AVR單片機狀態(tài)寄存器SREG.ppt

AVR單片機原理及應(yīng)用,陳淵睿 Tel:E-mail: 華南理工大學(xué)電力學(xué)院,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,1 狀態(tài)寄存器SREG (MCS51類似的寄存器為程序狀態(tài)字PSW，有進位/借位CY, 輔助進位AC, 用戶標志F0, 溢出OV, 奇偶標志P等) 其各標志位意義如下： ：全局中斷觸發(fā)禁止位，為中斷總控制開關(guān)。將其清除，則禁止一切中斷（但在異步工作方式下的 T/C2 的中斷喚醒MCU功能除外） ：通用標志位，可將一對程序執(zhí)行起重要作用（或常用）的標志位放在此處，通過對它測試，實現(xiàn)執(zhí)行不同功能。如：可用BLD指令將T標志,送至寄存器某位，或用BST指令將寄存器某位存于T標志位，實現(xiàn)快速檢測判斷 ：半進位標志位，指示加、減運算時，低四位向高四位產(chǎn)生的進(借)位。以其與進位C配合，可實現(xiàn)十進制加減法運算軟件調(diào)整(DAA)功能；或用于十進制數(shù)增(如數(shù)字鐘)調(diào)整場合 ：符號標志位，在正常運算條件下（，不溢出），即運算結(jié)果最高位作為符號是正確的。而當產(chǎn)生溢出時，此時 已不能正確指示運算結(jié)果之正負，但 仍是正確的。對于單(或多)字節(jié)有符號數(shù)據(jù)來說，執(zhí)行減法或比較操作之后，標志能正確指示參與相減或比較的兩個數(shù)的大小,：溢出標志位，模補碼(即符號數(shù))加、減運算溢出之標志，溢出表示運算結(jié)果超過了符號數(shù)所能表示的范圍(-128+127)。加法溢出表現(xiàn)為正正負，或負負正；減法溢出表現(xiàn)為正負負，或負正正。溢出時，運算結(jié)果最高位（即 ）取反才是真正的結(jié)果符號。例如： $30$50$80，正正負，溢出 $80$90$10，負負正，也為溢出 ：負數(shù)標志位，直接取自運算結(jié)果最高位。時運算結(jié)果為負，否則為正。但溢出時不能表示真實結(jié)果（見上條對溢出標志的說明）。 ：零標志位，用以標示數(shù)據(jù)算術(shù)運算或邏輯運算結(jié)果是否為零，或多字節(jié)數(shù)據(jù)算術(shù)運算（包括比較）結(jié)果是否為零。運算（比較）結(jié)果為零（即所有位都清除）時，標志置位。就字節(jié)型數(shù)據(jù)運算結(jié)果來說，的邏輯表達式為/R7/R6/R5/R4/R3/R2/R1/R0,：進/借位標志位，標志加法產(chǎn)生的進位，或減法產(chǎn)生的借位。多字節(jié)加、減法（包括比較）運算時，通過將產(chǎn)生的進位或借位提供給高位字節(jié)，以實現(xiàn)多字節(jié)正確相加或相減。也是判斷相減（比較）兩個無符號數(shù)大小的標志。多字節(jié)移位操作時以傳遞銜接。 對全部標志位都可進行置位、清位操作；都可檢測各標志位，以檢測結(jié)果決定程序走向，引出繁多的條件轉(zhuǎn)移指令。 標志位很重要，對運算結(jié)果的判斷處理，要以相應(yīng)標志位為依據(jù)。它們也是分支、循環(huán)走向的路標。初學(xué)者因為不熟悉指令系統(tǒng)，編程時要時時檢索各指令功能及其執(zhí)行后對標志位的影響，故要熟記才能提高編程的速度和質(zhì)量。,例:ADD運算時 各標志位定義,對于其它指令，C,Z,V,H定義式可能不同,2 執(zhí)行指令對標志位的影響 各類指令對標志位的影響歸納如下： 位加減法（包括帶/不帶進（借）位的加、減法，以及求補和帶/不帶借位比較等）指令，影響標志位 。 字加/減立即數(shù)（063）指令和求反指令不影響標志位。 增、減指令不影響標志位和。 邏輯運算指令都不影響標志位和，但清除溢出標志位。其中CLR指令還清除標志位、，并使。,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG, 邏輯左移和循環(huán)左移指令同位加法指令一樣影響標志位 。邏輯右移和循環(huán)右移指令以及算術(shù)右移指令都不影響半進位標志 ，但由于這些指令的特殊性，對標志位的影響面可進一步縮小或可簡化。如算術(shù)右移指令不影響標志位和 ，并使 ；邏輯右移指令清除標志位，使 等等。 轉(zhuǎn)移指令中除中斷返回指令RETI會置位全局中斷控制標志位外，其他指令都不影響標志位。 數(shù)據(jù)傳送指令如不向狀態(tài)寄存器SREG輸出數(shù)據(jù)，對標志位無影響。 位操作指令只影響作為操作對象的標志位。,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,3 標志位與運算結(jié)果的關(guān)系 運算時，計算機按二進制(或十六進制)逐位運算得到結(jié)果，但會給出相應(yīng)標志，以讓用戶判斷結(jié)果是否正確。一般地，無符號數(shù)運算結(jié)果是否正確只需看C和Z，而符號數(shù)運算要看N、V、(S)和Z。(半進位標志H主要用于十進制運算調(diào)整) 例1：加法 $30 + $50 = $80 運算后C=0, Z=0, N=1, V=1, S=0 作為無符號數(shù)加法時, C=0(無進位), 結(jié)果正確 作為符號數(shù)加法時，V=1(溢出), N=1(負數(shù))，不正確，應(yīng)軟件修正(如用2個字節(jié)表示, S=0, 應(yīng)為正數(shù) $0080),3 標志位與運算結(jié)果的關(guān)系 例2：$80 + $90 = $10 運算后，C=1, Z=0, N=0, V=1, S=1 作為無符號數(shù)運算時，C=1(有進位)應(yīng)加到高字節(jié)，否則結(jié)果不正確 作為符號數(shù)運算時， V=1(溢出), N=0(正數(shù))，不正確，應(yīng)軟件修正(如用2個字節(jié)表示, S=1, 應(yīng)為負數(shù) $FF10) -128 + -112 = -240 例3：$EB + $CA = $B5 運算后，C=1, Z=0, N=1, V=0, S=1, H=1 作為無符號數(shù)運算時，C=1(有進位)應(yīng)加到高字節(jié)，否則結(jié)果不正確 作為符號數(shù)運算時， V=0(未溢出), N=1(負數(shù))，S=1(=N), 結(jié)果正確，不必修正(-21 + -54 = -75),關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,4 用軟件實現(xiàn)十進制加、減法調(diào)整子程序的設(shè)計方法（即軟件DAA） 計算機采用的十進制操作數(shù)一般為壓縮型8421 BCD 碼.每個 BCD 代表位十進制數(shù)，每位BCD碼共存于同一字節(jié)單元中。BCD運算涉及狀態(tài)寄存器中的進位和半進位 ，它們分別為高、低位 BCD的進（借）位。在進行 BCD碼的加減運算時，計算機是按二進制數(shù)對待的，因此會產(chǎn)生與十進制運算規(guī)則不相符合的情況：,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG, 當產(chǎn)生進(借)位(或)時，該進(借)位等于16（對涉及的一位BCD碼而言），而在十進制運算時應(yīng)等于10，二者相差6。 可能產(chǎn)生非法 BCD 碼（AF）。產(chǎn)生原因有二：一是在十進制加法運算時，該產(chǎn)生進位而按二進制運算卻不能產(chǎn)生進位，使和成為非法 BCD 碼；二是相減產(chǎn)生借位時，借位應(yīng)為10而按二進制運算為16，使差多并可能使差變?yōu)榉欠˙CD碼。 軟件 DAA 即為糾正以上“錯誤”而設(shè)。從以上說明看到，“糾錯”的方法是做加減調(diào)整以及解決相關(guān)問題。,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,(1)加法DAA 經(jīng)實踐考察，BCD碼加法運算可產(chǎn)生以下種情況，注意這里講的進位是對和的泛指。 不須調(diào)整。特點是既不產(chǎn)生進位，也不產(chǎn)生非法，如$22$11$33。 產(chǎn)生非法BCD，必須對非法BCD加調(diào)整。特點是BCD碼相加后不產(chǎn)生進位，但加調(diào)整后產(chǎn)生進位，如$36$37$6D，加$06調(diào)整后變?yōu)?73（產(chǎn)生半進位）。$68$87$EF，加$66調(diào)整后變?yōu)?155（產(chǎn)生進位和半進位）等。,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG, 產(chǎn)生進位，必須加調(diào)整。特點是BCD碼相加只產(chǎn)生進位，不會同時產(chǎn)生非法BCD碼；而加調(diào)整后既不會再產(chǎn)生進位（而是清除了原來的進位），也不會產(chǎn)生非法BCD。例$99$99$132，進位和半進位都置位，故加$66來調(diào)整：$32$66$98，并要恢復(fù)進位。 綜合以上種情況，得出下面加法DAA之實現(xiàn)方法：首先保存BCD碼相加后的狀態(tài)寄存器SREG（保存其中的進位和半進位，分別稱為Co和 Ho），再將BCD碼之和加上立即數(shù)$66，產(chǎn)生出新的進位Cn和半進位Hn。,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,若Co、Cn中有一個置位(只能有一個)，說明高位BCD滿足調(diào)整條件并調(diào)整完畢；否則為不夠調(diào)整條件，應(yīng)減$60恢復(fù)。若Ho、Hn中有一個置位(只能有一個)，說明低位BCD滿足調(diào)整條件并調(diào)整完畢；否則為不夠調(diào)整條件，應(yīng)減恢復(fù)。程序中是將新舊進位、半進位對應(yīng)或起來，只對或結(jié)果進行判斷。注意，軟件DAA功能既要保證本字節(jié)壓縮BCD碼相加值的正確性，又要保證對高位BCD產(chǎn)生進位的正確性，故要將 CoCn 的結(jié)果返還給SREG中的進位，使下一步能正確實現(xiàn)高位字節(jié)BCD帶進位加。 ADDAA為BCD 碼相加調(diào)整子程序，使用寄存器 R16作為工作單元，使用 R17、R6兩個寄存器作為輔助工作單元，所有調(diào)整工作都在R16中進行,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,關(guān)于狀態(tài)寄存器SREG,(2)減法DAA 由實踐可知，減法DAA要比加法來得簡單：只須對產(chǎn)生借位（泛指和 ）的BCD碼進行調(diào)整。BCD碼減法運算，只有以下兩種情況： 不產(chǎn)生借位，不須調(diào)整，