памяти, т.е. имеет длину 16 или 32 разряда. Часть разрядов команды, называемая кодом операции (КОП), определяет вид выполняемой процессором операции: сложение, вычитание, сдвиг, пересылка и др. Эти разряды поступают на входы дешифратора выбора устройства в АЛУ: сумматор, комплект схем И, комплект схем ИЛИ и др.. Кроме того, код операции определяет способ адресации операндов. Другая часть разрядов является кодом адреса или кодом операнда.
Регистровая адресация. Операнд(ы) размещаются в регистрах РОН. Адрес(а) регистров указываются в команде соответствующими разрядами команды. Пример двухоперандной команды сложения двух регистров ADD Rd,Rr (результат помещается в регистр на место первого операнда). Символы ddddd определяют адрес регистра хранения первого операнда. Символы rrrrr определяют адрес регистра хранения второго операнда. Выполняемая операция условно обозначается следующим образом: Rd Rd + Rr – сложение значений в регистрах Rd и Rr и помещение результата в регистр Rd.
| Номера Разрядов | |||||||||||||||||||
| Команда | r | d | d | d | d | d | r | r | r | r | |||||||||
| Разряды кода операции (КОП) | Адрес регистра Rd (операнда 1) | Адрес регистра Rr (операнда 2) | |||||||||||||||||
 |
Рисунок 6
Разряды команды 15-10 - поле кода операции. Часть этих разрядов подключена к АЛУ и предназначена для выбора устройства в АЛУ (в данном случае в АЛУ будет выбран сумматор). Разряды адреса регистра второго операнда (rrrrr) разъединены. Помещение результата операции на место регистра первого операнда определяется кодом операции. Если первый операнд хранится в регистре r6 (адрес 00110), а второй – в регистре r23 (адрес 10111), то код команды будет 0000 1110 0110 0111 или $0E67. Результат будет помещен в регистр r6.
Пример однооперандной команды INC Rd - добавить единицу в регистр РОН. Выполняемая операция RdRd+1. Формат команды имеет вид, представленный на рис. 7.
| Номера Разрядов | ||||||||||||||||||
| Команда | d | d | d | d | d | |||||||||||||
| Разряды кода операции | Адрес регистра РОН | Разряды кода операции | ||||||||||||||||
Рисунок 7
Рисунок 8
Непосредственная адресация. Операнд находится в самой команде и размещается за кодом операции. Особенностью микроконтроллеров семейства AVR является использование в командах с непосредственной адресацией только регистров R16 – R31. Примером команды с непосредственной адресацией является команда загрузки регистра байтом. Ассемблерная запись этой команды LDI Rd,D8. Условная запись операции: RdD8 (восьмиразрядные данные помещаются в регистр Rd). Формат команды приведен на рисунке 9.
| Номера разрядов | |||||||||||||||||||
| Команда | D 7 | D6 | D5 | D4 | d | d | d | d | D3 | D2 | D1 | D0 | |||||||
| Описа-ние | Код операции | Старшие разряды операнда D8 | Адрес регистра R16 –R31 | Младшие разряды операнда D8 | |||||||||||||||
Рисунок 9
Разряды операнда D8 разнесены по команде по четыре разряда. Адрес регистра указывается только четырьмя его младшими разрядами (старший разряд адреса регистра РОН равный 1 определяется кодом операции). Для конкретной команды LDI R21,$D7(шестнадцатиричный операнд D7 загружается в регистр R21) код команды: 1110 1101 0101 0111 или $ED77. Здесь третья тетрада 0101 – младшие разряды номера регистра R21. Можно сказать, что старший разряд адреса регистра R21 равный единице определяется “по умолчанию”. Следовательно, получается адрес регистра 10101=21.
Прямая адресация. Операнд выбирается или помещается в ячейку памяти данных (ОЗУ, РОН или регистр ВВ), адрес которой находится в самой команде. Этот способ адресации используется практически только при обращениях к ячейкам ОЗУ. Такие команды занимают две ячейки программной памяти (два слова или четыре байта или 32 разряда). Первое слово – собственно команда, а второе слово является адресом ячейки памяти данных. Формат двухсловной команды пересылки (сохранения) содержимого регистра в ячейку ОЗУ LDS Rd,ADR имеет вид:
Первое слово команды:
| Номера разрядов | ||||||||||||||||||
| Команда | d | d | d | d | d | |||||||||||||
| Описа-ние | Разряды кода операции | Адрес регистра Rd | Разряды кода операции | |||||||||||||||
Рисунок 10
Второе слово команды:
| Номера разрядов | ||||||||||||||||
| Описа-ние | Адрес ячейки памяти данных |
Рисунок 11
16-разрядный адрес ячейки памяти ОЗУ, из которой будет считываться содержимое, содержится во втором слове команды. Команда занимает две ячейки программной памяти и выполняется за два цикла. Выполняемая по команде операция Rd(ADR) – загрузить регистр РОН из ячейки ОЗУ, адрес которой в команде.
Примечание: запомнить!!!!: символом “()” обозначается ячейка памяти, а значение в скобках является адресом ячейки или указывает на регистр, в котором размещается ее адрес.
Пример: LDS R4,100 – загрузить R4 содержимым ячейки ОЗУ, адрес которой 100 (100 – десятичное значение). Код команды: 1001 0010 0100 0000 0000 0000 0110 0100 или $9240 0064.
Косвенная регистровая адресация. Операнд выбирается из ячейки или помещается в ячейку памяти, адрес которой находится в регистре, определяемом кодом операции. В качестве адресного регистра может использоваться любой из регистров X,Y,Z. Пример команды LDS Rd,X. Выполняемая операция: Rd(X) - загрузка регистра Rd содержимым ячейки ОЗУ, адрес которой выбирается из регистра Х. Формат команды приведен на рисунке 12.
| Номера Разрядов | ||||||||||||||||||
| Команда | d | d | d | d | d | |||||||||||||
| Описа-ние | Разряды кода операции | Адрес регистра - приемника Rd | Разряды кода операции | |||||||||||||||
Рисунок 12
Разряды кода операции распределены по коду команды. Используемый в качестве адресного регистр (X,Y,Z) определяется кодом операции.
Косвенная адресация к памяти данных с постинкрементом и преддекрементом. Эти способы являются разновидностями способа косвенной регистровой адресации. В случае постинкремента после выполнения пересылки операнда, с использованием косвенно адресуемой ячейки, содержимое адресного регистра (X,Y,Z) увеличивается на единицу, а в случае преддекремента предварительно содержимое адресного регистра уменьшается на единицу, а потом производится обращение к ячейке памяти (запись или считывание). Такой способ адресации позволяет ускорить доступ к массивам данных (становится не нужной команда инкремента или декремента адреса ячейки). Формат команд аналогичен формату с косвенной регистровой адресацией. Примеры команд:
LD Rd,X+ Rd(X), X+1
ST -Y,Rr Y-1, (Y)Rr
Косвенная адресация к памяти данных со смещением. Этот способ является также косвенным, но адрес ячейки памяти является суммой содержимого регистра Y или Z и смещения q, заданного в самой команде. Для смещения используются шесть разрядов, следовательно, предельные значения смещения 0 и 63.
Пример команды: LDD Rd,Z+q Выполняемая операция: Rd(Z+q) – загрузка регистра РОН из ячейки памяти, адрес которой является суммой содержимого регистра Z и смещения q.
Формат команды (рисунок 13), кроме кода операции содержит шесть разрядов смещения и пять разрядов адреса регистра РОН.
| Номера Разрядов | ||||||||||||||||||
| Команда | q | q | q | d | d | d | d | d | q | q | q | |||||||
| Описа-ние | Разряды кода операции и старшие разряды q | Адрес регистра - приемника | Разряды кода операции и q | |||||||||||||||
Рисунок 13
Стековая адресация. Этот способ адресации является разновидностью косвенной адресации, но адрес ячейки ОЗУ (стека) выбирается из указателя стека SP. Команда загрузки в стек: PUSH Rr. Выполняемая операция: (SP)Rr, SP-1 – содержимое регистра РОН копируется в ячейку ОЗУ, адрес которой в указателе стека SP (в стек) и затем содержимое указателя стека уменьшается на 1. Формат команды аналогичен формату команды с косвенной адресацией. Указание на использование регистра SP находится в коде операции.
Команда чтения из стека: POP Rd. Выполняемая операция: SP+1, Rd(SP) – содержимое указателя стека SP увеличивается на 1 и затем содержимое ячейки ОЗУ(стека), адрес которой выбирается из указателя стека, копируется в регистр РОН Rd. Так как стек “растет” в сторону младших адресов, то целесообразно начало стека организовать в старшей ячейке ОЗУ. Так как стек используется практически в любой программе, то первыми командами должны быть команды размещения в указателе стека адреса начала стека.
Принцип стека: “ последнее загруженное значение считывается первым”.
Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 138 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Арифметико-логическое устройство и регистр состояния процессора | | | Система команд |