loops - AVR 组装 BRNE 延迟循环如何工作？

Question

安online delay loop generator给我这个运行在 16MHz 的芯片的延迟循环为 0.5 秒。

我心中的问题是:

1. 如果寄存器变为负数，分支是否会继续分支？

2. 如何准确计算一开始加载的值？

       ldi  r18, 41
       ldi  r19, 150
       ldi  r20, 128
   L1: dec  r20
       brne L1
       dec  r19
       brne L1
       dec  r18
       brne L1
   

Answer 1

准确回答您的问题:

1:DEC指令不知道“有符号”数字，它只是递减一个 8 位寄存器。二进制补码算法的奇迹使这项工作在环绕(0x00 -> 0xFF，与 0 -> -1 的位模式相同)。 DEC 指令还在状态寄存器中设置 Z 标志，BRNE用于确定是否应该发生分支。

2:从AVR手册可以看出DEC是单循环指令。 BRNE在不分支的时候也是一个周期，分支的时候是2个周期。因此，要计算循环的时间，您需要计算每条路径的执行次数。

考虑单个 DEC/BRNE 循环:

    ldi r8 0
L1: dec r8
    brne L1

这个循环将恰好执行 256 次，即 DEC 的 256 个周期和 BRNE 的 512 个周期，总共 768 个周期。在 16MHz 时，即 48us。

将其包装在外部延迟循环中:

    ldi r7 10
    ldi r8 0
L1: dec r8
    brne L1
    dec r7
    brne L1

您可以看到，每次内循环计数器达到 0 时，外循环计数器就会递减。因此在我们的示例中，外循环 DEC/BRNE 将发生 10 次(768 个周期)，内循环将发生 10 x 256 次，所以这个循环的总时间是 10 x 48us + 48us 为 528us。对于 3 个嵌套循环也是如此。

从这里开始，计算每个循环应该执行多少次才能达到所需的延迟是微不足道的。这是外部循环可以少于所需时间的最大迭代次数，然后将这段时间移出，对下一个嵌套循环执行相同的操作，依此类推，直到最里面的循环填满剩下的少量。