AVR单片机嵌入式系统原理与应用——马潮(著)第03章

华东师范大学 电子科学技术系 马潮 2 0 0 5 .3 .1 6 第三章 AVR 单片机指令与汇编系统 传统的8 位单片机（如最典型的8051 结构的单片机）大都采用复杂指令CISC(Complex Instruction Set Computer) 系统体系。由于CISC 结构存在指令系统不等长，指令数多，CPU 利用效率低，执行速度慢等缺陷，已不能满足和适应设计高档电子产品和嵌入式系统应用的需要。 作为8 位的AVR 单片机来讲，除了其具备比较完善和功能强大的硬件结构和组成外，其更重要的是它的内核和指令系统为先进的RISC 体系结构，采用了大型快速存取寄存器组（32 个通用工作寄存器）、快速的单周期指令系统以及单级流水线等先进技术。因此，AVR内核核指令系统的显著特点有： 1． 16/32 位定长指令 AVR 的一个指令字为16 位或32 位，其中大部分的指令为16 位。采用定长指令，不仅使取指操作简单，提高了取指令的速度；同时也降低了在取指操作过程中的错误，提高了系统的可靠性。 2． 流水线操作 AVR 采用流水线技术，在前 一条 指令执行的时候 ，就 取出 现 行的指令，然 后 以一个周期执行指令。大大提高了CPU 的运 行速度。 3. 大型快速存取寄存器组 传统的基 于累 加 器的结构单片机（如8051），需要大量 的程序 代 码 来完成和实 现 在累加 器和存储 器之 间 的数据 传送 。而 在AVR 单片机中，采用32 个通用工作寄存器构成大型快速存取寄存器组，用32 个通用工作寄存器代 替 了累 加 器（相 当 有32 个累 加 器），从 而 避 免了传统结构中累 加 器和存储 器之 间 数据 传送 造 成的瓶 颈 现 象 。 由于AVR 单片机采用RISC 结构，使得 它具有高达 1MIPS／ MHz 的高速运 行处 理 能力 。同时也能更好 地 适合 采用高级语 言 （例 如C 语 言 、BASIC 语 言 ）来编写 系统程序 ，高效地开 发 出 目 标 代 码 ，以加 快产品进入市 场 的时间 和简化 系统的设计、开 发 、维 护 和支 持 。 3.1 ATmega16 指令综 述 指令是CPU 用于控 制 各 功能部件完成某 一指定动 作或操作的指示 和命 令。指令不同，CPU 和各 个功能部件完成的动 作也不一样 ，指令的功能也不同。程序 员 根 据 系统的要求 ，选 用不同功能指令的有序 组合 就 构成的程序 。CPU 执行不同的程序 ，就 能完成不同的任 务 。 CPU 指令的的集...