Microprocesoare,capitol 2

5/24/2018 Microprocesoare,capitol 2

1/22

SETUL DE INSTRUCIUNI

24

2. SETUL DE INSTRUCIUNI

Cuprins

Introducere

Obiective

2.1 FORMATUL INSTRUCIUNILOR

2.1.1 Instruciuni pe octet

2.1.2 Instruciuni pe bit

2.1.3 Instruciuni cu constante

2.1.4 Instruciuni de control

2.2 CLASIFICAREA INSTRUCIUNILOR N FUNCIE DE

OPERAIILE REALIZATE

2.2.1 Instruciuni matematice pe octet

2.2.2 Instruciuni logice pe octet

2.2.3 Instruciuni matematice i logice cu constante

2.2.4 Instruciuni logice pe bit

2.2.5 Instruciuni de comparaie pe bit

2.2.6 Instruciuni de comparaie pe octet

2.2.7 Instruciuni de mutare


2.2.9 Alte instruciuni

Concluzii

ntrebri de autoevaluareTermeni eseniali


2/22

SISTEME CU MICROPROCESOARE. MICROCONTROLERUL PIC18F4455

25

Introducere

Un program const dintr-o serie de instruciuni scrise ntr-o anumit

ordine n vederea realizrii unor sarcini. Instruciunile disponibile pentru

acest lucru sunt n strns legturcu arhitectura microcontrolerului, iar

un dezvoltator de microsisteme ncorporate trebuie s fie foarte bine

familiarizat att cu arhitectura software ct i cu cea hardware, mai alesdacva scrie programele sale n limbaj de asamblare.

Acest capitol cuprinde prezentarea instruciunilor disponible pentru

microcontrolerul PIC18F4455, precum i modul n care acestea sunt

reprezentate n memoria program.

Obiective

Dupparcurgerea acestui capitol cursantul va trebui:

- s cunoasc instruciunile disponibile pentru microcontrolerulPIC18F4455;

- s cunoasc modul n care sunt codificate instruciunile n

memoria program;

- scunoascrolul pe care l au parametrii instruciunilor;

- s utilizeze n mod adecvat instruciunile pentru implementarea

operaiilor necesare diferitelor programe.

2.1 FORMATUL INSTRUCIUNILOR

Scrierea unui program se poate asemna, ntr-o oarecare msur, cu ridicarea unei

case. Avnd la dispoziie o serie de materiale de costrucii, constructorul le asambleaz pe

acestea ntr-o anumit ordine pentru a obine produsul finit. Etapele necesare construciei:

sparea fundaiei, zidirea, tencuirea etc. pot fi asociate instruciunilor implementate de UCP,

iar materialele i echipamentele de construcii necesare: crmizi, mortar, ciment etc.

reprezintdatele cu care lucreazinstruciunile.

n conformitate cu arhitectura de tip RISC pe care este bazat, microcontrolerul

PIC18F4455 implementez un set redus de instruciuni standard, format din 75 de

instruciuni, care este completat cu 8 instruciuni opionale care formeazsetul extins.[15]

Din setul standard de instruciuni, majoritatea (71) au lungimea de un cuvnt (16 bii),

dar exist i 4 instruciuni avnd lungimea de dou cuvinte (32 bii). Pentru reprezentarea

acestor instruciuni n memoria program sunt necesari 16, respectiv 32 de bii, adic 2,

respectiv 4 locaii de memorie consecutive. Instruciunile lungi au fost introduse pentru a


3/22


26

putea stoca toat informaia necesar execuiei operaiilor pe care le implementeaz (ex.

instruciunea MOVFF utilizeaz ca operanzi dou adrese absolute din memorie reprezentate

fiecare pe cte 12 bii).

n esen majoritatea instruciunilor utilizeaz date stocate n memorie. n aceste

condiii, o instruciune trebuie saibposibilitatea de a informa UCP despre tipul operaieipe care o implementeaz, respectiv despre locul unde se gsesc datele cu care aceast

instruciune opereaz. Astfel, o instruciune va codifica binar urmtoarele informaii:

- codul operaiei

- unul sau mai muli operanzi (adres, constant, bit de destinaie, bit de acces)

Existi cteva excepii de la aceastregulcum ar fi, de exemplu, instruciunea NOP

(No OPeration), care consumtimpul procesorului fra realiza nso operaie.

Pentru acest microcontroler au fost definite mai multe formate de instruciuni.Lungimea cmpului corespunztor codului operaiei variaz n funcie de tipul instruciunii,

permind astfel o utilizare mai eficienta lungimii instruciunii.

Setul de instruciuni al microcontrolerului PIC18F4455 poate fi mprit n patru

categorii de baz:

- Instruciuni pe octet

- Instruciuni pe bit

- Instruciuni cu constante (literali)

- Instruciuni de control

2.1.1 Instruciuni pe octet

Majoritatea instruciunilor orientate pe octet au trei operanzi:

1. Registrul (specificat prin operandul f)

2. Destinaia rezultatului (specificatprin operandul d)

3. Zona de memorie accesat(specificatprin operandul a)

n instruciunile pe octet, operandul fspecificregistrul care urmeaza fi folosit de

instruciune. Registrul fpoate fi specificat fie prin numele su simbolic (dac are) fie prin

adresa sa de 8 bii.

Operandul d, denumit i bit de destinaie al rezultatului, specific locul n care va fi

plasat rezultatul operaiei realizate de instruciune. Dacd=0 (d=W)rezultatul operaiei va

fi plasat n registrul de lucru WREG. Dac d=1 (d=F) rezultatul operaiei va nlocuiconinutul registrului fspecificat n instruciune.


4/22


27

Operandul a, denumit i bit de acces, specificmodul de acces la registrul f. Dac

a=0 (a=ACCESS)atunci registrul fse gsete n Access Bank. Daca=1 (a=BANKED)

atunci registrul f se gsete n Bank-uri, iar pentru a-l accesa se utilizeaz registrul BSR.

Asupra modului de acces se va reveni n capitolul 3.

n Fig. 2.1 se prezintformatul instruciunilor pe octet. Acest format reprezintmoduln care acest tip de instruciuni sunt codificate binar n memoria program a

microcontrolerului. Se poate observa c pentru codul instruciunii sunt alocai 6 bii (biii

), pentru adresa registrului fsunt alocai 8 bii (biii ), rmnnd 2 bii necesari

pentru operanzii d(bitul 9), respectiv a(bitul 8).

15 10 9 8 7 0

Cod operaie d a f(adresa registrului)Fig. 2.1.Formatul general al instruciunilor orientate pe octet

n program, aceste instruciuni vor fi scrise sub forma prezentatn Tabelul 2.1. Tot n

acest tabel se pune n eviden i cazul unor instruciuni care opereaz cu octei, dar care

utilizeazdoar douargumente

Tabel 2.1. Formatul general al instruciunilor orientate pe octet

Format instruciuni orientate pe octet Exemplu de utilizarecod_operaie f,d,acod_operaie f,a

f=adresa pe 8 bii a registruluid=0 (d=W)destinaia rezultatului este registrul de lucru WREGd=1 (d=F)destinaia rezultatului este registrul fa=0 (a=ACCESS)registrul fse gsete n Access Banka=1 (a=BANKED)registrul fse gsete n Bank-uri

Excepie: MOVFF fs,fdfs=adresa pe 12 bii a registrului surs

fd=adresa pe 12 bii a registrului destinaie

ADDWF REG1, W, BANKEDCLRF 0x01, ACCESS

MOVFF REG_s, REG_d

Excepie de la modul de reprezentare din Fig. 2.1 face instruciunea de mutare a unui

octet de la o adressursla o adresdestinaie (MOVFF). Aceastinstruciune face parte din

categoria instruciunilor lungi i necesit32 de bii pentru reprezentare. Formatul general al

acestei instruciuni se prezintn Fig. 2.2.

15 12 11 0

Cod operaie fs(adresa registrului surs)

15 12 11 01 1 1 1 fd(adresa registrului destinaie)

Fig. 2.2.Formatul general al instruciunilor de mutare octet MOVFF


5/22


28

n cazul instruciunii MOVFF, prezentatmai sus, cmpurile alocate adreselor sursi

destinaie au dimensiunea de 12 bii. Astfel, aceastinstruciune permite utilizarea adreselor

absoulute n realizarea operaiei de mutare a unui octet ntre cele dou locaii de memorie.

Pentru codul operaiei sunt rezervai 4 bii (biii din cuvntul superior), iar cei 4 bii

rmai neutilizai sunt ntotdeauna 1 (biii din cuvntul inferior).

2.1.2 Instruciuni pe bit

Toate instruciunile orientate pe bit au trei operanzi:

1. Registrul (specificat prin operandul f)

2. Bitul din registru (specificat prin operandulb)

3. Zona de memorie accesat(specificatprin operandul a)

n aceste instruciuni, operandul b, format din trei bii, are rolul de a specifica poziia

bitului n cadrul registrului fcare este afectat de operaia realizatde instruciune. Operandul

fconine adresa de opt bii a registrului din memorie implicat n instruciune, iar operandul a,

zona de memorie n care se gsete registrul accesat.

n Fig 2.3 se prezint modul de reprezentare al instruciunilor pe bit n memoria

program, iar n Tabelul 2.2 se prezintformatul general al acestor instruciuni i un exemplu

de utilizare.

15 12 11 9 8 7 0

Cod operaie b (poziie bit) a f(adresa registrului)Fig. 2.3.Formatul general al instruciunilor orientate pe bit

Tabel 2.2.Formatul general al instruciunilor orientate pe bit

Format instruciuni orientate pe bit Exemplu de utilizarecod_operaie f,b,a

f=adresa pe 8 bii a registruluib=poziia bitului (0:7) n cadrul registrului fa=0 (a=ACCESS)registrul fse gsete n Access Banka=1 (a=BANKED)registrul fse gsete n Bank-uri

BSF REG, 4, ACCESS

2.1.3 Instruciuni cu constante (literali)

Instruciunile cu constante utilizeazun singur operand k. Acesta are rezervai cei opt

bii inferiori ai instruciunii i reprezintvaloarea unei constante, denumiti literal. Modul

de reprezentare al acestor instruciuni n memoria program se prezintn Fig. 2.4.


6/22


29

15 8 7 0

Cod operaie k(constant)Fig. 2.4. Formatul general al instruciunilor orientate pe bit

Excepia de la acest mod de reprezentare o constituie instruciunea LFSR, care este o

instruciune lungi care va ncrca o constantde 12 bii n unul din cei trei regitrii specialiFSR.

Tabelul 2.3 pune n evidenmodul de utilizare al acestor instruciuni n program.

Tabel 2.3. Formatul general al instruciunilor cu constante

Format instruciuni cu constante Exemplu de utilizarecod_operaie k

k=valoarea efectivpe 8 bii

Excepie: LFSR f,kf=registrul FSR utilizatk=adresa pe 12 bii

MOVLW d23

LFSR FSR0, h100


n funcie de tipul operaiei implementate, instruciunile de control pot utiliza

urmtorii operanzi:

- o adresdin memoria program / etichet(specificatprin operandul n)

- utilizarea stivei rapide n cazul instruciunilor CALL, RETURNi RETFIE(specificat

prin operandul s)

- froperand

Aceste instruciuni au rolul de a controla execuia programului prin implementarea de

bucle, salturi, apeluri de subrutina etc. Operandul n, specific o adresa de salt n memoria

program. n urma apelului acestor instruciuni se va modifica valoarea stocatn numrtorul

de program, lucru care va conduce la realizarea efectiv a saltului. Aceast adres de salt

corespunde etichetelor care se introduc n codul surs pentru a marca adresa de nceput a

anumitor seciuni de cod.

n funcie de tipul operaiei realizate, pentru instruciunile de control sunt definite mai

multe moduri de reprezentare, prezentate succint n Tabelul 2.4, dar asupra crora nu se va

insista n acest capitol. Totui, cu scop informativ, n Fig. 2.5 se prezintformatul instruciunii

de control GOTOcare permite realizarea de salturi n ntreg spaiul de adresare al memoriei

program.


7/22


30

15 8 7 0

Cod operaie n (adresdin memoria program)15 12 11 01 1 1 1 n(adresdin memoria program)

Fig. 2.5.Formatul general al unei instruciuni de control

Tabel 2.4. Formatul general al instruciunilor de control

Format instruciuni de control Exemplu de utilizarecod_operaie ncod_operaie n,{s}cod_operaie scod_operaie

n=etichet(adresdin memoria program)s= utilizare stivrapid

Excepie: RETLW kk=constantpe 8 bii

GOTO main_loopCALL rutinaRETURN FASTNOP

RETLW 0x15

2.2 CLASIFICAREA INSTRUCIUNILOR N FUNCIE DE OPERAIILE

REALIZATE

Pentru o mai bun nelegere i pentru identificarea facil a instruciunilor necesare

implementrii diferitelor programe, acest paragraf conine o clasificare a instruciunilor

disponibile n funcie de operaiile realizate.

2.2.1 Instruciuni matematice pe octet

n acestcategorie s-au considerat instruciunile care realizeaz operaii matematice

elementare asupra datelor cu dimensiunea de opt bii. Operaiile realizate sunt: adunarea,

scderea, incrementarea, decremenetarea i nmulirea.

Exemplu

Se analizeazcazul instruciunii cu forma general:

ADDWF f, d, a

Aceast instruciune adun coninutul registrului de lucru WREG cu

coninutul registrului a crui adreseste specificatprin parametrul f. Dac

bitul de destinaie al rezultatului va fi d=0 (d=W), rezultatul obinut n

urma operaiei va fi depus n registrul de lucru WREG. Dac bitul de

destinaie al rezultatului va fi d=1 (d=F), rezultatul obinut n urma

operaiei va fi stocat n registrul f, nlocuind astfel operandul care se gsea


8/22


31

acolo. Cele dousituaii posibile sunt puse n evidenn Fig. 2.6.

Parametrul a intervine n modul de formare al adresei f. Asupra acestui

parametru se va reveni n capitolul 3. n exemplele care vor urma acest

parametru se considerca avnd valoarea a=0.

Fig. 2.6.Selectarea destinaiei rezultatului pentru instruciunea ADDWF

n continuare se va analiza exemplul prezentat n Fig. 2.6. Se considerc

naintea execuiei instruciunii n registrul de lucru WREG se gsete

valoarea b00101001=h29=d41, iar n registrul de la adresa

0x02Cse gsete valoarea b01100111=h67=d103.

n cazul a., n urma realizrii operaiei:

ADDWF 0x2C, W, 0

rezultatul obinut b10010000=h90=d144 va fi stocat n

registrul de lucru WREG, nlocuind operandul 1.


9/22


32

n cazul b.:

ADDWF 0x2C, F, 0

se produce acelai rezultat, dar acesta va fi stocat n memorie la adresa

0x02C, nlocuind operandul 2.

Dup cum se poate vedea i din figur, operaiile realizate pot influena istarea biilor indicatori din registrul STATUS. Bineneles, pentru valorile

alese ale operanzilor, registrul STATUSnu este influenat n urma execuiei

instruciunii.

n aceeai categorie a instruciunilor matematice pe octet se regsesc i instruciunile

din Tabelul 2.5.

Tabel 2.5. Instruciuni matematice pe octetInstruciuni Descriere Cicluri instr.

ADDWF f,d,a AdunWREGcu f 1ADDWFC f,d,a AdunWREGcu fi cu bitul de transport 1SUBWF f,d,a Scade WREGdin f 1SUBWFB f,d,a Scade fdin WREGcu bitul de mprunut 1SUBFWB f,d,a Scade WREGdin fcu bitul de mprumut 1INCF f,d,a Incrementeazf 1DECF f,d,a Decrementeazf 1MULWF f,a nmulete fcu WREG1 1NEGF f,a Negare f 1

2.2.2 Instruciuni logice pe octet

n acestcategorie s-au considerat instruciunile care realizeazoperaii logice asupra

datelor cu dimensiunea de opt bii. Printre operaiile realizate se pot aminti: I logic, SAU

logic, SAU-EXCLUSIV, Complement, rotire de bii etc.

Tabelul 2.6 cuprinde instruciunile care se ncadreaz n categoria instruciunilorlogice pe octet.

O analizcomparativ ntre instruciunile din aceastcategorie i cele din categoria

instruciunilor matematice pe octet pune n evidenfaptul cparametrii acestor instruciuni

(f,d,a) sunt aceeai i ndeplinesc acelai rol. Se pot identifica totui cteva instruciuni, a

cror nelegere poate ridica mici probleme. Este vorba despre instruciunile de rotire, la

stnga sau la dreapta, cu sau fr bit de transport (en. Carry). Aceste instruciuni vor fi

analizate n exemplul urmtor.

1rezultatul acestei operaii se va regsi n regitrii PRODH:PRODL


10/22


33

Tabel 2.6. Instruciuni logice pe octet

Instruciuni Descriere Cicluri instr.ANDWF f,d,a I logic ntre WREGi f 1IORWF f,d,a SAU logic ntre WREGi f 1XORWF f,d,a SAU-EXCLUSIV ntre WREGi f 1

COMF f,d,a Complement f 1CLRF f,a Resetare bii din registrul f 1SETF f,a Setare bii din registrul f 1SWAPF f,d,a Interschimbare semioctei din registrul f 1RLCF f,d,a Rotire fla stnga cu bit de transport 1RLNCF f,d,a Rotire fla stnga frbit de transport 1RRCF f,d,a Rotire fla dreapta cu bit de transport 1RRNCF f,d,a Rotire fla dreapta frbit de transport 1

Exemplu


RLCF f, d, a

Aceast instruciune realizeaz rotirea spre stnga cu bit de transport a

coninutului de la adresa specificatprin parametrul f. Rezultatul obinut

va fi stocat n registrul f sau n registrul de lucru WREG, n funcie de

starea bitului de destinaie al rezultatului d.

Rotirea spre stnga cu bit de transport este evideniatn Fig. 2.7. Bitul de

transport (en. Carry) este un bit al registrului STATUS.

Fig. 2.7.Rotirea spre stnga cu bit de transport RLCF

Modul de utilizare al instruciunii de rotire cu bit de transport este

evideniat n continuare:

RLCF REG, W, 0

naintea instruciunii:REG = 11100110C = 0

Dupinstruciune:REG = 11100110WREG = 11001100C = 1


11/22


34

Exemplu


RLNCF f, d, a

Aceast instruciune realizeaz rotirea spre stnga frbit de transport a

coninutului de la adresa specificatprin parametrul f. Rezultatul obinut

va fi stocat n registrul f sau n registrul de lucru WREG, n funcie destarea bitului de destinaie al rezultatului d.

Rotirea spre stnga frbit de transport este evideniatn Fig. 2.8.

Fig. 2.8.Rotirea spre stnga cu bit de transport RLNCF

Modul de utilizare al instruciunii de rotire fr bit de transport este

evideniat n continuare:

RLCF REG, W, 0

naintea instruciunii:REG = 11100110

C = 0

Dupinstruciune:

REG = 11100110WREG = 11001101C = 1

n cele douexemple prezentate anterior, parametrul f al instruciunii este specificat

prin intermediul unei nume simbolic care nlocuiete adresa fizica registrului. Acest nume

simbolic trebuie declarat anterior utilizrii. Mai multe detalii despre numele simbolice vor fi

prezentate n capitolul 4.

Rotirile spre dreapta, implementate de instruciunile RRCFi RRNCF, se realizeaznmod asemntor.


12/22


35

2.2.3 Instruciuni matematice i logice cu constante

Aceste instruciuni au fost grupate ntr-o singurcategorie deoarece respectacelai

format i acelai principiu de funcionare, dupcum se poate vedea din Tabelul 2.7, dar i n

exemplul considerat.

Tabel 2.7. Instruciuni matematice i logice cu constante

Instruciuni Descriere Cicluri instr.ADDLW k AdunWREGcu literal 1SUBLW k Scade WREGdin literal 1MULLW k nmulete WREGcu literal 1ANDLW k I logic ntre WREGi literal 1IORLW k SAU logic ntre WREGi literal 1

XORLW k SAU-EXCLUSIV ntre WREGi literal 1

Cu excepia instruciunii de nmulire MULLW, toate instruciunile din aceast

categorie vor avea unul dintre operanzi n registrul de lucru WREG, cel de-al doilea operand va

fi constanta k, iar rezultatul obinut n urma operaiei va fi stocat n registrul de lucru.

Instruciunea de nmulire cu o constantMULLW, la fel ca i cealaltinstruciune de

nmulire MULWF, amintit n categoria instruciunilor matematice pe octet, va depune

ntotdeauna rezultatul n doi regitri speciali PRODH:PRODL. Acest lucru se datoreazfaptului cnmulirea a douvalori reprezentate pe opt bii poate conduce la un rezultat cu o

dimensiune mai mare de opt bii, care nu poate fi stocat nici n registrul de lucru WREG, nici n

registrul f. (10 x 30 = 300. 300 este o valoare care se reprezintpe 9 bii)

Exemplu


ANDLW k

Aceastinstruciune realizeazoperaia logicI ntre coninutul registrul

de lucru i constanta de 8 bii k. Rezultatul obinut va fi stocat n registrul

de lucru WREG.

Modul de utilizare al acestei instruciuni este evideniat n continuare:

ANDLW 0x0F

naintea instruciunii:WREG = 11100110

Dupinstruciune:WREG = 00000110


13/22


36

2.2.4 Instruciuni logice pe bit

n aceastcategorie au fost grupate instruciunile care manipuleazstarea unui singur

bit prin realizarea unor operaii de setare, resetare sau negare a strii (en. toggle). De altfel,

aceast categorie cuprinde doar trei instruciuni cu format asemntor care implementeazcele trei operaii amintite anterior. Tabelul 2.8 centralizeazaceste instruciuni.

Tabel 2.8. Instruciuni logice pe bit

Instruciuni Descriere Cicluri instr.BCF f,b,a Reseteazbitul bdin registrul f 1BSF f,b,a Seteazbitul bdin registrul f 1BTG f,b,a Neagstarea bitului bdin registrul f 1

Pentru a exemplifica modul de utilizare al acestor instruciuni se considerurmtorul

exemplu.

Exemplu


BCF f, b, a

Aceastinstruciune realizeazoperaia de resetare, sau punere pe 0 logic,

a bitului de pe poziia b din registrul a crui adres se sprecific prin

parametrul fal instruciunii. Rezultatul obinut n urma acestei operaii se

va regsi ntotdeauna n registrul f.

Avnd n vedere cregitrii microcontrolerului sunt de 8 bii, parametrul

bal acestor instruciuni va avea ntotdeauna o valoare cuprinsntre 0 i

7, unde 0 identificbitul cel mai puin semnificativ, iar 7 identificbitul

cel mai semnificativ al unui octet.

Modul de utilizare al acestei instruciuni este evideniat n continuare:

BCF REG, 2, 0

naintea instruciunii:REG = 11100110

Dupinstruciune:REG = 11100010


14/22


37

2.2.5 Instruciuni de comparaie pe bit

O categorie aparte de instruciuni sunt instruciunile de comparaie, deoarece acestea

permit implementarea ramificaiilor de tip ifn programele realizate n limbaj de asamblare.

Instruciunile de comparaie pe bit sunt doar dou la numr i permit testarea strii unuianumit bit dintr-un registru. n Tabelul 2.9 sunt menionate cele douinstruciuni.

Tabel 2.9. Instruciuni de comparaie pe bit

Instruciuni Descriere Cicluri instr.BTFSC f,b,a Testeazbitul bdin reg. f, salt daceste 0 1 (2 sau 3)BTFSS f,b,a Testeazbitul bdin reg. f, salt daceste 1 1 (2 sau 3)

Exemplu

Se analizeazcazul instruciunii cu forma general:BTFSC f, b, a

Aceast instruciune compar dac bitul de pe poziia b din cadrul

registrului f este 0. Dac bitul este 0 se face salt peste instruciunea

urmtoare. Fig. 2.9 curpinde o diagram care prezint principiul de

funcionare al acestei instruciuni.

Fig. 2.9.Principiul de funcionare al instruciunii BTFSC

n cazul prezentat n Fig. 2.9, avnd n vedere c n registrul cu numele

simbolic REG se gsete valoarea 01011001, care are bitul 3 setat,

instruciunea care se va executa dupa BTFSCva fi instruciunea 1.


15/22


38

2.2.6 Instruciuni de comparaie pe octet

Instruciunile de comparaie pe octet pot fi grupate n dousub-categorii: instruciuni

cu doi parametri, care realizeaz doar o comparaie urmat sau nu de un salt, respectiv

instruciuni cu trei parametri care mai realizeaz n plus o operaie de incrementare saudecrementare. n funcie de specificul lor aceste instruciuni vor fi utilizate fie la

implementarea unor ramificaii de tip if, fie la implementarea unor bucle iterative de tip

for.

Pentru a evidenia principiul de funcionare al instruciunilor din cele dou sub-

categorii se va considera cte un exemplu semnificativ pentru ambele formate de instruciuni.

Exemplu

Se analizeazcazul instruciunii cu forma general:CPFSEQ f, a

Aceastinstruciune comparconinutul registrului fcu cel al registrului

de lucru WREG. Dac cele dou sunt identice se face salt peste

instruciunea urmtoare. n Fig. 2.10 se prezintprincipiul de funcionare

al acestei instruciuni.

Fig. 2.10. Principiul de funcionare al instruciunii CPFSEQ

Exemplu


DECFSZ f, d, a

Aceast instruciune realizeaz o decrementare a valorii stocate n

registrul f, iar dac rezultatul obinut n urma decrementrii este 0 se

excutun salt peste instruciunea urmtoare. Prezena parametrului d n

codul instruciunii indicfaptul crezultatul decrementrii poate fi stocat

fie n registrul de lucru WREG, fie la adresa specificatprinf.


16/22


39

n Fig. 2.11 se prezintprincipiul de funcionare al acestei instruciuni.

Fig. 2.11. Principiul de funcionare al instruciunii DECFSZ

Instruciunea DECFSZ, prezentat anterior poate fi utilizat cu uurin pentru

realizarea unor bucle de tip for. Exemplul urmtor consider o seciune de cod care

realizeazacest lucru.

Exemplu

Se consider cazul implementrii unei bucle de tip for care permite

execuia unei instruciuni oarecare de o sutde ori.

Se pornete de la premisa conform creia registrul REG, utilizat pe post de

iterator, este n prealabil iniializat cu valoarea 100. n aceste condiii

secvena urmtoare de cod permite execuia instruciunii CLRF de o sut

de ori.

Bucla_forCLRF 0x00, 0

DECFSZ REG, F, 0GOTO Bucla_for

Instruciunile de comparaie pe octet sunt centralizate n Tabelul 2.10.


17/22


40

Tabel 2.10. Instruciuni de comparaie pe octet

Instruciuni Descriere Cicluri instr.CPFSEQ f,a Comparfcu WREG, salt dacf=WREG 1 (2 sau 3)CPFSGT f,a Comparfcu WREG, salt dacf>WREG 1 (2 sau 3)CPFSLT f,a Comparfcu WREG, salt dacf


18/22


41


Majoritatea instruciunilor din aceast categorie controleaz modul de execuie al

programului ca urmare a modificrii valorii numrtorului de program, prin realizarea de

salturi condiionate sau necondiionate, apeluri de subrutin, revenire din subrutin etc.Tabelul 2.12 cuprinde lista acestor instruciuni.

Tabel 2.11. Instruciuni de control

Instruciuni Descriere Cicluri instr.BC n Salt dacbitul de transport (carry) este 1 1 (2)BN n Salt dacbitul negativ este 1 1 (2)BOV n Salt dacbitul de depire (overflow) este 1 1 (2)BZ n Salt dacbitul zero este 1 1 (2)BNC n Salt dacbitul de transport (carry) este 0 1 (2)BNN n Salt dacbitul negativ este 0 1 (2)BNOV n Salt dacbitul de depire (overflow) este 0 1 (2)BNZ n Salt dacbitul zero este 0 1 (2)BRA n Salt necondiionat 2GOTO n Salt la adresa / etichet 2PUSH Pune n stiv(SalveazPCn stiv) 1POP Scoate din stiv(Reface PC) 1CALL n,s Apel de subrutin 2RETURN s Revenire din subrutin 2

RETLW k Revenire din subrutincu literal n WREG 2RETFIE s Revenire din rutina de tratare a ntreruperii 2NOP Nici o operaie 1

Instruciunile de salt condiionat (BC, BN, BNC, BNN, BNOV, BNZ, BOV,

BZ) realizeaz saltul la o instruciune destinaie marcat printr-o etichet dac rezultatul

operaiilor anterioare ndeplinete anumite criterii care pot fi verificate prin intermediul biilor

indicatori din registrul STATUS.

Instruciunile de salt necondiionat vor realiza saltul prin modificarea directa valoriinumrtorului program. Astfel, instruciunea BRA realizeaz un salt la o instruciune

destinaie prin adaugarea unui offset la adresa curent stocat de numrtorul program, iar

instruciunea GOTO realizeaz saltul direct la orice adres din spaiul de memorie al

programului. n consecin, instruciunea BRA realizeaz un salt relativ, iar instruciunea

GOTOrealizeazun salt absolut n memoria program.

Modul de execuie al celor douinstruciuni se prezintn Fig. 2.12.


19/22


42

Fig. 2.12. Exemplificarea diferenei ntre saltul necondiionat relativ (BRA)i cel absolut (GOTO)

Conform figurii de mai sus, la execuia instruciunii BRA .+6, numrtorul de

program (PC) indic, din cauza existenei pipeline-ului, spre instruciunea urmtoare

(PC=h008). Execuia acestei instruciuni modific valoarea efectiv a numrtorului de

program, realiznd un salt peste n cuvinte (n x 16 bii) din memoria program. Deci, noua

adres a numrtorului de program, i implicit a noii instruciuni care va fi extras din

memorie n vederea execuiei, va fi: PC = h008+2xn = h008+h00C=h014.

Pe de altparte, instruciunea GOTOdeterminsaltul absolut n memoria program la

instruciunea gsitla adresa fizich07F2, codificatprin Eticheta_2.

Asupra instruciunilor de apel i revenire din subrutin (CALL, RETURN,

RETFIE, RETLW) i a celor care intervin n utilizarea stivei (PUSH, POP) se va reveni n

capitolele urmtoare.

2.2.9 Alte instruciuni

Instruciunile cuprinse n aceastcategorie permit realizarea scrierii i citirii tabelare

din memoria program. Aceste instruciuni, vor fi doar amintite n acest capitol, n Tabelul

2.12, fiind prezentate mai detaliat n unul din capitolele urmtoare.


20/22


43

Tabel 2.11. Instruciuni de scriere i citire tabelar

Instruciuni Descriere Cicluri instr.TBLRD* Citire tabelar 2TBLRD*+ Citire tabelarcu post incrementareTBLRD*- Citire tabelarcu post decrementareTBLRD+* Citire tabelarcu pre incrementareTBLWT* Scriere tabelar 2TBLWT*+ Scriere tabelarcu post incrementareTBLWT*- Scriere tabelarcu post decrementareTBLWT+* Scriere tabelarcu pre incrementare

Concluzii

Acest capitol cuprinde prezentarea setului de instruciuni al

microcontrolerului PIC18F4455. Este prezentat modul n care suntcodificate aceste instruciuni n memoria program, sunt prezentai

parametrii instruciunilor, iar clasificarea din subcapitolul 2.2 are scopul

de a facilita identificarea diferitelor instruciuni necesare pentru realizarea

programelor n funcie de tipul de operaie realizat. De asemenea,

exemplele ntlnite n acest capitol au rolul de a evidenia caracteristicile

comune ale diferitelor grupe de instruciuni.

n vederea unei ct mai bune nelegeri a instruciunilordisponibile i a modului de utilizare al acestora, se propune ncheierea

capitolului cu urmtorul exemplu:

Exemplu

Se consider urmtoarea aplicaie, care implementeaz succesiv nite

operaii dupcum urmeaz:

- se iniializeazregistrul de la adresa 0x37 cu valoarea 71

- se incrementeazaceastvaloare de 50 de ori

- se seteazbitul 4 al rezultatului

- dac rezultatul obinut este mai mare dect 200 se terge

coninutul registrului de la adresa 0x37

- dacrezultatul obinut este mai mic dect 200 se seteaztoi biii

registrului de la adresa 0x37

Se cere codul surscare implementeazfuncionalitatea propus.

REG EQU 0X37CONTOR EQU 0X00


21/22


44

MOVLW D71MOVWF REG, 0MOVLW D50MOVWF CONTOR, 0

Bucla_for:

INCF REG, F, 0DECFSZ CONTOR, F, 0GOTO Bucla_for

BSF REG, 4, 0

MOVLW D200CPFSGT REG, 0SETF REG,0CLRF REG,0

1. Ce rol ndeplinete parametrul dn codul instruciunii?

2. Care este diferena ntre instruciunile GOTOi BRA?

3. Care va fi coninutul registrului de lucru WREG ca urmare a celor

douoperaii implementate prin urmtorul cod surs:

ADDWF REG, WSUBWF REG, W

4. Cum s-ar implementa o operaie de deplasare la stnga cu 2 bii?

5. Ce reprezintoperandul fdin codul instruciunii?

6. Identificai cele 4 instruciuni reprezentate pe 32 de bii

7. Explicai instruciunea IORWF.

ntrebri de

autoevaluare

8. Sse scrie un mic program care iniializeaz registrul de lucru cu

valoarea 100, rotete la stnga coninutul registrului de lucru de 100

de ori apoi seteazbitul 3 i reseteazbitul 2.

Termeni

eseniali

Carry

Bit de transport. Se gsete n registrul STATUS

Codul operaiei

Tipul de operaie implementat de o anumitinstruciune

Cuvnt

Doi octei. 16 bii

Decrementare

Operaie matematicechivalentcu scderea cu 1


22/22


45

Etichet

Identificator introdus n codul surspentru a marca adresa de nceput a

unei instruciuni

Incrementare

Operaie matematicechivalentadunrii cu 1Instruciuni

Comenzi codificate binar pe care le executUCP

Literal

Valoarea numericconstant

Memorie

Spaiu de stocare

Memorie de dateSpaiu de stocare temporar (RAM) pentru datele cu care lucreaz

programul

Memorie program

Spaiu de stocare pentru program

Numrtor de program

Numrtor binar utilizat pentru adresarea instruciunilor. Conine adresa

instruciunii care urmeaza fi executat

Octet

1 Byte = 8 bii. Capacitatea de stocare a unui registru

Registru

Spaiu de stocare . Locaie de memorie .

Resetare

Punerea unui bit sau a unui grup de bii pe 0 logic

RISC

Reduced Instruction Set Computer

Setare

Punerea unui bit sau a unui grup de bii pe 1 logic

STATUS

Registru care indic starea operaiilor aritmetice executate de unitatea

aritmetici logic

WREG

Registru de lucru / acumulator. n general conine unul din operanzii

instruciunilor

Date post:	14-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	petrovai-alexandru
View:	43 times
Download:	5 times

Microprocesoare,capitol 2

Documents