第3章CPU12指令系統(tǒng)

基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院滕勤2014.4第3章CPU12指令系統(tǒng)本章內(nèi)容

3.1概述

3.2CPU12匯編指令的格式和符號(hào)說明

3.3尋址方式(AddressingMode)

3.4S12匯編指令系統(tǒng)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.1概述【基本概念回顧】【指令】計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的命令，即每個(gè)有效的二進(jìn)制編碼組?！局噶钕到y(tǒng)(InstructionSystem)】一種計(jì)算機(jī)CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合?！局噶畛绦蚧驒C(jī)器語言】由指令碼（機(jī)器碼）組成的程序?！局噶钪浄?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。【匯編語言源程序】利用指令助記符編寫的程序?！静僮鞔a(OperatingCode，Opcode)】規(guī)定一條指令完成何種操作。【操作數(shù)(Operand)】指令所完成操作的對(duì)象?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.2CPU12匯編指令的格式和符號(hào)說明

[標(biāo)號(hào)]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))位于第二頁的操作碼之前均冠以前導(dǎo)字節(jié)(prebyte)$18?！竞笾米止?jié)作用】提供了一定形式的變址尋址、傳送、交換和循環(huán)的基址寄存器和偏移量的符號(hào)等信息。【擴(kuò)展字節(jié)作用】包含有附加的程序信息，例如地址、偏移量和立即數(shù)等?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.2CPU12匯編指令的格式和符號(hào)說明3.2.2數(shù)據(jù)類型CPU12支持8種數(shù)據(jù)類型：位數(shù)據(jù)(1位)；5位帶符號(hào)整數(shù)；8位帶/無符號(hào)整數(shù)；字節(jié)型組合BCD數(shù)(8位)；9位帶符號(hào)整數(shù)；16位帶/無符號(hào)整數(shù)；16位有效地址；32位帶/無符號(hào)整數(shù)。3.2.3數(shù)據(jù)表示方法十進(jìn)制整數(shù)可直接使用；16進(jìn)制數(shù)在數(shù)字前面加“$”；二進(jìn)制數(shù)前加“%”；立即數(shù)應(yīng)在數(shù)據(jù)前加“#”?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.2CPU12匯編指令的格式和符號(hào)說明3.2.4寄存器和存儲(chǔ)器表示法【寄存器表示法】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(chǔ)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(chǔ)器符號(hào)加下標(biāo)“n”時(shí)，表示是它的第n位；16位寄存器符號(hào)后加下標(biāo)“H”或“L”時(shí)，表示其高位字節(jié)或低位字節(jié)。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.2.4寄存器和存儲(chǔ)器表示法【存儲(chǔ)器表示法】M:M+1表示16位存儲(chǔ)器，由M和M+1相鄰兩個(gè)存儲(chǔ)單元組成。M～M+3表示32位存儲(chǔ)器，由4個(gè)相鄰的存儲(chǔ)單元M、M+1、M+2、M+3組成；(M:M+1)表示兩個(gè)相鄰存儲(chǔ)單元的內(nèi)容組成的1個(gè)字，(M)為高位字節(jié)，(M+1)為低位字節(jié)；符號(hào)()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(chǔ)單元，M(y+3)是由變址寄存器Y+3后指向的存儲(chǔ)單元。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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?！緦ぶ贩绞健?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(duì)尋址和變址尋址?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)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?yàn)椴僮鲾?shù)總是處于CPU的寄存器之中，還稱為寄存器尋址(Registeraddressing)?！咎卣鳌吭谥噶钪浄谐霈F(xiàn)寄存器的名稱，有時(shí)甚至連寄存器的名稱都不出現(xiàn)。

機(jī)器碼指令操作187CLRA；$00→A251COMB；(/B)→B312MUL；(A)(B)=A:B→D41816SBA；(A)-(B)→A基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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(gè)8位或16位二進(jìn)制數(shù)?！玖⒓磾?shù)】指令中出現(xiàn)的操作數(shù)。為了與直接地址相區(qū)別，立即數(shù)前必須加“#”號(hào)。立即尋址常用來給寄存器賦值。

MAXCNTequ13

INITSPequ$02FF機(jī)器碼指令操作1860DLDAA #MAXCNT ；$0D→A2CF02FFLDS #INITSP ；$02FF→SP3CE1234LDX #$1234 ；$1234→X48A0BORAA #%00001011 ；(A)｜$0B→A基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)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)→AB60040LDAA$0040 ；使用擴(kuò)展尋址 B60040LDAA>$40 ；強(qiáng)制使用擴(kuò)展尋址基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.5相對(duì)尋址(RelativeAddressing，REL)相對(duì)尋址只出現(xiàn)在相對(duì)轉(zhuǎn)移指令(relativebranchinstruction)中。【相對(duì)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)實(shí)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【源地址】轉(zhuǎn)移指令所在的地址【目的地址】轉(zhuǎn)移程序所在的首地址偏移量為8位、9位和16位帶符號(hào)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)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.5相對(duì)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)。機(jī)器碼指令 操作20FETRAPBRATRAP ；PC-2→PC TRAPLBRATRAP ；PC-3→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?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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CPU12的主要尋址方式，也是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?！咀冎穼ぶ贰恳阅硞€(gè)寄存器的內(nèi)容為基本地址，然后在這個(gè)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(gè)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?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3尋址方式3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)【變址尋址指令組成】1個(gè)操作碼字節(jié)+1個(gè)后置(隨)字節(jié)(postbyte)+0～2個(gè)擴(kuò)展字節(jié)(extensionbyte)?！静僮鞔a】表明指令功能和變址尋址方式?！竞笾米止?jié)】(在指令代碼表中用xb描述)提供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(hào)、變址寄存器的自動(dòng)遞增/遞減方式等。當(dāng)偏移量大于5位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，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(gè)16位寄存器和附加信息來產(chǎn)生一個(gè)有效地址?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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)【常數(shù)偏移變址尋址】將變址寄存器的內(nèi)容加上一個(gè)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(hào)偏移量(5位、9位、16位)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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)【指令組成】1個(gè)操作碼字節(jié)+1個(gè)后置字節(jié)偏移量為5位帶符號(hào)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=變址寄存器內(nèi)容+5位地址偏移量。例如：若X=$1000，Y=$2000LDAA0，X ；($1000)→ASTAB-8，Y ；(B)→$1FF8，$2000-$8=$1FF8基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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)【指令組成】1個(gè)操作碼字節(jié)+1個(gè)后置字節(jié)+1個(gè)擴(kuò)展字節(jié)。9位帶符號(hào)偏移量的地址偏移范圍：-256～+255，偏移量的符號(hào)位在后隨字節(jié)中，偏移量大小在擴(kuò)展字節(jié)中，操作數(shù)地址=變址寄存器內(nèi)容+9位帶符號(hào)常數(shù)偏移量。例如：X=$1000，Y=$2000LDAA$FF，X；($10FF)→A($1000+$FF=$10FF)

LDAB-20，Y；($1FEC)→B($2000-$14=$1FEC)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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)【指令組成】1個(gè)字節(jié)操作碼+1個(gè)后置字節(jié)+2個(gè)擴(kuò)展字節(jié)。有效地址=變址寄存器內(nèi)容+兩個(gè)偏移量擴(kuò)展字節(jié)?？梢栽L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基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動(dòng)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(dòng)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(gè)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)。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動(dòng)遞增/遞減變址尋址IDX(Autoincrement/AutodecrementIndexedAddressing)先遞增或先遞減指令——變址寄存器內(nèi)容在訪問內(nèi)存單元之前變化，相當(dāng)于前面常數(shù)偏移變址尋址。后遞增或后遞減指令——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?！局噶罱M成】(前導(dǎo)字符$18)+1個(gè)操作碼字節(jié)+1個(gè)后置字節(jié)

后置字節(jié)基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.3.6變址尋址(IndexedAddressing，IDX)3.3.6.2自動(dòng)遞增/遞減變址尋址IDX(Autoincrement/AutodecrementIndexedAddressing)

STAA1，-SP ；(SP)-1→SP，(A)→(SP)，=PSHASTX2，-SP ；(SP)-2→SP，(XH:XL)→MSP:MSP+1，=PSHXLDX2，SP+ ；(MSP:MSP+1)→XH:XL，(SP)+2→SP，=PULXLDAA1，SP+ ；(MSP)→A，(SP)+1→SP，=PULA自動(dòng)遞增/自動(dòng)遞減變址尋址方式可以用來對(duì)存儲(chǔ)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(gè)字的列表中傳送1個(gè)字的數(shù)據(jù)到每個(gè)表元素為4個(gè)字節(jié)的另一個(gè)表格中：

MOVW2，X+，4，+Y基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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】變址寄存器中的內(nèi)容與累加器中的無符號(hào)偏移量相加，構(gòu)成有效地址。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)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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組成】操作碼+1個(gè)后置字節(jié)例：LDAAB，X ；(B+X)→A例：LDY#SEG_TBL；SEG_TBL→YLDAADisp_Var；(Disp_Var)→A

LDAAA，Y；(A+Y)→ASTAADISP_REG；A→DISP_REGSEG_TBL——顯示段碼表首地址Disp_Var——被轉(zhuǎn)換的數(shù)字、字母DISP_REG——顯示緩沖區(qū)地址基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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(gè)16位偏移量相加形成一個(gè)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(gè)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)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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)指令操作碼之后需要一個(gè)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(duì)于常數(shù)偏移量的方式，后置字節(jié)之后還需要跟兩個(gè)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：

基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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(gè)地址(指針)，指向一個(gè)存放操作數(shù)地址的單元。指令執(zhí)行時(shí)，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(gè)方括號(hào)括起來?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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$000A，X ；((X)+$0A)→ALDAA[$000A，X]；(((X)+$000A))→A基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)A、16位常數(shù)偏移間接變址尋址[IDX2](16-BitConstantIndirectIndexedAddressing)例：讀取一個(gè)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→X

5E7JSR[D，X] ；((D+X))→PC15E30002JSR[CMD10FF，X]；((CMD10FF+X))→PC基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12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(gè)地址指針，指向存放操作數(shù)地址的存儲(chǔ)單元。指令執(zhí)行時(shí)，根據(jù)基址寄存器和偏移寄存器D中的內(nèi)容形成一個(gè)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)。有效地址：

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(gè)方括號(hào)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.WPLACE2

GO3DC.WPLACE3基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)按指令助記符分類，S12共有169種不同的匯編指令。考慮到不同類型的尋址方式，指令數(shù)量達(dá)594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(jí)函數(shù)指令、模糊運(yùn)算指令等。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)魉偷郊拇嫫鳌⒓拇嫫鱾魉偷絻?nèi)存、內(nèi)存之間的傳送和堆棧操作指令等。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.1寄存器加載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6條指令，每條指令支持8種源操作數(shù)尋址方式，派生出48條指令?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.1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] ；16位常數(shù)偏移量間接變址尋址[IDX2]LDY 2,SP+ ；相當(dāng)于PULY，自動(dòng)遞增變址尋址IDX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.2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。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.2有效地址加載指令例：LEAS4,SP ；(SP)+4→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IDX2LEAXB,Y ；(Y)+(B)→X，累加器偏移變址尋址IDX注意以下兩條指令LEAX4,+X ；X+4→X，(X)→X，自動(dòng)遞增變址尋址IDXLEAX4,X+ ；(X)→X基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.3寄存器存儲(chǔ)指令僅限于將寄存器內(nèi)容送入內(nèi)存單元，共6條指令，每條指令支持7種源操作數(shù)尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.3寄存器存儲(chǔ)指令例如：STAA $5A ；直接尋址DIRSTAB $4000,X ；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(dòng)遞減變址尋址IDX基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.4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(shí)際上該組指令只有3條，其余指令由匯編程序自動(dòng)匯編成對(duì)應(yīng)的TFR指令，如表中陰影部分所示?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.4寄存器數(shù)據(jù)傳送指令【TFR指令的數(shù)據(jù)傳送規(guī)則】8位到8位或16位到16位，直接傳送；8位到16位，通過符號(hào)擴(kuò)展變成16位后傳送；TFRA，X=SEXA，X16位到8位，舍棄高位，只傳送低位?！菊f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，CPU12自動(dòng)在目的寄存器的最高有效字節(jié)中執(zhí)行一次符號(hào)擴(kuò)展?！痉?hào)擴(kuò)展的原則】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?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.5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(shí)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(dòng)匯編成對(duì)應(yīng)的EXG指令?！咀ⅰ縍1和R2分別是寄存器A、B、CCR、D、X、Y、SP、TMP2、TMP3之一。但TMP3只能作為第1操作數(shù)寄存器，TMP2只能作為第2操作數(shù)寄存器。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.5寄存器數(shù)據(jù)交換指令【功能】在任意16位或8位寄存器之間交換數(shù)據(jù)規(guī)則：(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(shí)，高8位補(bǔ)$00；8位寄存器是B或CCR時(shí)，高8位補(bǔ)$FF?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.6內(nèi)存數(shù)據(jù)移動(dòng)指令【功能】將源操作數(shù)(一個(gè)字或字節(jié))送到目地地址，源操作數(shù)不變。這是CPU12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?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.1數(shù)據(jù)傳送指令3.4.1.7堆棧操作指令CPU12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SP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?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.1加法指令CPU12加法運(yùn)算分為兩類，一類是兩個(gè)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?！炯拇嫫髦g的加法】基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.1加法指令【寄存器與立即數(shù)或內(nèi)存單元的加法】共有5條指令。2條帶進(jìn)位的加法指令，3條不帶進(jìn)位的加法指令?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.2.2減法指令CPU12減法運(yùn)算也分為兩類，一類是兩個(gè)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(gè)寄存器內(nèi)容的減法指令為SBA，結(jié)果存放在A中。寄存器與立即數(shù)或內(nèi)存單元的減法共有5條指令，2條為帶借位的減法指令，3條為不帶借位的減法指令?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.3加1和減1指令加1和減1指令用于指針調(diào)整或循環(huán)控制，每組有6條指令，操作對(duì)象是寄存器A、B、X、Y、SP或內(nèi)存單元。對(duì)內(nèi)存單元的操作支持6種尋址方式，INS和DES指令由匯編程序自動(dòng)匯編成對(duì)應(yīng)的LEAS指令，為變址尋址IDX方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.4十進(jìn)制調(diào)整指令CPU12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(shí)重置標(biāo)志C。例：十進(jìn)制運(yùn)算7527+1075=8602基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.5清零指令【功能】向寄存器或內(nèi)存單元中寫入$00，與加載立即數(shù)$00的指令功能相同，共有3條指令。寄存器清零只針對(duì)A和B，為固有尋址方式。內(nèi)存單元清零指令支持6種尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.6符號(hào)擴(kuò)展指令單字節(jié)無符號(hào)數(shù)通過高位補(bǔ)0可以擴(kuò)展成任意寬度，而對(duì)于有符號(hào)數(shù)，由于采用補(bǔ)碼表示，高位可能需要補(bǔ)0或補(bǔ)1。符號(hào)擴(kuò)展指令SEX為固有尋址方式?！痉?hào)擴(kuò)展方法】將原數(shù)據(jù)符號(hào)位復(fù)制到已擴(kuò)展數(shù)據(jù)的所有高位。指令要求源操作數(shù)是A、B或CCR中的內(nèi)容，擴(kuò)展后的結(jié)果存放在D、X、Y或SP中?！局噶罡袷健縎EXR1,R2；R1=A、B或CCR，R2=D、X、Y或SP，相當(dāng)于TFRR1,R2基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.7乘法指令S12乘法全部在寄存器內(nèi)完成，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位或16位的硬件乘法運(yùn)算，共有3條指令，均為固有尋址方式。EMUL和EMULS指令的區(qū)別在于，EMULS指令的結(jié)果用補(bǔ)碼表示。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.8除法指令除法全部在寄存器內(nèi)完成，可以實(shí)現(xiàn)16/16位或32/16位的硬件除法運(yùn)算。EDIV和EDIVS為常規(guī)32/16除法指令，分別按無符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)相除。FDIV是小數(shù)除法指令，即求真分?jǐn)?shù)D/X的值。IDIV和IDIVS分別是無符號(hào)和有符號(hào)整數(shù)16/16除法指令，區(qū)別在于IDIVS指令的商和余數(shù)用補(bǔ)碼表示?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.9比較指令【功能】將寄存器的內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行比較，實(shí)際上是進(jìn)行兩個(gè)操作數(shù)的減法運(yùn)算，并不回送運(yùn)算結(jié)果，只是根據(jù)差值設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)位，作為跳轉(zhuǎn)、循環(huán)等的判斷條件。這類指令影響標(biāo)志位N、Z、V、C。比較指令共有7條，除CBA為固有尋址方式外，其余6條指令允許使用8種尋址方式。基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.2算術(shù)運(yùn)算指令3.4.2.10測(cè)試指令【作用】檢測(cè)累加器A、B或內(nèi)存單元的內(nèi)容是否≥0。相當(dāng)于一次減0操作。操作后，源操作數(shù)不變，也不保存結(jié)果，只是根據(jù)結(jié)果設(shè)置標(biāo)志位。該類指令有3條，TSTA和TSTB為固有尋址，TST允許使用6種尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令【邏輯運(yùn)算指令】包括基本邏輯運(yùn)算、取反和求補(bǔ)、移位、位操作、位邏輯運(yùn)算和位測(cè)試等指令。3.4.3.1基本邏輯運(yùn)算指令按字節(jié)進(jìn)行“與”、“或”、“異或”邏輯運(yùn)算，用于將寄存器中的某些位清0或置1，共有8條指令?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令3.4.3.2取反、求補(bǔ)指令【功能】將累加器A、B或內(nèi)存單元內(nèi)容取反和求補(bǔ)，結(jié)果放回原處?！救》粗噶睢肯喈?dāng)于執(zhí)行一次$FF-(r)或$FF-(M)操作。【求補(bǔ)指令】實(shí)際上進(jìn)行一次$00-(r)或$00-(M)的減法操作?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.3.3位操作與位測(cè)試指令【位操作指令】5條，用于將內(nèi)存單元中的某1位或某幾位清0或置1。其中，CCR特征位操作指令CLC、CLI、CLV匯編程序自動(dòng)匯編成ANDCC指令，為立即尋址方式。內(nèi)存單元清0、置1指令BCLR和BSET支持5種尋址方式?！疚粶y(cè)試指令】有2條，支持8種尋址方式。位測(cè)試指令將累加器A、B內(nèi)容與立即數(shù)或內(nèi)存單元內(nèi)容進(jìn)行“邏輯與”運(yùn)算，但結(jié)果并不回送，僅僅根據(jù)運(yùn)算結(jié)果設(shè)置標(biāo)志位N、Z、V?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令3.4.3.4邏輯移位指令【邏輯移位指令】共有8條，分為邏輯左移LSL和邏輯右移LSR兩種。其中，針對(duì)累加器A、B、D的操作為固有尋址，針對(duì)內(nèi)存單元的操作支持6種尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令3.4.3.5算術(shù)移位指令【算術(shù)移位指令】共有7條，分為算術(shù)左移ASL和算術(shù)右移ASR兩種。其中，針對(duì)累加器A、B、D的操作為固有尋址，針對(duì)內(nèi)存單元的操作支持6種尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.3邏輯運(yùn)算指令3.4.3.6循環(huán)移位指令【循環(huán)移位指令】共有6條，分為循環(huán)左移ROL和循環(huán)右移ROR兩種。其中，針對(duì)累加器A、B的操作為固有尋址，針對(duì)內(nèi)存單元的操作支持6種尋址方式?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)【例】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，（$3800）＝$36。LDX #$3800 ；數(shù)據(jù)地址LDAB 0,X ；((X))→B，B=$36TFR B,A ；保存到A中，A=$36ANDA #$0F ；屏蔽A中高4位，A=$06STAA1,X ；(A)→(X)+1=$3801，($3801)=$06LSRB ；B內(nèi)容右移4次，高位補(bǔ)0LSRB ；LSRB ；LSRB ；B=$03STAB 0,X ；(B)→X，($3800)=$03HERE：BRAHERE ；原地踏步【程序功能】將地址$3800存放的壓縮BCD碼解壓縮，存放在$3800:$3801單元中，高位在低地址單元?！境绦驁?zhí)行后】（$3800）＝$03，（$3801）＝$06，A＝$06，B＝$03?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.4高級(jí)函數(shù)指令CPU12的高級(jí)函數(shù)指令具有高級(jí)語言中某些函數(shù)的功能，如求最大值、最小值，乘積累加，內(nèi)插值運(yùn)算等。3.4.4.1求最大值、最小值指令求最大值、最小值共有8條指令，用于在累加器A、D與內(nèi)存操作數(shù)之間取最大或最小的一個(gè)。求最大值和最小值分別有4條指令，支持5種尋址方式。其中，以字母M開頭的4條為8位指令，以字母E開頭的4條為16位指令?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4.4高級(jí)函數(shù)指令3.4.4.1求最大值、最小值指令指令自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的比較和傳送，標(biāo)志位顯示比較的結(jié)果和是否發(fā)生了數(shù)據(jù)傳送?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.4高級(jí)函數(shù)指令3.4.4.2乘積累加指令【作用】多項(xiàng)式運(yùn)算乘積累加指令只有1條EMACS，采用特殊尋址方式?？蓪?shí)現(xiàn)帶符號(hào)數(shù)的16位乘法和32位累加運(yùn)算，隱含使用寄存器X和Y，指令功能為：

EMACSopr16a；(M(X):M(X+1))(M(Y)):M(Y+1))+(M～M+3)→M～M+3【操作過程】先將X和Y所指向的兩個(gè)16位內(nèi)存操作數(shù)相乘，然后將32位乘積與一個(gè)擴(kuò)展尋址的32位內(nèi)存操作數(shù)相加，結(jié)果仍然保存在該地址。【要求】兩個(gè)乘數(shù)及32位內(nèi)存被加數(shù)均為有符號(hào)數(shù)?；贖CS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.4高級(jí)函數(shù)指令3.4.4.3查表與插值指令【查表與插值指令】有2條，采用變址尋址IDX方式。TBL為8位內(nèi)插值操作，結(jié)果保存在累加器A中；ETBL為16位內(nèi)插值操作，結(jié)果保存在累加器D中?！局噶罟δ堋縏BLoprx0_xysppc

；(M)+{(B)[(M+1)-(M)]}→AETBLoprx0_xysppc

；(M:M+1)+{(B)[(M+2:M+3)-(M:M+1)]}→D【計(jì)算公式】基于HCS12的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第3章CPU12指令系統(tǒng)3.4S12匯編指令系統(tǒng)3.4.5程序控制指令【作用】通過改變程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容，使CPU從正常的執(zhí)行順序改變到不同的程序流程。程序控制指令分為轉(zhuǎn)移和調(diào)用兩大類轉(zhuǎn)移——永久轉(zhuǎn)移（跳轉(zhuǎn)），不再返回。調(diào)用——執(zhí)行完新的任務(wù)后，返回原地繼續(xù)執(zhí)