Freescale 汇编指令

的嵌入式系统设计》 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 基于 的嵌入式系统设计
第3章 CPU12指令系统
3.1概述
基本概念回顾 指令：计算机能直接识别和执行的命令，即每个有效的编码组。 指令：计算机能直接识别和执行的命令，即每个有效的编码组。 指令系统：一种计算机CPU所能执行的全部指令的集合。 所能执行的全部指令的集合。 指令系统：一种计算机 所能执行的全部指令的集合 指令助记符(instruction mnemonic symbol)：用一组有一定含义的字符表示的指令， 指令助记符 ：用一组有一定含义的字符表示的指令， 一般采用相关的英文单词缩写。 一般采用相关的英文单词缩写。 汇编语言源程序：利用指令助记符编写的程序。 汇编语言源程序：利用指令助记符编写的程序。 操作码(Opcode)：规定一条指令完成何种操作。 操作码 ：规定一条指令完成何种操作。 操作数(Operand)：指令所完成操作的对象。 操作数 ：指令所完成操作的对象。
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3.3 寻址方式(3)
A、5位常数偏移变址寻址 、 位常数偏移变址寻址 位常数偏移变址寻址IDX(5-Bit Constant Offset Indexed Addressing) 偏移量为5位带符号数，偏移量大小为： ～ 位偏移量隐含在后随字节中， 偏移量为 位带符号数，偏移量大小为：-16～+15，5位偏移量隐含在后随字节中，有效地址为变址 位带符号数 ， 位偏移量隐含在后随字节中 寄存器内容+5位地址偏移量 位地址偏移量。 寄存器内容 位地址偏移量。 B、9位常数偏移变址寻址 、 位常数偏移变址寻址 位常数偏移变址寻址IDX1(9 - Bit Constant Offset Indexed Addressing) 9位带符号偏移量的地址偏移范围：-256～+255，偏移量的符号位在后随字节中，偏移量大小在扩 位带符号偏移量的地址偏移范围： 位带符号偏移量的地址偏移范围 ～ ，偏移量的符号位在后随字节中， 展字节中，变址寄存器内容加上9位带符号常数偏移量作为操作数地址 位带符号常数偏移量作为操作数地址。 展字节中，变址寄存器内容加上 位带符号常数偏移量作为操作数地址。 C、16 位常数偏移变址寻址 、 位常数偏移变址寻址IDX2(16-Bit Constant Offset Indexed Addressing) 有效地址由变址寄存器内容加上两个偏移量扩展字节形成，可以访问 地址空间中的任何单元。 有效地址由变址寄存器内容加上两个偏移量扩展字节形成，可以访问64KB地址空间中的任何单元。 地址空间中的任何单元 3.3.6.2 自动递增/递减变址寻址IDX(Autoincrement/Autodecrement Indexed Addressing) 的变址寻址方式中， 种方法自动改变基址寄存器的内容， 在CPU12的变址寻址方式中，提供了 种方法自动改变基址寄存器的内容，并作为指令执行的一部 的变址寻址方式中 提供了4种方法自动改变基址寄存器的内容 变址寻址前或变址寻址后，变址寄存器中的数值可以加上或减去一个整数值， 分。变址寻址前或变址寻址后，变址寄存器中的数值可以加上或减去一个整数值， 增加值的范围是 0000～0111(+1～+8)，减少值范围是 ～ ～ ，减少值范围是1111～1000(-1～-8)。 ～ ～ 。 对于先递增或先递减的指令，变址寄存器内容在访问内存单元之前变化， 对于先递增或先递减的指令，变址寄存器内容在访问内存单元之前变化，相当于前面常数偏移变址 寻址。而对于后递增或后递减指令，则是用变址寄存器中的初值访问内存单元， 寻址。而对于后递增或后递减指令，则是用变址寄存器中的初值访问内存单元，然后才改变变址寄 存器中的内容。 存器中的内容。 3.3.6.3 累加器偏移变址寻址IDX(Accumulator Offset Indexed Addressing) 累加器偏移变址寻址：将变址寄存器中的内容与累加器中的无符号偏移量相加，构成有效地址。 累加器偏移变址寻址：将变址寄存器中的内容与累加器中的无符号偏移量相加，构成有效地址。 为了使用这种寻址方式，偏移量必须先置于累加器中，累加器可以是A、 、 。 为了使用这种寻址方式，偏移量必须先置于累加器中，累加器可以是 、B、D。
3.3.6 变址寻址(Indexed Addressing，IDX)
变址寻址是CPU12的主要寻址方式，也是本节的重点和难点。 的主要寻址方式，也是本节的重点和难点。 变址寻址是 的主要寻址方式 变址寻址是以某个寄存器的内容为基本地址，然后在这个基本地址上加上地址偏移量， 变址寻址是以某个寄存器的内容为基本地址，然后在这个基本地址上加上地址偏移量，形成操作数 地址或存放操作数地址的地址，并将这个地址单元的内容作为指令的操作数。 地址或存放操作数地址的地址，并将这个地址单元的内容作为指令的操作数。 CPU12 共有 类不同的变址寻址方式，这4类又可进一步分解成 种不同的变址寻址方式。 共有4类不同的变址寻址方式 类不同的变址寻址方式， 类又可进一步分解成 种不同的变址寻址方式。 类又可进一步分解成12种不同的变址寻址方式 3.3.6.1 常数偏移变址寻址(Constant Offset Indexed Addressing) 常数偏移变址寻址：将变址寄存器的内容加上一个常数形成操作数地址。有三种不同的偏移量： 常数偏移变址寻址：将变址寄存器的内容加上一个常数形成操作数地址。有三种不同的偏移量：5 位和16位 位、9位和 位。 位和
3.2 CPU12汇编指令的格式和符号说明
3.2.1 操作码和操作数
CPU12指令组成：(前导字节 操作码 后随字节 扩展字节 指令组成： 前导字节 操作码(+后随字节 扩展字节) 指令组成 前导字节)+操作码 后随字节+扩展字节 后置字节提供了一定形式的变址寻址、传送、交换和循环的基址寄存器和偏移量的符 后置字节提供了一定形式的变址寻址、 传送、 号等信息。 号等信息。 扩展字节包含有附加的程序信息，例如地址、偏移量和立即数等。 扩展字节包含有附加的程序信息，例如地址、偏移量和立即数等。
3.2.3数据表示方法
十进制整数可直接使用； 进制数在数字前面加 进制数在数字前面加“ ；二进制数前加“ ； 十进制整数可直接使用；16进制数在数字前面加“$”；二进制数前加“%”；立即数应 在数据前加“ 。 在数据前加“#”。
3.2.4寄存器和存储器表示法
寄存器用名称表示，不分大小写； 表示由指令有效地址指向的8位 寄存器用名称表示，不分大小写；M(Memory location)表示由指令有效地址指向的 位 表示由指令有效地址指向的 存储单元；R(Result)表示算术或逻辑运算结果；I(Intermediate result)表示算术或逻辑 存储单元； 表示算术或逻辑运算结果； 表示算术或逻辑 表示算术或逻辑运算结果 运算的中间结果。寄存器和存储器符号加下标“ 时 表示是它的第n位 运算的中间结果。寄存器和存储器符号加下标“n”时，表示是它的第 位；16位寄存器 位寄存器 符号后加下标“ 或 符号后加下标“H”或“L”时，表示其高位字节或低位字节。 时 表示其高位字节或低位字节。 M:M+1表示 位存储器，由M和M+1相邻两个存储单元组成。M～M+3表示 位存储 表示16位存储器 相邻两个存储单元组成。 ～ 表示32位存储 表示 位存储器， 和 相邻两个存储单元组成 表示 器，由4个相邻的存储单元 、M+1、M+2、M+3组成；(M:M+1)表示两个相邻存储单 个相邻的存储单元M、 、 、 组成； 表示两个相邻存储单 个相邻的存储单元 组成 元的内容组成的1个字 个字， 为高位字节， 为低位字节； 表示内容， 元的内容组成的 个字，(M)为高位字节，(M+1)为低位字节；符号 )表示内容，如 为高位字节 为低位字节 符号( 表示内容 M(X)、M(SP)分别是由变址寄存器 和堆栈指针 所指向的存储单元，M(y+3)是由变 分别是由变址寄存器X和堆栈指针 所指向的存储单元， 、 分别是由变址寄存器 和堆栈指针SP所指向的存储单元 是由变 址寄存器Y加 后指向的存储单元 后指向的存储单元。 址寄存器 加3后指向的存储单元。
3.3.2 立即寻址(Immediate Addressing，IMM)
立即寻址：指令的操作数是一个 位或 位二进制数。 位或16位二进制数 立即寻址：指令的操作数是一个8位或 位二进制数。 指令中出现的操作数称为立即数，为了与直接地址相区别，立即数前必须加“ 号 指令中出现的操作数称为立即数，为了与直接地址相区别，立即数前必须加“#”号。立即寻址常用 来给寄存器赋值。 来给寄存器赋值。
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3.3 寻址方式(2)
3.3.5 相对寻址(Relative Addressing，REL)
相对寻址只出现在相对转移指令(relative branch instruction)中。 相对寻址只出现在相对转移指令 中 相对寻址：当前的PC值加上指令中规定的地址偏移量 值加上指令中规定的地址偏移量relx，构成操作数的实际地址的寻址方式。 相对寻址：当前的 值加上指令中规定的地址偏移量 ，构成操作数的实际地址的寻址方式。 目的地址=源地址 转移指令字节数+ 源地址+转移指令字节数 目的地址 源地址 转移指令字节数 relx 偏移量为8位 位和 位带符号二进制补码。短转移的偏移量为$80～ 位和16位带符号二进制补码 偏移量为 位、9位和 位带符号二进制补码。短转移的偏移量为 ～$7F(-128～+127)；循环控制 ～ ； 指令支持9位偏移量 其数值为$100～$0FF(-256～+255)；长转移的偏移量为 位偏移量， 指令支持 位偏移量，其数值为 ～ ～ ；长转移的偏移量为$8000～$7FFF(～ 32768～32767)。 ～ 。 如果偏移量为0， 立即执行紧接着转移指令的下一条指令。 如果偏移量为 ，则CPU立即执行紧接着转移指令的下一条指令。程序利用转移指令返回到指令首 立即执行紧接着转移指令的下一条指令 所以程序就在该行落入陷阱，称为“原地踏步” 这是一种终止程序的普通方法， 址，所以程序就在该行落入陷阱，称为“原地踏步”。这是一种终止程序的普通方法，广泛用于程 序调试。 序调试。
3.3.3 直接寻址(Direct Addressing，DIR)
直接寻址：指令中直接给出操作数地址的寻址方式。 直接寻址：指令中直接给出操作数地址的寻址方式。
3.3.4 扩展寻址(Extended Addressing，EXT)
扩展寻址：指令中直接给出操作数完整 位地址的寻址方式 位地址的寻址方式。 扩展寻址：指令中直接给出操作数完整16位地址的寻址方式。
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3.3 寻址方式(1)
寻址：寻找操作数地址的过程。 寻址：寻找操作数地址的过程。 有效地址(effective address)：操作数所在的地址。 有效地址 ：操作数所在的地址。 寻址方式(Addressing Mode)：通过确定操作数所在的位置(地址 ，提取操作数的方法。 寻址方式 ：通过确定操作数所在的位置 地址)，提取操作数的方法。 地址 CPU12共有 类寻址方式，即固有寻址、立即寻址、直接寻址、扩展寻址、相对寻址和变址寻址。 共有6类寻址方式，即固有寻址、立即寻址、直接寻址、扩展寻址、相对寻址和变址寻址。 共有 类寻址方式
cpu12指令系统31概述32cpu12汇编指令的格式和符号说明321操作码和操作数322数据类型323数据表示方法324寄存器和存储器表示法33寻址方式addressingmode331隐含固有寻址inherentaddressinginh332立即寻址immediateaddressingimm333直接寻址directaddressingdir334扩展寻址extendedaddressingext335相对寻址relativeaddressingrel336变址寻址indexedaddressingidx34s12汇编指令系统341数据传送指令342算术运算指令343逻辑运算指令344高级函数指令345程序控制指令346cpu控制指令基于hcs12的嵌入式系统设计cpu12指令系统31概述指令助记符instructionmnemonicsymbol
3.3.1 隐含/固有寻址(Inherent Addressing，INH)
固有寻址：有效地址包含在操作码中，也称为隐含寻址 固有寻址：有效地址包含在操作码中，也称为隐含寻址(Implied addressing)，又因为操作数总是处 ， 的寄存器之中， 于CPU的寄存器之中，还称为寄存器寻址 的寄存器之中 还称为寄存器寻址(Register addressing)。 。 特征：在指令助记符中会出现寄存器的名称，有时在助记符中甚至连寄存器的名称都不出现。 特征：在指令助记符中会出现寄存器的名称，有时在助记符中甚至连寄存器的名称都不出现。
的嵌入式系统设计》 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 基Байду номын сангаас 的嵌入式系统设计
3.2 CPU12汇编指令的格式和符号说明(2)
3.2.2 数据类型
CPU12支持 种数据类型：位数据 位)；5位带符号整数；8位带 无符号整数；字节型 支持8种数据类型 位数据(1位 ； 位带符号整数 位带符号整数； 位带 无符号整数； 位带/无符号整数 支持 种数据类型： 组合BCD数(8位)；9位带符号整数；16位带 无符号整数；16位有效地址；32位带 无符 位带符号整数； 位带 无符号整数； 位有效地址 位带/无符号整数 位有效地址； 位带 位带/无符 组合 数 位 ； 位带符号整数 号整数。 号整数。
第3章 CPU12指令系统
3.1概述 概述 3.2 CPU12汇编指令的格式和符号说明 汇编指令的格式和符号说明 3.2.1 操作码和操作数 3.2.2 数据类型 3.2.3数据表示方法 数据表示方法 3.2.4寄存器和存储器表示法 寄存器和存储器表示法 3.3 寻址方式 寻址方式(Addressing Mode) 3.3.1隐含 固有寻址 隐含/固有寻址 隐含 固有寻址(Inherent Addressing，INH) ， 3.3.2立即寻址 立即寻址(Immediate Addressing，IMM) 立即寻址 ， 3.3.3直接寻址 直接寻址(Direct Addressing，DIR) 直接寻址 ， 3.3.4扩展寻址 扩展寻址(Extended Addressing，EXT) 扩展寻址 ， 3.3.5相对寻址 相对寻址(Relative Addressing，REL ) 相对寻址 ， 3.3.6变址寻址 变址寻址(Indexed Addressing，IDX) 变址寻址 ， 3.4 S12汇编指令系统 汇编指令系统 3.4.1数据传送指令 数据传送指令 3.4.2算术运算指令 算术运算指令 3.4.3逻辑运算指令 逻辑运算指令 3.4.4高级函数指令 高级函数指令 3.4.5 程序控制指令 3.4.6 CPU控制指令 控制指令