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文檔簡介
第3指令系統(tǒng)與匯編語言程序設計兼容以前的S12CPU
豐富、強大、靈活,高速16位處理,共400多條按功能:數(shù)據(jù)傳送、算術運算、邏輯運算、位操作、移位、控制、特殊等,尋址方式多。3.1CPU內部寄存器區(qū)別于I/O寄存器;6個:D,X,Y,SP,PC,CCR江蘇理工學院3.2尋址方式
概念CPU執(zhí)行指令時確定操作數(shù)所在單元地址的方式。操作數(shù)來自:寄存器、指令代碼、存儲單元(都有地址)
S12(X)有9大種尋址方式:(1)隱含尋址(INH)
如ROLA(循環(huán)左移,操作數(shù)A隱含在指令中)(2)立即數(shù)尋址(IMM)
如LDDA#$FF(將十六進制數(shù)FF調入A中,#表示)(3)直接尋址(DIR)
如LDAA$55(8位地址)(4)擴展尋址(EXT)
如LDAA$200A(16位地址)(5)相對尋址(REL)SHIFT:LDAA#$55BRASHIFT(相對地址跳轉)
江蘇理工學院(6)變址尋址(IDX)
特征:以變址寄存器X、Y、SP、PC的內容為基址,再加或減個值,構成最終的地址
5位/9位/16位常數(shù)偏移量的變址尋址如LDD6,X;(6+X)D(A),(6+X+1)D(B)LDAB$FF,Y;($FF+Y)BLDAA$7200,PC;($7200+PC)A
(7)累加器變址尋址(IDX)累加器內容做偏移量的變址尋址如LDAAB,X;(B+X)A
LDAAD,Y;(D+Y)A(8)自加自減的變址尋址(IDX)自動加減(1~8),先加、先減、后加、后減如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)間接變址尋址(IDX)16位常數(shù)/累加器D偏移量的間接變址尋址(內存中再取新地址)如LDAA[1000,X];((1000+X))A
JMP[D,PC];((D+PC))PC
變址尋址重要而常用,表象:指令操作碼后的操作數(shù)是X,Y,SP,PC(指針)江蘇理工學院3.3指令概覽
分類(表3-1):數(shù)據(jù)傳送指令算數(shù)運算指令邏輯指令程序控制指令中斷指令CPU控制指令其它指令注:1、瀏覽書中指令內容2、以后編程時再查閱、體會助記方法:英語含義,如:CLR=CleaRLDAA=LoaDAccumulatorASTAB=SToreAccumulatorBTAB=TransferAtoBMOVB=MoveByteBEQ=BranchEQualzero
……江蘇理工學院3.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令1、寄存器加載指令:LoaD
(注:影響標志位)
LDAA#$1FLDAB$40B0LDD2,XLDY2,SP+助記符功能操作LDAA將數(shù)據(jù)載入寄存器A(M)→ALDAB將數(shù)據(jù)載入寄存器B(M)→BLDD將數(shù)據(jù)載入寄存器D(M:M+1)→(A:B)LDS將數(shù)據(jù)載入寄存器SP(M:M+1)→SPH:SPLLDX將數(shù)據(jù)載入變址寄存器X(M:M+1)→XH:XLLDY將數(shù)據(jù)載入變址寄存器Y(M:M+1)→YH:YL江蘇理工學院2、寄存器存儲指令:STore(影響標志位)
STAA$3FSTD-$2000,PCSTY2,+SP助記符功能操作STAA將寄存器A中內容送入內存單元(A)→MSTAB將寄存器B中內容送人內存單元(B)→MSTD將寄存器D中內容送入內存單元(A)→M,(B)→M+1STS將堆棧SP中內容送入內存單元(SPH:SPL)→M:M+1STX將變址寄存器x中內容送人內存單元(XH:XL)→M:M+1STY將變址寄存器Y中內容送入內存單元(YH:YL)→M:M+1江蘇理工學院3、寄存器傳送指令:Transfer注意:TAB、TBA影響標志位,TFR不影響標志位;實際只有上述3條指令,其余寫法是為了兼容老版本MCU8位到16位:通過符號位擴展后傳送16位到8位:舍棄高8位,只傳送低8位例:TABTFRA,YTAP(相當于TFRA,CCR)助記符功能操作TAB將寄存器A中內容送入寄存器B(A)→BTBA將寄存器B中內容送人寄存器A(B)→ATFR寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送(A、B、CCR、D、X、Y、SP)→A、B、CCR、D、X、Y、SPTSX將寄存器SP中內容送入寄存器X(SP)→XTSY將寄存器SP中內容送入寄存器Y(SP)→YTXS將寄存器X中內容送入寄存器SP(X)→SPTYS將寄存器Y中內容送入寄存器SP(Y)→SPTPA將寄存器CCR中內容送人寄存器A(CCR)→ATAP將寄存器A中內容送人寄存器CCR(A)→CCR江蘇理工學院4、寄存器交換指令:Exchange建議:平常使用時,不應使用位數(shù)不匹配的方式進行數(shù)據(jù)交換。江蘇理工學院5、內存數(shù)據(jù)傳送指令:Move特點:1、不影響標志位2、允許地址與地址間傳送3、傳送方向是->(例MOVB$1000,$2000)4、16位數(shù)據(jù)結構是高位在前,低位在后(例:MOVW#$100A,$1100)MOVB1,X,2,Y江蘇理工學院6、堆棧操作指令:PuSH、PULl特點:1、各寄存器都可以入棧、出棧2、可以做8位、16位操作3、入棧時SP-1(2),出棧時SP+1(2)江蘇理工學院7、有效地址加載指令:LEA(LoadEffectiveAddress)LEAX$100A,Y注:不影響標志位江蘇理工學院3.3.2算術運算類指令1、加、減法指令:ADD、SUBtract說明:ABAAddBtoA(A+B)SBASubtractBfromA(A–B)江蘇理工學院2、增量、減量指令:
INCrement
、DECrement江蘇理工學院3、比較、檢測指令:CoMPara、TeST特點:1、CMP作減法,結果不回傳,只影響標志位2、TST固定減0,結果不回傳,只影響標志位江蘇理工學院4、求補運算指令:特點:1、用0去減該值2、不對符號位進行判斷江蘇理工學院5、十進制調整指令:DAA(DecimalAdjustA)特點:1、是在加法操作之后進行2、是對A進行壓縮BCD碼加法調整3、只有這一條調整指令例:LDD#$3275ADDB#$69EXGA,BDAAEXGA,BADCA#$26DAA結果:D=?$5944江蘇理工學院6、符號擴展指令:SEX說明:1、根據(jù)最高位的值將8位擴展為16位
2、源:A,B,CCR目的:D,X,Y,SP例:SEXA,X7、乘、除法指令:MULtiply、DIVide江蘇理工學院3.3.3邏輯指令1、基本邏輯運算指令2、清零和取反指令:CLear、COMplement江蘇理工學院3、位操作和位檢測指令BCLR相當于:1.取反然后2.與0的位與操作
(BCLR$20,#$F0)BSET相當于:與1的位或操作(BSET$20,#$0F)注意該類指令與TST、AND的區(qū)別
指定的1位或幾位,非整體;BIT影響標志位,但不修改操作數(shù)助記符功能操作BCLR位清零(M)&(/mm)→MBITA寄存器A與內存按位相“與”(A)
&(M)BITB寄存器A與內存按位相“與”(B)
&(M)BSET位置1(M)|(mm)→M江蘇理工學院4、移位指令LSLLogicShiftLeftASRArithmeticShiftRightRORROtateRight江蘇理工學院特點:1、ASR補最高位,其余補02、移出去的進C標志江蘇理工學院3.3.4程序控制類指令1、無條件轉移指令
JMP(Jump),可以在64K范圍內跳轉2、短分支跳轉指令是在當前PC的值加上一個8位帶符號數(shù)的偏移量,即跳轉范圍:-128~+127BRABRanchAlwaysBRNBRanchNeverBCCBranchifCarryClearBCSBranchifCarrySetBEQBranchifEQual
BMIBranchifMinusBPLBranchifPlusBHIBranchifHigherBHSBranchifHigherorSameBLOBranchifLowerBGTBranchifGreaterThan江蘇理工學院
注意:1、只作檢測,滿足條件轉移,不影響標志位2、結果不回傳例:BRCLR$20,#$81,LP1BRSET$20,#$80,LP2江蘇理工學院3、長分支跳轉指令特點:1、是在當前PC的值加上一個16位帶符號數(shù)的偏移量,即跳轉范圍:-32768~+327672、與JMP指令實現(xiàn)的方法稍有不同,只能跳轉32K距離。
3、與短跳轉指令完全類似江蘇理工學院4、循環(huán)控制指令特點:1、不影響、不依賴標志位
2、轉移范圍是-256~+255ADD:LDX#$0B00LEAY4,XLDAB#4CLCLOOP:LDAAXADCA1,Y+STAA1,X+DBNEB,LOOP江蘇理工學院5、子程序調用與返回指令特點:
1、BSR調用范圍為-128~+1272、JSR調用范圍為-32768~+32767,支持多種尋址方式,直接尋址方式必須在$0000~$00FF內(例:JSR$50)3、CALL用于調用64K以外的子程序,用RTC指令返回江蘇理工學院3.3.5中斷指令特點:1、進入中斷時,硬件自動保護現(xiàn)場,RTI指令將恢復現(xiàn)場及斷點2、SWI指令不受I、X的限制,且執(zhí)行時會自動將I置1(即自動關閉可屏蔽中斷),中斷向量表入口地址$FFF6-$FFF73、各硬件中斷有固定的入口地址表,中斷服務程序需用RTI指令返回江蘇理工學院3.3.6S12CPU控制類指令特點:1、STOP進入偽停機模式,時鐘被關閉,功耗最低;當有中斷或復位時被喚醒2、WAI進入等待模式,時鐘仍在工作,當有中斷或復位時被喚醒,喚醒速度快江蘇理工學院3.3.7其它指令
S12X還提供了高級函數(shù)指令和模糊運算指令,主要有:小值、大值、插值、乘積累加等重要的其它指令程序狀態(tài)寄存器指令
特殊的數(shù)據(jù)訪問指令,通常被用來改變程序狀態(tài)寄存器CCR指令操作尋址方式ANDCCCLCCLICLVORCCPSHCPULCSECSEISEV(CCR)∧(M)=→CCRC=0I=0V=0(CCR)∨(M)→CCR(SP)–1=>SP;(CCR)→M(SP)M(SP)=>CCR;(SP)+1→SPC=1I=1V=1IMMIMMIMMIMMIMMINHINHIMMIMMIMM江蘇理工學院S12X指令系統(tǒng)提供了全局23位地址訪問的指令,包括:
GLDAA、GLDAB、GLDD、GLDS、GLDX、GLDY、GSTAA、GSTAB、GSTD、GSTS、GSTX、GSTY等,
S12X總共新增了84條這類全局尋址指令。全局地址[22:0]由CPU本地地址[15:0]和GPAGE寄存器[22:16]聯(lián)合組成。江蘇理工學院3.4使用匯編語言的程序設計程序:完成特定任務的指令的集合程序設計語言:機器語言(二進制指令代碼,可直接執(zhí)行)匯編語言(特定助記符指令語句,須編譯)高級語言(通用高級語句,須編譯)單片機應用系統(tǒng)的程序,多用匯編語言編制(*.asm文件)或C
一個匯編程序語句<--->一條單片機指令多個匯編語言語句匯編語言程序(源代碼)注:程序需要特定的編譯程序進行編譯,生成二進制機器碼
匯編語言:面向MCU硬件,不易移植,但高效、代碼量小,是學習基礎
江蘇理工學院匯編語言指令格式
[標號:]操作碼[操作數(shù)1][,操作數(shù)2][;注釋]標號該指令的符號地址,標定程序入口或轉移位置注:標號必須以字母開始,分大小寫操作碼助記符,指令所實現(xiàn)的操作功能注:不分大小寫;前面無標號時,至少應保留一個空格;必有操作數(shù)參加操作的數(shù)據(jù)對象,地址、常數(shù)或表達式注:寄存器尋址已歸納到隱含尋址中,當操作數(shù)部分出現(xiàn)寄存器時,通常是寄存器變址尋址;分大小寫注釋為方便閱讀、修改而加的注釋;可有可無注:以“;”開始,本行其后的內容不再編譯注意:必須在英文輸入法或中文半角字符模式下書寫指令,全角字符
錯江蘇理工學院常數(shù)數(shù)據(jù)的表示方法
Freescale規(guī)定,加前綴$十六進制%二進制@八進制’ASCII無十進制#立即數(shù)的標記如:LDAA#$32;立即數(shù)
LDAA$32;地址江蘇理工學院匯編程序偽指令匯編程序使用的輔助性語句,不生成機器碼起始地址偽指令ORG賦值偽指令EQU字節(jié)常量偽指令FCB(DC.B)雙字節(jié)常量偽指令FDB(DC.W)字符量偽指令FCC
例:注:定界符可以是’、/、”,建議用’
ORG$0008HSTART:LDAA#$FF
PORTBEQU$0001BIT0EQU%0000001BSETPORTB,BIT0;等價于
BSET$0001,%00000001
ORG$0200TABLE:FCB$13,18,N1+6,21
ORG$1000LIST:FDB$0519,$2000
ORG$2000STAR:FCC’ABCD’江蘇理工學院【例3-2】大小排序LDX#$2000;數(shù)據(jù)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;減有借位(前小后;大),無需調整,跳轉BEQFLAG;相等,跳轉STAA1,X;A→(1+X)STAB0,X;B→(0+X)BRADONE;調整完畢,跳轉FLAG:INY;1+Y→YDONE:BRA*;結束,踏步等待比較RAM區(qū)內兩個相鄰單元中無符號數(shù)的大小,按小數(shù)在前、大數(shù)在后的規(guī)則,重新存放(首地址$2000)。若相等則Y寄存器加1。江蘇理工學院3.4.2匯編語言編程實例1.基本數(shù)據(jù)傳遞與算術運算程序【例3-1】BCD加法,見書2.循環(huán)控制程序【例3-3】2個8字節(jié)數(shù)求和;**********************************ADD8:LDX#$0B01LEAY8,XLDAB#8CLCLOOP:LDAAXADCA1,Y+STAA1,X+DBNEB,LOOP$0B01...$0B09被加數(shù)0字節(jié)被加數(shù)1字節(jié)……加數(shù)0字節(jié)加數(shù)1字節(jié)……RAM區(qū)江蘇理工學院3.延時子程序硬件延時內部定時器實現(xiàn),精確,不占CPU軟件延時循環(huán)執(zhí)行指令,粗略,占用CPU【例3-4】2ms延時。
CPU執(zhí)行時間:
T=NxTB
T總執(zhí)行時間,此2msN總時鐘周期數(shù)TB總線時鐘周期(如1/8M=125ns)
則需N=T/TB=2ms/125ns=16000程序運行:N=4+2+3+(1+3)(TCOUNT-1)+(1+1)+3+5
故:TCOUNT=3996.25≈3996
注:其它時間可套用此,如20ms改TCOUNT為39996(或40000)
;*************************************JSRDELAY1;4;*************************************TCOUNTEQU3996;無DELAY1:PSHX;2LDX#TCOUNT;3DLOOP:DEX;1BNEDLOOP;3/1PULX;3RTS;5江蘇理工學院又【例3-5】雙重循環(huán)的100ms延時。忽略配合指令的執(zhí)行時間,粗略估算:內循環(huán)=200x(1+1+3)T=1000T總時間=100x1000T=100000T2MHz晶振時,總線頻率=1MHz
T=1us
子程序延時時間即100ms;////////////////////////////////////////////////////////////////////;子程序DELAY:利用寄存器X、Y,;執(zhí)行兩重循環(huán)實現(xiàn)延時。;////////////////////////////////////////////////////////////////////DELAY:PSHXPSHYLDX#100DELAY1:LDY#200DELAY2:NOP;1TNOP;1TDBNEY,DELAY2;3TDBNEX,DELAY1PULYPULXRTS注:其它延時時間套此;MCU總線頻率不同延時不同江蘇理工學院4.數(shù)據(jù)查表程序【例3-6】將A中的兩個4位十六進制數(shù)轉換為ASCII碼,分別存入$2080、$2081中。(0~9的ASCII碼:$30~$39,A~F:$41~$46);**************************************************;子程序TRANS:十六進制數(shù)轉換為ASCII碼;入口參數(shù):(A)=十六進制數(shù),高4位為0;出口參數(shù):(B)=ASCII碼;**************************************************TRANS:PSHX;X壓棧
LDX#TABLE;置表地址
LDABA,X;查表,(X+A)BPULX;X出棧
RTS;返回TABLE:‘0123456789ABCDEF’;主程序段********************
ORG$8000HEXA:TFRA,XANDA#$0FJSRTRANSSTAB$2080
TFRX,ALSRALSRALSRALSRAJSRTRANSSTAB$2081……江蘇理工學院5.多分支結構程序(類似查表);根據(jù)4x4鍵盤的鍵號執(zhí)行相應子程序。
………………KeyMain:JSRKey16;調用鍵號獲取子程序(鍵號:0~15,16無鍵按下)LDAAKey_Numb;加載鍵號到A,Key_Numb預先有定義
LSLA;A=A×2(分支編號)
LDX#Jmp_Table;給X賦表首地址
LDYA,X;給Y賦為(X+A),即加偏移A后查得分支地址
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