¿cómo sabe el microprocesador si quiero todos los 8 bits para 0 ... 255 positivos o -128 a 127 negativos?
El procesador no sabe y no le importa.
La ventaja de usar la representación de complemento de dos para los números con signo es que las operaciones de suma y resta producen los mismos resultados de las mismas entradas, ya sea que usted diga que las entradas no están firmadas o los valores de complemento de dos.
Por supuesto, tendrá que vigilar las diferentes condiciones de desbordamiento en los dos casos, pero normalmente el procesador proporciona indicadores que pueden detectar el desbordamiento para cualquier tipo de operación.
Pero si quiero un claro negativo en el complemento de dos, puedo obtener un rango de -128 ... + 127 pero no puedo hacer eso así.
ldi r16, -13
Si no puede, es una limitación de su ensamblador, no del procesador.
Si utiliza el ensamblador AVR de Microchip, debería poder hacer exactamente eso, según la documentación .