来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：杨磊 张远洋 李峥 王少东

    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×n+2）个机器周期，数据转移执行效率为v=n/（14+28×n+2）。在本例程中，n为64，计算得出共需耗费1 808个机器周期，执行效率v约为0.035 4字节/机器周期，而且在此实现方法中需占用8051的4个片内存储器（ram）单元。

    如8051中拥有两组dptr，并可通过特殊指令来实现dptr选取。可设定setdptr0指令表示选取dptr0，setdptr1指令表示选取dptr1，#s_adr表示数据源地址，#t_adr表示数据目的地址，则程序可设计为：

    movpre:

    setdptr0

    movdptr,#s_adr

    setdptr1

    mov dptr,#t_adr

    mov r2,#64

    remove2:

    setdptr0

    movx a,@dptr

    inc dptr

    setdptr1

    movx @dptr,a

    inc dptr

    dj