Операции сдвига

Битовый сдвиг — изменение позиций битов в слове на одну и ту же величину.

Для обеспечения работы с битами существует ряд машинных инструкций, включающие различные типы сдвигов. Все сдвиги похожи друг на друга поведением средних битов, которые просто сдвигаются влево или вправо на определённую величину. Однако, поведение крайних битов, которые уходят из слова и которые появляются в слове, зависит от типа сдвига:

Сдвиг, при котором уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита записывается бит 0.

Пример работы операций сдвига:

1. Логический сдвиг

Пусть у нас есть число 0b10101010.

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 0b01010100

Если сделать сдвиг исходного числа вправо на 1 бит, то получим число 0b01010101

Уходящий бит сохраняется в флаге переноса. Эта функция широко используется при работе с многобайтовыми числами.

2. Арифметический сдвиг

При этом сдвиге слово рассматривается не просто как группа битов, а как целое число в дополнительном коде. При сдвиге влево ведёт себя как логический сдвиг, при сдвиге вправо: уходящий бит уходит, не влияя на оставшиеся биты, а на место появившегося бита устанавливается бит, соответствующий знаку.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 0b11111010b.

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 0b11110100b

Если сделать сдвиг исходного числа вправо на 1 бит, то получим число 0b11111101

Легко заметить, что при арифметическом сдвиге сдвиг влево соответствует умножению на 2, а сдвиг вправо — делению на 2.

3. Циклический сдвиг через бит переноса

При этом сдвиге уходящий бит появляется на месте появившегося. Данная операция выполняет циклический сдвиг над 9-битным числом, состоящим из регистра и флага переноса.

Пример работы операции сдвига:

Например, если у нас в регистре число 0b11111010, флаг переноса равен 0:

После сдвига влево на 1 бит: в регистре 0b11110100, флаг переноса равен 1

После сдвига вправо на 1 бит: в регистре 0b01111101, флаг переноса равен 0

Индивидуальное задание 1

Использование арифметических команд

 

Выполнить операции сложения и вычитания с парой чисел, указанной в таблице, после каждого действия посмотреть содержимое регистра флагов, объяснить значение каждого флага.

 

№вар	Числа	№вар	Числа	№вар	Числа	№вар	Числа
	0xF1, 0x26		0xD3, 0x79		0x48, 0x13		0xD1, 0x69
	0xC4, 0x76		0x38, 0xF6		0x96, 0xFA		0xA4, 0xA6
	0xA8, 0xB3		0xE3, 0xA9		0x42, 0xB2		0xF1, 0xC6
	0xEE, 0x58		0xF3, 0x78		0x76, 0x3D		0xF1, 0xB1

 

Индивидуальное задание 2

Использование логических побитовых команд

Создать программу, устанавливающую биты регистра результата в соответствии с условием, заданным в таблице.

1 – всегда единица, не зависит от исходных данных

0 – всегда ноль, не зависит от исходных данных

x1, x2 может принимать значения 1 или 0 в зависимости от проверочного числа

- – значение бита не оказывает влияния на результат

y1=x1 или x2

y2=x1 и x2

y3=x1 исключающее или x2

y4=логическое отрицание для x1

№ вар	Регистр исходных данных	Регистр результата	Используемые биты регистра исходных данных	Порядок вычисления битов результата	Числа для проверки
	r16	r0	x1 - - x2 - - - -	y1 y4	0x1B,0xFF
	r17	r1	- x1 - - x2 - - -	y1     y2	0x74,0xFF
	r18	r2	- - x1 x2 - - - -	y2       y1	0xF0,0x5B
	r19	r3	- - - x1 - - - x2	y1       y3	0x5B,0xFF
	r20	r4	x1 x2 - - - - - -	y3           y3	0xCC,0xFF
	r21	r5	- x1 - x2 - - - -	y1   y2	0xFF,0x18
	r22	r6	- - - x1 - - x2 -	y2 y4	0x7B,0x0F
	r23	r7	- - - - - x1 x2 -	y3     y4	0xE6,0xAA
	r24	r8	- - - x1 - - - x2	y4       y3	0xF0,0xFF
	r25	r9	x2 - - - x1 - - -	y1     y2	0x08,0xFF
	r26	r10	- x2 - - - - x1 -	y3     y1	0xF0,0x0F
	r27	r11	- - - x2 - - - x1	y4 y2	0x89,0xFF
	r28	r12	- - - x2 x1 - - -	y1     y4	0x24,0xFF
	r29	r13	x2 - - - - - - x1	y1 y2	0x57,0xFF
	r30	r14	- - x2 - - - x1 -	y1   y2	0x1B,0x77
	r31	r15	- - - x2 x1 - - -	y1     y3	0xC2,0xFF

 

Лабораторная работа №2

Доступ к памяти и периферийным устройствам микроконтроллеров AVR. Инициализация стека. Команды безусловных, условных переходов и вызова подпрограмм. Команды доступа к ОЗУ.