嵌入式开发-AVR单片机课件-第3章 AVR的指令与汇编系统

第 3 章 AVR 的指令与汇编系统传 统 的 8 位 单 片 机 （ 如 最 典 型 的 8051 结 构 的 单 片 机 ） 大 都 采 纳 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，采纳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。采纳定长指令，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 采纳流水线技术，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，采纳 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），从而避开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 单片机采纳 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纳高级语言（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 指令的的集合或全体称为指令系统。指令系统是 CPU 的重要性能指标之一，也是学习以及使用单片机的重要内容。由于 CPU 结构的不同，每一种 CPU 的指令和功能也不同，因此学习 AVR，就必须要了解它的指令结构、功能和特点。只有在此基...