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Avr-Asm-Tutorial S. 58
10 Schleifen, Zeitverzögerungen und Co.
Hier werden Zeitbeziehungen in Schleifen vermittelt.
10.1 8-Bit-Schleifen
Code einer 8-Bit-Schleife
Eine Zeitschleife mit einem 8-Bit-Register sieht in Assembler folgendermaßen aus:
.equ c1 = 200 ; Anzahl Durchläufe der Schleife
ldi R16,c1 ; Lade Register mit Schleifenwert
Loop: ; Schleifenbeginn
dec R16 ; Registerwert um Eins verringern
brne Loop ; wenn nicht Null dann Schleifenbeginn
Praktischerweise gibt die Konstante c1 die Anzahl Schleifendurchläufe direkt an. Mit ihr kann die
Anzahl der Durchläufe und damit die Verzögerung variiert werden. Da in ein 8-Bit-Register nur
Zahlen bis 255 passen, ist die Leistungsfähigkeit arg eng beschränkt.
Prozessortakte
Für die Zeitverzögerung mit einer solchen Schleife sind zwei Größen maßgebend:
• die Anzahl Prozessortakte, die die Schleife benötigt, und
• die Zeitdauer eines Prozessortakts.
Die Anzahl Prozessortakte, die die einzelnen Instruktionen benötigen, stehen in den Datenbüchern
der AVRs. Und zwar ziemlich weit hinten, unter "Instruction Set Summary", in der Spalte
"#Clocks". Demnach ergibt sich folgendes Bild:
.equ c1 = 200 ; 0 Takte, macht der Assembler alleine
ldi R16,c1 ; 1 Takt
Loop: ; Schleifenbeginn
dec R16 ; 1 Takt
brne Loop ; 2 Takte wenn nicht Null, 1 Takt bei Null
Damit setzt sich die Anzahl Takte folgendermaßen zusammen:
1. Laden: 1 Takt, Anzahl Durchläufe: 1 mal
2. Schleife mit Verzweigung an den Schleifenbeginn: 3 Takte, Anzahl Durchläufe: c1 - 1 mal
3. Schleife ohne Verzweigung an den Schleifenbeginn: 2 Takte, Anzahl Durchläufe: 1 mal
Damit ergibt sich die Anzahl Takte nt zu: nt = 1 + 3*(c1-1) + 2 oder mit aufgelöster Klammer zu: nt
= 1 + 3*c1 - 3 + 2 oder halt noch einfacher zu: nt = 3*c1 Jetzt haben wir die Anzahl Takte.
Taktfrequenz des AVR
Die Dauer eines Takts ergibt sich aus der Taktfrequenz des AVR. Die ist gar nicht so einfach zu ermitteln,
weil es so viele Möglichkeiten gibt, sie auszuwählen oder zu verstellen:
• AVRs ohne interne Oszillatoren: diese brauchen entweder
• einen externen Quarz,
• einen externen Keramikresonator, oder
• einen externen Oszillator