指令周期机器周期等各种周期介绍
时钟周期.机器周期.指令周期的含义

时钟周期.机器周期.指令周期的含义时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250ns。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节第 1 页拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个 S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义第 2 页为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则第 3 页需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
时钟周期 指令周期 机器周期 状态周期

时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S 表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。
51单片机指令周期,机器周期,时钟周期详解

51单片机指令周期,机器周期,时钟周期详解51单片机有指令周期,机器周期,时钟周期的说法,看似相近,但是又都不太一样,很容易混淆。
还是详细分析一下。
时钟周期:单片机外接的晶振的振荡周期就是时钟周期,时钟周期=振荡周期。
比方说,80C51单片机外接了一个11.0592M的晶体振荡器,那我们就说这个单片机系统的时钟周期是1/11.0592M,这里要注意11.0592M是频率,周期是频率的倒数。
机器周期:单片机执行指令所消耗的最小时间单位。
我们都知道51单片机采用的CISC(复杂指令指令集),所以有很多条指令,并且各条指令执行的时间也可能不一样(有一样的哦),但是它们执行的时间必须是机器周期的整数倍,这就是机器周期的意义所在。
8051系列单片机又在这个基础上进行细分,将一个机器周期划分为6个状态周期,也就是S1-S6,每个状态周期又由两个节拍组成,P1和P2,而P1=P2=时钟周期。
这也就是经常说的8051系列单片机的的时钟频率是晶振频率的12分频,或者是1/12,就是这个意思。
现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了,就是机器周期=时钟周期。
指令周期:指令周期执行某一条指令所消耗的时间,它等于机器周期的整数倍。
传统的80C51单片机的指令周期大多数是单周期指令,也就是指令周期=机器周期,少部分是双周期指令。
现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了,并且尽量单指令周期,就是指令周期=机器周期=时钟周期。
来看这张8051单片机外部数据,这里ALE和$PSEN$的变化频率已经小于一个机器周期,如果使用C语言模拟这个信号是没有办法做到的一一对应的,所以只能尽量和上面的时序相同,周期延长。
指令周期机器周期等各种周期介绍

时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。
单片机时钟周期、机器周期、指令周期与总线周期

单片机时钟周期、机器周期、指令周期与总线周期时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
具体计算就是1/fosc。
也就是说如果晶振为1MHz,那么时钟周期就为1us;6MHz的话,就是1/6us。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
具体计算为:时钟周期Xcycles。
如果单片机是12周期的话,那么机器周期就是T×12。
假设晶振频率为12M,单片机为12周期的话,那么机器周期就是1us。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒;52系列单片机一个机器周期等于12个时钟周期。
设晶振频率为12MHz时,52单片机是12T的单片机,即频率要12分频。
指令周期机器周期等各种周期介绍

时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。
时钟周期、机器周期、指令周期、总线周期

1.时钟周期:(晶振频率倒数、控制计算机节奏)时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ 的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
2.机器周期:(指令中单个阶段的执行周期)在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
(例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒)3.指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
51单片机中几个时间周期的概念区分

51单片机中几个时间周期的概念区分时钟周期:时钟周期也叫振荡周期或晶振周期,即晶振的单位时间发出的脉冲数,一般有外部的振晶产生,比如12MHZ=12×10的6次方,即每秒发出12000000个脉冲信号,那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期,也就是1/12微秒。
通常也叫做系统时钟周期。
是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
在标准的51单片机中,一般情况下,一个机器周期等于12个时钟周期,也就是机器周期=12*时钟周期,(上面讲到的原因)如果是12MHZ,那么机器周期=1微秒。
单片机工作时,是一条一条地从RoM中取指令,然后一步一步地执行。
单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。
机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。
例如一个单片机选择了12MHZ晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。
但是在8051F310中,CIP-51 微控制器内核采用流水线结构,与标准的 8051 结构相比指令执行速度有很大的提高。
在一个标准的 8051 中,除 MUL和 DIV 以外所有指令都需要12 或24 个系统时钟周期,最大系统时钟频率为12-24MHz。
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时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。
通常把CPU通过总线对微处理器外部(存贮器或I/O接口)进行一次访问所需时间称为一个总线周期。
总结一下,时钟周期是最小单位,机器周期需要1个或多个时钟周期,指令周期需要1个或多个机器周期;机器周期指的是完成一个基本操作的时间,这个基本操作有时可能包含总线读写,因而包含总线周期,但是有时可能与总线读写无关,所以,并无明确的相互包含的关系。
指令周期:是CPU的关键指标,指取出并执行一条指令的时间。
一般以机器周期为单位,分单指令执行周期、双指令执行周期等。
现在的处理器的大部分指令(ARM、DSP)均采用单指令执行周期。
机器周期:完成一个基本操作的时间单元,如取指周期、取数周期。
时钟周期:CPU的晶振的工作频率的倒数。
例子:22.1184MHZ的晶振,它的晶振周期、时钟周期和机器周期分别是多少?以51为例,晶振22.1184M,时钟周期(晶振周期)就是(1/22.1184)μs,一个机器周期包含12个时钟周期,一个机器周期就是0.5425μs。
一个机器周期一般是一条指令花费的时间,也有些是2个机器周期的指令,DJNZ,是双周期指令.--------------------------------------------------------红皮书118页说cpu的操作频率可达60MHZ,这个频率是机器周期还是指令周期?ARM机器周期跟指令周期有什么对应关系?由于ARM采用的是三级流水线的技术,所有的指令执行都由相同的三个阶段取指,译码,执行,那么所有的指令的执行时间是不是都是相同的?我的理解是:如果ARM不接pll(即ARM直接采用晶振的周期),ARM的机器周期就是晶振的振荡周期,这两个是等同的,所有的指令的执行时间都是相同的,且都等于晶振周期;如果ARM连接并使能pll,则1/Fcclk就是机器周期,指令的执行频率等于Fcclk。
请教高手指点更正,多谢!!zlgarm :没有机器周期的概念,只有主时钟的概念,它是OLL的输出。
如果程序和数据均在片内RAM中,这样计算指令执行时间1、一般指令需1个主时钟时间2、每次跳转增加3个主时钟时间(也许是2个,需要确认)3、从RAM中取一个操作数多增加一个主时钟时间,以次类推4、保存一个结果到RAM中多增加一个主时钟时间,以次类推5、访问片内外设,增加一个外设时钟时间注意伪指令ldr rn,=x需要从ram中取一个操作数。
slump:如果从FLASH中运行,启动MAM后,当指令不在MAM缓冲中,需用MAMTIM个周期进行MAM预取指。
所以程序跳转的开销是相当大的。
--------------------------------------------------------8051、ARM和DSP指令周期的测试与分析本文对三种最具代表性的微控制器(AT89S51单片机、7TDMI核的LPC2114型单片机和TMS320F2812)的指令周期进行了分析和。
为了能观察到指令周期,将三种控制器的GPIO口设置为数字输出口,并采用循环不断地置位和清零,通过观察GPIO口的波形变化得到整个循环的周期。
为了将整个循环的周期与具体的每一条指令的指令周期对应起来,通过C语言源程序得到汇编语言指令来计算每一条汇编语言的指令周期。
1 AT89S51工作机制及指令周期的AT89S51单片机的时钟采用内部方式,时钟发生器对振荡脉冲进行2分频。
由于时钟周期为振荡周期的两倍(时钟周期=振荡周期P1+振荡周期P2),而1个机器周期含有6个时钟,因此1个机器周期包括12个晶振的振荡周期。
取石英晶振的振荡频率为11.059 2 MHz,则单片机的机器周期为12/11.0592=1.085 1 μs。
51系列单片机的指令周期一般含1~4个机器周期,多数指令为单周期指令,有2周期和4周期指令。
为了观察指令周期,对单片机的P1口的最低位进行循环置位操作和清除操作。
源程序如下:#includemain() {while(1) {P1=0x01;P1=0x00;}}采用KEIL uVISION2进行编译、链接,生成可执行文件。
当调用该集成环境中的Debug时,可以得到上述源程序混合模式的反汇编代码:2:main()3: {4:while(1)5:{6:P1=0x01;0x000FMOVP1(0x90),#0x017:P1=0x00;0x0012 E4CLRA0x0013 F590MOVP1(0x90),A8:}0xEDSJMPmain (C:0003)其中斜体的代码为C源程序,正体的代码为斜体C源程序对应的汇编语言代码。
每行汇编代码的第1列为该代码在器中的位置,第2列为机器码,后面是编译、链接后的汇编语言代码。
所有指令共占用6个机器周期(其中“MOV P1(0x90),#0x01”占用2个机器周期,“CLR A”和“MOV P1(0x90),A”各占用1个机器周期,最后一个跳转指令占用2个机器周期),则总的循环周期为6×机器周期=6×1.085 1 μs=6.51 μs。
图1 P1口最低位的波形将编译、链接生成的可执行文件到AT89S51的Flash中执行可以得到P1口最低位的波形,如图1所示。
整个循环周期为6.1 μs,与上面的分析完全一致。
2 LPC2114工作机制及指令周期的测试LPC2114是基于ARM7TDMI核的可加密的单片机,具有零等待128 KB的片内Flash,16 KB的SRAM。
时钟频率可达60 MHz(晶振的频率为11.059 2 MHz,时钟频率设置为11.059 2×4 =44.236 8 MHz,片内外设频率为时钟频率的1/4,即晶振的频率)。
7TDMI核通过使用三级流水线和大量使用内部寄存器来提高指令流的执行速度,能提供0.9 MIPS/MHz的指令执行速度,即指令周期为1/(0.9×44.236 8)=0.025 12 μs,约为25 ns。
为了观察指令周期,将LPC2114中GPIO的P0.25脚设置为输出口,并对其进行循环的置位操作和清除操作。
C源程序如下:#include"config.h"//P0.25引脚输出#defineLEDCON0xintmain(void){//设置所有引脚连接GPIOPINSEL0 = 0x;PINSEL1 = 0x;//设置LED4控制口为输出IO0DIR = LEDCON;while(1){IO0SET = LEDCON;IO0CLR = LEDCON;}return(0);}采用ADS1.2进行编译、链接,生成可执行文件。
当调用AXD Debugger时,可以得到上述源程序的反汇编代码:main[0xe59f1020]ldrr1,0x[0xe3a00000]movr0,#0[0xe]strr0,[r1,#0]c[0xe]strr0,[r1,#4][0xe3a00780]movr0,#0x[0xe1c115c0]bicr1,r1,r0,asr #11[0xe]strr0,[r1,#8]c[0xe]strr0,[r1,#4][0xec]strr0,[r1,#0xc][0xeafffffc]b0xc[0xe002c000]dcd0xe002c000每行汇编代码的第1列为该代码在器中的位置,第2列为机器码,后面是编译、链接后的汇编语言代码。
循环部分的语句最关键的就是下面3句:c[0xe]strr0,[r1,#4][0xec]strr0,[r1,#0xc][0xeafffffc]b0xc在AXD Debugger中,将其调用到RAM中运行程序得到循环部分GPIO的P0.25的输出波形,如图2所示。
从图中可以看出,循环周期中保持为高电平的时间为1350 ns左右,低电平的时间为450 ns左右,即指令“str r0,[r1,#4]”和指令“str r0,[r1,#0xc]”均需350 ns左右,而跳转指令则需100 ns左右。
这主要是由于以下原因造成的:①ARM的大部分指令是单周期的,但是也有一些指令(如乘法指令)是多周期的;②基于核的微控制器只有加载、存储和指令可以对存储器的数据进行访问,这样从存储器读数据或向存储器写数据要增加1个时钟周期;③访问片内外设要增加一个外设时钟周期。
当然,每个指令还要有1个时钟周期,跳转时要清空流水线还要另加一定的时钟周期。
图2 GPIO的P0.25脚输出波形为了观察乘法指令,特地采用下述汇编语言进行了实验。
首先是没有乘法指令的汇编源程序:INCLUDELPC2294.INC ;引入头文件; P0.25引脚控制LED4,低电平点亮LEDCONEQU0xEXPORTMAIN;声明程序代码块AREALEDCONC,CODE,READONLY;装载寄存器地址,PINSEL0MAINLDRR0,=PINSEL0;设置数据,即设置引脚连接GPIOMOVR1,#0xSTRR1,[R0]; [R0] ← R1LDRR0,=PINSEL1STRR1,[R0]LDRR0,=IO0DIRLDRR1,=LEDCON;设置LED控制口为输出STRR1,[R0];设置GPIO控制参数LOOPLDRR1,=LEDCONLEDSETLDRR0,=IO0SET; LED控制I/O置位,即LED4熄灭STRR1,[R0]LEDCLRLDRR0,=IO0CLR; LED控制I/O复位,即LED4点亮STRR1,[R0];无条件跳转到LOOPB LOOP采用ADS1.2进行编译、链接后的汇编代码为:LOOP [0xe3a01780]movr1,#0xLEDSET[0xe59f0028] ldrr0,0xfc[0xe]strr1,[r0,#0]LEDCLR[0xe59f0024] ldrr0,0xc[0xe]strr1,[r0,#0][0xeafffff9] bLOOP在AXD Debugger中,将其调用到RAM中运行程序得到循环部分的GPIO的P0.25脚输出波形,如图3所示。