關(guān)于“為何AVR使用寫1作為清0中斷標志位的手段”這個問題我看過很多的相關(guān)資料。在AVR的手冊中并沒有給出為什么的解釋,只是強調(diào)了“寫1清0中斷標志位”。同時我也看到很多新的芯片,如DSP等,也是采用寫1清零標志位的。但沒有找到更專業(yè)的,或從根源上的說明,如果那位有這方面的知識或資料,歡迎深入的討論學(xué)習(xí)。
下面是我個人的分析和解釋,供參考。
1。首先從硬件上的考慮,通常的讀寫處理單元是以8BIT字節(jié)為單位的,因為數(shù)據(jù)總線一般是8位的倍數(shù)。這樣對位的操作就不方便,不能直接寫1位(會改變其它的位),需要先讀到寄存器,然后改動1位,最后回寫,需要更多的時間。
2。對于RAM操作一般采用直接寫的方式,所以對RAM基本上沒有直接的位操作指令。而對于寄存器是可以直接位操作的,但如果對所有的寄存器都能實現(xiàn)位操作,那么硬件結(jié)構(gòu)上就非常復(fù)雜和龐大了,所以必須采用一種折中的處理方法。
3?,F(xiàn)在的趨勢是采用C語言編寫系統(tǒng)程序,而標準的C中,沒有位變量的概念,最小的單位也是字節(jié)。因此硬件的設(shè)計上面也要考慮能發(fā)揮C語言的優(yōu)勢。
以上是我分析的原因。因為已經(jīng)超出了我研究的方向(我側(cè)重于應(yīng)用),可能不全面或有偏差。下面回到AVR本身。
我們可以注意到:
1。AVR沒有“位”空間,也就是說沒有單獨的“位”地址,所有的位尋址是基于8位的寄存器的,所以基本尋址方式是以寄存器為主的。
2。因此AVR沒有專門的位尋址指令,它本身的位操作指令很少,都是在寄存器尋址的基礎(chǔ)上,對寄存器的某位進行操作。
3。除了對狀態(tài)寄存器SREG中的位有直接的操作指令外(SREG太特殊了,必須要有專用的位操作指令),能夠?qū)ζ渌拇嫫鞯奈徊僮鞯闹噶钪挥?個。
a)BST、BLD。這個指令的周期是1CK,他是將SREG中的T標志位與32個通用寄存器的位之間交換數(shù)據(jù)的指令。如果要對32個寄存器的1位進行設(shè)置的話(比如置1),必須先使用指令將SREG中的T置1,然后使用BLD指令將T的值寫到寄存器的某位。需要2個CK時間。
b)SBI、CBI。這2條指令是對前32個(注意:僅對前32個I/O空間!)I/O空間的寄存器的位進行設(shè)置的指令。這2個指令的執(zhí)行時間是2個CK。AVR對寄存器操作的指令大多數(shù)都是1個CK,而這2個指令為何需要2個CK?原因在與寫的時候還是8位一起寫,因此改變1位需要先讀,修改1位,再回寫。這樣保證了其它位不變,但時間需要2個CK了。
4。正是由于第3點(b),所以PA、PB、PC、PD等I/O口的寄存器均在前32個I/O空間,這樣就實現(xiàn)了方便的單獨的按位控制I/O口了。
5。不同C編譯器,位處理是不同的。ICC、IAR基本沒有擴展位處理,按標準C來處理,因為他們考慮的可移植性更加多些。而CVAVR擴展了位變量(放在32個工作寄存器中)和位操作(僅能對I/O空間前32個寄存器),因此用戶使用起來更方便些。但要注意,對I/O空間后32個寄存器,CVAVR也不能實現(xiàn)位操作的。
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最后看一下中斷標志位的處理。在AVR中對中斷標志位的處理是根據(jù)不同情況采用不同的處理方法的,在上面的英文說明中已經(jīng)給出了解釋。有的是進入執(zhí)行中斷由硬件清除,有的是讀某個寄存器后由硬件清除。而軟件清除通常是寫“1”,為什么?
看一下M16的手冊,發(fā)現(xiàn)外部中斷標志寄存器GIFR(0X3A)、和T/C的中斷標志寄存器TIFR(0X38),都在I/O空間的后32個地址中,而且全部是中斷標志寄存器。因此不管是ICC、IAR、還是CVAVR,肯定不能使用SBI、CBI指令對位操作了,只能是對1個寄存器8位同時寫操作了。
那么,通常在C中如何改變1位置1呢?通常大家認為正確的語句是:XXXX |= 0B00000001;其功能是將XXXX先讀出,然后同0B00000001或,使最低位為1,其它位保持不變。實際需要3條匯編指令的。改變1位置0:XXXX &= 0B11111110;同樣需要3條匯編指令的。
AVR采用寫“1”清“0”中斷標志位(寫“0”不影響標志位),那么語句就可以直接使用TIFR = 0B00000001了,只需要2條匯編。將最低位的標志位清“0”,同時保證了其它標志位的不變。(?。?!注意,反而使用TIFR |= 0B00000001是錯誤的?。。∫驗?,如果其它的位本身是1的話,這樣反而也被清掉了)
另外,寫“0”清“0”中斷標志位的話,那么寫“1”到中斷標志位的話應(yīng)該如何定義呢?中斷標志位應(yīng)該是硬件置1的,如果軟件可以置1,會帶來更多的麻煩。
實際上,上面的英文解釋還是不全面的,容易引起一些誤解。
a)只能對于TIFR、GIFR使用TIFR = 0B00000001這樣的語句,因為只有這兩個寄存器中,全部都是中斷標志位。
b)而對于一些其它的中斷標志位,如果它所在的寄存器中還有一些是非中斷標志位的,就必須使用XXXX |= 0B00000001的寫法了。
c)對于非中斷標志位的設(shè)置,還是必須使用XXXX |= 0B00000001這樣的形式的。
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以上的回答,我自己感覺并沒有從根本上給出“為什么”的答案,只是從表象中的分析。只是AVR本身采用了這樣的方法,我們要能在使用中能正確的應(yīng)用是我的目的。