单片机双DPTR的使用方法

　　DPTR是某些单片机中一个功能比较特殊的寄存器，是一个16位的特殊功能寄存器， 其高位字节寄存器用DPH表示，低位字节寄存器用DPL表示，DPTR既可以作为一个16位的寄存器来处理，也可以作为两个独立的8位寄存器来使用

　　主要功能是存放16位地址，作为片外RAM寻址用的地址寄存器（间接寻址），故称数据指针，也可以将外部RAM中地址的内容传送到内部RAM的地址所指向的内容中。DPH和DPL的地址分别为83H、82H。

　　单片机双DPTR的使用方法

　　1.简述

　　在重新设计程序升级的过程中，51系列单片机增加了另一个数据指针DPTR

　　软件能利用附加的数据指针加快程序的执行速度和缩减程序大小

　　本文的开始概述了原数据指针的操作接着简述了新数据指针如何匹配原先数据指针本文还解释了双数据指针部分在物理和软件上的识别最后还对采用双数据指针的各种软件策略包括汇编语言中断和C进行了说明

　　2数据指针DPTR的概述

　　在Intel MCS-51单片机结构中16位DPTR寄存器能对存贮区内的各个部分进行寻址使用DPTR寻址存贮器的指令如下所示

　　MOVX @DPTR，A 将累加器A的内容送到由DPTR寻址的数据存贮区内 MOVX A@DPTR 将由DPTR寻址的数据存贮区内的内容送到累加器A

　　8051结构用脚PSEN和RD分别选通程序存贮器只读和数据存贮器MOVX指令访问数据存贮器（例如RD脚数据存贮器一般是指RAM或存储映像I/O

　　MOVC A@DPTR 将由DPTR寻址的程序存贮区内的内容送到累加器A

　　MOVC指令通过访问程序存贮器例如PSEN脚，以存取只读常数（例如：数据表字符串）程序存贮器一般是指ROM或EPROM JMP @A+DPTR 转移到由DPTR和A的内容相加形成的地址处

　　相加形成的地址送PC寄存器DPTR和A都没有改变这条指令常用于执行查表功能在表内DPTR指向表的基址变址由A表示 操作DPTR的指令如下所示

　　INC DPTR DPTR加1

　　MOV DPTR#16 将16位立即数送到DPTR

　　然而DPTR也与其他CPU寄存器如ABPSW一样被操纵为特殊功能寄存器SFR所有特殊功能寄存器通过各种指令例如PUSH和MOV存取字节并采用直接寻址方式

　　16位DPTR可被映像成两个特殊功能寄存器 用于字节寻址这两个特殊功能寄存器即为DPH高位字节地址为83H和DPL低位字节地址为82H指令如下 MOV DPTR#1234H 用立即数1234H装载DPTR

　　其功能等同于执行下面两条程序但执行程序的时间和程序大小不相等 MOV DPH#12H 将立即数12H送到DPTR高字节83H MOV DPL#34H 将立即数34H送到DPTR低字节82H

　　3双DPTR数据指针

　　下面的51系列CPU通过采用双数据指针而得到升级P8xC51P8xC52P8xC54P8xC58

　　联系飞利蒲半导体厂商以确定这些产品和将来产品的双数据指针的转换状态参见图1这些升级的CPU仍然只有一个逻辑数据指针但可分成两个在物理上独立的数据指针索引单逻辑数据指针例如通过把DPTR作为一个操作数的指令可根据AUXR1特殊功能寄存器地址为A2H的DPS位的状态以确定使用其中物理数据指针之一类似地SFR寻址DPH83H和DPL82H的索引可访问当前选择的数据指针。

　　

　　复位时DPS被设置为0为了能简单处理DPSAUXR1中的非定义位可写入任何值但读操作时只能为1CPU是采用单数据指针还是双数据指针可通过检测DPS位的当前值来决定

　　下面对80C51仅为80C51的AUXR1特殊功能寄存器作专门的说明具有双数据指针的新80C51 AUXR1的格式与上面AUXR1的格式有稍微的不同图2所示位3为WUPD从低功耗模式唤醒模式选择位当复位时WUPD和DPS一起设置为0利用CPU掉电方式的应用程序在复位后能把WUPD置1使能唤醒特性位2定义为0是为了容易处理DPS位正如下节所描述的。

　　

　　图2 AUXR1#的定义80C51

　　4汇编语言

　　附加的数据指针能通过许多途径加速程序的执行和缩减程序大小例如通过用一个数据指针作为源指针另一个作为目的指针能很好地处理许多通用块操作比如复制比较搜索等

　　------------------------------------------ 块移动使用双数据指针

　　破坏DPTR0DPTR1A和PSW

　　注释DPS退出时的状态与入口时的状态相反 除非把额外的INC AUXR1的指令增加进去

　　----------------------------------------- 00A2 AUXR1 EQU 0A2H

　　0000 909000 MOV DPTR#SOURCE 用DPTR存源地址

　　000305A2INC AUXR1

　　切换数据指针

　　0005 90A000 MOV DPTR#DEST 用DPTR存目的地址

　　0008 LOOP

　　0008 05A2 INC AUXR1 切换数据指针

　　000A E0 MOVX A@DPTR

　　从源地址处取字节000B A3 INC DPTR

　　增加源地址000C 05A2 INC AUXR1

　　切换数据指针000E F0 MOVX @DPTRA 向目的地址写入字节000F A3 INC DPTR 增加目的地址0010 70F6 JNZ LOOP 检查是否为00012 05A2 INC AUXR1 可选还原DPS

　　对于处理AUXR1的DPS位INC是一条短2个字节且执行速度快12个时钟的命令然而INC指令不能直接使DPS位处于参与状态而是要对DPS位进行简单切换 在简单的程序操作中例如块移动DPS位只是以适当顺序被切换而不是通过它的

　　实际值换句话说块移动操作不用理会入口时DPS位的值是0还是1

　　注意到如果没有最后一条指令INC AUXR1程序会在DPS处于相反状态时退出对于80C51位2定义为0这样重复的INC操作不会传播位2上次的值且不会影响WUPD位

　　在某些情况下例如错误恢复或中断仅切换DPS位是不够的DPS必须设置为一个已知值且这个值与当前状态无关

　　53A27E ANLAUXR1#7EH DPS=0

　　43A201 ORLAUXR1#1 DPS=1 每条指令都占用3个字节和24个时钟

　　5中断

　　另外一种采用附加数据指针的情况是用数据指针处理一个或多个中断在传统方式例如单数据指针处理程序必须存放入口时DPTR的当前值一般存到寄存器或堆栈处用处理器的值装载DPTR在退出时反向处理

　　现在在典型的前台和后台中断模式中每个处理器能单独使用数据指针通过去掉用单数据指针的指令在数据指针之间进行切换能加速中断响应速度和缩减程序大小

　　在更多情况下这些情况包括有两个中断处理器和/或在多于一个处理器中使用两个数据指针数据指针能被共享使用方法与传统的单数据指针储存和恢复DPTR一样由于这种方案一般能通过对SFR寻址来实现因此支持直接寻址模式例如PUSH或MOV的任何指令都能被使用

　　在一些情况下例如中断或子程序调用有必要存DPS位的状态因为中断或子程序嵌套在使用DPTR时会破坏DPS通过使用支持直接寻址模式例如PUSH或MOV的的任何指令AUXR1特殊功能寄存器能含有DPS被储存和恢复

　　这些技术应用到块移动例子中两个数据指针的内容会被储存和恢复由于这个块移动程序的DPS值在退出时等同于入口时的值DPS的状态AUXR1的内容不需要准确地被储存

　　--------------------------------------

　　块移动程序使用双数据指针

　　这个程序能储存和恢复数据指针的状态

　　仅破坏A和PSW

　　-------------------------------------

　　00A2 AUXR1 EQU OA2H

　　0000 C083PUSH DPH 存第一个数据指针

　　0002 CO82PUSH DPL

　　0004 909000 MOV DPTR#SOURCE 用它存放源地址

　　0007 05A2INC AUXR1 切换数据指针

　　0009 C083PUSH DPH 存第二个数据指针

　　000B C082PUSH DPL

　　000D 90A000MOV DPTR#DEST 用它存放目的地址

　　0010 LOOP

　　0010 05A2INC AUXR1 切换数据指针

　　0012 E0MOVX A@DPTR 从源地址处取字节

　　0013 A3INC DPTR 增加源地址

　　0014 05A2INC AUXR1 切换数据指针

　　0016 F0MOVX @DPTRA 向目的地址处写入字节

　　0017 A3INC DPTR 增加目的地址

　　0018 70F6JNZ LOOP 判断是否为0

　　001A D082POP DPL 恢复第二个数据指针

　　001C D083POP DPH001E 05A2INCV AUXR1 切换数据指针

　　0020 D082POP DPL 恢复第一个数据指针

　　0022 D083POP DPH

　　6C编译器

　　C编译器的操作不会受到附加数据指针的影响假设在RESET后DPS位不改变则C程序将继续使用单数据指针

　　在许多情况下程序混合含有C和汇编语言使用当前论及的技术汇编语言部分例如常规程序库入口中断处理程序等能得到升级在不影响C编译器使用第一个数据指针的情况下汇编语言能使用第二个数据指令

　　用‘C’编写的应用程序有很多好处它采用双数据指针从而使编译器得到升级如图3所示 通过修改块定向COPY和MOVE库程序性能提高的升幅是显而易见的约15-30%以后代码发生器和参数的最优化会获得更好的性能改进

　　

　　图3 双DPTRC的性能改进