Тимофеев А.С. Цифровые устройства и микропроцессоры по дисциплине Микропроцессорные устройства: учебное пособие
Подождите немного. Документ загружается.
Команды изменения бита переноса помогут при организации однобитного
флага результата.
ANI
data8
2 7 Л.О. И аккумулятора и операнда data8
XRI
data8
2 7
Л.О. ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ аккумулятора и операнда
data8
ORI
data8
2 7 Л.О. ИЛИ аккумулятора и операнда data8
CPI data8 2 7 Сравнение аккумулятора и операнда data8
Команды логических операций аккумулятора с непосредственным операндом
data8.
3.4.4 Команды передачи управления
Назначение команд (таблица 3.9) данной группы - реализация
переходов в программе. При этом нарушается линейный характер
выполнения программы. Безусловные команды передачи
управления выполняют операции с содержимым счетчика команд
(РС).
Команды данной группы не влияют на состояние флагов.
Таблица 3.9 − Команды передачи управления
Команды
Бай
ты
Так
ты
Описание команд
CALL
addr16
3 17
Безусловный вызов подпрограммы,
расположенной по адресу addr16
RET 1 10 Безусловный возврат из подпрограммы
JMP
addr16
3 10
Безусловный переход на команду,
расположенную по адресу addr16
PCHL 1 5
Безусловный переход на команду,
расположенную по адресу, записанному в паре
регистров HL
Каждая из подпрограмм имеет метку (имя), адрес которой является
адресом начала подпрограммы и размещается во втором и третьем
байтах команд CALL или CALL IF. Всякая подпрограмма
заканчивается командой возврата RET. Команды перехода и вызова
подпрограммы, в конечном итоге, записывают в счетчик команд МП
адрес addr16, указанный в команде. При вызове подпрограммы в стек
помещается адрес возврата, т.е. адрес следующей за вызовом
41
команды.
JC
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при переполнении (CY=1)
JNC
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при отсутствии переполнения
(CY=0)
JZ
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при нулевом результате (Z=1)
JNZ
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при ненулевом
результате(Z=0)
JM
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при отрицательном результате
(S=1)
Продолжение таблицы 3.9
JP
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при положительном результате
(S=0)
JPE
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при четном результате (P=1)
JPO
addr16
3 10
Переход на команду, расположенную по
адресу addr16, при нечетном результате (P=0)
Команды условной передачи управления вида JUMP IF в зависимости от
состояния разрядов регистра признаков выполняют или не выполняют
переход к определенной точке программы. Эти команды не влияют на
содержимое регистров, флагов и состояния МП, а оперируют только со
счетчиком команд РС. Наиболее часто команды условных переходов
применяются для организации циклов.
CC
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при переполнении (CY=1)
CNC
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при отсутствии переполнения
(CY=0)
CZ
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при нулевом результате (Z=1)
CNZ
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при ненулевом результате(Z=0)
CM 3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
42
addr16 адресу addr16, при отрицательном результате
(S=1)
CP
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при положительном результате
(S=0)
CPE
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при четном результате (P=1)
CPO
addr16
3 11/17
Вызов подпрограммы, расположенной по
адресу addr16, при нечетном результате (P=0)
Условный вызов подпрограмм использует состояние флагов при
принятии решения. Количество машинных тактов при выполнении
команды зависит от состояния проверяемого флага. Если условие
вызова не выполняется - команда завершается за меньшее число
тактов. При выполнении проверяемого условия количество тактов
максимально.
Продолжение таблицы 3.9
RC 1 5/11
Возврат из подпрограммы при переполнении
(CY=1)
RNC 1 5/11 Возврат при отсутствии переполнения (CY=0)
RZ 1 5/11 Возврат при нулевом результате (Z=1)
RNZ 1 5/11 Возврат при ненулевом результате(Z=0)
RM 1 5/11 Возврат при отрицательном результате (S=1)
Коман
ды
Байты
Такт
ы
Описание команд
RP 1 5/11 Возврат при положительном результате (S=0)
RPE 1 5/11 Возврат при четном результате (P=1)
RPO 1 5/11 Возврат при нечетном результате (P=0)
Команды условного возврата из подпрограммы учитывают состояние
флагов. Длительность команды максимальна при выполнении
проверяемого условия.
RST n 1 11
Рестарт номер n (n = 0 - 7). Переход по
фиксированному адресу, определяемому
номером n (n·8)
Используется для операций с вектором прерывания и загружает в
счетчик команд РС действительный начальный адрес
соответствующей команды.
43
Часто требуется выполнять сравнение значений и анализ
определенных битов аккумулятора, с выполнением различных
действий по результатам этого анализа. Для этого используют
сочетания команд, изменяющих состояния флагов, и команд
условного перехода. В следующих таблицах приводится краткая
сводка обычных последовательностей команд условного перехода.
Таблица 3.10 описывает последовательности команд, которые
зависят только от значения аккумулятора или его отдельных битов.
Таблица 3.11 содержит последовательности команд,
необходимые при сравнении аккумулятора и заданного числа
(Data8) или регистра РОН. Если задан регистр М, то сравнение
происходит с ячейкой памяти, адресуемой парой регистров HL.
Таблица 3.10 − Сочетания команд для проверки аккумулятора
или его битов
Условие
проверки
Команда, устанавливающая флаги
Команда
перехода
для
проверяем
ого
условия
Любой из
разрядов = 0
ANI маска (1 в позиции разряда,
остальные 0)
JZ addr16
Любой из
разрядов = 1
ANI маска (1 в позиции разряда,
остальные 0)
JNZ
addr16
Разряд 7 = 0 RAR, RLC или ADD A JNC addr16
Разряд 7 = 1 RAL, RLC или ADD A JC addr16
Разряд 6 = 0 ADD A JP addr16
Разряд 6 = 1 ADD A JM addr16
Разряд 0 = 0 RAR или RLC
JNC
addr16
Разряд 0 = 1 RAR или RLC JC addr16
(A) 0 ANA A или ORA A JNZ
44
addr16
(A) = 0 ANA A или ORA A JZ addr16
(A) 0
(старший
разряд = 0)
ANA A или ORA A JP addr16
(A) 0
(старший
разряд = 1)
ANA A или ORA A JM addr16
Таблица 3.11 − Последовательности команд для сравнения
значений аккумулятора и заданного числа (Data8) или какого-либо
регистра (R)
Условие
проверки
Команда,
устанавливаю
щая флаг
Команда перехода
при выполнении
проверяемого
условия
(A) = data8 CPI Data8 JZ addr16
(A) data8 CPI Data8 JNZ addr16
(A) < data8 CPI Data8 JC addr16
(A) data8 CPI Data8 JNC addr16
(A) = R CMP R JZ addr16
(A) R CMP R JNZ addr16
(A) < R (без учета
(B) знака)
CMP R JC addr16
(A) R (без
учета
(B) знака)
CMP R JNC addr16
3.4.5 Команды управления стеком, состояниями МП и
вводом-выводом
45
Эти команды (таблица 3.12) выполняют операции с обращением к
стеку, операции над признаками и управляют портами ввода-
вывода. Команды данной группы не влияют на состояние флагов
Таблица 3.12 − Команды управления стеком, состояниями МП и
вводом – выводом
Команды
Бай
-ты
Так
-ты
Описание команд
PUSH rp 1 11
Поместить в стек содержимое пары
регистров rp
PUSH
PSW
1 11
Поместить в стек содержимое
аккумулятора и регистра признаков
(флаги)
POP rp 1 10
Взять из стека два байта и записать в пару
регистров rp
POP PSW 1 10
Взять из стека два байта и записать в
аккумулятор и регистр признаков
Продолжение таблицы 3.12
Команды
Бай
ты
Так
ты
Описание команд
XTHL 1 18
Обменять два байта между верхушкой
стека и парой регистров HL
SPHL 1 5
Загрузить указатель стека SP
содержимым пары регистров HL
Команды работы со стеком решают проблемы нехватки
регистров РОН в сложных программах и сохраняют значения
регистров при вызове подпрограмм.
EI 1 4 Разрешить прерывания
DI 1 4 Запретить прерывания
Безадресные команды управления прерываниями и состоянием
процессора разрешают и запрещают работу системы прерываний
МП, устанавливая и сбрасывая триггер разрешения прерываний.
NOP 1 4 Нет операции
HLT 1 7 Останов системы и счетчика команд.
Пустая команда NOP используется для резервирования места в
программах, для забоя ненужных команд при отладке и для
пропуска командного цикла с целью формирования временных
задержек. Команда HLT используется для останова работы
системы, проверки состояния регистров, ячеек памяти.
IN port 2 10 Ввести байт из порта ввода-вывода
46
port в аккумулятор
OUT port 2 10
Вывести байт из аккумулятора в порт
ввода-вывода port
Работа с портами делает открытой структуру системы на МП,
позволяя управлять внешними устройствами и определять их
состояние при работе.
В приложениях А и В приведены машинные коды и сводка
команд МП К580.
3.5 Пример составления программ для МП КР580ИК80
Последовательность машинных команд, выполняемых при
работе МП, называется программой. В большинстве прикладных
программ некоторые последовательности команд, выполняющие
определенную функцию, встречаются несколько раз, но оперируют
различными данными. Такую повторяющуюся последовательность
команд удобно оформить в виде своеобразной «программы в
программе», называемой подпрограммой.
Текст подпрограммы оформляется в виде законченного
функционального модуля, а для активизации в основной программе
используется вызов подпрограммы при нужном значении
используемых в подпрограмме данных, называемых параметрами.
Таким образом, подпрограмма представляет собой модуль
программы, выполняющий определенную функцию, который
может вызываться любое число раз. Рассмотрим несколько
примеров подпрограмм. Все подпрограммы являются рабочими,
размещены в рабочих адресах памяти и могут быть использованы
без изменения.
1.На представление одной десятичной или
шестнадцатеричной цифры требуется четыре двоичных бита. В
одном байте, таким образом, можно разместить две цифры. Для
разделения байта на цифры нужно перенести четыре старших бита
из байта в четыре младших бита следующего байта. Затем старшие
биты исходного байта нужно очистить. Подпрограмма разделения
байта на две цифры (таблица 3.13) часто используется для
преобразования упакованного BCD формата в неупакованный
47
формат. Эти форматы характеризуют хранение двоично-
десятичных чисел.
Таблица 3.13 − Подпрограмма разделения байта на две цифры
Начальные условия в регистрах:
HL - адрес байта - источника; DE - адрес слова – приемника
Адрес Код Метка
Коман
да
Комментарий
8250 7E
CON
V:
MOV
A,M
; Читаем байт -источник
8251 47
MOV
B,A
; Делаем копию исходного
байта
8252
E6
0F
ANI
0Fh
; Выделяем младшую тетраду
8254 12
STAX
D
; Запишем цифру в приемник
8255 78
MOV
A,B
; Восстанавливаем байт из
копии
Продолжение таблицы 3.13
8256 0F RRC
; Сдвиг аккумулятора вправо
по циклу
8257 0F RRC
; Второй сдвиг аккумулятора
; вправо по циклу
8258 0F RRC
; Третий сдвиг вправо по
циклу
8259 0F RRC
; В результате поменяли
местами
; тетрады в байте
825A
E6
0F
ANI
0Fh
; Выделяем старшую тетраду
825C 13 INX D ; Увеличим адрес приемника
825D 12
STAX
D
; Запишем цифру в приемник
825E 13 INX D
; Увеличим адрес приемника
для
; подготовки нового цикла
825F C9 RET ; Возврат из подпрограммы.
2.Часто возникает задача копирования некоторой области
памяти в другую область. Заданную область можно рассматривать
48
как массив байтов, который нужно перенести. Подпрограмма для
пересылки заданного количества байтов из одной области памяти в
другую требует предварительного задания начального адреса
исходного массива – источника, начального адреса массива –
приемника и количества пересылаемых байтов. Для задания
начальных адресов используются пары регистров. Перед вызовом
подпрограммы нужно поместить в регистровую пару HL адрес
начала массива – источника, в пару BC записывается адрес начала
массива – приемника, в регистр B записывается количество
передаваемых данных. Такой подход позволяет сделать
универсальную подпрограмму, которая эффективно копирует
массивы данных любой требуемой размерности (таблица 3.14). За
один вызов подпрограмма может скопировать максимум 256 байт.
Данное ограничение не является решающим, поскольку вызов
подпрограммы можно включить в цикл и увеличить количество
пересылаемых байтов до любой требуемой величины.
Длительность выполнения одного цикла передачи байта составляет
39 машинных тактов. Поэтому копирование максимального
массива 256 байт и при тактовой частоте 2,5 МГц потребует 410
-3
с.
Таблица 3.14 − Подпрограмма пересылки массива байтов в
другую область памяти
Начальные условия в регистрах:
HL - начальный адрес массива - источника;
DE - начальный адрес массива - приемника;
B - количество пересылаемых байтов
Адрес
Код
Метка
Коман
да
Комментарий
8260 7E MOU:
MOV
A,M
; Читаем байт из массива-
; источника
8261 12
STAX D
; Пишем байт в массив-
приемник
8262 23
INX H
;Увеличим адрес массива-
; источника
8263 13
INX D
;Увеличим адрес массива -
; приемника
49
8264 05
DCR B
; Уменьшим счетчик пересылок
8265
C2 60
82
JNZ
MOU
; Повторяем цикл до
завершения
8268 C9
RET
; Возврат из подпрограммы
3.Целый ряд прикладных задач требует нахождения
экстремального значения (максимального или минимального)
элемента массива. Например, задача расположения элементов
массива в порядке возрастания или убывания использует функцию
поиска экстремального элемента.
Поэтому подпрограмма поиска максимума в массиве (таблица 3.15)
является очень полезной. Перед вызовом подпрограммы
необходимо в регистровой паре HL задать начальный адрес массива
байтов, а в регистр B – длину массива. На выходе подпрограмма
возвращает максимальный элемент в аккумуляторе.
В данной программе определить время выполнения можно
только приблизительно. Причина кроется в том, что в цикле
сравнения все зависит от выбора первого элемента. Подпрограмма
будет выполняться минимальное время, если первый элемент и
является максимальным.
Таблица 3.15 − Подпрограмма поиска максимального
элемента в массиве
Начальные условия в регистрах:
HL - начальный адрес массива байтов; B - длина массива.
Результаты:
A - максимальный элемент массива
Адрес
Код
Метка
Команд
а
Комментарий
8270 7E
MAX
I:
MOV
A,M
; Первый элемент массива
; сначала будет эталоном
8271 23 M2: INX H
; Адрес − на следующий
; элемент
8272 05 DCR B
; Уменьшаем счетчик
элементов
8273
CA
7D 82
JZ M3
; Выход из цикла по
; концу массива
50