Регистры. Таймеры

Во время работы МК возникают временные данные, необходимые для работы основной исполняемой программы. Тем не менее некоторые из них логично выделять в особые ячейки памяти — регистры, — поскольку ядро МК обращается к ним с завидной регулярностью. Пожалуй, самым очевидным примером этого является указатель на текущий номер исполняемой программной инструкции. Именно поэтому регистры стоят несколько обособленно от ОЗУ и находятся внутри ядра для упрощения топологии.

Посмотрим на регистры на примере микроконтроллера MCS-51 — классического 8-битного микроконтроллера из 80-х гг. (подробная документация доступна по ссылке). Рассматривать будем на таком упрощенном примере, поскольку у STM32 более продвинутая архитектура, и, соответственно, регистры устроены несколько сложнее.

Многие из регистров имеют понятное значение. Скажем, регистры TL0, TH0 хранят информацию о счетчике таймера 0. Сразу можем сказать, что счетчик 16-битный. Поговорим про вычислительное ядро. Мы видим, что есть регистры, отвечающие за состояние подсистем, таких как таймеры, за их настройку, как приоритет прерываний. Непосредственно при выполнении операций крайне важен результат, складываемый в аккумулятор ACC + B, и некая его интерпретация, хранящаяся в PSW.

Приведем пример — деление целых. Если мы делим 4 на 2, у нас получается просто 2 — ответ будет записан просто в аккумулятор. Если делить 1 024 на 2, получится 512 — ответ будет записан в аккумулятор и расширитель аккумулятора, поскольку целочисленный ответ выходит за размер машинного слова. Если же делить 2 на 0, операция не пройдет. Значение аккумуляторов не изменится, а в слове состояния программы появится код арифметической ошибки.

На следующем занятии мы подробно поговорим о портах ввода — вывода и регистрах, связанных с ними.