寻址方式与汇编语言

2010 年 7 月控制科学与工程学院

汇编语言的指令格式

汇编语言

寻址方式

1. 机器语言　　用机器能够直接识别的二进制指令代码（即机器码或可执行的目标代码）编写的程序称为机器语言。

执行速度快

不易记忆，十分繁琐。

特点：特点：

单片机语言

•功能：将累加器 A 赋值 1•机器码： 86 01

•86 ：告诉单片机要实现什么功能•01 ：就是数 1

2. 汇编语言　　用机器指令系统的助记符（能反映指令特征和操作性质的英文单词或英文缩写），用符号代替操作数来编写的程序称为汇编语言程序。

用汇编语言编写的程序不仅执行速度快，又可以有效地利用机器本身的专有特性，从而提高机器的工作效率。

用汇编语言编写的程序由于面向机器，在一种机型上不能运行另一种机型的汇编程序，通用性差 。

特点：特点：

•功能：将累加器 A 赋值 1•汇编语言： LDAA #$1

•LDDA ： LOAD Accumulator A•#$1 ：就是数 1

汇编语言指令格式汇编语言对格式有严格的要求。典型的汇编语言有

4 部分组成 :

label: MOVB #$66 ， X ；注释 标号 操作码 源操作数 目的操作数 注释• 操作码是指令功能的英文缩写，表示指令的功能，

由助记符组成。• 操作数表示指令操作的对象，不同的指令操作的

对象形式不同。• 注释说是为了方便阅读加的中文或者英文注释。

可有可无。

• 汇编语言是与硬件有关的语言，都是针对某一种类型的 CPU 。

• 不同公司的产品，其汇编语言中使用的助记符可能会略有差异，但是语法格式都是一样的。

• 9S12 单片机指令系统每条指令必须有操作码，操作数可以是 0-3 个

• 9S12 内核的指令系统一共有 601 条指令。• 汇编语言与机器语言指令是一一对应的。

汇编常量的表示

• 十进制： 100 ， 255

• 十六进制： $55 、 $1234

• 八进制： @77,@1000

• 二进制： %01010101

• 字符串： ‘ jkl”990’ 、” ADDX00’8”

（汇编语言中字符串单引号与双引号无区别，内部有双引号就用单引号，反之亦然。）

寻址方式

• 寻址：操作数指定了参与运算的数或者数所在的地址。在单片机的存储空间中，寻找指令规定的操作数的地址。

• 9S12 内核有 8 种寻址方式。

• 隐含寻址• 立即数寻址• 直接寻址• 扩展寻址• 相对寻址• 变址寻址• 累加器变址寻址• 带自动加、减的 5 位偏移量变址寻址

1. 隐含寻址

• 定义：只有操作码，没有操作数或操作数为寄存器，不显示操作数。

• 如： NOP （单片机延时用） PSHA 、 PSHB 、PSHX 、 PSHY ，隐含操作数分别为无、 A 、B 、 X 、 Y 。

• 一般是单字节指令

隐含寻址举例

;PC=C003,A=CB,SP=500

NOP ;PC=C004,A=CB,SP=500

PSHA ;A=CB,SP=4FF( 说明： 500-1),[4FF]=CB

• NOP 是单字节指令 , 只让程序计数器 PC加 1

• PSHA 首先移动 SP 指针 , 再压入数值

• 在立即数寻址方式下，指令中的操作数（参与运算的数）就直接存放在机器代码中，紧跟在操作码之后。

• 这条指令汇编成机器代码后，操作数作为指令的一部分存放在操作码之后的主存单元中。称这种操作数为立即数

• 立即数寻址方式常用来给寄存器赋值。 • 注：立即数前加 #

2. 立即数寻址

• LDAA #$55;– 表示将十六进制立即数 55 加载到累加器 A 中

• LDX #1234;– 表示将十进制数 1234 加载到 X 中

• LDY #%01010101;– 表示将二进制数 00100110 加载到 Y 中

3. 直接寻址

• 操作数是单字节地址（ 8 位），范围是 $00~$FF ，共 256 个单元，一般访问 I/O 寄存器。

• 如： LDAA $55表示将 $55 内存单元的数据加载到累加器 A 。

执行前 :[55]=0,A=CB

执行后 :[55]=0,A=0

A 指八位

4. 扩展寻址

• 操作数为 16 位（双字节）地址，可访问 64K 空间。

• 如： LDX $4000

将 $4000 和 $4001 内存单元的数据加载到 X 。（ X 表示 16 位）

• FREESCALE 的 MCU 采用“低字节数放高位地址单元，高字节数放低位地址单元”。

• （ 1 ）若： [$4000]=$12, [$4001]=$34• 执行 LDX $4000 指令后，• XH （高 8 位） =$12, XL=$

34• （ 2 ）又如： STAA $4000• ; 执行结果为 A 的内容存到 $4000 单元STAA:Store Accumulator A

5. 相对寻址

• 相对转移指令。操作数为单字节

• 如：LABEL1: …

…

BRA LABEL1

…

…

BRA ： Branch always

6. 变址寻址

• 操作数由基地址寄存器（ X 、 Y 、 SP 、 PC ）加偏移量构成。

• 如： 若 X=$1000

LDAA 0,X ;A=[$1000]

LDAA 7,X ;A=[$1000+7]

LDAA -150, X ;A=[$1000-150]

LDAA 1000, X ;A=[$1000+1000]

LDAA [1000 ， X] ; 将 X+1000 地址单元中的 值作为指针，指向的内存单元的值加载到累加器 A 中

7.累加器变址寻址

• 偏移量非立即数，存放在累加器 A 、 B 、 D中。

• 如： 若 X=$1000

• LDAB A,X ;B=[X+A]

LDAA D,X ;A=[X+D]

8.带自动加减的 5位偏移量间接寻址

• 有“先加、先减、后加、后减”四种方式。• 基址寄存器可以是 X ， Y ， SP 。• 主要用于数据块复制。• 如： MOVW 2, X+, 4, +Y

• ; 执行该指令，将 X开始单元的两个单元内容（一个字）传送到 Y+4开始的两个单元，传送完成后 X 内容加 2 。

MOVW: move a word (两字节）of data from one memory location to another

指令系统• 数据传输（加载寄存器、传送到内存、内存之间的传输、寄存器间的传输、数据交换、加载有效地址、堆栈操作）指令

• 数学运算（加减乘除、十进制调整、最值等）指令• 逻辑运算（移位、求补、取反等）指令• 比较测试指令• 条件转移、无条件转移、循环指令• 查表插值指令• 模糊运算指令• 系统控制指令（中断、调用、返回等）

数据传输指令• LOAD 指令指从内存到寄存器数据传送

– LDAA 、 LDAB 、 LDD 、 LDS 、 LDX 、 LDY– 如： LDAA #$55 ; 将 立即数 $55 加载到 A

LDX $2000 ; 将 $2000 和 $2001 单元数据加载到 X

• STORE 指令指从寄存器到内存数据传送– STAA 、 STAB 、 STD 、 STS 、 STX 、 STY– 如： STAA $1000 ; 将 A 的内容存到 $1000 单元

STY $2000 ; 将 Y 的内容存到 $2000 和 $2001 单元• MOVE 指令指从内存到内存数据传送

– MOVB 、 MOVW– 如： MOVB $2000,X ; 将 $2000 单元内容存到 X 内容指

向单元 MOVW 2,X+,4,Y+; 将 X 和 X+1 内容指向单元存到

Y 和 Y+1 指向单元

数据传输指令• TRANSFER传送指令指从寄存器到寄存器数据传送：

– TAB 、 TAP 、 TBA 、 TFR 、 TPA 、 TSX 、 TSY 、 TXS 、TYS

– 如： 若累加器 A 中的数据为 $55 执行 TAB 指令后，累加器 B 中的数据为 $55 。

• EXCHANGE交换指令指寄存器的数据与寄存器数据交换：– EXG 、 XGDX 、 XGDY 、 SEX– 如： 若 A 中数据为 $55 ， B 中数据为 $aa

执行 EXG A,B 后， A 中数据为 $aa ， B 中数据为 $55 。

• LEA 有效地址加载指令：– LEAS 、 LEAX 、 LEAY– 如： LDY #$2000 LEAS 4,Y+

执行后 SP 的值为 $2000 ， Y 的值为 $2004 。

数据传输指令• 堆栈操作指令：

– 单字节压栈出栈 PSHA 、 PSHB 、 PSHC

PULA 、 PULB 、 PULC

如 PSHA 指 SP 减一， A 数据传送到 SP 指向单元 PULA 指 SP 指向单元数据传送到 A ， SP 加一

– 双字节压栈出栈 PSHD 、 PSHX 、 PSHY

PULD 、 PULX 、 PULY

如 PSHD 指 SP 减二， D 数据高位（ A ）传送到 SP 指向单元，低位（ B ）传送到 SP+1 指向单元。

PULD 指 SP 指向单元数据传送到 D 高位（ A ），SP+1 指向单元数据传送到低位（ B ）， SP 加二。

数据传输指令举例;++++ 加载 / 存储 ++++LDAA #$55 ;A 累加器加载 $55STAA $480 ;把 A 的内容存到内存 $480LDAB $480 ;$480 内容加载到 BINCB ;B 内容自加 1STD $485 ;D 内容送 $485;++++传送交换指令 ++++LDAB #$AA ; 立即数 $AA送 BTAB ;A送 BLDAB #$AA ; 立即数 $AA送 BEXG A,B ;A B交换;++++MOVE 指令 ++++MOVW #$1234,$490; 立即数 $1234传送到 $49

0 和$491 单元

数学运算指令• 加法指令 ADD ：

– 8 位加法指令 ABA 、 ADDA 、 ADDB 、 ADCA 、 ADCB

– 16 位加法指令 ABX 、 ABY 、 ADDD

• 减法指令 SUB ：– 8 位减法指令 SBA 、 SUBA 、 SUBB 、 SBCA 、 SBCB– 16 位减法指令 SUBD

• 十进制调整指令： DAA （只能用在结果在 A 中的加法指令）

• 加一指令： INC 、 INCA 、 INCB 、 INS 、 INX 、INY

• 减一指令： DEC 、 DECA 、 DECB 、 DES 、 DEX 、 DEY

数学运算指令

• 乘法指令 MUL ：– 无符号 16 位数乘法 EMUL (D)×(Y)送 Y:D– 有符号 16 位数乘法 EMULS (D)×(Y)送 Y:D– 无符号 8 位数乘法 MUL (A)×(B)送 A:B

• 除法指令 DIV ：– 无符号 32 位数除以 16 位数 EDIV– 有符号 32 位数除以 16 位数 EDIVS– 无符号 16 位数除以 16 位数的小数除法 FDIV– 无符号 16 位数除以 16 位数 IDIV– 有符号 16 位数除以 16 位数 IDIVS

• 乘加指令 EMACS

数学运算指令

• 最大、最小值指令– MAXA 、 MINA ： A 中数据与内存单元字节型数据比较，较大的传送到 A

– MAXM 、 MINM ： A 中数据与内存单元字节型数据比较，较大的传送到内存单元

– EMAXD 、 EMIND ： D 中数据与内存单元中两个相临字节型数据组成的字数据比较，大者送 D

– EMAXM 、 EMINM ： D 中数据与内存单元中两个相临字节型数据组成的字数据比较，大者送内存单元

数学运算综合举例

• 在 $2000 单元开始存放字节型数据 $10,$30,$04,$A0 ，在 $2010 单元开始存放字节型数据 $11,$1A,$09,$1F ，分别使用加、减、乘、除四中运算处理对应位置的数据。并把结果存到 $2020开始的内存单元中。

• 例子程序见 word 文档• 实际程序见： 2-shuxue-example

逻辑运算指令• 与指令： ANDA 、 ANDB 、 ANDCC

– 如 LDY #$1000 ANDA Y

A 与 $1000 单元数据与运算，结果保存到 A

• 异或指令： EORA 、 EORB• 或指令： ORAA 、 ORAB 、 ORCC• 清零指令： CLC 、 CLI 、 CLV 、 CLR 、 CLRA 、

CLRB– 把进位、中断屏蔽、溢出标志、内存单元， A ， B清零

• 取反指令： COM 、 COMA 、 COMB– 对内存单元、 A 、 B 进行取反运算并存储

• 求补指令： NEG 、 NEGA 、 NEGB– 对内存单元、 A 、 B 进行求补运算并存储

逻辑运算指令• 位测试指令： BITA 、 BITB

– 将 A 或 B 与内存单元内容作与操作，改变标志位• 位操作指令： BCLR 、 BSET

– BCLR ：将立即数取反与内存单元 M 内容与操作，将结果送内存单元

– BSET ：将立即数与内存单元 M 内容或操作，将结果送内存单元

• 逻辑左移指令： LSL 、 LSLA 、 LSLB 、 LSLD– 将内存字节、 A 、 B 、 D 内容带 C左移

• 逻辑右移指令： LSR 、 LSRA 、 LSRB 、 LSRD– 将内存字节、 A 、 B 、 D 内容带 C右移

逻辑运算指令• 算术左移指令： ASL 、 ASLA 、 ASLB 、 ASL

D– 同逻辑左移

• 算术右移指令： ASR 、 ASRA 、 ASRB– 将内存字节、 A 、 B 内容右移一位，最高位不变，最低位移动到 C 。

• 循环左移指令： ROL 、 ROLA 、 ROLB

• 循环右移指令： ROR 、 RORA 、 RORB

逻辑运算指令举例

• 取数 $55 ，使用逻辑运算指令使低 4 位清零，然后低 4 位置一；对结果取反操作；逻辑右移一位；与内存单元中 $00 作位测试；查看结果。

逻辑运算指令举例

• S1: FCB $00 ；定义参加比较数据• LDAA #$55 ； A=55

• ANDA #$F0 ； A=50

• ORAA #$0F ； A=5F

• NEGA ； A=A1

• LSRA ； A=50 C=1

• BITA S1 ； Z=1

比较测试指令

• 比较指令： CBA 、 CMPA 、 CMPB 、 CPD 、 CPS 、 CPX 、 CPY– 只做减法操作，不返回结果，影响标志位 C

（借位）、 V （溢出）， N （符号）， Z（零）

• 测试指令： TST 、 TSTA 、 TSTB–测试内存单元、 A 或 B 是否为 0 ，影响标志位

N （符号）， Z （零）， V （总为 0 ）， C（总为 0 ）。

转移跳转循环指令

• 短转移指令：– 无条件转移 BRA 、 BRN– 有条件转移 BCC 、 BCS 、 BEQ 、 BNE 、 B

MI 、 BPL 、 BVC 、 BVS 、 BHI 、 BHS 、 BLO 、 BLS 、 BGT 、 BGE 、 BLT 、 BLE

• 长转移指令：在短转移前加“ L”

如： LBRA等。

转移跳转循环指令

• 循环控制指令：– DBEQ 、 DBNE– IBEQ 、 IBNE– TBEQ 、 TBNE

• 跳转指令： JMP– 无条件跳转到标号处执行，范围为 64K 。

DBEQ B,LABEL

…

LABEL: …

B 减 1, 若为 0

LABEL : …

…

DBNE B,LABEL

B 减 1, 若不为 0

比较测试转移跳转指令举例

• 定义程序标号，从该程序标号开始执行程序；做 5次空循环延时； A ， B 都给 $55 ，作 CBA测试；若 Z=1则跳转到程序末尾。

比较测试转移跳转指令举例

• BRA J1 ；短转移到 J1• NOP ；由于转移，此句不执行• J1:LDAB #$05 ； B=05• J2:NOP ；延时的 NOP 指令• DBNE B,J2； B-1 ，若 B=0则继续，否则到 J2• LDAA #$55• LDAB #$55； A=B=55• CBA ；做 A-B 操作， Z=1• BEQ J3 ；若 Z=1 转 J3• NOP ；此句不执行• J3:NOP ；转移到此执行

查表插值指令

• 查表插值指令：– TBL – ETBL

• 例子请见课本 115页

系统指令• 子程序调用返回返回指令：

– 短子程序调用 BSR （ -128~127 ），子程序返回使用 RTS– 长子程序调用 JSR （ 64K 范围），子程序返回使用 RTS– 跨页子程序调用 CALL （ 1M 范围）、子程序返回使用 RTC

调用和返回同时把返回地址和 PPAGE 寄存器内容压栈和出栈• 中断指令：

– 软件中断 SWI ，把返回地址和 CPU 寄存器依次全部压栈– 陷阱中断 TRAP ，把返回地址和 CPU 寄存器依次全部压栈– 中断返回 RTI ，把返回地址和 CPU 寄存器依次全部出栈

系统指令

• 其他指令：– STOP 将 PC 、 Y 、 X 、 D 、 CCR 压栈，

关闭时钟– WAI 将 PC 、 Y 、 X 、 D 、 CCR 压栈，关闭

时钟，各自系统仍然运行， CPU等待中断– BGND 进入背景调试模式– NOP 空操作

谢谢！