汽车单片机原理及应用---第四章指令系统.ppt

第四讲 指令系统,主要内容： 寻址方式 指令系统 程序设计,指令地址寻址,相对寻址：将一条指令的8 位立即数与下一条指令的起始地址相加，结果赋给程序计数器（PC），然后转向相加结果指向的地址 立即数是带符号位的补码(128 to +127)，相对转移值是从下一条指令的起始地址开始，范围在128 与+127之间 执行“BR $addr16”指令或条件转移指令,立即寻址：将指令中的立即数赋给程序计数器（PC），然后转向该地址 如“CALL !addr16”、“BR !addr16”或“CALLF !addr11” 指令 CALL !addr16 和BR !addr16指令的转移地址范围是所有内存空间。CALLF !addr11指令的转移地址范围在0800H与0FFFH之间,CALL !addr16, BR !addr16 指令,指令地址寻址,CALLF !addr11 指令,指令地址寻址,表间接寻址：通过指令码低5位的立即数（从第1位到第5位），访问特定存储单元的表的内容（转移目的地址），并将表的内容赋给程序计数器(PC)，然后转向该地址 在执行CALLT addr5指令时，进行表间接寻址。执行该指令时，根据存储在内存表中40H至7FH之间的地址，能够跳转到整个内存空间的任意位置,指令地址寻址,寄存器寻址：将一条指令的寄存器对(AX)的内容赋值给程序计数器(PC)，然后转向该地址 “BR AX”指令,指令地址寻址,指令执行期间寄存器寻址和存储器寻址所进行的操作,隐含寻址：规定某些寄存器地址是作为通用寄存器中的累加器(A 和AX)使用,操作数地址寻址,寄存器寻址：将通用寄存器作为操作数进行访问，并由寄存器组选择标志(RBS0 和RBS1)和指令中的寄存器标识码(Rn 和RPn)确定要访问的通用寄存器，如果使用8位寄存器，则指令码中有3位用来表示一个8位寄存器,r 和rp可用绝对名称(R0 到R7 以及RP0 到RP3)和功能名称(X, A, C, B, E, D, L, H, AX, BC, DE以及HL)来描述,操作数格式,MOV A, C; 选择C寄存器作为r,操作数地址寻址,直接寻址：根据指令中的立即数直接寻址,操作数格式,MOV A, !FE00H; 将!addr16设置为FE00H,操作数地址寻址,短直接寻址：指令中的8位立即数对固定区域中的内存进行直接寻址，寻址范围是FE20H到FF1FH总共256字节的内存区域内部高速RAM和特殊功能寄存器(SFR) FF00H到FF1FH的区域主要存放程序中经常访问的端口、计数器的比较寄存器、计数器的接收寄存器 如果8位立即数是在20H 和FFH之间，则将一个有效地址的第8位设置为0；如果8位立即数是在00H与1FH之间，则一个有效地址的第8位设置为1,操作数格式,MOV FE30H, #50H; saddr的值为FE30H，立即数为50H,操作数地址寻址,特殊功能寄存器(SFR)寻址：指令中的8位立即数对内存中的特殊功能寄存器(SFR)区域进行寻址，寻址区间为FF00H到FFCFH以及FFE0H到FFFFH区间共240字节,操作数格式,MOV PM0, A; 选择PM0作为sfr,操作数地址寻址,寄存器间接寻址：对操作数寄存器对的内容进行寻址。由寄存器组选择标志(RBS0和RBS1)和指令码中的寄存器对说明，定义需要访问的寄存器对,【操作数格式】,MOV A, DE; 选择DE寄存器对作为操作数,操作数地址寻址,基址寻址：将8位立即数加到HL寄存器对中, HL寄存器对作为基地址寄存器，根据相加结果寻址。需要访问的HL寄存器对属于由寄存器组选择标志(RBS0和RBS1)确定的寄存器组。通过将偏移量扩展为16位正数，来完成加法操作，进位忽略。该寻址方式可对整个内存空间进行,【操作数格式】,MOV A, HL+10H; byte的值为10H,操作数地址寻址,基址变址寻址：将B或C寄存器的内容加到HL寄存器中，HL寄存器作为基地址寄存器，并根据相加结果寻址。 需要访问的HL、B和C寄存器属于由寄存器组选择标志(RBS0和RBS1)确定的寄存器。通过将B或C寄存器扩展为一个16位的正数来完成加法运算，进位忽略。该寻址方式可对整个内存空间进行,操作数格式,MOV A, HL+B,操作数地址寻址,堆栈寻址：根据堆栈指针(SP)的内容对堆栈区域进行间接寻址。当执行PUSH, POP, 子程序调用和RETURN指令时，或者根据中断请求产生对寄存器进行设置或复位时，将自动采用这种寻址方式。该方式仅对内部高速RAM区域进行寻址,操作数地址寻址,指令系统按照功能分 数据传送类指令 算术运算类指令 逻辑运算类指令 循环操作类指令 无条件转移类指令 条件转移类指令 位操作类指令 调用及返回类指令 CPU 控制类指令,指令系统,在每种指令的“操作数”栏列出操作数。如果有两种或两种以上的标识方法，可选其中之一 大写字母和符号#、!、$ 、 是关键字，必须按其原样书写 #: 立即数标识 !: 绝对地址标识 $: 相对地址标识 : 间接地址标识 立即数用来描述一个数值型数据或标志。当使用标志时，注意必须加上符号#, !, $, 和 。 操作数寄存器标识符r 和rp、功能名称(X, A, C, etc.)或绝对名称(R0, R1,R2 等)都可用于标识,操作数标识符和标识方法,操作数标识符和标识方法,数据传送类指令 MOV，MOVW，XCH，XCHW，PUSH，POP MOV：8位数据操作指令； MOVW：16位数据操作指令 指令操作不影响标志位,数据交换指令 XCH：8位数据操作指令， XCHW：16位数据操作指令 指令操作不影响标志位,堆栈操作指令 PUSH，POP：16位数据操作指令,指令系统,算术运算指令 ADD，ADDC，ADDW，SUB，SUBC，SUBW，CMP，CMPW，MULU，DIVUW，INC，INCW，DEC，DECW，ADJBA，ADJBS,乘法指令：MULU：将A 寄存器的内容与源操作数进行无符号乘法运算，结果存于AX 寄存器中 除法指令：DIVUW：目标操作数的内容除以AX寄存器的内容，商和余数分别存放在AX寄存器和目标操作数中。除法运算是将AX寄存器内容和目标操作数内容看成无符号数。但当目标操作数为0时，则将X寄存器的内容存于C寄存器中，并将AX的内容设置为0FFFFH,指令系统,比较指令 CMP：8位操作，修改Z、AC和CY标志位 CMPW：16位操作，修改Z和CY标志,增1/减1指令 INC、 DEC ：8位操作。目标操作数增加1/减1 INCW、 DECW ：目标操作数加1 /减1,指令系统,BCD码 调整指令 ADJBA：将A寄存器、CY标志以及AC标志的内容按十进制进行调整。仅在进行BCD数据相加，且相加结果在A寄存器中时，该指令有效，影响Z标志,指令系统,ADJBS：将A 寄存器、CY 标志以及AC 标志的内容按十进制进行调整。仅在进行BCD数据相减，且相减结果存在A 寄存器中时，有意义。如果调整结果的A 寄存器内容为0，则将Z 标志设置为1，否则将Z 标志清零,逻辑运算指令 指令为8 位操作指令，AND，OR，XOR,指令系统,移位操作指令 指令是8 位操作指令，ROR，ROL，RORC，ROLC，ROR4和ROL4,ROR,ROL,RORC,ROLC,指令系统,ROL4,ROR4：A寄存器的低4位和目标操作数的两个数位（4位数据）向右循环移位。A寄存器的高4位保持不变,ROR4,ROR4HL,无条件转移指令 BR：无条件转移指令。将目标地址操作数传送到PC 中，并转向该地址 BR AX ;将AX寄存器的内容作为转移地址,条件转移指令 条件转移指令包括：BC，BNC，BZ，BNZ，BT，BF，BTCLR，DBNZ,BC：当CY = 1时，程序转移到操作数所规定的地址处； BNC：当CY = 0时，程序转移到操作数所规定的地址处,BZ：当Z = 1时，程序转移到操作数所规定的地址处； BNZ：当Z = 0时，程序转移到操作数所规定的地址处,指令系统,BT：如果第一操作数（位）的内容为1，则程序转移到第二操作数($addr16)所规定的地址处 BF：如果第一操作数（位）的内容为零，则程序转移到第二操作数($addr16)所规定的地址处 BTCLR：如果第一操作数（位）的内容为1，则将它们清零，并转移到第二操作数($addr16)所规定的地址处。如果第一操作数（位）是PSW.bit，则将相应标志位清零 DBNZ：第一操作数所规定的目标操作数减1，相减结果存于目标操作数中。如果相减结果不等于0，则程序转移到第二操作数($addr16)所指的地址处。如果相减结果等于0，直接执行后续指令,指令系统,位操作指令 位操作指令包括：MOV1，AND1，OR1，XOR1，SET1，CLR1，NOT1 MOV1：将源操作数的位数据传送给目标操作数 AND1：CY标志和源操作数进行位逻辑与运算，结果存于CY标志中 OR1： CY标志和源操作数进行位逻辑或运算，结果存于CY标志中 XOR1：CY标志和源操作数进行位逻辑异或运算，结果存于CY标志中 SET1：将目标操作数设置为1 CLR1：将目标操作数清零 NOT1：CY标志的内容取反,指令系统,示例 MOV1 P3.4, CY ;将CY的内容传送到端口3的第4位 AND1 CY, FE7FH.3 ;FE7FH的第3位与CY进行逻辑与 OR1 CY, P2.5 ;端口2的第5位与CY进行逻辑或 XOR1 CY, A.7 ;A寄存器的第7位与CY进行异或 SET1 FE55H.1 ;将FE55H的第1位设置为1 CLR1 P3.7 ;将端口3的第7位清零 NOT1 CY ;CY标志的内容取反,指令系统,调用和返回指令 包括：CALL，CALLF，CALLT，BRK，RET，RETI，TETB CALL：子程序调用指令，采用16位绝对寻址或寄存器间接寻址 CALLF：程序调用指令，调用的地址范围为0800H 至0FFFH CALLT：查找调用表，转到调用表字数据所指示的地址（地址的高8位固定为00000000B，随后5位由addr5规定） BRK：软件中断指令。将PSW和下一条指令地址(PC+1)存于堆栈中，然后将IE标志清零，屏蔽向量中断。将存储的数据转向由向量地址(003EH)处的字数据所指的地址。RETB指令用于从该指令产生的软件向量中断处返回 RET：返回指令，是从CALL, CALLF和CALLT指令所执行的子程序调用处返回,指令系统,RETI：向量中断返回指令。将存于堆栈的字数据返回到PC和PSW中，程序从中断服务子程序处返回。不能用于BRK指令的返回。执行RETI指令可将NMIS标志清零 RETB：BRK指令产生的软中断返回指令,指令系统,CPU 控制指令 包括：SEL RBn，NOP，EI，DI，HALT，STOP SEL RBn：由操作数(RBn)规定的寄存器组在下一条指令和后续指令中使用。RBn的范围从RB0到RB3 NOP：仅仅消耗时间，不作任何处理 EI：开中 DI：关中 HALT：设置HALT模式 STOP：设置STOP 模式,指令系统,汇编程序基本结构 78K系列微处理器使用RA78K0(汇编包)将源程序转换为机器语言 RA78K0包括7个程序：结构化汇编预处理程序、汇编程序、连接程序、目标代码转换程序、库、列表转换程序和项目管理器PMplus 项目管理器PM plus执行一系列操作：编辑、编译/装配、连接和调试等 基于模块的设计方法通常将一个源程序分为多个模块，每个源程序模块应该按照有关格式编写，才可以传送给汇编程序，汇编成目标代码 模块头（可以省略） 模块体 模块尾,汇编语言程序设计,模块头：可以使用的控制语句如下表,汇编语言程序设计,模块体：可以使用所有其他的伪指令、控制命令及指令系统中的所有指令。模块体必须用段来描述，可以使用下列4 种段描述模块体： 代码段必须用CSEG 定义 数据段必须用DSEG 定义 位段必须用BSEG 定义 绝对段用ORG 定义，或者用AT 指令重定位使用CSEG, DSEG, 或BSEG 定义的段 数据段必须在代码段之前定义 模块尾：使用END 伪指令描述模块的结束,汇编语句的格式,符号和助记符之间必须根据助记符的种类选用冒号、1 个或几个空格或制表符隔开 助记符和操作数之间必须用1 或几个空格或制表符隔开，有些指令没有操作数 注释必须用分号隔开，注释可有可无 每行必须用CR定界,汇编语言程序设计,符号的类型,CODE01 CSEG ; “CODE01”是一个段名 VAR01 EQU 10H ; “VAR01” 是一个(常量的)名字 LAB01: DW 0 ; “LAB01” 是一个标号 NAME SAMPLE ; “SAMPLE” 是一个模块名 MAC1 MACRO ; “MAC1”是一个宏名,汇编语言程序设计,助记符 助记符:可以是指令、伪指令或宏引用,操作数 操作数是指令、伪指令或宏引用操作的数据 根据不同的指令、伪指令或宏引用，操作数区可以有1 个或2 个操作数，也可以没有操作数，如果有两个操作数时，用逗号隔开,操作数主要类型 常数(数据和字符串常数)、 字符串、 寄存器名、 特殊字符($, #, !, and )、段定义伪指令的重定位属性名、符号、表达式和位操作类型的操作数,汇编语言程序设计,二进制（后缀B或Y）、八进制（后缀O或Q）、十进制（后缀D或T，或没有后缀）、十六进制（后缀H ）、ASCII 码 （使用一对单引号，例如a代表65H）,特殊字符 $ ：表示指令的地址(多字节指令时代表这个地址的第一个字节)； 是一个分支指令的相对寻址模式 ! ：表示一个分支指令的绝对寻址模式 # ：表示立即数 ：表示间接寻址,表达式和运算符,HIGH 运算符：返回该数据的高8位数值 LOW 运算符：返回该数据的低8位数值 MOV A,#HIGH 1234H MOV A,#12H,汇编语言程序设计,DATAPOS 运算符：返回一个位符号的地址部分(字节地址) SYM EQU 0FE68H.6 ；用EQU定义“SYM”0FE68H.6 MOV A,!DATAPOS SYM MOV A, !0FE68H BITPOS 运算符：返回一个位符号的位部分(位位置) SYM EQU 0FE68H.6 CLR1 HL.BITPOS SYM CLR1 HL.6,汇编语言程序设计,运算符的优先顺序,汇编语言程序设计,汇编伪指令 伪指令不生成机器代码，主要作用是： 便于描述汇编源程序、 初始化存储区及预留存储区、 为汇编程序及连接器进行特定处理时提供所需要的信息,汇编语言程序设计,段定义方法及对应的存储区,代码段定位伪指令,CALLT0：段的起始地址是偶地址，且位于0040H007FH。为代码段指定被1字节指令CALLT 调用的子程序入口地址 FIXED：段的起始地址位于0800H0FFFH。为代码段指定被2 字节指令CALLF 调用的子程序的入口地址 AT：指定一个段的绝对地址。地址范围为0000HFEFFH UNIT：定义段地址可以位于0080HFA7FH 的任何位置,汇编语言程序设计,UNITP：段地址可在0080HFA7FH 的任何位置，并且起始地址为偶数地址 IXRAM：定义段地址位于内部扩展RAM SECUR_ID：为专用的安全ID 指定段地址为0085H008EH。这个位置只能用于存放安全ID,数据段常用定位伪指令 SADDR：段地址位于saddr(0FE20H0FEFFH)区 SADDRP：段地址位于saddr(0FE20H0FEFFH)区，起始地址为偶数地址。使用SADDR和SADDRP定义变量时，变量的定位范围不可以超出这个固定的区域，否则将产生溢出错误 AT：指定一个绝对地址 UNIT：缺省设置。指定段地址可以位于RAM的任何位置 UNITP: 段地址可以位于RAM的任何位置，始地址为偶数地址 IHRAM：段地址位于高速RAM,汇编语言程序设计,LRAM：段地址位于低速RAM DSPRAM：段地址位于显示RAM IXRAM：段地址位于内部扩展RAM,位单元段常用定位伪指令 AT：用一个绝对地址的第0 位指定一个位单元段的起始地址。地址范围0FE20H0FEFFH UNIT：缺省设置。段地址位于0FE20H0FEFFH 的任何位置,ORG 伪指令：把表达式确定的值赋给程序计数器，遇到一个段定义伪指令(CSEG, DSEG, BSEG, 或ORG)或END 伪指令为止 格式：符号 ORG 表达式;注释,汇编语言程序设计,EQU 伪指令： 把表达式的值赋给前面的名字。该名字不可以在程序的其他位置再次定义。表达式中使用的符号必须是已经定义过的符号 格式：名字EQU 表达式;注释,SET 伪指令：把表达式的值赋给前面的名字。该名字可以在程序的其他位置以同样方法再次定义。由该表达式确定的名字数值在再次被定义前都是有效的。表达式中使用的符号必须是已经定义过的符号 格式：名字SET 绝对表达式;注释,汇编语言程序设计,存储区初始化及预留定义伪指令 DB 伪指令：初始化一个字节区域 格式：标号: DB (大小) 初始值,. ;注释 DW 伪指令：初始化一个字区域 格式：标号: DW (大小) 初始值,. ;注释 DS 伪指令：预留字节存储区，预留数量由绝对表达式确定 格式：标号: DS 绝对表达式;注释 DBIT 伪指令：在位单元段预留一个位存储单元 格式：名字 DBIT ;注释,汇编语言程序设计,目标模块名字声明伪指令 NAME 伪指令：为目标模块分配一个由汇编程序输出的目标模块名 格式：标号: NAME 目标模块名;注释,自动分支指令选择伪指令 BR 伪指令：根据分支的目的地址范围自动地选择2 字节或3 字节的分支指令，并产生相应的目标代码 格式：标号: BR 表达式;注释,汇编结束伪指令 END 伪指令：用于结束源程序模块的结束 格式： END ;注释,宏伪指令 宏的基本功能是使用一个名字实现子程序的功能。可以避免代码重复 MCRO 伪指令 格式：宏名: MACRO 形参, ;注释 宏体 ENDM ;注释 LOCAL 伪指令：说明定义的符号是只在宏体中有效的本地符号 格式：LOCAL 符号名, ;注释,汇编语言程序设计,REPT 伪指令：重复执行由REPT-ENDM定义的一串指令，重复的次数由表达式的值确定 格式：标号: REPT 绝对表达式;注释 ENDM ;注释 IRP(不定次数的重复) 伪指令：重复执行由IRP-ENDM定义的一串指令，当用实参替换形参时，重复的次数由实参的值确定 格式：标号: IRP 形参, ;注释 ENDM ;注释,汇编语言程序设计,EXITM(退出宏) 伪指令：用于从MACRO伪指令定义的宏体和REPT-ENDM 或IRP-ENDM定义的重复模块中强制退出 格式：标号: EXITM ;注释 ENDM(宏结束) 伪指令：用于结束宏定义的指令执行 格式： ENDM ;注释,汇编语言程序设计,汇编程序结构举例： 十六进制- ASCII码的代码转换程序 ,写缓冲区的程序设计 DISP_byte_write1: MOVW HL,#DISP_buffer ；缓冲区首地址入HL MOV A,!M_LCD_WORK ；要写入的数据低位入A MOV HL+B,A ；写入 INC B ；偏移地址加1 MOV A,!M_LCD_WORK+1 ；要写入的数据高位入A MOV HL+B,A ；写入 MOV A,B MOV !M_LCD_SET,A ；保存偏移地址 RET,键盘扫描中断处理程序 ;名称：Keyscan，功能：Key Scan 中断处理程序，内部参数：KSF : Key Scan Flag(CPU产生,表示键扫描允许)， M_keybuffer