Команды арифметических операций и команды сдвига
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

К данной группе относятся команды, позволяющие выполнять такие базовые операции, как сложение, вычитание, сдвиг (вправо и влево), инкремент и декремент. В микроконтроллерах семейства Mega также имеются команды, позволяющие осуществлять умножение 8-разрядных значений. Все операции производятся только над регистрами общего назначения. При этом микроконтроллеры AVR позволяют легко оперировать как знаковыми, так и без знаковыми числами, а также работать с числами, представленными в дополнительном коде.

Почти все команды рассматриваемой группы выполняются за один машинный цикл. Команды умножения и команды, оперирующие двухбайтовыми значениями, выполняются за два цикла.

 

Команды операций с битами

 

К данной группе относятся команды, выполняющие установку или сброс заданного разряда РОН или РВВ. Причем для изменения разрядов регистра состояния SREG имеются также дополнительные команды (точнее говоря, эквивалентные мнемонические обозначения общих команд), т. к. проверка состояния разрядов именно этого регистра производится чаще всего. Условно к этой группе можно отнести также две команды передачи управления типа «проверка/пропуск», которые пропускают следующую команду в зависимости от состояния разряда РОН или РВВ.

Все задействованные разряды РВВ имеют свои символические имена. Определения этих имен описаны в том же включаемом файле, что и определения символических имен адресов регистров. Таким образом, после включения в программу указанного файла в командах вместо числовых значений номеров разрядов можно будет указывать их символические имена.

Всем командам данной группы требуется один машинный цикл для выполнения, за исключением случаев, когда в результате проверки происходит пропуск команды. В этом случае команда выполняется за 2 или 3 машинных цикла в зависимости от пропускаемой команды.

Команды пересылки данных

Команды этой группы предназначены для пересылки содержимого ячеек, находящихся в адресном пространстве памяти данных. Разделение адресного пространства на три части (РОН, РВВ, ОЗУ) предопределило разнообразие команд данной группы. Пересылка данных, выполняемая командами группы, может производиться в следующих направлениях:

• РОН <=> РОН;

• РОН <=> РВВ;

• РОН <=> память данных.

Также к данной группе можно отнести стековые команды PUSH и POP, позволяющие сохранять в стеке и восстанавливать из стека содержимое РОН.

На выполнение команд данной группы, требуется в зависимости от команды от одного до трех машинных циклов.

 

Команды передачи управления

 

В эту группу входят команды перехода, вызова подпрограмм и воз­врата из них и команды типа «проверка/пропуск», пропускающие сле­дующую за ними команду при выполнении некоторого условия. Также к этой группе относятся команды сравнения, формирующие флаги регистра SREG и предназначенные, как правило, для работы совместно с командами условного перехода.

В системе команд микроконтроллеров семейства имеются команды как безусловного, так и условного переходов. Команды относительного перехода (RJMP), а в микроконтроллерах семейства Mega также косвенного (IJMP) и абсолютного (JMP) безусловного перехода являются самыми простыми в этой группе. Их функция заключается только в записи нового адреса в счетчик команд. Команды условного перехода также изменяют содержимое счетчика команд, однако это изменение происходит только при выполнении некоторого условия или, точнее, при определенном состоянии различных флагов регистра SREG.

Все команды условного перехода можно разбить на две подгруппы. Первая подгруппа — команды условного перехода общего назначения. В эту подгруппу входят две команды BRBS s,k HBRBC s,k, в которых явно задается номер тестируемого флага регистра SREG. Соответственно, переход осуществляется при SREG.s = 0 (brbc) или SREG.S = I (brbs). Другую подгруппу составляют 18 специализированных команд, каждая из которых выполняет переход по какому-либо конкретному условию («равно», «больше или равно», «был перенос» и т. п.). Причем одни команды используются после сравнения без знаковых чисел, другие — после сравнения чисел со знаком. Возможные проверяемые условия, а также соответствующие им команды условного перехода приведены в таблице.

 

Сводная таблица команд условного перехода

Проверка Логическое условие Команда Обратная проверка Логическое условие Команда Тип данных
Rd>Rr Z»(N©V) = 0 BRLT* Rd<Rr Z + (N®V)=1 BRGE* Co знаком
Rd>Rr (NeV) = 0 BRGE Rd<Rr (N©V) = 1 BRLT Co знаком
Rd = Rr Z=l BREQ Rd^Rr Z = 0 BRNE Co знаком
Rd<Rr Z + (N®V) = 1 BRGE* Rd>Rr Z»(N©V) = 0 BRLT* Co знаком
Rd<Rr (N®V)=1 BRLT Rd>Rr (N®V) = 0 BRGE Co знаком
Rd>Rr C + Z = 0 BRLO* Rd<Rr C + Z=l BRSH* Без знака
Rd>Rr C = 0 BRHS/ BRCC Rd<Rr C=l BRLO/ BRCS Без знака
Rd = Rr z-\ BREQ Rd*Rr z = o BRNE Без знака
Rd<Rr C = Z=1 BRSH * Rd>Rr c = z = o BRLO* Без знака
Rd<Rr C=l BRLO/ BRCS Rd>Rr c=o BRSH/ BRCC Без знака
«Перенос» C = l BRCS «Нет пере­носа» c = o BRCC  
«Меньше нуля» N = 1 BRMI «Больше ну­ля» N = 0 BRPL  
 «Перепол­нение» V=l BRVS «Нет пере­полнения» V=0 BRVC  
«Ноль» Z=l BREQ «Не ноль» z=o BRNE  

* Для перехода по этому условию операнды предшествующей команды сравнения должны быть записаны в обратном порядке, т. е. вместо СР Rd.Rr—>CP Rr.Rd.

 

Вообще говоря, команды, указанные в таблице, являются всего лишь эквивалентными мнемоническими обозначениями команд BRBS s, к и BRBC s , к с определенными значениями операнда «s». Команда BREQ имеет, например, такой же код операции, что и команда BRBS 1,к, а команда BRGE k - BRBC 4,к.

Команды вызова подпрограммы (icall, rcall, call) работают практически так же, как и команды безусловного перехода. Отличие заключается в том, что, перед тем как выполнить переход, значение счетчика команд сохраняется в стеке. Кроме того, подпрограмма должна заканчиваться командой возврата RET.

Очевидно, что команды передачи управления нарушают нормаль­ное (линейное) выполнение основной программы. Каждый раз, когда выполняется команда из этой группы (кроме команд сравнения), нормальное функционирование конвейера нарушается. Перед загрузкой в конвейер нового адреса производится остановка и очистка выполняемой последовательности команд. Соответственно, реинициализация конвейера приводит к необходимости использования нескольких машинных циклов для выполнения таких команд.

Команды управления системой

В эту группу входят всего 3 команды:

• NOP — пустая команда;

• SLEEP — перевод микроконтроллера в режим пониженного энер­гопотребления;

• wdr — сброс сторожевого таймера.

Все команды этой группы выполняются за один машинный цикл.

Сводные таблицы команд

В Таблице указаны все команды, которыми располагают микроконтроллеры. В каждой таблице команды сгруппированы по функциональному признаку. В таблицах приведены такие основные сведения о командах, как мнемоническое обозначение команды, ее описание, число машинных циклов, необходимых для ее выполнения, а также флаги регистра SREG, на которые воздействует эта команда.

 

Группа команд логических операций

Мнемоника Описание Операция Циклы Флаги
AND Rd, Rr «Логическое И» двух РОН Rd = Rd • Rr 1 Z,N,V
ANDI Rd, K «Логическое И» РОН и константы Rd = Rd • К 1 Z,N,V
EOR Rd, Rr «Исключающее ИЛИ» двух РОН Rd = Rd ® Rr 1 Z,N,V
OR Rd, Rr «Логическое ИЛИ» двух РОН Rd = Rd v Rr 1 Z,N,V
ORI Rd, K «Логическое ИЛИ» РОН и константы Rd = Rd v К 1 Z,N,V
COM Rd Перевод в обратный код Rd = $FF-Rd 1 Z,C,N,V
NEG Rd Перевод в дополнительный код Rd = $00-Rd 1 Z,C,N,V,H
CLR Rd Сброс всех разрядов РОН Rd = Rd ® Rd 1 Z,N,V
SER Rd Установка всех разрядов РОН Rd = $FF 1  
TST Rd Проверка РОН на отрицательное или нулевое значение Rd • Rd 1 Z,N,V
SWAP Rd Обмен местами тетрад в РОН Rd(3...O) = Rd(7...4), Rd(7...4) = Rd(3...O) 1  

 

Группа команд арифметических операций

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

ADD Rd. Rr

Сложение двух РОН

Rd = Rd + Rr

1

Z,C,N,V,H

ADC Rd. Rr

Сложение двух РОН с переносом

Rd = Rd + Rr + C

1

Z,C,N,V,H

ADIW Rd, K

Сложение регистровой пары с константой

Rdh:RdI = Rdh:Rdl + К

2

Z,C,N,V,S

SUB Rd, Rr

Вычитание двух РОН

Rd = Rd-Rr

1

Z,C,N,V,H

SUBI Rd, K

Вычитание константы из РОН

Rd = Rd-K

1

Z,C,N,V,H

SBC Rd, Rr

Вычитание двух РОН с заемом

Rd=Rd-Rr-C

1

Z,C,N,V,H

SBCI Rd, K

Вычитание константы из РОН с заемом

Rd = Rd-K-C

1

Z,C,N,V,H

SBIW Rd, K

Вычитание константы из регистровой пары

Rdh:Rdl = Rdh:Rdt-K

2

Z,C,N,V,S

DEC Rd

Декремент РОН

Rd = Rd-l

1

Z,N,V

INC Rd

Инкремент РОН

Rd = Rd + 1

1

Z,N,V

ASR Rd

Арифметический сдвиг вправо

Rd(n) = Rd(n+ 1), n = 0...6

1

Z,C,N,V

LSL Rd

Логический сдвиг влево

Rd(n+l) = Rd(n), Rd(0) = 0

1

Z,C,N,V

LSR Rd

Логический сдвиг вправо

Rd(n) = Rd(n+l),Rd(7) = 0

1

Z,C,N,V

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

ROL Rd

Сдвиг влево через перенос

Rd(0) = C, Rd(n+l) = Rd(n), С = Rd(7)

1

Z,C,N,V

ROR Rd

Сдвиг вправо через перенос

Rd(7) = C, Rd(n) = Rd(n+l), С = Rd(0)

1

Z,C,N,V

MUL Rd, Rr

Умножение беззнаковых чисел

Rl:RO = RdXRr

2

Z,C

MULS Rd, Rr

Умножение чисел со знаком

Rl:RO = RdXRr

2

Z,C

MULSU Rd, Rr

Умножение беззнакового чис­ла на число со знаком

Rl:RO = RdXRr

2

Z,C

FMDL Rd, Rr

Умножение дробных беззнаковых чисел

Rl:RO = (RdXRr)«l

2

Z,C

FMULS Rd, Rr

Умножение дробных чисел со знаком

Rl:RO = (RdXRr)«l

2

Z,C

FMULSU Rd, Rr

Умножение дробного беззнакового числа и дробного числа со знаком

Rl:RO = (RdXRr)«1

2

Z,C

Группа команд операций с битами

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

CBR Rd, K

Сброс разряда(ов) РОН

Rd = Rd»($FF-K)

1

Z,N,V

SBR Rd, K

Установка разрада(ов) РОН

Rd=RdvK

1

Z, N,V

CBI A, b

Сброс разряда РВВ

A.b = 0

2

 

SBI A, b

Установка разряда РВВ

A.b=l

2

 

BCLR s

Зброс флага

SREG.S - 0

1

SREG.S

BSET s

Установка флага

SREG.S=l

1

SREG.S

BLD Rd, b

Загрузка разряда РОН из флага Т (SREG)

Rd.b = T

1

 

BST Rr, b

Запись разряда РОН в флаг Т (SREG)

T = Rr.b

1

T

CLC

Сброс флага переноса

С = 0

1

С

SEC

Установка флага переноса

C = l

1

С

CLN

Сброс флага отр. числа

N = 0

1

N

SEN

Установка флага отр. числа

N = 1

1

N

CLZ

Сброс флага нуля

Z = 0

1

Z

SEZ

Установка флага нуля

Z = l

1

Z

CLI

Общее запрещение прерываний

1 = 0

1

I

SEI

Общее разрешение прерываний

1 = 1

1

I

CLS

Сброс флага знака

S = 0

1

S

SES

Установка флага знака

S = l

1

S

CLV

Сброс флага переполнения доп. кода

V = 0

1

V

SEV

Установка флага переполнения доп. кода

V = l

1

V

CLT

Сброс флага Т

T = 0

1

T

SET

Установка флага Т

T = l

1

T

CLH

Сброс флага половинного переноса

H = 0

1

H

SEH

Установка флага половинного переноса

H = l

1

H

Группа команд пересылки данных

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

MOV Rd, Rr

Пересылка между РОН

Rd = Rr

1

 

MOVW Rd, Rr

Пересылка двухбайтовых значений

Rd + l:Rd = Rr+l:Rr

1

 

LDI Rd, K

Загрузка константы в РОН

Rd = K

1

 

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

LD Rd, X

Косвенное чтение

Rd=[X]

2

 

LD Rd, X+

Косвенное чтение с постинкрементом

Rd = [X],X = X+I

2

 

LD Rd,-X

Косвенное чтение

с преддекрементом

X = X-l,Rd = [X]

2

 

LD Rd, Y

Косвенное чтение

Rd=[Y]

2

 

LD Rd, Y+

Косвенное чтение с постинкрементом

Rd = [Y],Y = Y+l

2

 

LD Rd,-Y

Косвенное чтение с преддекрементом

Y=Y-l,Rd=[Y]

2

 

LDD Rd, Y+q

Косвенное относительное чтение

Rd = [Y+q]

2

 

LD Rd,Z

Косвенное чтение

Rd = [Z]

2

 

LD Rd, Z+

Косвенное чтение с постинкрементом

Rd = [Z],Z = Z+l

2

 

LD Rd,-Z

Косвенное чтение с преддекрементом

Z = Z - 1, Rd = [Z]

2

 

LDD Rd, Z+q

Косвенное относительное чтение

Rd = [Z + q]

2

 

LDS Rd, k

Непосредственное чтение из ОЗУ

Rd = [k]

2

 

ST X, Rr

Косвенная запись

[X] = Rr

2

 

ST X+, Rr

Косвенная запись с постинкрементом

[X] = Rr, X=X+1

2

 

ST -X, Rr

Косвенная запись с преддекрементом

X = X-l,[X] = Rr

2

 

ST Y, Rr

Косвенная запись

[Y] = Rr

2

 

ST Y+, Rr

Косвенная запись с постинкрементом

[Y] = Rr, Y=Y+1

2

 

ST –Y, Rr

Косвенная запись с преддекрементом

Y=Y-l,[X] = Rr

2

 

STD Y+ q, Rr

Косвенная относительная запись

[Y+q] = Rr

2

 

ST Z, Rr

Косвенная запись

[Z] = Rr

2

 

ST Z+, Rr

Косвенная запись с постинкрементом

[Z] = Rr,Z = Z+l

2

 

ST –Z ,Rr

Косвенная запись с преддекрементом

Z = Z-l,[Z] = Rr

2

 

STD Z+ q, Rr

Косвенная относительная запись

[Z + q] = Rr

2

 

STS k, Rr

Непосредственная запись в ОЗУ

[k] = Rr

2

 

LPM

Загрузка данных из памяти программ

R0 = {Z}

3

 

LPM Rd, Z

Загрузка данных из памяти программ

Rb={Z}

3

 

LPM Rd, Z+

Загрузка данных из памяти программ с постинкрементом

Rb = {Z},Z = Z+1

3

 

ELPM

Расширенная загрузка данных из памяти программ

RO = {RAMPZ:Z}

3

 

ELPM Rd, Z

Расширенная загрузка данных из памяти программ

Rb={RAMPZ:Z}

3

 

ELPM Rd, Z+

Расширенная загрузка данных из памяти программ с постинкрементом

Rb = {RAMPZ:Z}, RAMPZ:Z = RAMPZ:Z+1

3

 

SPM

Запись в память программ

{Z} = RI:R0

 

 

IN Rd, A

Пересьика из РВВ в РОН

Rd = A

1

 

OUT A, Rr

Пересылка из РОН в РВВ

A=Rr

1

 

PUSH Rr

Сохранение байта в стеке

STACK - Rr

2

 

POP Rd

Извлечение байта из стека

Rd = STACK

2

 

Группа команд передачи управления

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

RJMP k

Относительный безусловный переход

РС =РС + к+1

2

 

IJMP

Косвенный безусловный переход

РС =Z

2

 

Мнемоника

Описание

Операция

Циклы

Флаги

JMP к

Абсолютный переход

РС = к

3

 

RCALL к

Этносительный вызов подпрограммы

PC = PC + к + 1

3

 

ICALL

Сосвенный вызов подпрограммы

PC = Z

3

 

CALL к

Абсолютный вызов подпрограммы

РС = к

4

 

RET

Возврат из подпрограммы

PC = STACK

4

 

RETI

Возврат из подпрограммы обработки прерывания

PC = STACK

4

 

СР Rd, Rr

Сравнение РОН

Rd-Rr

1

Z,N,V,C,H

СРС Rd, Rr

Сравнение РОН с учетом переноса

Rd-Rr-C

1

Z,N,V,C,H

CPI Rd, K

Сравнение РОН с константой

Rd-K

1

Z,N,V,C,H

CPSE Rd, Rr

Сравнение и пропуск следующей команды при равенстве

Если Rd = Rr, то PC = PC + 2 (3)

1/2/3

 

SBRC Rr, b

Пропуск след. команды, если разряд РОН сброшен

Если Rr.b = 0, то PC = PC + 2 (3)

1/2/3

 

SBRS Rr, b

Пропуск след. команды, если разряд РОН установлен

Если Rr.b=l, то PC = PC + 2 (3)

1/2/3

 

SBIC A, b

Пропуск след. команды, если разряд РВВ сброшен

Если A.b = 0, то PC = PC + 2 (3)

1/2/3

 

SBIS A ,b

Пропуск след. команды, если разряд РВВ установлен

Если А.Ь= 1, то PC = PC + 2 (3)

1/2/3

 

BRBC s, k

Переход, если флаг s регистра SREG сброшен

Если SREG.s = 0, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRBS s, k

Переход, если флаг s регистра SREG установлен

Если SREG.s =1, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRCS к

Переход по переносу

Если С =1, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRCC к

Переход, если нет переноса

Если С = 0, то РС = РС + к+1

1/2

 

BREQ к

Переход по «равно»

Если Z = l, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRNE к

Переход по «не равно»

Если Z = 0, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRSH к

Переход по «выше или равно»

Если С = 0, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRLO к

Переход по «меньше»

Если С =1, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRMI .

Переход по «отрицательное значение»

Если N = 1, то РС = РС + к +

1/2

 

BRPL

Переход по «положительное значение»

Если N = 0, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRGE

Переход по «больше или равно» (числа со знаком)

Если (N®V) = 0, то PC = PC + к + 1

1/2

 

BRLT

Переход по «меньше нуля» (числа со знаком)

Если (N®V)=l, то PC = PC + к + 1

1/2

 

BRHS

Переход по половинному переносу

Если Н = 1, то PC = PC + к + 1

1/2

 

BRHC

Переход, если нет половинного переноса

Если Н = 0, то PC = PC + к + 1

1/2

 

BRTS

Переход, если флаг Т установлен

Если Т= 1, то РС = РС + к+1

1/2

 

BRTC

Переход, если флаг Т сброшен

ЕслиТ = 0, тоРС = РС + к+1

1/2

 

BRVS

Переход по переполнению доп. кода

ЕслиУ=1, тоРС = РС + к+1

1/2

 

BRVC

Переход, если нет переполнения доп. кода

ЕслиУ = 0, тоРС = РС + к+1

1/2

 

BRID

Переход, если прерывания запрещены

Если I = 0, тоРС = РС + к+1

1/2

 

BRIE

Переход, если прерывания разрешены

Если1 = 1, тоРС = РС + к+1

1/2

 

                           

 

Группа команд управления системой

Мнемоника Описание Операция Циклы Флаги
NOP Нет операции пустая команда 1  
SLEEP Переход в «спящий» режим перевод микроконтроллера в режим пониженного энер­гопотребления 3  
WDR Сброс сторожевого таймера сброс сторожевого таймера 1  

 

Обозначение

Описание

Регистр состояния

SREG

Регистр состояния микроконтроллера

C

Флаг переноса

Z

Флаг нуля

N

Флаг отрицательного значения

V

Флаг переполнения доп. кода

S

Флаг знака (S=N®V)

H

Флаг половинного переноса

T

Флаг пользователя

I

Флаг общего разрешения прерываний

Регистры и операнды

Rd

Регистр приемник

Rr

Регистр источник

K

Константа

k

Адрес-коннстанта

b

Номер разряда РОН

s

Номер разряда регистра состояния

X,Y,Z

Регистры указатели

I\O

Регистр ввода-вывода

A

Адрес в пространства ввода-вывода

q

Смещение при относительной косвенной адресации

[ХХ]

Содержимое ячейки памяти данных по адресу ХХ

{ХХ}

Содержимое ячейки памяти программ по адресу ХХ

Операция

Логическое И

v

Логическое ИЛИ

®

Исключающее ИЛИ

Система

РС

Счетчик команд

STACK

Текущий уровень стека

SP

Указатель стека

Флаги

< >

Команда воздействует на флаг

0

Флаг сбрасывается командой в «0»

1

Флаг устанавливается командой в «1»

 

Команда не влияет
     

 

Обозначение, используемые при описании команд

Дата: 2019-07-24, просмотров: 182.