指令系统与汇编语言程序设计

第3指令系统与汇编语言程序设计兼容以前的S12CPU

丰富、强大、灵活，高速16位处理，共400多条按功能：数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作、移位、控制、特殊等,寻址方式多。3.1CPU内部寄存器区别于I/O寄存器;6个：D,X,Y,SP,PC,CCR江苏理工学院3.2寻址方式

概念CPU执行指令时确定操作数所在单元地址的方式。操作数来自：寄存器、指令代码、存储单元（都有地址）

S12(X)有9大种寻址方式：（1）隐含寻址(INH)

如ROLA（循环左移，操作数A隐含在指令中）（2）立即数寻址(IMM)

如LDDA#$FF（将十六进制数FF调入A中，#表示）（3）直接寻址(DIR)

如LDAA$55（8位地址）（4）扩展寻址(EXT)

如LDAA$200A（16位地址）（5）相对寻址(REL)SHIFT：LDAA#$55BRASHIFT（相对地址跳转）

江苏理工学院（6）变址寻址(IDX)

特征：以变址寄存器X、Y、SP、PC的内容为基址，再加或减个值，构成最终的地址

5位/9位/16位常数偏移量的变址寻址如LDD6,X;(6+X)D(A),(6+X+1)D(B)LDAB$FF,Y;($FF+Y)BLDAA$7200,PC;($7200+PC)A

（7）累加器变址寻址(IDX)累加器内容做偏移量的变址寻址如LDAAB,X;(B+X)A

LDAAD,Y;(D+Y)A（8）自加自减的变址寻址(IDX)自动加减（1~8），先加、先减、后加、后减如STAA1,-X;X-1X,A(X)STAA1,-SP;SP-1SP,A(SP)(等效PSHA)LDX2,SP+;(SP)X,SP+2SP(等效PULX)（9）间接变址寻址(IDX)16位常数/累加器D偏移量的间接变址寻址（内存中再取新地址）如LDAA[1000,X];((1000+X))A

JMP[D,PC];((D+PC))PC

变址寻址重要而常用，表象：指令操作码后的操作数是X,Y,SP,PC(指针)江苏理工学院3.3指令概览

分类(表3-1)：数据传送指令算数运算指令逻辑指令程序控制指令中断指令CPU控制指令其它指令注：1、浏览书中指令内容2、以后编程时再查阅、体会助记方法：英语含义，如：CLR=CleaRLDAA=LoaDAccumulatorASTAB=SToreAccumulatorBTAB=TransferAtoBMOVB=MoveByteBEQ=BranchEQualzero

……江苏理工学院3.3.1数据传送类指令1、寄存器加载指令:LoaD

（注：影响标志位）

LDAA#$1FLDAB$40B0LDD2,XLDY2,SP+助记符功能操作LDAA将数据载入寄存器A(M)→ALDAB将数据载入寄存器B(M)→BLDD将数据载入寄存器D(M:M＋1)→(A:B)LDS将数据载入寄存器SP(M:M＋1)→SPH:SPLLDX将数据载入变址寄存器X(M:M＋1)→XH:XLLDY将数据载入变址寄存器Y(M:M＋1)→YH:YL江苏理工学院2、寄存器存储指令：STore（影响标志位）

STAA$3FSTD-$2000,PCSTY2,+SP助记符功能操作STAA将寄存器A中内容送入内存单元(A)→MSTAB将寄存器B中内容送人内存单元(B)→MSTD将寄存器D中内容送入内存单元(A)→M,(B)→M＋1STS将堆栈SP中内容送入内存单元(SPH:SPL)→M:M＋1STX将变址寄存器x中内容送人内存单元(XH:XL)→M:M＋1STY将变址寄存器Y中内容送入内存单元(YH:YL)→M:M＋1江苏理工学院3、寄存器传送指令:Transfer注意：TAB、TBA影响标志位，TFR不影响标志位；实际只有上述3条指令，其余写法是为了兼容老版本MCU8位到16位：通过符号位扩展后传送16位到8位：舍弃高8位，只传送低8位例：TABTFRA,YTAP(相当于TFRA,CCR)助记符功能操作TAB将寄存器A中内容送入寄存器B(A)→BTBA将寄存器B中内容送人寄存器A(B)→ATFR寄存器之间的数据传送(A、B、CCR、D、X、Y、SP)→A、B、CCR、D、X、Y、SPTSX将寄存器SP中内容送入寄存器X(SP)→XTSY将寄存器SP中内容送入寄存器Y(SP)→YTXS将寄存器X中内容送入寄存器SP(X)→SPTYS将寄存器Y中内容送入寄存器SP(Y)→SPTPA将寄存器CCR中内容送人寄存器A(CCR)→ATAP将寄存器A中内容送人寄存器CCR(A)→CCR江苏理工学院4、寄存器交换指令:Exchange建议：平常使用时，不应使用位数不匹配的方式进行数据交换。江苏理工学院5、内存数据传送指令：Move特点：1、不影响标志位2、允许地址与地址间传送3、传送方向是－>（例MOVB$1000,$2000）4、16位数据结构是高位在前，低位在后（例：MOVW#$100A,$1100)MOVB1,X,2,Y江苏理工学院6、堆栈操作指令：PuSH、PULl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)江苏理工学院7、有效地址加载指令：LEA(LoadEffectiveAddress)LEAX$100A,Y注：不影响标志位江苏理工学院3.3.2算术运算类指令1、加、减法指令：ADD、SUBtract说明：ABAAddBtoA(A+B)SBASubtractBfromA(A–B)江苏理工学院2、增量、减量指令：

INCrement

、DECrement江苏理工学院3、比较、检测指令：CoMPara、TeST特点：1、CMP作减法，结果不回传，只影响标志位2、TST固定减0，结果不回传，只影响标志位江苏理工学院4、求补运算指令:特点：1、用0去减该值2、不对符号位进行判断江苏理工学院5、十进制调整指令：DAA(DecimalAdjustA)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例：LDD#$3275ADDB#$69EXGA,BDAAEXGA,BADCA#$26DAA结果：D=?$5944江苏理工学院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,X7、乘、除法指令:MULtiply、DIVide江苏理工学院3.3.3逻辑指令1、基本逻辑运算指令2、清零和取反指令:CLear、COMplement江苏理工学院3、位操作和位检测指令BCLR相当于：1.取反然后2.与0的位与操作

(BCLR$20,#$F0)BSET相当于：与1的位或操作(BSET$20,#$0F)注意该类指令与TST、AND的区别

指定的1位或几位，非整体；BIT影响标志位，但不修改操作数助记符功能操作BCLR位清零（M）&（/mm）→MBITA寄存器A与内存按位相“与”（A）

&（M）BITB寄存器A与内存按位相“与”（B）

&（M）BSET位置1（M）|（mm）→M江苏理工学院4、移位指令LSLLogicShiftLeftASRArithmeticShiftRightRORROtateRight江苏理工学院特点：1、ASR补最高位，其余补02、移出去的进C标志江苏理工学院3.3.4程序控制类指令1、无条件转移指令

JMP(Jump)，可以在64K范围内跳转2、短分支跳转指令是在当前PC的值加上一个8位带符号数的偏移量，即跳转范围：－128~＋127BRABRanchAlwaysBRNBRanchNeverBCCBranchifCarryClearBCSBranchifCarrySetBEQBranchifEQual

BMIBranchifMinusBPLBranchifPlusBHIBranchifHigherBHSBranchifHigherorSameBLOBranchifLowerBGTBranchifGreaterThan江苏理工学院

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,#$80,LP2江苏理工学院3、长分支跳转指令特点：1、是在当前PC的值加上一个16位带符号数的偏移量，即跳转范围：－32768~＋327672、与JMP指令实现的方法稍有不同，只能跳转32K距离。

3、与短跳转指令完全类似江苏理工学院4、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～＋255ADD:LDX#$0B00LEAY4,XLDAB#4CLCLOOP:LDAAXADCA1,Y+STAA1,X+DBNEB,LOOP江苏理工学院5、子程序调用与返回指令特点：

1、BSR调用范围为－128～＋1272、JSR调用范围为－32768～＋32767，支持多种寻址方式，直接寻址方式必须在$0000~$00FF内(例:JSR$50)3、CALL用于调用64K以外的子程序，用RTC指令返回江苏理工学院3.3.5中断指令特点：1、进入中断时，硬件自动保护现场，RTI指令将恢复现场及断点2、SWI指令不受I、X的限制，且执行时会自动将I置1（即自动关闭可屏蔽中断），中断向量表入口地址$FFF6-$FFF73、各硬件中断有固定的入口地址表，中断服务程序需用RTI指令返回江苏理工学院3.3.6S12CPU控制类指令特点：1、STOP进入伪停机模式，时钟被关闭，功耗最低；当有中断或复位时被唤醒2、WAI进入等待模式，时钟仍在工作，当有中断或复位时被唤醒，唤醒速度快江苏理工学院3.3.7其它指令

S12X还提供了高级函数指令和模糊运算指令，主要有：小值、大值、插值、乘积累加等重要的其它指令程序状态寄存器指令

特殊的数据访问指令，通常被用来改变程序状态寄存器CCR指令操作寻址方式ANDCCCLCCLICLVORCCPSHCPULCSECSEISEV(CCR)∧(M)=→CCRC=0I=0V=0(CCR)∨(M)→CCR(SP)–1=>SP;(CCR)→M(SP)M(SP)=>CCR;(SP)+1→SPC=1I=1V=1IMMIMMIMMIMMIMMINHINHIMMIMMIMM江苏理工学院S12X指令系统提供了全局23位地址访问的指令，包括：

GLDAA、GLDAB、GLDD、GLDS、GLDX、GLDY、GSTAA、GSTAB、GSTD、GSTS、GSTX、GSTY等，

S12X总共新增了84条这类全局寻址指令。全局地址[22:0]由CPU本地地址[15:0]和GPAGE寄存器[22:16]联合组成。江苏理工学院3.4使用汇编语言的程序设计程序：完成特定任务的指令的集合程序设计语言：机器语言（二进制指令代码，可直接执行）汇编语言（特定助记符指令语句，须编译）高级语言（通用高级语句，须编译）单片机应用系统的程序，多用汇编语言编制（*.asm文件）或C

一个汇编程序语句<--->一条单片机指令多个汇编语言语句汇编语言程序（源代码）注：程序需要特定的编译程序进行编译，生成二进制机器码

汇编语言：面向MCU硬件，不易移植，但高效、代码量小，是学习基础

江苏理工学院汇编语言指令格式

[标号:]操作码[操作数1][,操作数2][;注释]标号该指令的符号地址，标定程序入口或转移位置注：标号必须以字母开始，分大小写操作码助记符，指令所实现的操作功能注：不分大小写；前面无标号时，至少应保留一个空格；必有操作数参加操作的数据对象，地址、常数或表达式注：寄存器寻址已归纳到隐含寻址中，当操作数部分出现寄存器时，通常是寄存器变址寻址；分大小写注释为方便阅读、修改而加的注释；可有可无注：以“；”开始，本行其后的内容不再编译注意：必须在英文输入法或中文半角字符模式下书写指令，全角字符

错江苏理工学院常数数据的表示方法

Freescale规定，加前缀$十六进制%二进制@八进制’ASCII无十进制#立即数的标记如：LDAA#$32;立即数

LDAA$32;地址江苏理工学院汇编程序伪指令汇编程序使用的辅助性语句，不生成机器码起始地址伪指令ORG赋值伪指令EQU字节常量伪指令FCB(DC.B)双字节常量伪指令FDB(DC.W)字符量伪指令FCC

例：注：定界符可以是’、/、”，建议用’

ORG$0008HSTART:LDAA#$FF

PORTBEQU$0001BIT0EQU%0000001BSETPORTB,BIT0;等价于

BSET$0001,%00000001

ORG$0200TABLE:FCB$13,18,N1+6,21

ORG$1000LIST:FDB$0519,$2000

ORG$2000STAR:FCC’ABCD’江苏理工学院【例3-2】大小排序LDX#$2000;数据首地址CLC；C清零LDY#0；Y清零BEGIN:LDAA0,X；（0+X）→ALDAB1,X；（1+X）→ACBA；(A)-(B)BCSDONE;减有借位(前小后;大)，无需调整，跳转BEQFLAG;相等，跳转STAA1,X；A→(1+X)STAB0,X；B→(0+X)BRADONE;调整完毕，跳转FLAG:INY；1+Y→YDONE:BRA*；结束，踏步等待比较RAM区内两个相邻单元中无符号数的大小，按小数在前、大数在后的规则，重新存放（首地址$2000）。若相等则Y寄存器加1。江苏理工学院3.4.2汇编语言编程实例1.基本数据传递与算术运算程序【例3-1】BCD加法，见书2.循环控制程序【例3-3】2个8字节数求和;**********************************ADD8:LDX#$0B01LEAY8,XLDAB#8CLCLOOP:LDAAXADCA1,Y+STAA1,X+DBNEB,LOOP$0B01...$0B09被加数0字节被加数1字节……加数0字节加数1字节……RAM区江苏理工学院3.延时子程序硬件延时内部定时器实现，精确，不占CPU软件延时循环执行指令，粗略，占用CPU【例3-4】2ms延时。

CPU执行时间：

T=NxTB

T总执行时间，此2msN总时钟周期数TB总线时钟周期(如1/8M=125ns)

则需N=T/TB=2ms/125ns=16000程序运行：N=4+2+3+(1+3)(TCOUNT-1)+(1+1)+3+5

故：TCOUNT=3996.25≈3996

注：其它时间可套用此，如20ms改TCOUNT为39996（或40000）

;*************************************JSRDELAY1;4;*************************************TCOUNTEQU3996;无DELAY1:PSHX;2LDX#TCOUNT;3DLOOP:DEX;1BNEDLOOP;3/1PULX;3RTS;5江苏理工学院又【例3-5】双重循环的100ms延时。忽略配合指令的执行时间，粗略估算：内循环=200x(1+1+3)T=1000T总时间=100x1000T=100000T2MHz晶振时，总线频率=1MHz

T=1us

子程序延时时间即100ms;////////////////////////////////////////////////////////////////////;子程序DELAY:利用寄存器X、Y，;执行两重循环实现延时。;////////////////////////////////////////////////////////////////////DELAY:PSHXPSHYLDX#100DELAY1:LDY#200DELAY2:NOP;1TNOP;1TDBNEY,DELAY2;3TDBNEX,DELAY1PULYPULXRTS注：其它延时时间套此；MCU总线频率不同延时不同江苏理工学院4.数据查表程序【例3-6】将A中的两个4位十六进制数转换为ASCII码，分别存入$2080、$2081中。(0~9的ASCII码:$30~$39,A~F:$41~$46）;**************************************************;子程序TRANS：十六进制数转换为ASCII码;入口参数：(A)=十六进制数，高4位为0;出口参数：(B)=ASCII码;**************************************************TRANS:PSHX;X压栈

LDX#TABLE;置表地址

LDABA,X;查表,(X+A)BPULX;X出栈

RTS;返回TABLE:‘0123456789ABCDEF’;主程序段********************

ORG$8000HEXA:TFRA,XANDA#$0FJSRTRANSSTAB$2080

TFRX,ALSRALSRALSRALSRAJSRTRANSSTAB$2081……江苏理工学院5.多分支结构程序（类似查表）;根据4x4键盘的键号执行相应子程序。

………………KeyMain:JSRKey16;调用键号获取子程序(键号：0～15，16无键按下)LDAAKey_Numb;加载键号到A，Key_Numb预先有定义

LSLA;A=A×2（分支编号）

LDX#Jmp_Table;给X赋表首地址

LDYA,X;给Y赋为(X＋A)，即加偏移A后查得分支地址