单片机原理及应用：第4章指令系统

第3章S12指令系统3.1指令系统简介丰富、强大、灵活，16位处理，共400多条。与硬件系统对应。按功能分类：数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作、移位、控制、特殊。寻址方式多。3.1.1S12CPU的内部寄存器

特点：默认地址空间：

$0000~$03FF(1K)，实际使用512B除一般数据读/写外，还可直接移位、置位、清零、位测试等复杂操作数据传送速度较RAM快S12XCPU寄存器

累加器D16位=累加器A(高8位)+累加器B(低8位)。常用于数据处理。变址寄存器X、Y

各16位，常用于寻址操作。堆栈指针寄存器SP（16位）指向堆栈区的顶部。

自动处理中断、子程序返回地址。参数传递，零时保存数据。初始化。程序计数器PC16位，程序运行的地址指向下一条将要执行的指令，可读，不可写。取指令后自动增加。

程序状态寄存器CCR8位复位默认值：11010000BBit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0SXHINZVC

S---STOP指令禁止位。复位1，1：禁止CPU执行STOPX---非屏蔽中断屏蔽位。复位1：屏蔽来自XIRQ引脚的中断请求

H---辅助进位。BCD操作时累加器A的低4位的进位

I---中断屏蔽位。复位1，1：屏蔽所有可屏蔽中断源N---符号位。当指令运算结果为负时置1Z---0标志位。当指令运算结果为0时置1V---补码溢出标志位。当指令运算结果出现补码溢出时置1C---进位标志。当加法运算结果产生进位（减法借位）时置14.2寻址方式

寻址：寻找操作数地址的过程。有效地址(effectiveaddress)：操作数所在的地址。寻址方式：通过确定操作数所在的地址，提取操作数的方。

S12有7大种寻址方式：一.隐含寻址(INH)-----特点单字节指令

如ROLA;循环左移，操作数A隐含在指令中

EDIV;助记符中无寄存器名称出现

INCA；加一，操作数A隐含在指令中有效地址包含在操作码中，操作数是CPU的寄存器。二.立即数寻址(IMM)

如LDDA#$FF

（将十六进制数FF调入A中，#表示立即数）立即寻址：指令的操作数是一个8位或16位二进制数；指令中出现的操作数称为立即数；立即寻址常用来给寄存器赋值；三.直接寻址(DIR)

如LDAA$55（8位地址）四.扩展寻址(EXT)

如LDAA$F03B（16位地址）

LDAA#$F03B?五.相对寻址(REL)

SHIFT：LDAA#$55BRASHIFT（相对地址跳转）nn六.变址寻址1.变址方式一般形成过程：操作数地址=偏移量+寄存器的内容（16位）2.偏移量定义范围：

3位正数1--8;不含05位数-16--159位数-256--25516位数-32768--32767

累加寄存器内容A、B、D作为偏移量3.寄存器定义范围：

X、Y、SP、PC：可以选择除①以外的偏移量

X、Y、SP：仅①规定的偏移量3.1操作数地址=偏移量+a)类寄存器集合

地址指令操作数C008LDDA1,X;2字节5位偏移量C00ALDDA15,X；2字节5位偏移量C00CLDAA255,X；3字节9位偏移量C00FLDAA0,X；25位偏移量C011LDAA32767,X；416位偏移量C015LDAAA,X；2累加器偏移量

C017------

偏移量在指令中IDX，2字节指令。偏移量多1个字节IDX1，3字节指令。偏移量多2个字节IDX2，4字节指令。

LDAA,X；无偏移量，指令为2BIDX,等效指令

LDAA0,X；无偏移量，指令为2BIDX,等效指令

LDAAX；无偏移量，指令为2BIDX,等效指令

LDDA7,X;偏移量《=5位，2BIDXLDAA-150,X;偏移量《=9位，3BIDX1LDAA10000,X;偏移量《=16位，4BIDX23.2操作数地址=偏移量+b）类寄存器集合

带指针自动调整功能的变址寻址（IDX)

调整范围在1---8正数,寄存器：X、Y、S。

MOVW2,X+,4，+YSTAA1,-SPSTX2,-SPLDX2,SP+LDAA1,SP+

问题：下列指令属于哪一类偏移量？

LDAA3,X;LDAA3,X+；

5位偏移量-16--15；3位1-8偏移量4.IDX类变址寻址方法总结：

偏移量或偏移量寄存器隐含在指令中，共有3种对应变址方法：偏移量1–8正数,±xyp

和1–8正数,xyp±。

INSToprx3,-xysINSToprx3,+xysINSToprx3,xys-INSToprx3,xys+5位偏移量-16---15，变址寄存器xyspINSToprx5,xysp寄存器偏移量A,B,D，变址寄存器xyspINSTabd,xysp注：FREESCALE资料中，上述偏移量统一表示为oprx0_xysp

5.间接指针寻址INST[OPRX16,XYSP]间接16位常数偏移量变址寻址

[IDX2]INST[D,XYSP]间接D变址寻址

[D、IDX]偏移量范围从-32768到+65535

INC$1000;EXTINC3,X+;IDX1--8INC3,X;IDX-16--15INCD,X;IDXINC255,X;IDX1INC$1000,X;IDX216偏移量

INC[$1000,X];[IDX2]INC[D,X];[D,IDX]6.内存地址加一指令寻址方法4.3常用基本指令4.3.1传输类指令1.寄存器加载指令LOAD功能：将内存数据加载到寄存器源操作数内容不变。支持寻址方式：IMM、DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2、[IDX2]、[D,IDX]。不支持INH、REL寻址。对CCR影响：V=0,N，Z，与C无关。

列：LDAA#$01LDAA$01LDAA$0001

如果内存(0008）=8F、(0009）=00,LDD$08寄存器:A=8F,B=00。M:M+1M低地址，M+1高地址Ａ＝（M）Ｂ＝（M+1）注：以上指令支持什么寻址方法，需要进一步查手册寄存器加载指令列表STX

Y；X写入Y指向数据地址STX,Y；等同上一条命令STAB２，Ｘ＋；STD

$2000；＄2000＝(A)＄2001=(B)

；地址向高地址发展。２．寄存器存储指令STORE

功能：累加器或寄存器内容写入内存单元。源操作数不发生变化。源操作数A、B、D、X、Y、SP寻址方式：DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2、 [IDX2]、[D,IDX]

CCR：N，Z，V=0，与C无关寄存器存储指令列表3.寄存器传送指令

(TABTBATFR以外指令是8位机兼容指令)16位寄存器内容传到8位时，低8位内容装入8位寄存器；8位寄存器内容传到16位时，8位寄存器内容装入低8位，并符号扩展寄存器传送指令特点：传到CCR，X不会发生0到1变化，即不能置位；TFR指令（除传到CCR以外）不会影响CCR的标志。注意：TABTBA对CCR影响同LOAD,STORE。所有指令在编译后，实际上隐含寻址方式。

列：TFRA,Y;A=$0F,Y=$000FTFRX,B;X=$0FEE,B=$EETFRA,CCR

4.寄存器交换指令EXG

EXGA/B/CCR,X/Y/SP；8位与16位交换

X=$00:A/B/CCREXGX/Y/SP,A/B/CCR

；16位与8位交换

X=$00:A

；X=$FF:B/CCR

源寄存器不同，结果不同！对CCR没有影响。EXGA,BEXGX,YEXGB,XEXGX,BEXGX,A注意：EXG编译后是隐含寻址方式。建议一般不使用不匹配长度寄存器之间的交换指令5.内存数据传送指令功能：内存到内存的数据传送。源操作数内容不变化。支持寻址方式：IMM->EXT,IMM->IDX，EXT->EXTEXT->IDX,IDX->EXT，IDX->IDX不影响标志位IMM寻址可以用于初始化内存块；列：MOVB$2000,XMOVB$80,8,Y;(Y+8)=($0080)MOVW#1234,1,Y+；(Y)=12,(Y+1)=34MOVW2,X+,4,Y+;(Y)=（X),(Y+1)=(X+1)MOVB#12,$0001;6.堆栈操作指令进堆栈先减，再存储数据；出堆栈先保存数据，再加。PSHX=STX2,-SPPULX=LDX2,SP+堆栈操着指令寻址方式SP间接寻址。不影响CCR,除CCR相关弹出指令外。隐含寻址。用途：参数传递。一种数据结构。特点：1、各寄存器都可以入栈、出栈2、可以做8位、16位操作3、入栈时SP-1(2)，出栈时SP+1(2)CPS$1000DESINSLDS$2000LEAS4,XSTS,XTSXTSYTXSTYS堆栈指针指令7.有效地址加载指令功能：将寻址模式的有效地址加载到寄存器特点：不影响CCR支持寻址方式：IDXIDX1IDX2，不支持间址方式列：LDY#$2000LEAS4,Y+;SP=$2000，Y=2004LDS4,Y+;SP=(Y)

LEAXB,Y;X=B+YLDXB,Y;X=(B+X)

4.3.2运算类指令特点:所有加减指令结果都存放在寄存器R–R的加减法，寻址方式的隐含，没有带借进位.ABX和ABY不影响CCR.ABX=LEAXB,X;ABY=LEAYB,XD寄存器没有带借进位的加减法R---M加减法寻址方法8种：IMM、DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2、[IDX2]、[D,IDX]

2.加减1指令特点1：不影响借进位。方便循环控制特点2:对寄存器X、Y的增减，仅影响Z位其它指令影响：N,Z,VINS,DES指令不影响CCR特点3：SP的操作编译自动转变位LEAS指令列：INS--LEAS1,SP对A、B、X、Y寄存器操作，效率高，指令仅1字节长3.比较测试指令特点：比较指令对同等长度的数据进行比较；不改变操作数的内容。寻址：IMM、DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2、IDX2]、D,IDX]A,B比较隐含寻址影响：C、V、N、Z

列：CMPA#$30,CPD5,Y测试指令用于测试内存、寄存器是否为$00;不改变操作数的内容,测试单位是字节；

V,C位始终清零；影响N,Z；寻址：EXT、IDX、IDX1、IDX2、[IDX2]、[D,IDX]

无：IMM.DIR

列：TST$10004.求补运算指令功能：求出寄存器或内存单元的补码值；支持：EXT、IDX、IDX1、IDX2、[IDX2]、[D,IDX]CCR:N、Z、V、C对内存操作是按字节长度操作问题：LDAA#$80NEGA答案：A=$80v=1

对于一位十进制加法，每位数变化范围0—9。对应的加法结果是0到18。

BCD码：用4位二进制码表示一位十进制数比如：%0100--》4，%1000--》8

对于两个<=9的一位BCD数X,Y

5.十进制调整指令DAA

低4位，大于9或有半进位H加$06修正；高4位，大于9或有进位位C加$60修正;

56+69；16进制加法=BF+66;调整

=25;C=1

1;C=112+21=3425；不需调整列1：1256+2169=？列2：

49+28=71，H=1+06=77例：程序片段￥3275+￥2669LDD#$3275ADDB#$69EXGA,B；不影响C,H位

DAAEXGA,BADCA#$26DAA结果：D=?

$5944总结十进制调整指令特点

1、是在加法操作之后进行2、是对A进行压缩BCD码加法调整3、只有这一条调整指令6、符号扩展指令:SEX说明：

1、根据最高位的值将8位扩展为16位

2、源：A,B,CCR目的：D,X,Y,SP例：SEXA,X;等效于下条指令

TFRA,X；自动转为SEX指令7、乘、除法指令

MULtiply、DIVide列：小数点除法指令FDIVLDD#3LDX#8FDIV结果：X=$6000,D=03/8=0.3756000>0110000000000000

>0.011000000000

0000->1/4+1/8=0.375注意：是无符号数的除法！4.3.3逻辑指令特点：A、B、CCR与立即数、或内存逻辑操作，结构放于寄存器；用途：寄存器清零某位或置位某位,测试内存数据。寄存器CCR只有立即数寻址方式且无异或操作CCR影响：V=0,清零的方法：A=A-AA=A异或ALDAA#$00ANDA#$00CLRA清零某位：ANDA#%010101012.清零和取反指令清零指令执行后，CCR：Z=1,N=0,V=0,C=0取反指令执行后，CCR：V=0,C=1所有操作是字节3.位操作和位检测指令BITA、BITB:相当于AND指令，但不改变结果。

CCR:V=0IMM、DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2、[IDX2]、[D,IDX]

列:BITA#$80;BCLR:将屏蔽码为1的对应位清0，操作对象仅内存；BSET:将屏蔽码为1的对应位置1，操作对象仅内存；寻址方式：DIR、EXT、IDX、IDX1、IDX2列：BCLR$2000,#$81BSET$55,#$80ANDA#opr8BITA#opr8A^#opr8→AA^#opr8

TST、AND、BIT、BCLRBSET区别：TST对象内存、寄存器，是否为0，操作数内容不变，强调数；AND对象内存和寄存器，操作数内容变化；强调位！

BIT对象内存和寄存器，操作数内容部不变，强调位！BCLR、BSET位操作指令对象仅内存，操作数内容变化。4.移位指令逻辑移位、循环移位：控制操作算术移位：快速乘法，除法。协助记忆：算术：Arithmetic

逻辑：Logic左：Left右：Right

循环：Rotate

算术左移（ASL）逻辑左移（LSL）

算术右移（ASR）

逻辑右移（LSR）循环左移（ROL）

循环右移（ROR）逻辑左移（LSL）算术左移（ASL）寄存器：A、B、D操作为隐含寻址方式所有操作不含DIR寻址列:LDX#$1000ASR1,X+ROR1,X+4.3.4程序控制类指令1.无条件转移指令JMP,LBRA,BRA

注意：所有分支指令均不影响CCR2.短分支跳转指令功能：在当前PC的值加上一个8位带符号数的偏移量，即跳转范围：－128~＋127无符号有符号$88=136,-12086=134,-1228A=138，-118CMPA#$88；136BHIL1……..CMPA#$88；-120BGTL2注意：1、只作检测，满足条件转移，不影响标志位2、结果不回传例：BRCLR$20,#$81,LP1BRSET$20,#$81,LP2位条件转移指令3.长分支跳转指令功能：在当前PC的值加上一个16位带符号数的偏移量，即跳转范围：－32768~＋327674.循环控制指令特点：1、不影响、不依赖标志位

2、转移范围是－256～＋2554字节数加法程序：ADD:LDX#$0B00；加数起始地址

LEAY4,X；被加数地址

LDAB#4；计数值

CLC；清进位位LOOP:LDAAXADCA1,Y+STAA1,X+DBNEB,LOOPA