Technika cyfrowa - Instrukcje mikrokontrolerów AVR

Opis

Instrukcja ładuje pośrednio bajt z przestrzeni danych do rejestru. Dla mikrokontrolerów z pamięcią SRAM (ang. Static Random Access Memory – statyczna pamięć RAM) przestrzeń danych składa się z zestawu rejestrów, pamięci we/wy i wewnętrznej pamięci SRAM (oraz zewnętrznej pamięci SRAM, jeśli da się ją podłączyć do mikrokontrolera). Dla mikrokontrolerów bez pamięci SRAM przestrzeń danych składa się tylko z zestawu rejestrów. Pamięć EEPROM (ang. electrically erasable programmable read-only memory – elektrycznie kasowalna pamięć PROM) posiada osobną przestrzeń adresową.

Komórka z danymi jest wskazywana przez rejestr wskaźnikowy X (16 bitów) w zestawie rejestrów. Dostęp do pamięci ograniczony jest do bieżącego segmentu danych o rozmiarze 64 KB. Aby uzyskać dostęp do innego segmentu danych w mikrokontrolerach posiadających przestrzeń danych o rozmiarze większym od 64 KB, należy zmienić zawartość rejestru RAMPX w obszarze we/wy.

Rejestr wskaźnikowy X może albo pozostać niezmieniony przez operację, albo może poddany postinkrementacji (zwiększeniu o 1 po operacji) lub predekrementacji (zmniejszeniu o 1 przed operacją). Te cechy nadają się szczególnie do dostępu do ciągów, tablic i używania rejestru X w charakterze wskaźnika stosu.. Zwróć uwagę, że w mikrokontrolerach posiadających nie więcej niż 256 bajtów przestrzeni danych modyfikacji ulega tylko młodszy bajt wskaźnika X. W takich urządzeniach starszy bajt wskaźnika nie jest używany przez tę instrukcję i może zostać wykorzystany do innych celów. Rejestr RAMPX w obszarze we/wy jest modyfikowany w mikrokontrolerach z przestrzenią danych większą niż 64KB lub pamięcią programu większą niż 64KB, a zwiększenie/zmniejszenie o 1 odnosi się do całego 24-bitowego adresu na takich urządzeniach.

Nie wszystkie warianty tej instrukcji dostępne są we wszystkich mikrokontrolerach. Sprawdź listę instrukcji konkretnego modelu.

Wynik tych kombinacji argumentów jest niezdefiniowany:

LD r26, X+
LD r27, X+
LD r26, -X
LD r27, -X

	Działanie		Komentarz
(i) (ii) (iii)	Rd ← (X) Rd ← (X) X ← X + 1 X ← X - 1 Rd ← (X)		X: niezmieniany X: postinkrementacja X: predekrementacja
	Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
(i) (ii) (iii)	LD Rd, X LD Rd, X+ LD Rd, -X	0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31	PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

(i)	1001	000d	dddd	1100
(ii)	1001	000d	dddd	1101
(iii)	1001	000d	dddd	1110

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

clr r27     ; Zeruj starszy bajt rejestru X
ldi r26,0x60 ; Ustaw młodszy bajt X na 0x60
ld r0,X+    ; Załaduj do r0 dane spod adresu 0x60(X postinkrementowany) 
ld r1,X     ; Załaduj do r1 dane spod adresu 0x61
ldi r26,0x63 ; Ustaw młodszy bajt X na 0x63
ld r2,X     ; Załaduj do r2 dane spod adresu 0x63
ld r3,–X    ; Załaduj do r3 dane spod adresu 0x62(X predekrementowany)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Instrukcja ładuje pośrednio bajt z przestrzeni danych do rejestru. Dla mikrokontrolerów z pamięcią SRAM (ang. Static Random Access Memory – statyczna pamięć RAM) przestrzeń danych składa się z zestawu rejestrów, pamięci we/wy i wewnętrznej pamięci SRAM (oraz zewnętrznej pamięci SRAM, jeśli da się ją podłączyć do mikrokontrolera). Dla mikrokontrolerów bez pamięci SRAM przestrzeń danych składa się tylko z zestawu rejestrów. Pamięć EEPROM (ang. electrically erasable programmable read-only memory – elektrycznie kasowalna pamięć PROM) posiada osobną przestrzeń adresową.

Komórka z danymi jest wskazywana przez rejestr wskaźnikowy Y (16 bitów) w zestawie rejestrów. Dostęp do pamięci ograniczony jest do bieżącego segmentu danych o rozmiarze 64 KB. Aby uzyskać dostęp do innego segmentu danych w mikrokontrolerach posiadających przestrzeń danych o rozmiarze większym od 64 KB, należy zmienić zawartość rejestru RAMPY w obszarze we/wy.

Rejestr wskaźnikowy Y może albo pozostać niezmieniony przez operację, albo może poddany postinkrementacji (zwiększeniu o 1 po operacji) lub predekrementacji (zmniejszeniu o 1 przed operacją). Te cechy nadają się szczególnie do dostępu do ciągów, tablic i używania rejestru Y w charakterze wskaźnika stosu.. Zwróć uwagę, że w mikrokontrolerach posiadających nie więcej niż 256 bajtów przestrzeni danych modyfikacji ulega tylko młodszy bajt wskaźnika Y. W takich urządzeniach starszy bajt wskaźnika nie jest używany przez tę instrukcję i może zostać wykorzystany do innych celów. Rejestr RAMPY w obszarze we/wy jest modyfikowany w mikrokontrolerach z przestrzenią danych większą niż 64KB lub pamięcią programu większą niż 64KB, a zwiększenie/zmniejszenie o 1 odnosi się do całego 24-bitowego adresu na takich urządzeniach.

Nie wszystkie warianty tej instrukcji dostępne są we wszystkich mikrokontrolerach. Sprawdź listę instrukcji konkretnego modelu.

Wynik tych kombinacji argumentów jest niezdefiniowany:

LD r28, Y+
LD r29, Y+
LD r28, -Y
LD r29, -Y

	Działanie		Komentarz
(i) (ii) (iii) (iiii)	Rd ← (Y) Rd ← (Y) Y ← Y + 1 Y ← Y - 1 Rd ← (Y) Rd ← (Y+q)		Y: niezmieniany Y: postinkrementacja Y: predekrementacja Y: niezmieniany, q: przesunięcie
	Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
(i) (ii) (iii) (iiii)	LD Rd, Y LD Rd, Y+ LD Rd, -Y LDD Rd, Y+q	0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ q ≤ 63	PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

(i)	1000	000d	dddd	1000
(ii)	1001	000d	dddd	1001
(iii)	1001	000d	dddd	1010
(iiii)	10q0	qq0d	dddd	1qqq

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

clr r29     ; Zeruj starszy bajt Y
ldi r28,0x60 ; Ustaw młodszy bajt Y na 0x60
ld r0,Y+    ; Załaduj do r0 dane spod adresu 0x60 (Y postinkrementowany) 
ld r1,Y     ; Załaduj do r1 dane spod adresu 0x61
ldi r28,0x63 ; Ustaw młodszy bajt Y na 0x63
ld r2,Y     ; Załaduj do r2 dane spod adresu 0x63
ld r3,-Y    ; Załaduj do r3 dane spod adresu 0x62 (Y predekrementowany) 
ldd r4,Y+2  ; Załaduj do r4 dane spod adresu 0x64

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Instrukcja ładuje pośrednio bajt z przestrzeni danych z przesunięciem lub bez przesunięcia do rejestru. Dla mikrokontrolerów z pamięcią SRAM (ang. Static Random Access Memory – statyczna pamięć RAM) przestrzeń danych składa się z zestawu rejestrów, pamięci we/wy i wewnętrznej pamięci SRAM (oraz zewnętrznej pamięci SRAM, jeśli da się ją podłączyć do mikrokontrolera). Dla mikrokontrolerów bez pamięci SRAM przestrzeń danych składa się tylko z zestawu rejestrów. Pamięć EEPROM (ang. electrically erasable programmable read-only memory – elektrycznie kasowalna pamięć PROM) posiada osobną przestrzeń adresową.

Komórka z danymi jest wskazywana przez rejestr wskaźnikowy Z (16 bitów) w zestawie rejestrów. Dostęp do pamięci ograniczony jest do bieżącego segmentu danych o rozmiarze 64 KB. Aby uzyskać dostęp do innego segmentu danych w mikrokontrolerach posiadających przestrzeń danych o rozmiarze większym od 64 KB, należy zmienić zawartość rejestru RAMPZ w obszarze we/wy.

Rejestr wskaźnikowy Z może albo pozostać niezmieniony przez operację, albo może poddany postinkrementacji (zwiększeniu o 1 po operacji) lub predekrementacji (zmniejszeniu o 1 przed operacją). Te cechy nadają się szczególnie do dostępu do ciągów, tablic i używania rejestru Z w charakterze wskaźnika stosu.. Zwróć uwagę, że w mikrokontrolerach posiadających nie więcej niż 256 bajtów przestrzeni danych modyfikacji ulega tylko młodszy bajt wskaźnika Z. W takich urządzeniach starszy bajt wskaźnika nie jest używany przez tę instrukcję i może zostać wykorzystany do innych celów. Rejestr RAMPZ w obszarze we/wy jest modyfikowany w mikrokontrolerach z przestrzenią danych większą niż 64KB lub pamięcią programu większą niż 64KB, a zwiększenie/zmniejszenie o 1 odnosi się do całego 24-bitowego adresu na takich urządzeniach.

Nie wszystkie warianty tej instrukcji dostępne są we wszystkich mikrokontrolerach. Sprawdź listę instrukcji konkretnego modelu.

Informację o użyciu rejestru Z do adresowania tablic ze stałymi w pamięci programu znajdziesz w opisie instrukcji LPM i ELPM.

Wynik tych kombinacji argumentów jest niezdefiniowany:

LD r30, Z+
LD r31, Z+
LD r30, -Z
LD r31, -Z

	Działanie		Komentarz
(i) (ii) (iii) (iiii)	Rd ← (Z) Rd ← (Z) Z ← Z + 1 Z ← Z - 1 Rd ← (Z) Rd ← (Z+q)		Z: niezmieniany Z: postinkrementacja Z: predekrementacja Z: niezmieniany, q: przesunięcie
	Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
(i) (ii) (iii) (iiii)	LD Rd, Z LD Rd, Z+ LD Rd, -Z LDD Rd, Z+q	0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ q ≤ 63	PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

(i)	1000	000d	dddd	0000
(ii)	1001	000d	dddd	0001
(iii)	1001	000d	dddd	0010
(iiii)	10q0	qq0d	dddd	0qqq

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

clr r31     ; Zeruj starszy bajt Z
ldi r30,0x60 ; Ustaw młodszy bajt Z na 0x60
ld r0,Z+    ; Załaduj do r0 dane spod adresu 0x60 (z postinkrementowany) 
ld r1,Z     ; Załaduj do r1 dane spod adresu 0x61
ldi r30,0x63 ; Ustaw młodszy bajt Z na 0x63
ld r2,Z     ; Załaduj do r2 dane spod adresu 0x63
ld r3,-Z    ; Załaduj do r3 dane spod adresu 0x62 (Z predekrementowany) 
ldd r4,Z+2  ; Załaduj do r4 dane spod adresu 0x64

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Ładuje 8-bitową stałą bezpośrednio do rejestru od r16 do r31.

Działanie
Rd ← K
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
LDI Rd,K	16 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ K ≤ 255	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

KKKK

dddd

KKKK

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

clr r31     ; Zeruj starszy bajt Z
ldi r30,0xF0 ; Ustaw młodszy bajt na 0xF0
lpm         ; Załaduj stałą z pamięci programu
            ; wskazaną przez Z

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Instrukcja ładuje jeden bajt z przestrzeni danych do rejestru. Dla mikrokontrolerów z pamięcią SRAM (ang. Static Random Access Memory – statyczna pamięć RAM) przestrzeń danych składa się z zestawu rejestrów, pamięci we/wy i wewnętrznej pamięci SRAM (oraz zewnętrznej pamięci SRAM, jeśli da się ją podłączyć do mikrokontrolera). Dla mikrokontrolerów bez pamięci SRAM przestrzeń danych składa się tylko z zestawu rejestrów. Pamięć EEPROM (ang. electrically erasable programmable read-only memory – elektrycznie kasowalna pamięć PROM) posiada osobną przestrzeń adresową.

Musi być dostarczony 16-bitowy adres. Dostęp do pamięci jest ograniczony do bieżącego segmentu danych o rozmiarze 64KB. Instrukcja LDS wykorzystuje rejestr RAMPD w obszarze we/wy, zatem dostęp do innych partii pamięci wymaga zmiany zawartości tego rejestru.

Ta instrukcja nie jest dostępna dla wszystkich mikrokontrolerów. Sprawdź listę instrukcji konkretnego modelu.

Działanie
Rd ← (k)
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
LDS Rd,k	0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ k ≤ 65535	PC ← PC + 2

32-bitowy kod instrukcji

1001	000d	dddd	0000
kkkk	kkkk	kkkk	kkkk

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

lds r2,0xFF00 ; Ładuj r2 zawartością dane spod adresu 0xFF00
add r2,r1    ; dodaj r1 do r2
sts 0xFF00,r2 ; Zapisz z powrotem wynik

Liczba słów: 2 (4 bajty)

Cykle: 2

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Ładuje jeden bajt wskazywany przez rejestr Z do rejestru docelowego Rd. Instrukcja ta daje możliwość w 100% efektywnej inicjalizacji stałych lub pobierania stałych danych. Pamięć programu zorganizowana jest w 16-bitowe słowa, natomiast wskaźnik Z zawiera adres bajtów. Stąd najmniej znaczący bit wskaźnika Z wybiera albo młodszy bajt (ZLSB = 0), albo starszy bajt (ZLSB = 1) adresowanej danej. Instrukcja ta może zaadresować pierwsze 64KB (32K słów) pamięci programu. Wskaźnik Z może albo pozostać niezmieniony przez operację, albo może zostać zwiększony. Zwiększenie nie dotyczy rejestru RAMPZ.

Mikrokontrolery z możliwością samoprogramowania mogą wykorzystywać instrukcję LPM do odczytu wartości bitów bezpiecznikowych (ang. fuse bits) oraz bitów blokujących (ang. lock bits). Dokładny opis znajdziesz w instrukcji dla twojego mikrokontrolera.

Nie wszystkie warianty instrukcji LPM są dostępne dla wszystkich mikrokontrolerów. Sprawdź listę instrukcji swojego egzemplarza. Instrukcja LPM nie jest w ogóle zaimplementowana w mikrokontrolerze AT90S1200.
Wynik poniższych kombinacji jest niezdefiniowany:

LPM r30, Z+
LPM r31, Z+

	Działanie		Komentarz
(i) (ii) (iii)	R0 ← (Z) R0 ← (Z) R0 ← (Z) Z ← Z + 1		Z: niezmieniany, R0 jest domyślnym rejestrem docelowym Z: niezmieniany Z: zwiększany o 1 po pobraniu danej
	Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
(i) (ii) (iii)	LPM LPM Rd, Z LPM Rd, Z+	żaden, domyślnie R0 0 ≤ d ≤ 31 0 ≤ d ≤ 31	PC ← PC + 1 PC ← PC + 1 PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

(i)	1001	0101	1100	1000
(ii)	1001	000d	dddd	0100
(iii)	1001	000d	dddd	0101

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

         ldi ZH, high(Table_1<<1) ; Inicjuj wskaźnik Z
         ldi ZL, low(Table_1<<1)
         lpm r16, Z               ; Załaduj stałą z pamięci programu
                                  ; wskazywaną przez rejestr Z (r31:r30) 
         ...
Table_1:
         .dw 0x5876               ; 0x76 jest adresowane, gdy ZLSB = 0
                                  ; 0x58 jest adresowane, gdy ZLSB = 1
         ...

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 3

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Przesuwa bity w Rd o jedną pozycję w lewo. Bit 0 jest zerowany. Bit 7 jest ładowany do znacznika C w SREG. Operacja ta może być potraktowana jako pomnożenie przez 2 liczb bez znaku i ze znakiem.

Działanie

Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
LSL Rd	0 ≤ d ≤ 31	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

11dd

dddd

dddd

Zobacz na instrukcję ADD Rd,Rd.

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	X	X	X	X	X	X

H:	Rd3
S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	N C Dla N i C po wykonaniu przesunięcia
N:	R7 Ustawiany, jeśli najstarszy bit wyniku jest ustawiony; w przeciwnym razie zerowany
Z:	R7•R6•R5•R4•R3•R2•R1•R0 Ustawiany, jeśli wynik wynosi 0x00; w przeciwnym razie zerowany
C:	Rd7 Ustawiany, jeśli przed przesunięciem najstarszy bit Rd był ustawiony; w przeciwnym razie zerowany

Wynik R (ang. Result) po operacji jest równy Rd.

Przykładowy kod:

add r0,r4 ; Dodaj r4 do r0
lsl r0    ; Pomnóż r0 przez 2

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

Na początek: podrozdziału strony

Opis

Przesuwa bity w Rd o jedną pozycję w prawo. Bit 7 jest zerowany. Bit 0 jest ładowany do znacznika C w SREG. Operacja ta może być potraktowana jako podzielenie przez 2 liczby bez znaku. Znacznik C może być użyty do zaokrąglenia wyniku.

Działanie

Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
LSR Rd	0 ≤ d ≤ 31	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

010d

dddd

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	X	X	0	X	X

S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	N C Dla N i C po wykonaniu przesunięcia
N:	0 Zerowany
Z:	R7•R6•R5•R4•R3•R2•R1•R0 Ustawiany, jeśli wynik wynosi 0x00; w przeciwnym razie zerowany
C:	Rd0 Ustawiany, jeśli przed przesunięciem najmłodszy bit Rd był ustawiony; w przeciwnym razie zerowany

Wynik R (ang. Result) po operacji jest równy Rd.

Przykładowy kod:

add r0,r4 ; Dodaj r4 do r0
lsr r0    ; Podziel r0 przez 2

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

Na początek: podrozdziału strony

Instrukcje AVR

L

Educational and Non-Profit Use of Copyrighted Material:

LD – Load Indirect from Data Space to Register using Index X – Ładowanie pośrednie danych z użyciem indeksu X

Opis

Działanie

Komentarz

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

LD(LDD) – Load Indirect from Data Space to Register using Index Y – Ładowanie pośrednie danych z użyciem indeksu Y

Opis

Działanie

Komentarz

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

LD(LDD) – Load Indirect from Data Space to Register using Index Z – Ładowanie pośrednie danych z użyciem indeksu Z

Opis

Działanie

Komentarz

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

LDI – Load Immediate – Ładowanie stałej

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

LDS – Load Direct from Data Space – Ładowanie bezpośrednie z przestrzeni danych

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

32-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 2 (4 bajty)

Cykle: 2

LPM – Load Program Memory – Ładowanie z pamięci programu

Opis

Działanie

Komentarz

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 3

LSL – Logical Shift Left – Logiczne przesunięcie w lewo

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji