AVR单片机状态寄存器SREG.ppt

AVR单片机原理及应用,陈渊睿 Tel:E-mail: 华南理工大学电力学院,关于状态寄存器SREG,1 状态寄存器SREG (MCS51类似的寄存器为程序状态字PSW，有进位/借位CY, 辅助进位AC, 用户标志F0, 溢出OV, 奇偶标志P等) 其各标志位意义如下： ：全局中断触发禁止位，为中断总控制开关。将其清除，则禁止一切中断（但在异步工作方式下的 T/C2 的中断唤醒MCU功能除外） ：通用标志位，可将一对程序执行起重要作用（或常用）的标志位放在此处，通过对它测试，实现执行不同功能。如：可用BLD指令将T标志,送至寄存器某位，或用BST指令将寄存器某位存于T标志位，实现快速检测判断 ：半进位标志位，指示加、减运算时，低四位向高四位产生的进(借)位。以其与进位C配合，可实现十进制加减法运算软件调整(DAA)功能；或用于十进制数增(如数字钟)调整场合 ：符号标志位，在正常运算条件下（，不溢出），即运算结果最高位作为符号是正确的。而当产生溢出时，此时 已不能正确指示运算结果之正负，但 仍是正确的。对于单(或多)字节有符号数据来说，执行减法或比较操作之后，标志能正确指示参与相减或比较的两个数的大小,：溢出标志位，模补码(即符号数)加、减运算溢出之标志，溢出表示运算结果超过了符号数所能表示的范围(-128+127)。加法溢出表现为正正负，或负负正；减法溢出表现为正负负，或负正正。溢出时，运算结果最高位（即 ）取反才是真正的结果符号。例如： $30$50$80，正正负，溢出 $80$90$10，负负正，也为溢出 ：负数标志位，直接取自运算结果最高位。时运算结果为负，否则为正。但溢出时不能表示真实结果（见上条对溢出标志的说明）。 ：零标志位，用以标示数据算术运算或逻辑运算结果是否为零，或多字节数据算术运算（包括比较）结果是否为零。运算（比较）结果为零（即所有位都清除）时，标志置位。就字节型数据运算结果来说，的逻辑表达式为/R7/R6/R5/R4/R3/R2/R1/R0,：进/借位标志位，标志加法产生的进位，或减法产生的借位。多字节加、减法（包括比较）运算时，通过将产生的进位或借位提供给高位字节，以实现多字节正确相加或相减。也是判断相减（比较）两个无符号数大小的标志。多字节移位操作时以传递衔接。 对全部标志位都可进行置位、清位操作；都可检测各标志位，以检测结果决定程序走向，引出繁多的条件转移指令。 标志位很重要，对运算结果的判断处理，要以相应标志位为依据。它们也是分支、循环走向的路标。初学者因为不熟悉指令系统，编程时要时时检索各指令功能及其执行后对标志位的影响，故要熟记才能提高编程的速度和质量。,例:ADD运算时 各标志位定义,对于其它指令，C,Z,V,H定义式可能不同,2 执行指令对标志位的影响 各类指令对标志位的影响归纳如下： 位加减法（包括带/不带进（借）位的加、减法，以及求补和带/不带借位比较等）指令，影响标志位 。 字加/减立即数（063）指令和求反指令不影响标志位。 增、减指令不影响标志位和。 逻辑运算指令都不影响标志位和，但清除溢出标志位。其中CLR指令还清除标志位、，并使。,关于状态寄存器SREG, 逻辑左移和循环左移指令同位加法指令一样影响标志位 。逻辑右移和循环右移指令以及算术右移指令都不影响半进位标志 ，但由于这些指令的特殊性，对标志位的影响面可进一步缩小或可简化。如算术右移指令不影响标志位和 ，并使 ；逻辑右移指令清除标志位，使 等等。 转移指令中除中断返回指令RETI会置位全局中断控制标志位外，其他指令都不影响标志位。 数据传送指令如不向状态寄存器SREG输出数据，对标志位无影响。 位操作指令只影响作为操作对象的标志位。,关于状态寄存器SREG,关于状态寄存器SREG,3 标志位与运算结果的关系 运算时，计算机按二进制(或十六进制)逐位运算得到结果，但会给出相应标志，以让用户判断结果是否正确。一般地，无符号数运算结果是否正确只需看C和Z，而符号数运算要看N、V、(S)和Z。(半进位标志H主要用于十进制运算调整) 例1：加法 $30 + $50 = $80 运算后C=0, Z=0, N=1, V=1, S=0 作为无符号数加法时, C=0(无进位), 结果正确 作为符号数加法时，V=1(溢出), N=1(负数)，不正确，应软件修正(如用2个字节表示, S=0, 应为正数 $0080),3 标志位与运算结果的关系 例2：$80 + $90 = $10 运算后，C=1, Z=0, N=0, V=1, S=1 作为无符号数运算时，C=1(有进位)应加到高字节，否则结果不正确 作为符号数运算时， V=1(溢出), N=0(正数)，不正确，应软件修正(如用2个字节表示, S=1, 应为负数 $FF10) -128 + -112 = -240 例3：$EB + $CA = $B5 运算后，C=1, Z=0, N=1, V=0, S=1, H=1 作为无符号数运算时，C=1(有进位)应加到高字节，否则结果不正确 作为符号数运算时， V=0(未溢出), N=1(负数)，S=1(=N), 结果正确，不必修正(-21 + -54 = -75),关于状态寄存器SREG,4 用软件实现十进制加、减法调整子程序的设计方法（即软件DAA） 计算机采用的十进制操作数一般为压缩型8421 BCD 码.每个 BCD 代表位十进制数，每位BCD码共存于同一字节单元中。BCD运算涉及状态寄存器中的进位和半进位 ，它们分别为高、低位 BCD的进（借）位。在进行 BCD码的加减运算时，计算机是按二进制数对待的，因此会产生与十进制运算规则不相符合的情况：,关于状态寄存器SREG, 当产生进(借)位(或)时，该进(借)位等于16（对涉及的一位BCD码而言），而在十进制运算时应等于10，二者相差6。 可能产生非法 BCD 码（AF）。产生原因有二：一是在十进制加法运算时，该产生进位而按二进制运算却不能产生进位，使和成为非法 BCD 码；二是相减产生借位时，借位应为10而按二进制运算为16，使差多并可能使差变为非法BCD码。 软件 DAA 即为纠正以上“错误”而设。从以上说明看到，“纠错”的方法是做加减调整以及解决相关问题。,关于状态寄存器SREG,(1)加法DAA 经实践考察，BCD码加法运算可产生以下种情况，注意这里讲的进位是对和的泛指。 不须调整。特点是既不产生进位，也不产生非法，如$22$11$33。 产生非法BCD，必须对非法BCD加调整。特点是BCD码相加后不产生进位，但加调整后产生进位，如$36$37$6D，加$06调整后变为$73（产生半进位）。$68$87$EF，加$66调整后变为$155（产生进位和半进位）等。,关于状态寄存器SREG, 产生进位，必须加调整。特点是BCD码相加只产生进位，不会同时产生非法BCD码；而加调整后既不会再产生进位（而是清除了原来的进位），也不会产生非法BCD。例$99$99$132，进位和半进位都置位，故加$66来调整：$32$66$98，并要恢复进位。 综合以上种情况，得出下面加法DAA之实现方法：首先保存BCD码相加后的状态寄存器SREG（保存其中的进位和半进位，分别称为Co和 Ho），再将BCD码之和加上立即数$66，产生出新的进位Cn和半进位Hn。,关于状态寄存器SREG,若Co、Cn中有一个置位(只能有一个)，说明高位BCD满足调整条件并调整完毕；否则为不够调整条件，应减$60恢复。若Ho、Hn中有一个置位(只能有一个)，说明低位BCD满足调整条件并调整完毕；否则为不够调整条件，应减恢复。程序中是将新旧进位、半进位对应或起来，只对或结果进行判断。注意，软件DAA功能既要保证本字节压缩BCD码相加值的正确性，又要保证对高位BCD产生进位的正确性，故要将 CoCn 的结果返还给SREG中的进位，使下一步能正确实现高位字节BCD带进位加。 ADDAA为BCD 码相加调整子程序，使用寄存器 R16作为工作单元，使用 R17、R6两个寄存器作为辅助工作单元，所有调整工作都在R16中进行,关于状态寄存器SREG,关于状态寄存器SREG,(2)减法DAA 由实践可知，减法DAA要比加法来得简单：只须对产生借位（泛指和 ）的BCD码进行调整。BCD码减法运算，只有以下两种情况： 不产生借位，不须调整，