8051單片機中DPTR的擴展設(shè)計

單片機的出現(xiàn)是計算機技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑，它使計算機從海量數(shù)值計算進入到控制領(lǐng)域。在單片機中，以8051系列最為經(jīng)典，至今仍是最普及、廣泛使用的8位MCU架構(gòu)。業(yè)界許多技術(shù)人員在其基礎(chǔ)上不斷進行性能擴展，使得8051系列芯片不斷完善，從而形成一個龐大的體系。在傳統(tǒng)的8051系列單片機中，設(shè)置了一組雙字節(jié)寄存器（數(shù)據(jù)指針DPTR），用于訪問外接的64 KB數(shù)據(jù)存儲器和I/O接口電路；但在現(xiàn)今的8051單片機應(yīng)用中，特別是在嵌入式系統(tǒng)中，往往涉及大規(guī)模的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，而傳統(tǒng)8051的一組數(shù)據(jù)指針使用起來則顯得捉襟見肘，因此若在8051設(shè)計中將數(shù)據(jù)指針設(shè)計為兩組或多組，則在執(zhí)行大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作時會相當簡便、迅速。在這種背景下，本文首先以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率為衡量標準，分析了DPTR擴展的意義，并在Oregano公司的MCS8051核[1]上實現(xiàn)了DPTR擴展。

1 DPTR擴展意義

　　為描述8051中的DPTR擴展的意義，我們針對實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，分別對DPTR擴展前后作了對比。為使對比更加清晰明了，提出了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率的概念。

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率v定義為進行單字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移所耗費的機器周期數(shù)，即v=nt。其中，n表示所轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)；t表示所耗費的機器周期，可設(shè)定其單位為字節(jié)/機器周期。

　　在未進行DPTR擴展的8051中，可通過設(shè)置地址緩沖區(qū)的方法來實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。具體的例程如下：

　　MOVPRE:
　　　　MOV50H, #s_adrh
　　　　MOV51H, #s_adrl
　　　　MOV52H,#t_adrh
　　　　MOV53H,#t_adrl
　　　　MOVR2, #64
　　REMOVE:MOV DPH, 50H
　　　　MOV DPL, 51H
　　　　MOVX A, @DPTR
　　　　INC DPTR
　　　　MOV 50H, DPH
　　　　MOV 51H, DPL
　　　　MOV DPH, 52H
　　　　MOV DPL, 53H
　　　　MOVX @DPTR,A
　　　　INC DPTR
　　　　MOV 52H, DPH
　　　　MOV 53H, DPL
　　　　DJNZ R2, REMOVE

　　在此例程中，50H、51H用于存放數(shù)據(jù)源地址s_adr(s_adrh為高字節(jié), s_adrl為低字節(jié))，52H、53H用于存放數(shù)據(jù)目的地址t_adr(t_adrh為高字節(jié), t_adrl為低字節(jié))，實現(xiàn)將源地址起始64字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至目的地址。在8051中，執(zhí)行n字節(jié)數(shù)據(jù)移位操作耗費（14+28