第3章 S12X指令系統(tǒng)

《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》合肥工業(yè)大學(xué)吳曄，張陽，滕勤第3章S12X指令系統(tǒng)本章內(nèi)容3.1概述3.2S12X匯編指令的格式和符號說明3.3尋址方式(AddressingMode)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.1概述【基本概念回顧】【指令】計算機(jī)能直接識別和執(zhí)行的命令，即每個有效的編碼組?！局噶钕到y(tǒng)】一種計算機(jī)CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合。【指令助記符】(instructionmnemonicsymbol)用一組有一定含義的字符表示的指令，一般采用相關(guān)的英文單詞縮寫?！緟R編語言源程序】利用指令助記符編寫的程序?！静僮鞔a】(Opcode)規(guī)定一條指令完成何種操作?！静僮鲾?shù)】(Operand)指令所完成操作的對象?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)本節(jié)內(nèi)容3.2S12X匯編指令的格式和符號說明3.2.1操作碼和操作數(shù)3.2.2數(shù)據(jù)類型3.2.3數(shù)據(jù)表示方法3.2.4寄存器和存儲器表示法《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.2S12X匯編指令的格式和符號說明

[標(biāo)號]操作碼[操作數(shù)1]，[操作數(shù)2][；注釋]3.2.1操作碼和操作數(shù)CPU12指令組成：(前導(dǎo)字節(jié))+操作碼(+后隨字節(jié)+擴(kuò)展字節(jié))后置字節(jié)提供了一定形式的變址尋址、傳送、交換和循環(huán)的基址寄存器和偏移量的符號等信息。擴(kuò)展字節(jié)包含有附加的程序信息，例如地址、偏移量和立即數(shù)等。位于第二頁的操作碼之前均冠以前導(dǎo)字節(jié)(prebyte)$18。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.2CPU12匯編指令的格式和符號說明3.2.2數(shù)據(jù)類型CPU12X支持8種數(shù)據(jù)類型：位數(shù)據(jù)(1位)；5位帶符號整數(shù)；8位帶/無符號整數(shù)；字節(jié)型組合BCD數(shù)(8位)；9位帶符號整數(shù)；16位帶/無符號整數(shù)；16位有效地址；32位帶/無符號整數(shù)。3.2.3數(shù)據(jù)表示方法十進(jìn)制整數(shù)可直接使用；16進(jìn)制數(shù)在數(shù)字前面加“$”；二進(jìn)制數(shù)前加“%”；立即數(shù)應(yīng)在數(shù)據(jù)前加“#”。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.2CPU12匯編指令的格式和符號說明3.2.4寄存器和存儲器表示法寄存器用名稱表示，不分大小寫；M(Memorylocation)表示由指令有效地址指向的8位存儲單元；R(Result)表示算術(shù)或邏輯運(yùn)算結(jié)果；I(Intermediateresult)表示算術(shù)或邏輯運(yùn)算的中間結(jié)果。寄存器和存儲器符號加下標(biāo)“n”時，表示是它的第n位；16位寄存器符號后加下標(biāo)“H”或“L”時，表示其高位字節(jié)或低位字節(jié)。M:M+1表示16位存儲器，由M和M+1相鄰兩個存儲單元組成。M～M+3表示32位存儲器，由4個相鄰的存儲單元M、M+1、M+2、M+3組成；(M:M+1)表示兩個相鄰存儲單元的內(nèi)容組成的1個字，(M)為高位字節(jié)，(M+1)為低位字節(jié)；符號()表示內(nèi)容，如M(X)、M(SP)分別是由變址寄存器X和堆棧指針SP所指向的存儲單元，M(y+3)是由變址寄存器Y加3后指向的存儲單元?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)本節(jié)內(nèi)容3.3尋址方式3.3.1隱含/固有尋址(InherentAddressing，INH)3.3.2立即尋址(ImmediateAddressing，IMM)3.3.3直接尋址(DirectAddressing，DIR)3.3.4擴(kuò)展尋址(ExtendedAddressing，EXT)3.3.5相對尋址(RelativeAddressing，REL)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.7全局尋址《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式尋址：尋找操作數(shù)地址的過程。有效地址(effectiveaddress)：操作數(shù)所在的地址。尋址方式(AddressingMode)：通過確定操作數(shù)所在的位置(地址)，提取操作數(shù)的方法。CPU12共有6類尋址方式，即固有尋址、立即尋址、直接尋址、擴(kuò)展尋址、相對尋址和變址尋址?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.1隱含/固有尋址(InherentAddressing，INH)【固有尋址】有效地址包含在操作碼中，也稱為隱含尋址(Impliedaddressing)，又因為操作數(shù)總是處于CPU的寄存器之中，還稱為寄存器尋址(Registeraddressing)?！咎卣鳌恐噶钪浄谐霈F(xiàn)寄存器的名稱，有時甚至連寄存器的名稱都不出現(xiàn)。

操作碼指令操作187CLRA$00→A267CLRB$00→B351COMB(/B)→B412MUL(A)(B)=A:B→D51816SBA(A)-(B)→A6180ETAB(A)→(B)《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.2立即尋址(ImmediateAddressing，IMM)【立即尋址】指令的操作數(shù)是一個8位或16位二進(jìn)制數(shù)。指令中出現(xiàn)的操作數(shù)稱為立即數(shù)，為了與直接地址相區(qū)別，立即數(shù)前必須加“#”號。立即尋址常用來給寄存器賦值。

INITSPequ$02FFMAXCNTequ13機(jī)器碼指令操作18600LDAA #MAXCNT ；$0D→A2CF1234LDS #INITSP ；$02FF→SP3CE1234LDX #$1234 ；$1234→X4CD0067LDY #$67 ；$0067→Y58A0BORAA #%00001011 ；(A)｜$0B→A《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.3直接尋址(DirectAddressing，DIR)【直接尋址】指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式。

機(jī)器碼指令操作9655LDAA$55；($0055)→ADC20LDX$20；($0020:$0021)→X3.3.4擴(kuò)展尋址(ExtendedAddressing，EXT)【擴(kuò)展尋址】指令中直接給出操作數(shù)完整16位地址的尋址方式。

STAA $3050 ；(A)→$3050機(jī)器碼指令操作：($0040)→A8640LDAA$40 ；直接尋址B60040LDAA$0040 ；使用擴(kuò)展尋址B60040LDAA>$0040；強(qiáng)制使用擴(kuò)展尋址B60040LDAA>$40 ；強(qiáng)制使用擴(kuò)展尋址8640LDAA<$0040；強(qiáng)制使用直接尋址《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.5相對尋址(RelativeAddressing，REL)相對尋址只出現(xiàn)在相對轉(zhuǎn)移指令(relativebranchinstruction)中。【相對尋址】當(dāng)前的PC值加上指令中規(guī)定的地址偏移量relx，構(gòu)成操作數(shù)的實際地址的尋址方式。目的地址=源地址+轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)+relx偏移量為8位、9位和16位帶符號二進(jìn)制補(bǔ)碼。短轉(zhuǎn)移的偏移量為$80～$7F(-128～+127)；循環(huán)控制指令支持9位偏移量，其數(shù)值為$100～$0FF(-256～+255)；長轉(zhuǎn)移的偏移量為$8000～$7FFF(-32768～32767)?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.5相對尋址(RelativeAddressing，REL)如果偏移量為0，則CPU立即執(zhí)行緊接著轉(zhuǎn)移指令的下一條指令。由于偏移量是在轉(zhuǎn)移指令的末尾，采用負(fù)的偏移量值可以使PC指向操作碼并開始循環(huán)。

20FETRAPBRATRAP；PC-2→PC程序利用轉(zhuǎn)移指令返回到指令首址，程序在該行落入陷阱，稱為“原地踏步”。這是一種終止程序的普通方法，廣泛用于程序調(diào)試?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)變址尋址是CPU12X的主要尋址方式，也是本節(jié)的重點和難點。【變址尋址】:以某個寄存器的內(nèi)容為基本地址，然后在這個基本地址上加上地址偏移量，形成操作數(shù)地址或存放操作數(shù)地址的地址，并將這個地址單元的內(nèi)容作為指令的操作數(shù)。CPU12共有4類不同的變址尋址方式，這4類又可進(jìn)一步分解成12種不同的變址尋址方式。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)變址尋址指令由一個操作碼字節(jié)、一個后置(隨)字節(jié)(postbyte)和0～2個擴(kuò)展字節(jié)(extensionbyte)組成。操作碼表明了指令功能和變址尋址方式，后置字節(jié)(在指令代碼表中用xb描述)提供了變址尋址方式的具體信息，如所使用的變址寄存器、偏移量的符號、變址寄存器的自動遞增/遞減方式等。當(dāng)偏移量大于5位二進(jìn)制數(shù)時，需要采用擴(kuò)展字節(jié)，用來表示偏移量的大小。所有變址尋址方式都采用一個16位寄存器和附加信息來產(chǎn)生一個有效地址?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.1常數(shù)偏移變址尋址(ConstantOffsetIndexedAddressing)【常數(shù)偏移變址尋址】將變址寄存器的內(nèi)容加上一個常數(shù)形成操作數(shù)地址。有三種不同的偏移量：5位、9位和16位。語法：

operation，r；無偏移operation0，r；無偏移operationn，r；正常數(shù)偏移量operation-n，r；負(fù)常數(shù)偏移量

r是變址寄存器(IX，IY，SP，PC)，n/-n是帶符號偏移量(5位、9位、16位)?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.1常數(shù)偏移變址尋址(ConstantOffsetIndexedAddressing)A、5位常數(shù)偏移變址尋址IDX(5-BitConstantOffsetIndexedAddressing)偏移量為5位帶符號數(shù)，偏移量大小為：-16～+15，5位偏移量隱含在后隨字節(jié)中，有效地址為變址寄存器內(nèi)容+5位地址偏移量。指令為兩個字節(jié)：操作碼和后置字節(jié)例如：若X=$1000，Y=$2000LDAA0，X；($1000)→ASTAB-8，Y；(B)→$1FF8，$2000-$8=$1FF8《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.1常數(shù)偏移變址尋址(ConstantOffsetIndexedAddressing)B、9位常數(shù)偏移變址尋址IDX1(9-BitConstantOffsetIndexedAddressing)9位帶符號偏移量的地址偏移范圍：-256～+255，偏移量的符號位在后隨字節(jié)中，偏移量大小在擴(kuò)展字節(jié)中，變址寄存器內(nèi)容加上9位帶符號常數(shù)偏移量作為操作數(shù)地址。例如：X=$1000，Y=$2000LDAA$FF，X；($10FF)→A($1000+$FF=$10FF)

LDAB-20，Y；($1FEC)→B($2000-$14=$1FFC)《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.1常數(shù)偏移變址尋址(ConstantOffsetIndexedAddressing)C、16位常數(shù)偏移變址尋址IDX2(16-BitConstantOffsetIndexedAddressing)4字節(jié)指令，包括一個字節(jié)操作碼、一個后置字節(jié)和兩個擴(kuò)展字節(jié)。有效地址由變址寄存器內(nèi)容加上兩個偏移量擴(kuò)展字節(jié)形成，可以訪問64KB地址空間中的任何單元。

LDAA$04，X ；($04+X)→ALDD$10，Y ；($10+Y):($10+Y+1)→DLDAA$1000，PC ；($1000+PC)→A《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動遞增/遞減變址尋址IDX(Autoincrement/AutodecrementIndexedAddressing)在CPU12的變址尋址方式中，提供了4種方法自動改變基址寄存器的內(nèi)容，并作為指令執(zhí)行的一部分。變址尋址前或變址尋址后，變址寄存器中的數(shù)值可以加上或減去一個整數(shù)值，增加值的范圍是0000～0111(+1～+8)，減少值范圍是1111～1000(-1～-8)。匯編指令語法：operationn，+r；先遞增operationn，r+；后遞增operationn，-r；先遞減operationn，r-；后遞減n=調(diào)節(jié)值，1≤n≤8，r=變址寄存器(IX，IY，SP)?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動遞增/遞減變址尋址IDX(Autoincrement/AutodecrementIndexedAddressing)對于先遞增或先遞減的指令，變址寄存器內(nèi)容在訪問內(nèi)存單元之前變化，相當(dāng)于上述的常數(shù)偏移變址尋址。而對于后遞增或后遞減指令，則是用變址寄存器中的初值訪問內(nèi)存單元，然后才改變變址寄存器中的內(nèi)容。自動遞增和自動遞減變址尋址方式的指令由一個字節(jié)操作碼(有的指令在操作碼前有一個前導(dǎo)字符$18)和一個后置字節(jié)組成?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動遞增/遞減變址尋址IDX(Autoincrement/AutodecrementIndexedAddressing)

STAA1，-SP；(SP)-1→SP，(A)→(SP)，等效于PSHASTX2，-SP；(SP)-2→SP，(XH:XL)→MSP:MSP+1，等效于PSHXLDX2，SP；(MSP:MSP+1)→XH:XL，(SP)+2→SP，等效于PULXLDAA1，SP+；(MSP)→A，(SP)+1→SP，等效于PULA自動遞增/自動遞減變址尋址方式也可以用來對存儲器中的一系列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作。例如：將X寄存器指向的寬度為4字節(jié)的列表中數(shù)據(jù)傳給Y寄存器指向的寬度為2字節(jié)的列表中。

MOVW4，X+，2，Y+；(X:X+1)→Y:Y+1，X+4→X，Y+2→Y從表元素為1個字的列表中傳送1個字的數(shù)據(jù)到每個表元素為4個字節(jié)的另一個表格中：MOVW2，X+，4，+Y《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.3累加器偏移變址尋址IDX(AccumulatorOffsetIndexedAddressing)【累加器偏移變址尋址】將變址寄存器中的內(nèi)容與累加器中的無符號偏移量相加，構(gòu)成有效地址。為了使用這種尋址方式，偏移量必須先置于累加器中，累加器可以是A、B、D。語法：operationA，r；偏移量在A中operationB，r；偏移量在B中operationD，r；偏移量在D中A、B、D－累加器(偏移寄存器)；r－變址寄存器(X、Y、SP、PC)?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.3累加器偏移變址尋址IDX(AccumulatorOffsetIndexedAddressing)累加器偏移變址尋址指令由操作碼加上一個后置字節(jié)組成。例：LDAAB，X例：LDY#SEG_TBL ；SEG_TBL→YLDAADisp_Var ；(Disp_Var)→A

LDAAA，Y；(A+Y)→ASTAADISP_REG；A→DISP_REG《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.4間接變址尋址(IndirectIndexedAddressing)【寄存器間接尋址】操作數(shù)地址是以寄存器名稱的形式間接給出?！鹃g接變址尋址】變址寄存器中的內(nèi)容與一個16位偏移量相加形成一個地址，但該地址并不是操作數(shù)的地址，它所指向的地址單元中的內(nèi)容才是操作數(shù)的有效地址。偏移量既可以是一個16位的常數(shù)偏移量，也可以是累加器中的內(nèi)容。指令語法：operation[D，r]；偏移量在累加器D中operation[n，r]；n是16位常數(shù)偏移量D－含有偏移量的寄存器D；n－16位常數(shù)偏移量；r－變址寄存器(X、Y、SP、PC)?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.4間接變址尋址(IndirectIndexedAddressing)間接變址尋址方式的指令操作碼之后需要一個后置字節(jié)，用來規(guī)定偏移量的來源和變址寄存器的名稱。對于常數(shù)偏移量的方式，后置字節(jié)之后還需要跟兩個擴(kuò)展字節(jié)，用于存放16位偏移量常數(shù)。后置字節(jié)編碼為：《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.4間接變址尋址(IndirectIndexedAddressing)A、16位常數(shù)偏移間接變址尋址[IDX2](16-BitConstantIndirectIndexedAddressing)將由指令提供的16位偏移量與基址變址寄存器(baseindexingregister)的內(nèi)容相加，形成一個地址(指針)，指向一個存放操作數(shù)地址的單元。指令執(zhí)行時，根據(jù)由基址和偏移量所形成的地址指針，首先到指定的地址單元中取得操作數(shù)地址，然后再根據(jù)操作數(shù)地址提取操作數(shù)。有效地址為：

effectiveaddress=((twooffsetextensionbytes)+(X、Y、SPorPC))為了將這種尋址方式與16位常數(shù)偏移變址尋址方式加以區(qū)別，在指令助記符的操作數(shù)部分，用一個方括號括起來?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.4間接變址尋址(IndirectIndexedAddressing)A、16位常數(shù)偏移間接變址尋址[IDX2](16-BitConstantIndirectIndexedAddressing)例：設(shè)指令執(zhí)行前X=$1000，($100A)=$20，($100B)=$00，($2000)=$3A，($2001)=$1F。比較以下兩條指令的執(zhí)行情況：LDAA$0A，X；((X)+$0A)→ALDAA[$0A，X]；(((X)+$0A))→A《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3.6.4間接變址尋址(IndirectIndexedAddressing)A、16位常數(shù)偏移間接變址尋址[IDX2](16-BitConstantIndirectIndexedAddressing)例：讀取一個轉(zhuǎn)移表中的地址，并根據(jù)該地址轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序。

JMPTBLEQU$1000CMD10FFEQU2操作碼指令操作CE1000LDX#JMPTBL；JMPTBL→X15E30002JSR[CMD10FF，X]；((CMD10FF+X))→PC15E7JSR[D，X]；((D+X))→PC《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)B、累加器D間接變址尋址[D,IDX)(AccumulatorDIndexed-IndirectAddressing)將累加器D中的內(nèi)容+基址寄存器的內(nèi)容，形成一個地址指針，指向存放操作數(shù)地址的存儲單元。指令執(zhí)行時，根據(jù)基址寄存器和偏移寄存器D中的內(nèi)容形成一個地址，到該地址單元中找到操作數(shù)地址，再由操作數(shù)地址取得操作數(shù)。其有效地址為：

effectiveaddress=((D)+(X，Y，SPorPC))為了把這種尋址方式與累加器D偏移變址尋址方式區(qū)別開來，用一個方括號將指令助記符的操作數(shù)部分括起來。例：設(shè)D=$0002JMP[D，PC]GO1DC.WPLACE1GO2DC.WPLACE2GO3DC.WPLACE3《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.7全局尋址S12X內(nèi)核的地址線為16位，物理尋址空間限于64KB。但是，通過使用全局頁面尋址寄存器GPAGE（GlobalPageIndexRegister）中的7位并結(jié)合16位地址總線，S12X內(nèi)核可以實現(xiàn)22位地址總線尋址，尋址空間為8MB。全局尋址指令以G開頭，例如GLDAA、GSTAA等。GLDAA：(G(M)→A)把全局存儲器內(nèi)的值加載到累加器A。GLDAA和LDAA有相同的尋址模式，它們之間的區(qū)別只是用全局內(nèi)存地址（8MB）代替了內(nèi)存地址（64KB）。全局尋址并不是一種獨(dú)立的尋址方式，但由于其特殊性，因此簡要提及。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)本節(jié)內(nèi)容3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.3邏輯運(yùn)算指令3.4.4高級函數(shù)指令3.4.5程序控制指令3.4.6S12X控制指令《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)S12X匯編指令系統(tǒng)匯總表見附錄A，匯編指令系統(tǒng)表按字母順序排列，供編寫匯編程序時查閱，指令系統(tǒng)表從左到右分別按照指令助記符（指令形式）、指令操作說明（助記符含義）、尋址方式、機(jī)器碼、指令周期/訪問細(xì)節(jié)和程序狀態(tài)字節(jié)等信息；指令系統(tǒng)匯總解釋說明見附錄B。S12X匯編指令機(jī)器碼匯總表見附錄C；機(jī)器碼組織解釋說明見附錄D。如果按指令助記符分類，S12X共有279種不同的匯編指令?？紤]到不同類型的尋址方式，指令數(shù)量達(dá)1024種。按照指令功能，可將指令分為以下幾大類：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、轉(zhuǎn)移與子程序調(diào)用指令、中斷指令、MCU控制指令、高級函數(shù)指令等?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令將數(shù)據(jù)從一處復(fù)制到另一處，包括：立即加載、寄存器之間的傳送與交換、內(nèi)存?zhèn)魉偷郊拇嫫?、寄存器傳送到?nèi)存、內(nèi)存之間的傳送、堆棧操作指令?！炯拇嫫骷虞d指令】寄存器加載指令用于將立即數(shù)或內(nèi)存中的操作數(shù)傳送給寄存器，共12條指令。前6條指令與CPU12的指令相同，每條指令支持8種源操作數(shù)尋址方式。后6條全局尋址指令是CPU12X的新增指令，支持7種源操作數(shù)尋址方式。共派生出90條指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器加載指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器加載指令】LDAA #$5A ；$5A→A，立即尋址IMMLDAB $4000 ；($4000)→B，擴(kuò)展尋址EXTLDD 4,X ；((X)+4):((X)+4+1)→A:B，5位常數(shù)偏移量變址尋址IDXLDX A,PC ；((PC)+(A)):((PC)+(A)+1)→XH:XL，累加器偏移變址尋址IDXLDS [$1238,X] ；(($1238)+(X)):(($1238)+(X)+1)→SPH:SPL，；16位常數(shù)偏移量間接變址尋址[IDX2]LDY 2,SP+ ；(SP):(SP+1)→YH:YL,SP+2→SP，=PULY，自動遞增變址尋址GLDAA$4000 ；($4000)→A，擴(kuò)展尋址EXTGLDAB[D,X] ；((D)+(X)):((D)+(X)+1)→B，累加器間接變址尋址[D,IDX]GLDD $10 ；($10)→D，直接尋址DIR《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【有效地址加載指令】有效地址加載指令可以用來將操作數(shù)地址分別傳送到寄存器SP、X和Y中。共3條指令，采用3種變址尋址。指令可將SP、PC、X或Y的值加/減5位、9位或16位常數(shù)，或者加上A、B或D的內(nèi)容，傳送到寄存器SP、X和Y中。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【有效地址加載指令】LEAS 4,SP ；(SP)+4→SP，5位常數(shù)偏移量變址尋址IDXLEAS 5,X ；(X)+5→SP，5位常數(shù)偏移量變址尋址IDXLEAS $0200,SP ；(SP)+$0200→SP，16位常數(shù)偏移量變址尋址IDX2，；相當(dāng)于SP的加法運(yùn)算，S12X沒有針對SP的加法指令。LEAX B,Y ；(Y)+(B)→X，累加器偏移變址尋址IDXLEAX $1000,Y ；(Y)+$1000→X，16位常數(shù)偏移量變址尋址IDX2LEAY D,Y ；(Y)+(D)→Y，累加器偏移變址尋址IDXLEAY D,SP ；(SP)+(D)→Y，累加器偏移變址尋址IDX該組指令既可以將一個寄存器的值按要求調(diào)整后送到另一個寄存器，也可以用來調(diào)整一個寄存器自身的值。注意以下兩條指令LEAX 4,+X ；X+4→X，(X)→X，自動遞增變址尋址IDXLEAX 4,X+ ；(X)→X，由于指令中兩種隱含的操作針對同一個寄存器，；且加載的是操作時的有效地址，因此X+4被忽略。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器存儲指令】寄存器存儲指令僅限于將寄存器內(nèi)容送入內(nèi)存單元，共12條指令，后6條全局尋址指令是CPU12X的新增指令。每條指令支持7種源操作數(shù)尋址方式，派生出84條指令。

《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器存儲指令】例如：STAA $5A ；直接尋址DIRSTAB $4000,X ；16位偏移量變址尋址IDX2STD -$1000,PC ；16位偏移量變址尋址IDX2STX $D000 ；擴(kuò)展尋址EXTSTS [D,PC] ；累加器D間接變址尋址[D,IDX]STY 2,-SP ；相當(dāng)于PSHY，自動遞減變址尋址IDX《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器數(shù)據(jù)傳送指令】將源寄存器的內(nèi)容傳送到目的寄存器，共9條指令，均為固有尋址方式。實際上該組指令只有3條，其余指令由匯編程序自動匯編成對應(yīng)的TFR指令，如表中陰影部分所示。源寄存器和目的寄存器可以在9個寄存器中任意選擇，包括MCU內(nèi)部的兩個暫存器TMP2和TMP3?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器數(shù)據(jù)傳送指令】

TFR指令的數(shù)據(jù)傳送規(guī)則：(1)8位到8位或16位到16位，直接傳送；(2)8位到16位，通過符號擴(kuò)展變成16位后傳送；TFRA，X等同于SEXA，X(3)16位到8位，舍棄高位，只傳送低位。

說明：數(shù)據(jù)從8位寄存器傳送到16位寄存器，8位寄存器的內(nèi)容傳送到16位寄存器的低8位，S12自動在目的寄存器的最高有效字節(jié)中執(zhí)行一次符號擴(kuò)展。符號擴(kuò)展原則：如果8位寄存器的最高位是0，則16位寄存器的高8位為$00；如果8位寄存器的最高位是1，則16位寄存器的高8位為$FF?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器數(shù)據(jù)傳送指令】例如：若A=$57，B=$81TFR A,X ；SEX:A→X，(X)=$0057TFR B,Y ；SEX:B→Y，(Y)=$FF81《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器數(shù)據(jù)交換指令】將源寄存器內(nèi)容與目的寄存器內(nèi)容進(jìn)行交換，共3條指令，均為固有尋址方式。實際上該組指令只有1條EXG指令，XGDX和XGDY指令由匯編程序自動匯編成對應(yīng)的EXG指令。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【寄存器數(shù)據(jù)交換指令】該指令可以在任意16位或8位寄存器之間交換數(shù)據(jù)，規(guī)則是：(1)8位8位或16位16位，直接交換；(2)8位16位，將8位寄存器內(nèi)容高8位零擴(kuò)展成16位后，傳送到16位寄存器，16位寄存器的低8位傳送到8位寄存器；(3)16位8位，16位寄存器的低8位傳送到8位寄存器，8位寄存器高8位補(bǔ)$00或$FF后，傳送到16位寄存器。其中8位寄存器是A時，高8位補(bǔ)$00；8位寄存器是B或CCR時，高8位補(bǔ)$FF。但以下幾對指令操作并不對應(yīng)EXGD,B ；B→B，$FF→AEXGB,D ；$FF:B→DEXGA,D ；$00:A→DEXGD,A ；BA《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【內(nèi)存數(shù)據(jù)移動指令】可以將源操作數(shù)(一個字或字節(jié))送到目地地址，源操作數(shù)不變。這是S12X僅有的兩條不涉及內(nèi)部寄存器而直接進(jìn)行內(nèi)存單元之間數(shù)據(jù)傳送的指令，支持6種尋址方式?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【內(nèi)存數(shù)據(jù)移動指令】例：MOVB#$0F,PORTT ；IMM-EXT尋址方式MOVW0,X,0,Y ；IDX-IDX尋址方式MOVB#$35,9,Y ；$35→(Y)+9，IMM-IDX尋址方式MOVW#S1234,$1100 ；IMM-EXT尋址方式MOVB$1000,$2000 ；($1000)→$2000，EXT-EXT尋址方式MOVB$1000,5,SP ；($1000)→(SP)+5，EXT-IDX尋址方式MOVB3,X,2,Y ；((X)+3)→(Y)+2，IDX-IDX尋址方式《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【堆棧操作指令】S12X堆棧操作僅限于寄存器與堆棧之間的數(shù)據(jù)傳送，使用堆棧指針進(jìn)行間接尋址。堆棧操作分為進(jìn)棧和出棧兩種，操作循序正好相反，即指針先遞減，后壓棧；先彈出，指針后遞增。指令共計14條，入棧和出棧各7條，均為固有尋址方式。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【例3.1】從BLOCK單元開始有一個無符號數(shù)據(jù)塊，其長度存于LEN單元，試編寫程序，求出數(shù)據(jù)塊中最大的數(shù)，并存入DATDMAX單元。LDX#BLOCK ；數(shù)據(jù)塊首地址賦給X寄存器LDABLEN ；LEN單元的數(shù)據(jù)塊長度裝入B寄存器LDAABLOCK ；取數(shù)據(jù)塊中第一個數(shù)裝入A中。DECB ；第一個數(shù)取出后，數(shù)據(jù)塊長度減1。DONE：MAXA$01，X+；max[(A)，(M(X))]→A，(X)+1→XDECB ；(B)-1→B，計數(shù)器減1BNEDONE ；計數(shù)器不為零，循環(huán)。STAADATDMAX ；A→DATDMAXHERE：BRAHERE；原地踏步《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令【例3.2】試編寫程序，查找在內(nèi)部RAM的$1020～$1050單元中是否有$AA這一數(shù)據(jù)，若有這一數(shù)據(jù)，則將$1051單元置為$01；若未找到，則使$1051單元置0。LDX#$1020 ；$1020→XLDAB#$31 ；數(shù)據(jù)塊長度裝入B寄存器LDAA#$AA ；$AA→A。DONE：CMPA$01，X+；(A)=(M(X))?，(X)+1→XBNENEXT ；結(jié)果不為零轉(zhuǎn)移MOVB#$01，$1051 ；結(jié)果為零，有$AA這一數(shù)據(jù)，$01→$1051BRAHERENEXT：DECB ；(B)-1→B，計數(shù)器減1BNEDONE ；計數(shù)器不為零，循環(huán)。CLR$1051 ；$00→$1051HERE：BRAHERE；原地踏步《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)【例3.3】試編寫程序，查找在內(nèi)部RAM的$1020～$1050單元內(nèi)出現(xiàn)$AA的次數(shù)，并將查找的結(jié)果存入$1051單元。LDX#$1020 ；$1020→XLDAB#$31 ；數(shù)據(jù)塊長度裝入B寄存器LDAA#$AA ；$AA→ACLR$1051 ；$00→$1051DONE：CMPA$01，X+；(A)=(M(X))?，(X)+1→XBNENEXT ；結(jié)果不為零轉(zhuǎn)移INC$1051 ；結(jié)果為零，有$AA這一數(shù)據(jù)，$01→$1051NEXT：DECB ；(B)-1→B，計數(shù)器減1BNEDONE ；計數(shù)器不為零，循環(huán)。HERE：BRAHERE；原地踏步《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)【例3.4】閱讀下列程序，要求：1)說明程序的功能。2)寫出X、Y寄存器的最后結(jié)果。ORG$E000LDX#$C000 ；$C000→X，初始化源指針LDY#$C500 ；$C500→Y，初始化目的指針LDAB#$10 ；$10→B，初始化計數(shù)器DOWH：LDAA$01，X+；((X))→A，X+1→X，從源地址移動字節(jié)STAA$01，Y+ ；A→(Y)，Y+1→Y，存儲到目的地址DECB ；(B)-1→B，計數(shù)器減1BNEDOWN ；計數(shù)器不為零，循環(huán)。HERE：BRAHERE；原地踏步程序功能:把從地址$C000開始的16個字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到從$C500開始的地址單元中。程序執(zhí)行后：X=$C010，Y=$C510?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令采用MOVW2，X+，2，Y+指令一次可以傳送一個字，且避免通過累加器A作為中間寄存器，使程序精簡和節(jié)省程序運(yùn)行時間。采用類似的方法，可使累加器A左移B中所指定的次數(shù):ORG$E000CMPB#$00 ；判別B中是否為零。BEQHERE ；如果B＝0，則不進(jìn)入循環(huán)。DONE：LSLA；循環(huán)開始，算術(shù)左移。A.7→c，0→A.0。DECB ；(B)-1→B，計數(shù)器減1BNEDONE ；計數(shù)器不為零，循環(huán)。HERE：BRAHERE；原地踏步《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【加法指令】S12X加法運(yùn)算分為兩類，一類是兩個寄存器內(nèi)容的加法，另一類是寄存器內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容的加法，運(yùn)算結(jié)果保存在寄存器中，所有加法指令都影響標(biāo)志位。兩個寄存器的加法共有3條指令，但ABX和ABY指令由匯編程序自動匯編成對應(yīng)的LEAX指令，如表中陰影部分所示?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【加法指令】寄存器內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容的加法，共有10條指令，支持8種尋址方式，由此派生出80條指令。其中5條為帶進(jìn)位的加法指令，5條為不帶進(jìn)位的加法指令。表中后5條指令是CPU12X新增的指令，包括3條帶進(jìn)位的16位加法指令。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【例3.5】閱讀下列程序段，要求：1)說明程序的功能。2)寫出程序執(zhí)行后涉及到的寄存器和內(nèi)存單元的最后結(jié)果。程序運(yùn)行前，($0800)＝$30，($0801)＝$8B，($0802)＝$52，($0803)＝$96，($1000)＝$47，($1001)＝$28，($1002)＝$D6，($1003)＝$40。LDD $0802 ；($0802:$0803)→DADDD$1002 ；(D)+($1002:$1003)→DSTD$2002 ；(D)→$2002:$2003LDD$0800 ；($0800:$0801)→A:BADCB$1001 ；(B)+($1001)+c→BADCA$1000 ；(A)+($1000)+c→ASTD$2000 ；(D)→$2000:$2001LOOP:BRALOOP ；原地踏步程序功能：雙字加法。將內(nèi)存單元$0800～$0803中的內(nèi)容與內(nèi)存單元$1000～$1003中的內(nèi)容相加，結(jié)果存放在$2000～$2003中，高位字節(jié)在低地址單元。程序執(zhí)行后：存放被加數(shù)和加數(shù)的地址單元內(nèi)容不變。D=$77B4，($2000)=$77，($2001)=$B4，($2002)=$28，($2003)=$D6?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)【例3.6】閱讀下列程序，要求：1)說明程序的功能。2)寫出X、Y寄存器的最后結(jié)果。ORG$8000ADD_8BT：LDX#$0A07；$0A07→X，X指向被加數(shù)的最低位LEAY8，X ；Y=(X)+$8=$0A07+$8=$0A0F，指向加數(shù)的最低位LDAB#8 ；$8→B，計數(shù)器(共8個字節(jié)) CLC ；清除進(jìn)位標(biāo)志LOOP_EX：LDAA，X；取1個字節(jié)被加數(shù)ADCA，Y+ ；(A)+((Y))+c→A，Y+1→YSTAA，X+ ；(A)→(X)，結(jié)果保存到被加數(shù)的位置，X+1→XDBNEB，LOOP_EX ；循環(huán)8次，不破壞進(jìn)位位的狀態(tài)LOOP：BRALOOP；原地踏步程序功能:將兩個8字節(jié)數(shù)相加，結(jié)果保存在原被加數(shù)所在的位置。程序執(zhí)行后：X=$0A10，Y=$0A17?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【減法指令】S12X減法運(yùn)算也分為兩類，一類是兩個寄存器內(nèi)容的減法，另一類是寄存器內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容的減法，運(yùn)算結(jié)果保存在寄存器中，所有減法指令都影響標(biāo)志位。兩個寄存器內(nèi)容的減法指令為SBA，計算A、B之差，結(jié)果存放在A中，為固有尋址指令。寄存器內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容的減法，共有10條指令，支持8種尋址方式，由此派生出80條指令。其中5條為帶借位的減法指令，6條為不帶借位的減法指令。表中后5條指令是CPU12X新增的指令，包括3條帶借位的16位減法指令。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【減法指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【例3.7】閱讀下列程序段，要求：1)說明程序的功能。2)寫出程序執(zhí)行后涉及到的寄存器和內(nèi)存單元的最后結(jié)果。程序運(yùn)行前，（$0800）＝$87，（$0801）＝$D5，（$0802）＝$3C，（$0803）＝$62，（$1000）＝$54，（$1001）＝$F8，（$1002）＝$76，（$1003）＝$39。LDD $0802 ；($0802:$0803)→DSUBD$1002 ；(D)-($1002:$1003)→DSTD$2002 ；(D)→$2002:$2003LDD$0800 ；($0800:$0801)→A:BSBCB$1001 ；(B)-($1001)-c→BSBCA$1000 ；(A)-($1000)-c→ASTD$2000 ；(D)→$2000:$2001LOOP:BRALOOP ；原地踏步程序功能：雙字減法。將內(nèi)存單元$0800～$0803中的內(nèi)容減去內(nèi)存單元$1000～$1003中的內(nèi)容，結(jié)果存放在$2000～$2003中，高位字節(jié)在低地址單元。程序執(zhí)行后：存放被減數(shù)和減數(shù)的地址單元內(nèi)容不變。D=$C629，($2000)=$32，($2001)=$DC，($2002)=$C6，($2003)=$29?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【加1和減1指令】S12X分別具有一組用于指針調(diào)整或循環(huán)控制的加1和減1指令，每組有9條指令，操作對象是寄存器A、B、X、Y、SP或內(nèi)存單元，如表3.13和表3.14所示。其中，寄存器A、B、X、Y加1或減1指令為固有尋址，對內(nèi)存單元的操作則支持6種尋址方式。需要注意的是，INS和DES指令是為兼容68HC11而保留，由匯編程序自動匯編成對應(yīng)的LEAS指令，為變址尋址IDX方式，如表3.13和表3.14中陰影部分所示。兩個表中的后3條指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【加1和減1指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【加1和減1指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【十進(jìn)制調(diào)整指令】S12X只有1條十進(jìn)制調(diào)整指令DAA，根據(jù)標(biāo)志H、C和A中數(shù)值的大小做BCD調(diào)整，調(diào)整規(guī)則是：(1)如果A中的低4位>9或標(biāo)志H=1，則A=A+$06；(2)如果A中的高4位>9或標(biāo)志C=1，則A=A+$60，同時重置標(biāo)志C。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)

【例3.8】閱讀下列程序段，要求：1)說明程序的功能。2)寫出程序執(zhí)行后D寄存器的最后結(jié)果。LDD#$7527；$7527→DADDB#$75；(B)+$75→B(＝$9C)，c=0，H=0，低半字節(jié)大于10，+6調(diào)整。EXGA，B；A?B，將B內(nèi)容交換到A，以便進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整。DAA ；低位字節(jié)十進(jìn)制調(diào)整，結(jié)果A＝$02，c=1EXGA，B；A?B，將低位字節(jié)調(diào)整結(jié)果放回到B，將高位字節(jié)換回到AADDC#$10；A+$10+c→A(＝$86)，c=0，H=0，無需進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整。LOOP:BRALOOP；原地踏步程序功能：利用BCD運(yùn)算求十進(jìn)制數(shù)7527與1075的和，結(jié)果放在累加器D中。程序執(zhí)行后：D=$8602?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【清零指令】清零指令用來向寄存器或內(nèi)存單元中寫入$00，功能上與加載立即數(shù)$00的指令相同，共有6條指令。寄存器清零針對A、B、X和Y，為固有尋址方式。內(nèi)存單元清零指令支持6種尋址方式，既可以清零某一個內(nèi)存單元，也可以清零連續(xù)兩個內(nèi)存單元。表中的后3條指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【符號擴(kuò)展指令】單字節(jié)無符號數(shù)通過高位補(bǔ)0可以擴(kuò)展成任意寬度，而對于有符號數(shù)，由于采用補(bǔ)碼表示，高位可能需要補(bǔ)0或補(bǔ)1，因此，S12X設(shè)置了符號擴(kuò)展指令SEX，為固有尋址方式。符號擴(kuò)展過程是，將原數(shù)據(jù)符號位復(fù)制到已擴(kuò)展數(shù)據(jù)的所有高位。指令要求源操作數(shù)是A、B或CCR中的內(nèi)容，擴(kuò)展后的結(jié)果存放在D、X、Y或SP中。SEX還可以擴(kuò)展雙字節(jié)數(shù)，是CPU12X新增的指令，此時要求源操作數(shù)是D中的內(nèi)容，擴(kuò)展后的結(jié)果存放在X或Y中。此時，如果16位數(shù)據(jù)的最高位為0，結(jié)果寄存器存入$0000，如果16位數(shù)據(jù)的最高位為1，結(jié)果寄存器存入$FFFF。指令格式為：

SEXR1,R2；R1=A、B或CCR，R2=D、X、Y或SP，相當(dāng)于TFRR1,R2《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【乘法指令】S12X乘法全部在寄存器內(nèi)完成，可以實現(xiàn)兩個8位或16位的硬件乘法運(yùn)算，共有3條指令，均為固有尋址方式。MUL指令將A、B內(nèi)容按無符號數(shù)相乘，結(jié)果存在寄存器D中，同時將結(jié)果的D7位(累加器B中的最高位)送到標(biāo)志C中，作為按四舍五入的依據(jù)，后跟一條ADCA#$00指令便可實現(xiàn)四舍五入。因此，這時的進(jìn)位位C與加法時的含義完全不同。

EMUL和EMULS指令的區(qū)別在于，EMULS指令的結(jié)果用補(bǔ)碼表示。《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【乘法指令】例如，分別用無符號和有符號乘法指令計算$8000$4000LDD #$8000 ；32768LDY #$4000 ；16384EMUL ；Y=$2000，D=$0000，按無符號數(shù)運(yùn)算3276816384=536870912=$20000000LDD #$8000 ；-32768LDY #$4000 ；+16384EMULS ；Y=$E000，D=$0000，按有符號數(shù)運(yùn)算-3276816384=-536870912=$E0000000《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【乘法指令】【例3.9】計算$4000～$407F單元所有字節(jié)數(shù)據(jù)的平方，并把計算結(jié)果存放在$4080開始的單元中，按字方式存儲。ORG $8000MAIN: LDS #$0800 ；定義堆棧 LDX #$4000 ；初始化數(shù)據(jù)塊指針 LDY #$4080 ；LOOP1: JSR SQUARE ；求平方循環(huán) INX ；指向下一個數(shù)據(jù) CPX #$4080 ；所有數(shù)據(jù)的平方是否計算完畢？ BNE LOOP1 ；未完，循環(huán)HERE: BRA HERE ；原地踏步SQUARE: LDAA $00,X ；((X))→A，取1個數(shù)據(jù) TAB ；(A)→B MUL ；計算數(shù)據(jù)的平方 STD $02,Y+ ；保存結(jié)果 RTS《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【除法指令】S12X除法全部在寄存器內(nèi)完成，可以實現(xiàn)16/16位或32/16位的硬件除法運(yùn)算，共有5條指令，均為固有尋址方式。FDIV、IDIV、IDIVS3條是16/16除法指令，被除數(shù)在D中，除數(shù)在X中，商在X中，余數(shù)在D中?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【除法指令】FDIV是小數(shù)除法指令，實際上是求真分?jǐn)?shù)D/X的值。其中D、X都是無符號整數(shù)或小數(shù)點位置相同的小數(shù)，因此，商是一個小于1的二進(jìn)制小數(shù)。運(yùn)算過程相當(dāng)于先將D內(nèi)容乘以216，然后進(jìn)行32位除以16位(X內(nèi)容)的除法運(yùn)算，商在X中，余數(shù)在D中，然后商(X內(nèi)容)再除以216，相當(dāng)于將小數(shù)點移到最高位的左邊。保存商，然后再恢復(fù)除數(shù)X，可以讓余數(shù)(D)再次除以X，如此循環(huán)反復(fù)，可以使商的位數(shù)向小數(shù)點后面不斷延伸，直到滿足要求為止。IDIV和IDIVS分別是無符號和有符號整數(shù)16/16除法指令，區(qū)別在于IDIVS指令的商和余數(shù)用補(bǔ)碼表示?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【例3.10】閱讀下列程序，要求：1)說明程序的功能。2)寫出D、X寄存器和相關(guān)內(nèi)存單元的最后結(jié)果。已知程序執(zhí)行前($A000)=$80，($A001)=$03，($A002)=$00，($A003)=$53。LDD$A000 ；($A000:$A001)→D，裝載分子LDX$A002 ；($A002:$A003)→X，裝載分母IDIV ；16位除16位無符號整數(shù)除法STX$A004 ；X→$A004:$A005，保存整數(shù)結(jié)果LDX$A002 ；($A002:$A003)→X，重新裝載分母FDIV ；除以前面的余數(shù)，得到小數(shù)。16位除16位小數(shù)除法。STX$A006 ；X→$A006:$A007，保存小數(shù)LAST：BRALAST；原地踏步程序功能:將內(nèi)存單元$A000:$A001中的兩個字節(jié)數(shù)據(jù)除以$A002:$A003中的兩個字節(jié)數(shù)據(jù)，把整數(shù)結(jié)果保存在$A004:$A005單元中，小數(shù)保存在$A006:$A007單元中。被除數(shù)為$8003(32771)，除數(shù)為$0053(83)，結(jié)果為$018A.D4D1，即十進(jìn)制的394.831，32771/83=394.831，0.831=54481/65536，D4D1＝54481。程序執(zhí)行后：X=$D4D1，D=$003D，($A004)=$01，($A005)=$8A，($A006)=$D4，($A007)=$D1?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【比較指令】比較指令用于將寄存器的內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容進(jìn)行比較，實際上進(jìn)行的是兩個操作數(shù)的減法運(yùn)算，因此將其劃歸在算術(shù)運(yùn)算類指令。但它們并不回送運(yùn)算結(jié)果，只是根據(jù)差值設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)位，作為跳轉(zhuǎn)、循環(huán)等的判斷條件。這類指令影響標(biāo)志位N、Z、V、C。比較指令共有11條，除了CBA為固有尋址方式外，其余10條指令允許使用8種尋址方式，可派生出80條指令。其中，表中后4條帶借位位的16位比較指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【比較指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【比較指令】

【例3.11】閱讀該程序段，要求：1)說明程序的功能。2)寫出程序執(zhí)行后涉及到的寄存器和內(nèi)存單元的最后結(jié)果。程序運(yùn)行前，（$2005）＝$0A，（$2006）＝$5C，（$2007）＝$71，（$2008）＝$3E，（$2009）＝$89，（$200A）＝$15，（$200B）＝$B2，（$200C）＝$00，（$200D）＝$B6，（$200E）＝$6C，（$200F）＝$CD。ORG$E000 ；程序起始地址LDS#$FF ；初始化SP，$00FF→SPLDAB$2005 ；($2005)→B，讀取計數(shù)值，數(shù)據(jù)塊長度在$2005中CLRA ；清累加器A，初始比較值為0LDX#$2006 ；$2006→X，指向數(shù)據(jù)塊的起始地址THERE：CMPA0，X ；(A)>(M)?，當(dāng)前最大值>當(dāng)前值嗎？BHINOCHG ；如果C|Z=0，則PC+2+rel→PC，是，保持最大值LDAA0，X ；不是，用當(dāng)前值替代最大值，((X))→ANOCHG：INX ；X+1→X，指向下一個數(shù)據(jù)DECB ；B-1→B，計數(shù)器減1BNETHERE ；如果B≠0，則轉(zhuǎn)移；未查找完，則循環(huán)STAA$2004 ；保存最大值HERE：BRAHERE ；原地踏步程序功能:從地址為$2006開始的10個單元中，找出數(shù)據(jù)塊中最大的數(shù)，并存入$2004單元。程序執(zhí)行后：（$2004）＝$CD，A＝$CD，X＝$2010?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令【測試指令】測試指令用于檢測累加器A、B、X、Y或內(nèi)存單元的內(nèi)容是否≥0，相當(dāng)于一次減0操作。操作后，源操作數(shù)不變，也不保存結(jié)果，只是根據(jù)結(jié)果設(shè)置標(biāo)志位。該類指令有6條，其中，TSTA、TSTB、TSTX和TSTY為固有尋址，TST和TSTW允許使用6種尋址方式，表中最后3條指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令S12X的邏輯運(yùn)算指令包括基本邏輯運(yùn)算、取反和求補(bǔ)、移位、位操作、位邏輯運(yùn)算和位測試等指令?！净具壿嬤\(yùn)算指令】基本邏輯運(yùn)算指令按字節(jié)或字進(jìn)行“與”、“或”、“異或”邏輯運(yùn)算，用于將寄存器中的某些位清0或置1，共有14條指令。其中，針對CCR的操作只允許立即尋址，針對累加器A、B、X和Y的操作支持8種尋址方式，派生出96條指令。按字進(jìn)行邏輯運(yùn)算的指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令【基本邏輯運(yùn)算指令】《MC9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令【取反、求補(bǔ)指令】取反、求補(bǔ)指令將累加器A、B、X、Y或內(nèi)存單元內(nèi)容取反和求補(bǔ)，結(jié)果放回原處，共有12條指令。針對累加器A、B、X、Y的操作為固有尋址，針對內(nèi)存單元的操作支持6種尋址方式，派生出24條指令。按字進(jìn)行取反和求補(bǔ)操作的指令是CPU12X新增的指令?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)3.4S12X匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令【取反、求補(bǔ)指令】取反指令相當(dāng)于執(zhí)行一次$FF-(r)或$FF-(M)操作，顯然V=0，C也應(yīng)該為0，但為了兼容以前M6800系列而將C置1，N、Z標(biāo)志意義不變。求補(bǔ)指令實際上進(jìn)行一次$00-(r)或$00-(M)的減法操作，可以理解為取反加1操作，因此，對標(biāo)志位的影響與減法一致。其中，N、Z標(biāo)志的意義不變，但V、C則比較特殊：（1）當(dāng)操作數(shù)＝$80時，執(zhí)行結(jié)果仍為$80，此時，V=1；當(dāng)操作數(shù)≠$80時，執(zhí)行后V=0。（2）當(dāng)操作數(shù)＝0時，C=0；否則，C=1，因為0減去任何不為0的數(shù)，都要產(chǎn)生借位?！禡C9S12XS單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》第3章S12X指令系統(tǒng)【取反、求補(bǔ)指令】【例3.12】閱讀下列程序段，要求：1)說明程序的功能。2)若程序執(zhí)行前($3000)=$D8，寫出程序執(zhí)行后A、B寄存器的最后結(jié)果。FD-ABS:LDAA$3000 ；($3000)→ACMPA#$00 ；(A)-$00，檢驗A中是否為正數(shù)。以下3行是求絕對值。BGEA_PLUS ；如果N⊕V=0，即A>$00，是正數(shù)，轉(zhuǎn)移。NEGA ；$00-(A)→A，是負(fù)數(shù)，求其相反數(shù)(求補(bǔ)碼)。A_PLUS:TAB ；(A)→B，得到A的絕對值并放在B中。LOOP:BRALOOP ；原地踏步M2P:LDAA$3000 ；($3000)→A，A=$D8，這兩行程序求補(bǔ)數(shù)$64-(A)的值。NEGA ；$00-(A)→A，是負(fù)數(shù)，求其相反數(shù)。ADDA#$64 ；(A)+$64