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avr指令集

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AVR 指令集简介

AVR 是 Atmel(现为 Microchip)设计的 8位 RISC 微控制器架构,指令集以高效精简著称(大多数指令单周期执行)。以下是核心类别及关键指令的中文详解:


1. 数据传送指令

  • MOV Rd, Rr
    寄存器间复制数据(Rd 目标,Rr 源)。
  • LDI Rd, K
    加载立即数 K(常数)到寄存器(仅 R16~R31 支持)。
  • LD/LDS/LDD
    从数据存储器加载:
    LD Rd, X(通过 X 指针间接寻址);
    LDS Rd, addr(直接地址);
    LDD Rd, Y+偏移量(Y 指针偏移寻址)。
  • ST/STS/STD
    存储到数据存储器(语法与 LD 类指令对应)。
  • IN Rd, PORT
    从 I/O 端口读取数据。
  • OUT PORT, Rr
    向 I/O 端口写入数据。
  • PUSH Rr / POP Rd
    压栈 / 出栈操作。

2. 算术与逻辑指令

  • ADD Rd, Rr / ADC Rd, Rr
    加法 / 带进位加法(影响 C/Z/V 标志)。
  • SUB Rd, Rr / SBC Rd, Rr
    减法 / 带借位减法(影响 C/Z/V 标志)。
  • MUL Rd, Rr
    无符号乘法(结果存于 R1:R0)。
  • AND Rd, Rr / OR Rd, Rr / EOR Rd, Rr
    按位与/或/异或操作。
  • COM Rd
    寄存器取反(1 的补码)。
  • NEG Rd
    取负数(2 的补码)。
  • INC Rd / DEC Rd
    自增/自减(不影响进位标志 C)。

3. 位与移位指令

  • LSL Rd
    逻辑左移(等价于 ASR Rd)。
  • LSR Rd
    逻辑右移(高位填 0)。
  • ROL Rd / ROR Rd
    带进位循环左移/右移。
  • SWAP Rd
    交换字节高/低 4 位(用于 BCD 转换)。
  • BSET i / BCLR i
    置位/清除状态寄存器 SREG 的第 i 位(如中断标志)。
  • SBI PORT, b / CBI PORT, b
    I/O 端口特定位置位/清除。

4. 控制转移指令

  • RJMP k
    相对跳转(±2KB 范围)。
  • IJMP
    间接跳转(目标地址由 Z 寄存器指定)。
  • RCALL k / RET
    相对调用子程序 / 从子程序返回。
  • CP Rd, Rr / CPI Rd, K
    比较(不保存结果,仅更新标志)。
  • 条件分支(例)
    BREQ k(相等跳转,Z=1);
    BRNE k(不等跳转,Z=0);
    BRSH k(无符号数大于等于跳转,C=0)。

5. 系统控制指令

  • NOP
    空操作(消耗 1 周期,用于延时或对齐)。
  • SLEEP
    进入休眠模式(降低功耗)。
  • WDR
    看门狗定时器复位(防止系统复位)。
  • SEI / CLI
    全局中断使能/禁止(操作 SREGI 位)。

关键特性

  • 寄存器组:32 个 8 位通用寄存器(R0~R31)。
  • 寻址模式:支持立即数、直接、间接、偏移寻址等。
  • 指令长度:固定 16 位(部分 32 位指令如 CALL)。
  • 标志位(SREG)
    C(进位)、Z(零)、V(溢出)、N(负数)等。

? 应用场景:嵌入式设备(如 Arduino)、实时控制、低功耗系统。

通过精简设计和高效执行,AVR 在资源受限场景中广泛使用。建议结合具体型号手册(如 ATmega328P)深入学习时序与扩展功能。

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