Technika cyfrowa - Instrukcje mikrokontrolerów AVR

Serwis Edukacyjny
Nauczycieli
w I-LO w Tarnowie

Materiały dla uczniów liceum

Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek
Konsultacje: Wojciech Grodowski, mgr inż. Janusz Wałaszek

Mikrokontrolery

Instrukcje mikrokontrolerów AVR

CALL ... CPSE

Rozdziały artykułu:
Wstęp
Teoria
Warsztat
Elementy
Projekty
Mikrokontrolery
    ATtiny4/5/9/10
    ATtiny11/12
    ATtiny13
    INSTRUKCJE AVR
        Informacje wstępne
        A
        B
        C
        D E F I J
        L
        M N O P R
        S T W

Zawartość:
CALL – Długie wywołanie podprogramu
CBI – Zerowanie bitu w rejestrze we/wy
CBR – Zerowanie bitu w rejestrze
CLC – Zerowanie znacznika przeniesienia
CLH – Zerowanie znacznika przeniesienia połówkowego
CLI – Zerowanie globalnego znacznika przerwań
CLN – Zerowanie znacznika N
CLR – Zerowanie rejestru
CLS – Zerowanie znacznika znakowego
CLT – Zerowanie znacznika T
CLV – Zerowanie znacznika nadmiaru
CLZ – Zerowanie znacznika zera
COM – Negacja U1
CP – Porównanie
CPC – Porównanie z przeniesieniem
CPI – Porównanie ze stałą
CPSE – Porównanie z pominięciem przy równości

Educational and Non-Profit Use of Copyrighted Material:

If you use Microchip copyrighted material solely for educational (non-profit) purposes falling under the “fair use” exception of the U.S. Copyright Act of 1976 then you do not need Microchip’s written permission. For example, Microchip’s permission is not required when using copyrighted material in: (1) an academic report, thesis, or dissertation; (2) classroom handouts or textbook; or (3) a presentation or article that is solely educational in nature (e.g., technical article published in a magazine).

https://www.microchip.com/about-us/legal-information/copyright-usage-guidelines

CALL – Long Call to a Subroutine – Długie wywołanie podprogramu

Opis

Wywołuje podprogram umieszczony w obszarze całej pamięci programu. Adres powrotny (do instrukcji za rozkazem CALL) zostanie umieszczony na stosie. (Zobacz również na RCALL). Wskaźnik stosu wykorzystuje schemat postdekrementacji (zmniejszania po wykonaniu) podczas wykonywania rozkazu CALL.
Instrukcja ta nie jest dostępna we wszystkich mikrokontrolerach AVR. Przeglądnij odpowiednie dane techniczne swojego urządzenia.

Działanie
(i) PC ← k Urządzenia z 16-bitowym PC, maksymalnie 128 KB pamięci programu. (ii) PC ← k Urządzenia z 22-bitowym PC, maksymalnie 8 MB pamięci programu.
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów	Stos
(i) CALL k	0 ≤ k < 64K	PC ← k	STACK ← PC+2 SP ← SP-2, (2 bajty, 16 bitów)
(ii) CALL k	0 ≤ k < 4M	PC ← k	STACK ← PC+2 SP ← SP-3 (3 bajty, 22 bity)

32-bitowy kod instrukcji

1001	010k	kkkk	111k
kkkk	kkkk	kkkk	kkkk

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

       mov r16,r0  ; Kopiuj r0 do r16
       call check  ; Wywołaj podprogram
       nop         ; Kontynuuj (nic nie rób)
       ...
check: cpi r16,$42 ; Sprawdź, czy r16 ma specjalną wartość
       breq error  ; Skocz, jeśli równe
       ret         ; Wróć z podprogramu
       ...
error: rjmp error  ; Pętla nieskończona

Liczba słów: 2 (4 bajty)

Cykle: 4 dla urządzeń z 16-bitowym PC; 5 dla urządzeń z 22-bitowym PC

CBI – Clear Bit in I/O Register – Zerowanie bitu w rejestrze we/wy

Opis

Zeruje określony bit w rejestrze we/wy. Instrukcja ta działa na niższych 32 rejestrach we/wy – adresy 0-31.

Działanie
I/O(A,b) ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CBI A,b	0 ≤ A ≤ 31, 0 ≤ b ≤7	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

AAAA

Abbb

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

cbi $12,7 ; Zeruj bit 7 w Porcie D

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

CBR – Clear Bits in Register – Zerowanie bitu w rejestrze

Opis

Zeruje określone bity w rejestrze Rd. Wykonuje operację bitowego iloczynu logicznego zawartości rejestru Rd i zaprzeczenia stałej maski K. Wynik jest umieszczany w rejestrze Rd.

Działanie
Rd ← Rd•($FF - K)
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CBR Rd,K	16 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ K ≤ 255	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

KKKK

ddd

KKKK

Jest to rozkaz ANDI z zanegowaną wartością argumentu K

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	X	0	X	X	–

S:	N V, dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	0 Zerowany
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 $00; w przeciwnym razie zerowany

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

Przykładowy kod:

cbr r16,$F0 ; Wyzeruj górne 4 bity rejestru r16
cbr r18,1   ; Zeruj bit 0 w r18

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLC – Clear Carry Flag – Zerowanie znacznika przeniesienia

Opis

Zeruje znacznik przeniesienia (C) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
C ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLC	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	0

C:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

add r0,r0 ; Dodaj r0 do siebie
clc       ; Wyzeruj znacznik przeniesienia

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLH – Clear Half Carry Flag – Zerowanie znacznika przeniesienia połówkowego

Opis

Zeruje znacznik przeniesienia połówkowego (H) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
H ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLH	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	0	–	–	–	–	–

H:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

clh ; Zeruj znacznik przeniesienia połówkowego

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLI – Clear Global Interrupt Flag – Zerowanie globalnego znacznika przerwań

Opis

Zeruje globalny znacznik przerwań (I) w SREG (Rejestr Stanu). Obsługa przerwań zostanie natychmiast wyłączona. Żadne przerwanie nie zostanie obsłużone po instrukcji CLI, nawet jeśli jego żądanie pojawi się jednocześnie z wykonywaniem instrukcji CLI.

Działanie
I ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLI	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
0	–	–	–	–	–	–	–

I:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

in temp, SREG   ; Zapamiętaj zawartość SREG (temp musi być zdefiniowane przez użytkownika)
cli             ; Wyłącz przerwania podczas sekwencji krytycznej czasowo
sbi EECR, EEMWE ; Rozpocznij zapis do EEPROM
sbi EECR, EEWE
out SREG, temp  ; Odtwórz zawartość SREG (Znacznik I)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLN – Clear Negative Flag – Zerowanie znacznika N

Opis

Zeruje znacznik ujemnego wyniku (N) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
N ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLN	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	0	–	–

N:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

add r2,r3 ; Dodaj r3 do r2
cln       ; Wyzeruj znacznik ujemnego wyniku

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLR – Clear Register – Zerowanie rejestru

Opis

Zeruje rejestr. Instrukcja ta wykonuje operację sumy symetrycznej rejestru z nim samym. Powoduje to wyzerowanie wszystkich bitów w rejestrze.

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

16-bitowy kod instrukcji

01dd

dddd

dddd

(Zobacz na EOR)

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	0	0	0	1	–

S:	0 Zerowany
V:	0 Zerowany
N:	0 Zerowany
Z:	1 Ustawiany

Przykładowy kod:

      clr r18     ; Zeruj r18
loop: inc r18     ; Zwiększ o 1 r18
      ...
      cpi r18,$50 ; Porównaj r18 z $50
      brne loop   ; Jeśli różne, powtarzaj pętlę

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLS – Clear Signed Flag – Zerowanie znacznika znakowego

Opis

Zeruje znacznik testu znakowego (S) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
S ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLS	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	0	–	–	–	–

S:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

add r2,r3 ; Dodaj r3 do r2
cls       ; Zeruj znacznik znakowy

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLT – Clear T Flag – Zerowanie znacznika T

Opis

Zeruje znacznik T w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
T ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLT	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	0	–	–	–	–	–	–

T:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

clt ; Zeruj znacznik T

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLV – Clear Overflow Flag – Zerowanie znacznika nadmiaru

Opis

Zeruje znacznik nadmiaru (V) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
V ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLV	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	0	–	–	–

V:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

add r2,r3 ; Dodaj r3 do r2
clv       ; Zeruj znacznik nadmiaru U2

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CLZ – Clear Zero Flag – Zerowanie znacznika zera

Opis

Zeruje znacznik zera (Z) w SREG (Rejestr Stanu).

Działanie
Z ← 0
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CLZ	brak	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	0	–

Z:	0 Zerowany

Przykładowy kod:

add r2,r3 ; Dodaj r3 do r2
clz       ; Zeruj znacznik zera

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

COM – One’s Complement – Negacja U1

Opis

Ta instrukcja wykonuje negację bitów w rejestrze Rd, co odpowiada negacji w kodzie uzupełnień do 1.

Działanie
Rd ← $FF - Rd
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
COM 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	0	X	X	1

S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	0 Zerowany
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 $00; w przeciwnym razie zerowany
C:	1 Ustawiany

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

Przykładowy kod:

      com r4    ; Zaneguj bitowo of r4
      breq zero ; Skocz przy zerze
      ...
zero: nop       ; Miejsce docelowe skoku (nic nie rób)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CP – Compare – Porównanie

Opis

Instrukcja wykonuje porównanie ze sobą dwóch rejestrów Rd z Rr. Żaden z nich nie zostaje zmieniony. Po tej instrukcji można zastosować wszystkie instrukcje skoków warunkowych.

Działanie
Rd - Rr
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CP Rd,Rr	0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ r ≤ 31	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

01rd

dddd

rrrr

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	X	X	X	X	X	X

H:	Rd3•Rr3+Rr3•R3+R3•Rd3 Ustawiany, jeśli była pożyczka z bitu 3; w przeciwnym razie zerowany
S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	Rd7•Rr7•R7+Rd7•Rr7•R7 Ustawiany, jeśli w wyniku operacji powstał nadmiar U2; w przeciwnym razie zerowany
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 $00; w przeciwnym razie zerowany
C:	Rd7•Rr7+Rr7•R7+R7•Rd7 Ustawiany, jeśli wartość bezwzględna Rr jest większa od wartości bezwzględnej Rd; w przeciwnym razie zerowany

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

Przykładowy kod:

       cp r4,r19  ; Porównaj r4 z r19
       brne noteq ; skocz, jeśli r4 <> r19
       ...
noteq: nop        ; Miejsce docelowe skoku (nic nie rób)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CPC – Compare with Carry – Porównanie z przeniesieniem

Opis

Instrukcja wykonuje porównanie ze sobą dwóch rejestrów Rd z Rr. Żaden z nich nie zostaje zmieniony. Po tej instrukcji można zastosować wszystkie instrukcje skoków warunkowych.

Działanie
Rd - Rr - C
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CPC Rd,Rr	0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ r ≤ 31	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

01rd

dddd

rrrr

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	X	X	X	X	X	X

H:	Rd3•Rr3+Rr3•R3+R3•Rd3 Ustawiany, jeśli była pożyczka z bitu 3; w przeciwnym zerowany
S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	Rd7•Rr7•R7+Rd7•Rr7•R7 Ustawiany, jeśli w wyniku operacji powstał nadmiar U2; w przeciwnym zerowany
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 $00; w przeciwnym razie zerowany
C:	Rd7•Rr7+Rr7•R7+R7•Rd7 Ustawiany, jeśli wartość bezwzględna Rr plus poprzednie przeniesienie jest większa od wartości bezwzględnej Rd; w przeciwnym zerowany

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

Przykładowy kod:

                  ; Porównaj r3:r2 z r1:r0
       cp r2,r0   ; Porównaj młodsze bajty
       cpc r3,r1  ; porównaj starsze bajty
       brne noteq ; Skocz, jeśli różne
       ...
noteq: nop        ; Miejsce docelowe skoku (nic nie rób)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CPI – Compare with Immediate – Porównanie ze stałą

Opis

Instrukcja wykonuje porównanie rejestru Rd ze stałą K. Żaden z nich nie zostaje zmieniony. Po tej instrukcji można zastosować wszystkie instrukcje skoków warunkowych.

Działanie
Rd - K
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CPI 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
–	–	X	X	X	X	X	X

H:	Rd3•K3+K3•R3+R3•Rd3 Ustawiany, jeśli była pożyczka z bitu 3; w przeciwnym razie zerowany
S:	N V Dla testów liczb ze znakiem w kodzie U2
V:	Rd7•K7•R7+Rd7•K7•R7 Ustawiany, jeśli w wyniku operacji powstał nadmiar U2; w przeciwnym razie zerowany
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 $00; w przeciwnym razie zerowany
C:	Rd7•K7+K7•R7+R7•Rd7 Ustawiany, jeśli wartość bezwzględna stałej K jest większa od wartości bezwzględnej Rd; w przeciwnym razie zerowany

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

Przykładowy kod:

       cpi r19,3  ; Porównaj r19 z 3
       brne error ; Skocz, jeśli r19<>3
       ...
error: nop        ; Miejsce docelowe skoku (nic nie rób)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 1

CPSE – Compare Skip if Equal – Porównanie z pominięciem przy równości

Opis

Ta instrukcja wykonuje porównanie ze sobą dwóch rejestrów Rd i Rr i pomija następną instrukcję, jeśli Rd = Rr.

Działanie
Jeśli Rd = Rr, to PC ← PC + 2 (lub 3), inaczej PC ← PC + 1
Składnia	Argumenty	Licznik rozkazów
CPSE Rd,Rr	0 ≤ d ≤ 31, 0 ≤ r ≤ 31	PC ← PC + 1

16-bitowy kod instrukcji

01rd

dddd

rrrr

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

I	T	H	S	V	N	Z	C
–	–	–	–	–	–	–	–

Przykładowy kod:

inc r4     ; zwiększ o 1 r4
cpse r4,r0 ; Porównaj r4 z r0
neg r4     ; Wykonywane tylko wtedy, gdy r4<>r0
nop        ; Kontynuuj (nic nie rób)

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle:

1, jeśli warunek jest fałszywy (brak pominięcia następnej instrukcji)
2, jeśli warunek jest prawdziwy (pominięcie wykonane), a pomijana instrukcja ma długość 1 słowa
3, jeśli warunek jest prawdziwy (pominięcie wykonane), a pomijana instrukcja ma długość 2 słów

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki
w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2019 mgr Jerzy Wałaszek

Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.

Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl

Serwis wykorzystuje pliki cookies. Jeśli nie chcesz ich otrzymywać, zablokuj je w swojej przeglądarce.
Informacje dodatkowe.

Mikrokontrolery

Instrukcje mikrokontrolerów AVR

Educational and Non-Profit Use of Copyrighted Material:

CALL – Long Call to a Subroutine – Długie wywołanie podprogramu

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

Stos

32-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 2 (4 bajty)

Cykle: 4 dla urządzeń z 16-bitowym PC; 5 dla urządzeń z 22-bitowym PC

CBI – Clear Bit in I/O Register – Zerowanie bitu w rejestrze we/wy

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)

Cykle: 2

CBR – Clear Bits in Register – Zerowanie bitu w rejestrze

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

CLC – Clear Carry Flag – Zerowanie znacznika przeniesienia

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

CLH – Clear Half Carry Flag – Zerowanie znacznika przeniesienia połówkowego

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

CLI – Clear Global Interrupt Flag – Zerowanie globalnego znacznika przerwań

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

CLN – Clear Negative Flag – Zerowanie znacznika N

Opis

Działanie

Składnia

Argumenty

Licznik rozkazów

16-bitowy kod instrukcji

Zmiany znaczników w rejestrze stanu (SREG)

Przykładowy kod:

Liczba słów: 1 (2 bajty)