8051单片机中DPTR的扩展设计

摘要 首先对比分析在执行大规模数据转移时，传统8051单片机和进行DPTR扩展后的8051单片机在数据转移执行效率上的差别。通过详细分析DPTR操作所涉及的因素，具体实现对DPTR的扩展，并进行实际仿真测试。

关键词 8051单片机 DPTR 数据转移执行效率

　　单片机的出现是计算机技术发展史上的一个里程碑，它使计算机从海量数值计算进入到控制领域。在单片机中，以8051系列最为经典，至今仍是最普及、广泛使用的8位MCU架构。业界许多技术人员在其基础上不断进行性能扩展，使得8051系列芯片不断完善，从而形成一个庞大的体系。在传统的8051系列单片机中，设置了一组双字节寄存器（数据指针DPTR），用于访问外接的64 KB数据存储器和I/O接口电路；但在现今的8051单片机应用中，特别是在嵌入式系统中，往往涉及大规模的数据转移操作，而传统8051的一组数据指针使用起来则显得捉襟见肘，因此若在8051设计中将数据指针设计为两组或多组，则在执行大规模数据转移操作时会相当简便、迅速。在这种背景下，本文首先以数据转移执行效率为衡量标准，分析了DPTR扩展的意义，并在Oregano公司的MCS8051核[1]上实现了DPTR扩展。

1  DPTR扩展意义

　　为描述8051中的DPTR扩展的意义，我们针对实现大规模数据转移，分别对DPTR扩展前后作了对比。为使对比更加清晰明了，提出了数据转移执行效率的概念。

　　数据转移执行效率v定义为进行单字节数据转移所耗费的机器周期数，即v=nt。其中，n表示所转移数据字节数；t表示所耗费的机器周期，可设定其单位为字节/机器周期。

　　在未进行DPTR扩展的8051中，可通过设置地址缓冲区的方法来实现大规模的数据转移。具体的例程如下：

　　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用于存放数据源地址s_adr(s_adrh为高字节, s_adrl为低字节)，52H、53H用于存放数据目的地址t_adr(t_adrh为高字节, t_adrl为低字节)，实现将源地址起始64字节数据转移至目的地址。在8051中，执行n字节数据移位操作耗费（14+28