Podstawy Techniki Mikroprocesorowej

Transkrypt

1 Podstawy Techniki Mikroprocesorowej Instrukcje, tryby adresowania Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki dr inż. Piotr Markowski Na prawach rękopisu. Na podstawie dokumentacji ATmega8535,

2 Lista instrukcji ATmega8535

3 Lista instrukcji ATmega8535 (1) Arytmetyczne i logiczne

4 Lista instrukcji ATmega8535 Oznaczenia Rd, Rr rejestr uniwersalny X, Y, Z rejestry uniwersalne 16-bitowe P rejestr specjalny K stała (dane) k stała (adres) b,s numer bitu w rejestrze

5 Lista instrukcji ATmega8535

6 Lista instrukcji ATmega8535 (2) Skoku/warunkowe

7 Lista instrukcji ATmega8535 (3) Transferu danych

8 Lista instrukcji ATmega8535 (4) Na bitach

9 Lista instrukcji ATmega8535 (5) Specjalne

10 Pierwsze instrukcje

11 LDI Load Immediate

12 OUT Store Register to I/O Location OUT P,Rr 0 r 31, 0 P 63

13 IN - Load an I/O Location to Register IN Rr,P 0 r 31, 0 P 63

14 Program 1 Zadanie: wysłać 1 na co drugi pin portu A

15 RJMP Relative Jump

16 RJMP Relative Jump

17 INC Increment

18 DEC Decrement

19 ROL Rotate Left trough Carry ROR Rotate Right trough Carry

20 Zadanie: biegnąca dioda

21 MOV Copy Register

22 Wysyłanie na stos / pobieranie ze stosu Rd SP (RAMEND)

23 PUSH Push Register on Stack POP Pop Register from Stack

24 1. Instrukcje skoku i warunkowe 1.1. Instrukcje skoku warunkowego

25 Instrukcje skoku warunkowego

26 BRIE Branch if Global Interrupt is Enabled

27 BRID Branch if Global Interrupt is Disabled

28 BRTS Branch if the T Flag is Set BRTC Branch if the T Flag is Cleared

29 BRHS Branch if Half Carry Flag is Set BRHC Branch if Half Carry Flag is Cleared

30 BRGE Branch if Greater or Equal (Signed) BRLT Branch if Less Than (Signed)

31 BRVS Branch if Overflow Set BRVC Branch if Overflow Cleared

32 BRPL Branch if Plus BRMI Branch if Minus

33 BREQ Branch if Equal BRNE Branch if Not Equal

34 BRSH Branch if Same or Higher (Unsigned) BRLO Branch if Lower (Unsigned)

35 BRSH Branch if Same or Higher (Unsigned) BRLO Branch if Lower (Unsigned) BRSH = BRCC (Branch if Carry Clear) BRLO = BRCS (Branch if Carry Set)

36 BRBS Branch if Bit in SREG is Set BRBC Branch if Bit in SREG is Cleared

37 CP Compare

38 * dla liczb ** dla liczb Porównywanie rejestrów CP Rd,Rr CP R0, R31 ; BRxx tam ; jeżeli RJMP tutaj ; jeżeli Rd Rr BRGE * Rd Rr BRLT * BRSH ** BRLO ** BRCC ** BRCS ** Rd Rr BREQ * Rd Rr BRNE *

39 Przykład Pętla opóźniająca BRNE (flaga Z)

40 Pętla opóźniająca 1 1 2(1) (1+2) = 766 cykli 0,8 ms ( ) = cykli 200 ms BRNE skocz do OP jeśli flaga Z = 0 Z = > R20 R20

41 1. Instrukcje skoku i warunkowe 1.2. Instrukcje warunkowe (pominięcia)

42 Instrukcje pominięcia

43 CPSE Compare Skip if Equal

44 SBRS Skip if Bit in Register is Set SBRC Skip if Bit in Register is Cleared

45 SBIS Skip if Bit in I/O Register is Set SBIC Skip if Bit in I/O Register is Cleared

46 Przykład Zmiana kierunku obrotu SBRS/SBRC

47 Zmiana kierunku obrotu

48 1. Instrukcje skoku i warunkowe 1.3. Instrukcje skoku

49 Instrukcje skoku

50 IJMP Indirect Jump

51 RCALL Relative Call to Subroutine

52 ICALL Indirect Call to Subroutine

53 RET Return from Subroutine

54 RETI Return from Interrupt

55 Przykład - podprogramy

56 2. Instrukcje arytmetyczne i logiczne 2.1. Instrukcje logiczne

57 Operacje logiczne

58 AND Logical AND

59 ANDI Logical AND with Immediate

60 OR Logical OR ORI Logical OR with Immediate

61 EOR Exclusive OR

62 COM One s Complement

63 NEG Two s Complement

64 TST Test for Zero or Minus

65 CLR Clear Register

66 SER Set Register

67 2. Instrukcje arytmetyczne i logiczne 2.2. Instrukcje arytmetyczne

68 Operacje arytmetyczne

69 ADD Add without Carry SUB Subtract without Carry

70 ADC Add with Carry SBC Subtract with Carry

71 ADIW Add Immediate to Word SBIW Subtract Immediate from Word

72 SUBI Subtract Immediate

73 SBCI Subtract Immediate with Carry

74 MUL Multiply Unsigned

75 MULS Multiply Signed

76 MULS Multiply Signed

77 MULSU Multiply Signed with Unsigned

78 Mnożenie MUL: R1 R0 MULS: R1 R0 MULSU: R1 R0

79 FMUL Fractional Multiply Unsigned

80 Mnożenie ułamków Zapis liczby zmiennoprzecinkowej: = = = = FMUL: x =

81 FMULS Fractional Multiply Signed

82 Ułamki ze znakiem = = = = = -1

83 FMULSU Fractional Multiply Signed with Unsigned

84 CP Compare

85 CPC Compare with Carry

86 CPI Compare with Immediate

87 3. Instrukcje bitowe i rejestru SREG 3.1. Instrukcje bitowe

88 Operacje na bitach

89 SBR Set Bits in Register CBR Clear Bits in Register

90 SBI Set Bit in I/O Register CBI Clear Bit in I/O Register

91 Rejestry specjalne

92 LSL Logical Shift Left LSR Logical Shift Right

93 ROL Rotate Left trough Carry ROR Rotate Right trough Carry C=0 ADC C=

94 ASR Arithmetic Shift Right

95 SWAP Swap Nibbles

96 3. Instrukcje bitowe i rejestru SREG 3.2. Instrukcje rejestru SREG

97 Operacje na rejestrze SREG

98 Instrukcje CL.. CLI CLT CLH CLS CLV CLN CLZ CLC I T H S V N Z C «0 «0 «0 «0 «0 «0 «0 «0 Clear flag

99 Instrukcje SE.. SEI SET SEH SES SEV SEN SEZ SEC I T H S V N Z C «1 «1 «1 «1 «1 «1 «1 «1 Set flag

100 BSET Bit Set in SREG BCLR Bit Clear in SREG

101 BLD Bit Load from T Flag to Register BST Bit Store from Register to T Flag

102 4. Tryby adresowania, Instrukcje transferu danych

103 Instrukcje transferu danych

104 Tryby adresowania mapy pamięci 40 / / / / / / / 110 Pamięć programu FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne 64 rejestry specjalne (32) 63 (95) 0 (96) rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B 511 (607) (RAMEND) 4095

105 4.1. Tryby adresowania: rejestry uniwersalne bezpośrednio

106 Rejestry uniwersalne bezpośrednio Pamięć programu 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne (32) FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) 64 rejestry specjalne 63 (95) 0 (96) rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B 511 (607) (RAMEND) 4095

107 Rejestry uniwersalne bezpośrednio INC R16 CLR R17 ROL R18 SWAP R19

108 Rejestry uniwersalne bezpośrednio ASR Rd DEC Rd ROL Rd ADD R20,R21 OR R22,R23 MUL R24,R24 CP R25,R26 MOV R27,R28 LDI R29,123

109 MOVW Copy RegisterWord movw R29:R28,R31:R30

110 4.2. Tryby adresowania: rejestry specjalne bezpośrednio

111 Rejestry specjalne bezpośrednio Pamięć programu 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne (32) FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) IN R16,PINA OUT DDRB,R18 64 rejestry specjalne 63 (95) 0 (96) SBI GICR,6 CBI ADMUX,4 rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B SEI 511 (607) (RAMEND) 4095

112 Rejestry specjalne bezpośrednio

113 Tryby adresowania pamięć danych Pamięć programu 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne (32) FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) 64 rejestry specjalne 63 (95) 0 (96) rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B 511 (607) (RAMEND) 4095

114 4.3. Tryby adresowania: pamięć danych bezpośrednio

115 Tryby adresowania pamięć danych bezpośrednio

116 Adresowanie bezpośrednie (LDS, STS)

117 LDS Load Direct from Data Space STS Store Direct to Data Space LDS R16,31 //pod STS 58,R17 //pod

118 Tryby adresowania pamięć danych Kod op Arg. 1 (9) Arg Kod op. Arg. 1 (9) Arg. 2 (23) Pam. danych

119 Tryby adresowania pamięć danych pośrednio 4.4. Pamięć danych pośrednio 4.5. Pam. d. pośrednio z pre-dekrementacją 4.6. Pam. d. pośrednio z post-inkrementacją 4.7. Pam. d. pośrednio z przesunięciem

120 Tryby adresowania pamięć danych pośrednio

121 Adresowanie pośrednie (LD, ST) LDI R31,$2a LDI R30,$c2 LDI Yl,$2a LDI Yh,$c2 LD R16, Z //do ST Y, R17 //pod

122 PUSH R20 //wyślij na STOS //następnie Adresowanie pośrednie (LD, ST) Pre-dekrementowany LD R16,-Z //do ST -Y, R17 //pod

123 POP R20 //pobierz ze //następnie Adresowanie pośrednie (LD, ST) Post-inkrementowany LD R16, Z+ //do R16 bajt ST Y+, R17 //pod adr. zapisany

124 Adresowanie pośrednie z przesunięciem (LDD, STD) LDD R16, Y+25 //do R16 bajt STD Z+63, R17 //pod adr. zapisany

125 4.8. Tryby adresowania: pamięć programu

126 Tryby adresowania mapy pamięci Pamięć programu 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne (32) FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) 64 rejestry specjalne 63 (95) 0 (96) rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B 511 (607) (RAMEND) 4095

127 Tryby adresowania pamięć programu

128 LPM Load Program Memory SPM Store Program Memory LPM //do R0 LPM R16, Z //do R16 LPM R17,Z+ //do R17 SPM //do pary //ładuje 16

129 4.9. Adresowanie skoków względne Adresowanie skoków pośrednie Adresowanie skoków bezpośrednie

130 Tryby adresowania mapy pamięci Pamięć programu 0 Pamięć danych 32 rejestry uniwersalne (32) FLASH EEPROM 8 kb (4096 x 16 bitów) 64 rejestry specjalne 63 (95) 0 (96) rejestr Program Counter (licznik programu) SRAM 512 B 511 (607) (RAMEND) 4095

131 Adresowanie skoków względne RJMP, RCALL, BRxx RJMP 753 //skocz do RCALL 753 //skocz BRNE 54 //skocz o

132 Adresowanie skoków pośrednie IJMP, ICALL LDI R31,$2a LDI R30,$c2 IJMP //skocz do ICALL //skocz

133 Adresowanie skoków bezpośrednie JMP, CALL JMP 2547 //skocz do CALL 2547 //skok

134 5. Instrukcje specjalne (kontrolne MCU)

135 Operacje specjalne MCU

136 NOP No Operation

137 SLEEP

138 WDR Watchdog Reset

139 BREAK

140 Przykładowe zagadnienia sprawdzające

141 Przykładowe zagadnienia sprawdzające 1. Zapisz liczbę 147 w 8-bitowym kodzie: binarnym, U2, szesnastkowym. 2. Wskaż błąd w zapisie instrukcji LDI: LDI R16,R17. W jakich kodach liczbowych należy zapisać R16, R17 dla instrukcji MULS R16,R17? (opanowanie wiedzy na temat wybranych instrukcji: LDI, OUT/IN, ROL/ROR, MULS, EOR, MOV, BRNE, RJMP/IJMP/RCALL, RET/RETI, SBRS/SBRC/SBIS/SBIC, PUSH/POP, SEI/CLI). 3. Zapisz liczbę -1,75 w 8-bitowym kodzie zmiennoprzecinkowym. 4. Adresowanie bezpośrednie vs. pośrednie wyjaśnij różnicę. 5. Jakich rodzajów pamięci dotyczy pojęcie adresowania? 6. Adresowanie post-inkrementowane / pre-dekrementowane wyjaśnij terminy.