AVR-Tutorial: Logik
In weiterer Folge werden immer wieder 4 logische Grundoperationen auftauchen:
- UND
- ODER
- NICHT
- XOR (Exlusiv oder)
Was hat es mit diesen Operationen auf sich?
Allgemeines
Die logischen Operatoren werden mit einem Register und einem zweiten Argument gebildet. Das zweite Argument kann ebenfalls ein Register oder aber eine direkt angegebene Zahl sein.
Da ein Register aus 8 Bit besteht, werden die logischen Operatoren immer auf alle 8 Bit Paare gleichzeitig angewendet.
Mit den logischen Grundoperationen werden die beiden Argumente miteinander verknüpft und das Ergebnis der Verknüpfung im Register des ersten Argumentes abgelegt.
Die Operatoren
UND
Wahrheitstabelle für 2 einzelne Bits
| A | B | Ergebnis |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Das Ergebnis ist genau dann 1, wenn A und B 1 sind
Verwendung
- gezielt einzelne Bits auf 0 setzen
- dadurch auch die Verwendung um einzelne Bits auszumaskieren
AVR Befehle
<avrasm>
and r16, r17
andi r16, 0b01011010
</avrasm>
Die beiden Operanden werden miteinander UND verknüpft, wobei jeweils die jeweils gleichwertigen Bits der Operanden laut Wahrheitstabelle unabhängig voneinander verknüpft werden.
Sei der Inhalt des Registers r16 = 0b11001100, so lautet die Verknüpfung andi r16, 0b01011010
0b11001100
0b01011010 und
-----------
0b01001000
Das Ergebnis wird im ersten Operanden (r16) abgelegt.
Im Ergebnis haben nur diejenigen Bits denselben Wert den sie im ersten Argument hatten, bei denen im zweiten Argument (in der Maske) eine 1 war. Alle anderen Bits sind auf jeden Fall 0. Da in der Maske
0b01011010
die Bits 0, 2, 5, 7 eine 0 aufweisen, ist auch im Ergebnis an diesen Stellen mit Sicherheit eine 0. Alle andern Bits (diejenigen bei denen in der Maske eine 1 steht), werden aus der Ursprungszahl so wie sie sind übernommen.
ODER
Wahrheitstabelle für 2 einzelne Bits
| A | B | Ergebnis |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Das Ergbenis ist genau dann 1, wenn A oder B oder beide 1 sind.
Verwendung
- gezielt einzelne Bits auf 1 setzen
AVR Befehle
<avrasm>
or r16, r17
ori r16, 0b01011010
</avrasm>
Die beiden Operanden werden miteinander ODER verknüpft, wobei jeweils die jeweils gleichwertigen Bits der Operanden laut Wahrheitstabelle unabhängig voneinander verknüpft werden.
Sei der Inhalt des Registers r16 = 0b11001100, so lautet die Verknüpfung ori r16, 0b01011010
0b11001100
0b01011010 oder
-----------
0b11011110
Das Ergebnis wird im ersten Operanden (r16) abgelegt.
Im Ergebnis tauchen an den Bitpositionen an denen in der Maske eine 1 war auf jeden Fall ebenfalls eine 1 auf. In den restlichen Bitpositionen hängt es vom ersten Argument ab, ob im Ergebnis eine 1 auftaucht oder nicht.
Da in der Maske
0b01011010
an den Bitpositionen 1, 3, 4, 6 eine 1 steht, ist an diesen Bitpositionen im Ergebnis ebenfalls mit Sicherheit eine 1. Alle andern Bits werden so wie sie sind aus der Ursprungszahl übernommen.
NICHT
Wahrheitstabelle
| A | Ergebnis |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Das Ergebnis ist genau dann 1, wenn A nicht 1 ist.
Verwendung
- alle Bits eines Bytes umdrehen
AVR Befehle
com r16
Sei der Inhalt des Registers r16 = 0b11001100, so lautet die Verknüpfung com r16
0b11001100 nicht
-----------
0b00110011
Das Ergebnis wird im ersten und einzigen Operanden (r16) abgelegt.
XOR (Exlusives Oder)
Wahrheitstabelle für 2 einzelne Bits
| A | B | Ergebnis |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Das Ergebnis ist genau dann 1, wenn A oder B, aber nicht beide 1 sind.
Verwendung
- gezielt einzelne Bits umdrehen
AVR Befehle
<avrasm>
eor r16, r17
</avrasm>
Die beiden Operanden werden miteinander XOR verknüpft, wobei jeweils die jeweils gleichwertigen Bits der Operanden laut Wahrheitstabelle unabhängig voneinander verknüpft werden.
Sei der Inhalt des Registers r16 = 0b11001100 und der Inhalt des Registers r17 = 0b01011010, so lautet die Verknüpfung eor r16, r17
0b11001100
0b01011010 xor
-----------
0b10010110
Das Ergebnis wird im ersten Operanden (r16) abgelegt.
Im Ergebnis werden diejenigen Bits umgedreht, an deren Bitposition in der Maske eine 1 vorhanden ist.
Da in der Maske
0b01011010
an den Bitpositionen 1, 3, 4, 6 jeweils eine 1 steht, enthält das Ergebnis an eben diesen Bitpositionen die umgedrehten Bits aus der Ursprungszahl. Alle anderen Bits werden so wie sie sind aus der Ursprungszahl übernommen.