Группа команд операций с битами

Табл 5. Команд битовых операций

Команды данной группы доступны всем без исключения моделям AVR и сведены в табл.5.

Управлять отдельными битами первых 32 РВВ возможно благодаря командам sbi P,b (Установить бит в регистре ввода-вывода) и cbi P,b (Сбросить бит в регистре ввода-вывода). Обе команды выполняются за 2 машинных цикла.

При управлении разрядами портов микроконтроллера необходимо помнить о конечном времени установления сигналов, которое в разных случаях может составлять 0,5…1,5 периода тактовой частоты. Поэтому между изменением режимов работы линий ввода-вывода необходимо реализовать соответствующую программную задержку:

 sbi  PORTC,PC0  ; установка высокого уровня на линии 0 порта С
 cbi  DDRC,DDC0  ; настройка линии 0 порта С на ввод
 rjmp PC+1       ; задержка 2 машинных цикла  
 sbic PINC,PINC0 ; чтение значения линии 0 порта С и программный
 rjmp bit_set    ; переход на метку bit_set если высокий уровень 
 rjmp bit_clear  ; или на метку bit_set если низкий уровень
 .
bit_set:
 .
bit_clear:
 .

Следующим типом команд являются сдвиговые операции, которых у AVR 5 разновидностей. Команды lsl Rd (Логический сдвиг влево), lsr Rd (Логический сдвиг вправо) осуществляют сдвиг содержимого регистра Rd на один разряд вправо и влево соответственно. При этом в младший бит после команды lsl Rd (в старший после lsr Rd) заносится 0. Например, результатом сдвига числа 0b11010111 = 0xD7 влево будет 0b10101110 = 0xAE, а вправо  0b01101011 = 0x6B.

Так или иначе старший бит результата при lsl Rd и младший при lsr Rd теряется. В тех случаях, когда это недопустимо, необходимо использовать циклический сдвиг rol Rd (Вращение влево через флаг переноса С) и ror Rd (Вращение вправо через флаг переноса C). Обе команды функционируют подобно lsl Rd, lsr Rd, но с одним важным отличием: старший разряд Rd после команды rol Rd (младший после ror Rd) заносятся во флаг переноса С из регистра флагов SREG. При этом содержимое самого бита С предварительно копируется в младший разряд регистра при rol Rd (старший после rol Rd). Так при циклическом сдвиге того же числа 0b11010111 = 0xD7 влево получим 0b1010111c, а вправо 0bc1101011, где на месте c будет значение C до выполнения команды. После операции флаг C окажется установленным (у числа 0b11010111 = 0xD7 MSB, MLB = 1). Обратим внимание на то, что вместо lsl Rd на самом деле выполняется add Rd,Rd, а вместо lsr Rd - adс Rd,Rd.

Ещё одна с виду необычная сдвиговая команда asr Rd. (Арифметический сдвиг вправо) разработана для деления на два знаковых чисел, представленных в дополнительном коде. В ходе операции все биты регистра сдвигаются на один разряд вправо (как при lsr Rd), кроме старшего 7-го, который остается неизменным (MSB является знаком результата и не может изменится при делении на положительное число 2). Если применить asr Rd к регистру в котором находится, например, число 0b11010010 = -46, то получим 0b11101001 = -23. Разумеется такое деление будет безошибочным, только для знаковых 1-байтовых чисел из диапазона -128…127.

Следующая команда swap Rd (Переставить полубайты в регистре) меняет местами старшую и младшую тетрады любого РОН и при этом не оказывает влияние ни на один из флагов регистра SREG. Эта инструкция очень удобна, например, для работы с двоично-кодированными десятичными числами. С ее помощью также легко организовать, например, умножение на 16:

    swap R16      ; умножение на 16 1-байтового числа
    mov  R17,R16  ; R17:R16 = 16*R16
    andi R16,0xF0 
    andi R17,0x0F

В AVR пересылку бита из одного регистра в другой можно легко осуществить, используя команды bst Rr,b (Запись бита во флаг T),  bld Rd,b (Чтение бита из флага T). Первая команда копирует бит b из регистра Rd во флаг T из РВВ SREG. Вторая производит обратное действие – перемещает содержимое флага T в соответствующий бит b регистра Rd. Поскольку флаг T является надежным хранилищем бита информации (не одна арифметическая и логическая команды на него не влияют), то между командами сохранения и восстановления может быть выполнен такой объем кода, какой требует логика программы.

В группе битовых операций отдельно существуют две инструкции специально разработанные для установки и сброса битов РВВ SREG (флагов программы). Это bset s (Установить флаг), bclr s (Сбросить флаг) соответственно. Других способов напрямую влиять на флаги нет, ведь sbi P,b и cbi P,b, как уже говорилось не будут работать с SREG, адрес в пространстве ввода-вывода у которого 0x3F. Под s в операнде понимается номер флага. Таким образом для установки флага C необходимо записать bset 0, для сброса Z, например, bclr 1 и т.д. что, конечно, неудобно. Поэтому на практике пользуются более наглядными псевдокомандами. Для bset s это sec (Установить С), sez (Установить Z), sen (Установить N), sev (Установить V), ses (Установить S), seh(Установить H), set (Установить T), sei (Установить I). Для bclr s это clc (Сбросить С), clz (Сбросить Z), cln (Сбросить N), clv (Сбросить V), cls (Сбросить S), seh (Сбросить H), clt (Сбросить T), cli (Сбросить I).

Перейти к следующей части: Группа команд управления процессором

Теги:

• Микроконтроллер
• AVR