凌阳十六位单片机原理及应用(邱绍峰)1-4章 (3)

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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.1.2 汇编语言格式
用户要计算机完成各项任务，就要设计各种应用程序。 程序设计常有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。机器 语言是计算机惟一能识别的语言，它由一组0、1二进制数组 成，人们不便识别、记忆，因此很难用它来进行程序设计。 高级语言是面向问题和计算过程的语言，可通用于各种不同 的计算机，用户编程时不必仔细了解计算机的具体性能和指 令系统。用汇编语言设计的程序具有针对性，不同的微处理 器有不同的指令系统。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
R1，R2，R3，R4，R5(BP) PC
CS，DS N，Z，S，C
SR
IM6 IM16
A6 A16 Rd Rs → MR &，|，^， {}
[] ++，--
表 3.1 常用指令符号
通用寄存器 程序计数器 SR 寄存器中的代码段选择字段和数据段选择字段 SR 寄存器中的四个标志位 段寄存器。其中 bit15～bit10 对应 DS；bit9～bit6 对应 NZSC 标志位；bit5～ bit0 对应 CS 6 位立即数 16 位立即数 6 位地址码 16 位地址码 目标寄存器或目标存储器指针 源寄存器或源存储器指针，包括 R1，R2，R3，R4，R5(BP) 数据传送符号 由 R4，R3 组成的 32 位结果寄存器(R4 为高字节，R3 为低字节) 逻辑与记号、逻辑或记号、逻辑异或记号 可选项 寄存器间接寻址标志 指针单位字增量、字减量
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
2．16位地址直接寻址 此寻址方式指令中给出的地址为16位有效地址[A16]， 指令周期较6位地址直接寻址强。由于给出的是16位有效地 址，所以只用于第0页存储器的64K字存储单元范围内寻址。 【例3.3】
R1=R2+[0x2000]
//[0x2000]就是 16 位地址直接寻址，将寄存器 R2 中的内容与第 0 页 //存储器 0x2000 单元中的内容相加，再将结果存放到寄存器 R1 中
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
3.2 寻 址 方 式
3.2.1 立即数寻址 立即数寻址直接包含操作数，操作数是一个6位或16
位的常数，也叫立即数。6位立即数用IM6表示，范围是 0x00～0x3F；16位立即数用IM16表示，范围是0x0000～ 0xFFFF。
【例3.1】
R1=0x20
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 6．堆栈操作 堆栈操作也属于一种特殊的数据传送指令，其通过两
条指令PUSH和POP来完成压栈与出栈操作。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 将多个寄存器同时压栈时，总是序号最高的寄存器先压
栈，然后依次压入序号较低的寄存器，直到序号最低的寄存 器最后入栈。所以，执行指令“PUSH R1，R4 TO [SP]”与 指令“PUSH R4，R1 TO [SP]”是等效的，都是先压入R4， 再依次R3、R2、R1。堆栈指令格式为：
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
表 3.3 ADD 指令表
指令语法
指令长度
指令子集语法
指令周期
[A6] = Rs
[A16] = Rs
2
[Rd] = Rs
[++Rd] = Rs 1
[Rd--] = Rs
[Rd++] = Rs
注：若目的寄存器 Rd 为 PC，则指令周期数是表中的后者。
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周期数 4/5 2 6 5/6 7/8 3/5
6/7
6 5 7
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
寄存器直接寻址是操作数存放在某个寄存器中，寄存器 名称由指令指出。
【例3.4】 R2= R1+0x2000
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.2.4 寄存器间接寻址
寄存器间接寻址是操作数的地址由寄存器给出，寄存 器需用“[]”括起来，其格式为{D:}[Rs]。省略D，Rs指向0 页存储器单元；不省略D，由寄存器Rs和段寄存器SR中的数 据段DS共同指向存储单元。DS的值确定存储器的页码，然后 再根据Rs的值寻址。由于SPCE061A地址只涉及到0页，故以 后省略D。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
ss，us Label FIR
N Z S
C //
续表
两个有符号数之间的操作、无符号数与有符号数之间的操作 程序标号 Finite Impulse Response(有限冲击响应)，数字信号处理中的一种具有线性 相位及任意幅度特性的数字滤波器算法 负标志。N=0 时表示运算前最高有效位为 0；N=1 表示最高有效位为 1 零标志。Z=0 表示运算结果不为 0；Z=1 表示运算结果为 0 符号标志。S=0 表示结果不为负；S=1 表示结果为负数(2 的补数)。对于有 符号运算，16 位数表示的范围-32 768～32 768，若结果小于零，则 S=1 进位标志。C=0 表示运算过程中无进位或有借位产生；C=1 表示有进位或 无借位产生 注释符
【例3.5】
R1=[R2] //[R2]为寄存器间接寻址，将寄存器 R2 中的内容作为地址，再将此地址 //中的数据存放到 R1 中
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 1．寄存器前置增量间接寻址 【例3.6】 R1=[++R3] 假设执行指令前R3中的内容为0x1000，该指令是先将
R3的内容加1，即0x1000加1，得0x1001，再把0x1001地址中 的内容存放到R1中。指令执行完后，R3的值变为0x1001。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.2.5 变址寻址
【例3.9】 R1=[BP+0x30]
若BP的内容为0x1000，该指令执行的操作是将0页存 储器0x1030的内容存放到寄存器R1中。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.2.6 PC相对寻址
PC相对寻址主要用于跳转指令中，并且是短跳转。根据 寄存器SR中标志段的4个标志位(NZSC)来作为程序跳转的条 件。若条件满足则跳转到相关的地址上，其跳转范围是根据 6位的相对偏移量来决定的，因此跳转范围限制在PC + 63个 字，往前往后均最多跳63个字。
表 3.2 数据传送类指令表
语法
指令长度(word)
影响标志
Rd = IM16
2
Rd = IM6
Rd = [BP+IM6]
1
Rd = [A6] Rd = [A16]
N，Z 2
Rd = Rs
Rd = [Rs]
Rd = [Rs++]
Rd = [++Rs]
1
Rd = [Rs--]
[BP+IM6] = Rs
第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 【例3.14】 POP R2，PC FROM [SP]
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
图3.2 POP R2，PC FROM [SP]执行过程示意图 29
第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.3.2 算术运算类指令
1．不带进位的加法指令ADD 加法运算中，被加数X可以是目的寄存器或源寄存器， 加数Y可以是6种寻址方式中的任何一种，其运算结果存放到 目的寄存器Rd中。表3.3是ADD运算的指令表。
于只给出6位有效地址，所以只能用于第0页存储器 (SPCE061A只用到第0页)的前64个字存储单元范围内寻址， 指令周期短。
【例3.2】
R1=R1+[0x20]
//[0x20]就是 6 位地址直接寻址，将寄存器 R1 中的内容与第 0 页 //存储器 0x20 单元中的内容相加，再将结果存放到寄存器 R1 中
//0x20 就是立即数，将 6 位的立即数 0x20 送入寄存器 R1
R1=R1+0x1FFF //0x1FFF 就是立即数，将 16 位立即数 0x1FFF 与寄存器 R1 中的
//内容相加，把所得结果存回寄存器 R1
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
3.2.2 直接寻址 1．6位地址直接寻址 此寻址方式指令中给出的地址为6位有效地址[A6]，由
第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
第 3 章 SPCE061A寻址方式 及指令系统
3.1 基本概念 3.2 寻址方式 3.3 指令系统 本章小结
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
3.1 基 本 概 念
3.1.1 常用指令符号 为了方便阅读程序，在介绍寻址方式之前，先统一约
定常用的指令符号，见表3.1。
内容存入目的寄存器Rd中。 【例3.11】 R1 = R2 若执行前R2 = 0x2000，执行后将此数据存入R1，R1 =
0x2000。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3．寄存器间接寻址 寄存器间接寻址格式为[Rd] = Rs，将Rs的数据存入到
以Rd的值作为地址的单元中。 【例3.12】 [++R3]=R1
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
3.3 指 令 系 统
3.3.1 数据传送类指令 数据传送类指令是把源操作数传送到指令所指定的目
标地址。数据传送操作属复制性质，而不是搬家性质。指令 执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数代替。通用 格式是：
<目的操作数>=<源操作数>
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 4．直接地址寻址 该寻址方式有6位和16位两种。例如：
[A6] = Rs [A16] = Rs Rd = [A6] Rd = [A16]
//将源寄存器 Rs 中的数据存入以立即数 A6 为地址的单元中 //将源寄存器 Rs 中的数据存入以立即数 A16 为地址的单元中 //将以立即数 A6 为地址的单元中的数据存入到目的寄存器 Rd 中 //将以立即数 A16 为地址的单元中的数据存入到目的寄存器 Rd 中
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 2．寄存器后置增量间接寻址 【例3.7】 R1=[R3++] 同样假设执行指令前R3中的内容为0x1000，该指令是先
将0x1000地址中的内容存放到R1中，再把R3的内容加1，即 0x1000加1，得0x1001。指令执行完后，R3的值变为0x1001。
PUSH Rx， Ry TO [SP] POP Rx， Ry FROM [SP] PUSH Rx TO [SP] POP Rx FROM [SP]
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 【例3.13】 PUSH R2，PC TO [SP]
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统
图3.1 PUSH R2，PC TO [SP]执行过程示意图 27
1．立即数寻址
立即数寻址分6位和16位立即数寻址，格式：Rd = IM6
和Rd = IM16，执行后将6位或16位立即数存入目的寄存器Rd
中。
【例3.10】
R1=0x20
//将6位的立即数0x20送入寄存器R1
R1= 0x1F19
第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 2．寄存器直接寻址 寄存器直接寻址的格式为Rd = Rs，将源寄存器Rs中的
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 5．变址寻址 该寻址方式有两种寻址格式：
Rd = [BP+IM6] [BP+IM6] = Rs
//将基址指针 BP 与 6 位立即数 IM6 之和所指向的存取单元的数据 //读到 Rd 寄存器中 //将源寄存器 Rs 的值存储到基址指针 BP 与 6 位立即数 IM6 之和 //所指向的存取单元中
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3．寄存器后置减量间接寻址 【例3.8】 R1=[R3--] 同样假设执行指令前R3中的内容为0x1000，该指令是先
将0x1000地址中的内容存放到R1中，再把R3的内容减1，即 0x1000减1，得0x0FFF。指令执行完后，R3的值变为0x0FFF。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3．22位地址直接寻址 此寻址方式指令中给出的地址为16位有效地址[A16]，
它是将CS代码段作为高6位地址和页内16位地址拼接而成的。 其可在4 MB的存储单元范围内寻址，主要用于程序的调用与 返回。
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第3章 SPCE061A寻址方式及指令系统 3.2.3 寄存器直接寻址