來源：?jiǎn)纹瑱C(jī)及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 作者：楊磊 張遠(yuǎn)洋 李崢 王少東

    摘要 首先對(duì)比分析在執(zhí)行大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)，傳統(tǒng)8051單片機(jī)和進(jìn)行dptr擴(kuò)展后的8051單片機(jī)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率上的差別。通過詳細(xì)分析dptr操作所涉及的因素，具體實(shí)現(xiàn)對(duì)dptr的擴(kuò)展，并進(jìn)行實(shí)際仿真測(cè)試。

    關(guān)鍵詞 8051單片機(jī) dptr 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率

    單片機(jī)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，它使計(jì)算機(jī)從海量數(shù)值計(jì)算進(jìn)入到控制領(lǐng)域。在單片機(jī)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(jìn)行性能擴(kuò)展，使得8051系列芯片不斷完善，從而形成一個(gè)龐大的體系。在傳統(tǒng)的8051系列單片機(jī)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(chǔ)器和i/o接口電路；但在現(xiàn)今的8051單片機(jī)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(jì)中將數(shù)據(jù)指針設(shè)計(jì)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(shí)會(huì)相當(dāng)簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)，分析了dptr擴(kuò)展的意義，并在oregano公司的mcs8051核[1]上實(shí)現(xiàn)了dptr擴(kuò)展。

    1 dptr擴(kuò)展意義

    為描述8051中的dptr擴(kuò)展的意義，我們針對(duì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移，分別對(duì)dptr擴(kuò)展前后作了對(duì)比。為使對(duì)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(jìn)行單字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移所耗費(fèi)的機(jī)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(fèi)的機(jī)器周期，可設(shè)定其單位為字節(jié)/機(jī)器周期。

    在未進(jìn)行dptr擴(kuò)展的8051中，可通過設(shè)置地址緩沖區(qū)的方法來實(shí)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(shí)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(fèi)（14+28×n+2）個(gè)機(jī)器周期，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移執(zhí)行效率為v=n/（14+28×n+2）。在本例程中，n為64，計(jì)算得出共需耗費(fèi)1 808個(gè)機(jī)器周期，執(zhí)行效率v約為0.035 4字節(jié)/機(jī)器周期，而且在此實(shí)現(xiàn)方法中需占用8051的4個(gè)片內(nèi)存儲(chǔ)器（ram）單元。

    如8051中擁有兩組dptr，并可通過特殊指令來實(shí)現(xiàn)dptr選取�？稍O(shè)定setdptr0指令表示選取dptr0，setdptr1指令表示選取dptr1，#s_adr表示數(shù)據(jù)源地址，#t_adr表示數(shù)據(jù)目的地址，則程序可設(shè)計(jì)為：

    movpre:

    setdptr0

    movdptr,#s_adr

    setdptr1

    mov dptr,#t_adr

    mov r2,#64

    remove2:

    setdptr0

    movx a,@dptr

    inc dptr

    setdptr1

    movx @dptr,a

    inc dptr

    dj