1、第五章 HC08 CPU與匯編基礎(chǔ),主要內(nèi)容 HC08 CPU基本構(gòu)成 尋址方式 指令系統(tǒng) HCS08 CPU與HC08 CPU的比較 08匯編語言基礎(chǔ),嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,M68HC08系列單片機的各種型號的CPU均使用HC08 CPU，有時也將HC08 CPU稱為CPU08，它具有如下主要特點： 目標代碼與M68HC05系列單片機向上兼容； 具有16位堆棧指針SP； 具有16位變址寄存器HX； 8MHz CPU內(nèi)部總線頻率； 64KB程序/數(shù)據(jù)存儲器空間； 16種尋址方式； 不經(jīng)過累加器A的存儲器之間數(shù)據(jù)直接傳送；

2、 快速8位8位乘法指令、快速16位與8位相除指令，增強的BCD指令； 模塊化結(jié)構(gòu)，可擴展的內(nèi)部總線定義可使尋址范圍超過64KB； 低功耗的STOP、WAIT模式。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,HC08 CPU中有5個寄存器：,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,（1）累加器A(Accumulator) 累加器A是8位通用寄存器，用來存放操作數(shù)和運算結(jié)果。數(shù)據(jù)讀取時，累加器A用于存放從存儲器讀出的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)寫入時，累加器A用于存放準備寫入存儲器的數(shù)據(jù)。在執(zhí)行算術(shù)、邏輯操作時，累加器首先存放一個操作數(shù)，執(zhí)行完畢時累加器存放操作結(jié)果。累加器A是指令系統(tǒng)中最靈活的一個寄存器，

3、各種尋址方式均可對之尋址。復(fù)位時，累加器的內(nèi)容不受影響。,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,（2）變址寄存器HX(Index Register),嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,HC08 CPU的變址寄存器HX是16位寄存器，H是高8位，X是低8位，可單獨使用。變址寄存器HX主要用于變址尋址方式中確定操作數(shù)的地址，也可以用來存放臨時數(shù)據(jù)，作為一般寄存器使用。復(fù)位時，高8位被清零。 （3）堆棧指針SP(Stack Pointer) SP是指向下一個棧地址的16位寄存器，堆棧指針SP采用遞減的結(jié)構(gòu)，即進棧時SP減1，出棧時SP加1。復(fù)位時，SP的初值為$00FF（前置符號$表示十六進制數(shù)，下同）。棧指

4、針復(fù)位指令（RSP）可將SP的低8位置為$FF，而不影響高8位。 在堆棧指針作為8位或16位的偏移量尋址方式中，SP充當變址寄存器功能，CPU利用SP的內(nèi)容確定操作數(shù)的條件地址。,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,（4）程序計數(shù)器PC(Program Counter),嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,程序計數(shù)器PC也是16位的，可尋址范圍達64KB。PC存放下一條指令的地址，在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時存放轉(zhuǎn)移地址，在執(zhí)行中斷指令時存放中斷子程序入口地址。復(fù)位時，程序計數(shù)器PC裝入地址$FFFE和$FFFF中的內(nèi)容。一般地，地址$FFFE和$FFFF中的內(nèi)容是復(fù)位的入口地址，這樣，復(fù)位后，程序能夠從復(fù)位入口地

5、址開始執(zhí)行程序。復(fù)位入口地址也稱復(fù)位向量地址或復(fù)位矢量地址（Reset vector address），意味著復(fù)位狀態(tài)過后，PC指向該處，從這里執(zhí)行程序。 （5）條件碼寄存器CCR(Condition Code Register) 條件碼寄存器CCR是8位的寄存器（見圖5-1），其中5位（除了中斷屏蔽位I）用于指示剛執(zhí)行完指令的結(jié)果狀態(tài)，這些位可由程序來測試。第6位（D6）和第5位（D5）永遠為1，其余位有具體的含義。,5.1 HC08 CPU基本構(gòu)成,HC08 CPU的寄存器,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,返回,5.2 尋址方式,5.2 尋址方式,（1）內(nèi)在尋址方式(INH,Inherent

6、addressing mode) 內(nèi)在尋址，是指那些在指令中已經(jīng)包含了操作數(shù)所在之處。內(nèi)在尋址的指令是沒有明確指出操作數(shù)的指令，操作數(shù)由指令隱含，且為單字節(jié)指令。這類指令只是執(zhí)行內(nèi)在的數(shù)據(jù)操作。例如累加器加1指令I(lǐng)NCA、中斷返回指令RTI、停止指令STOP和置進位標志SEC等。 （2）立即尋址方式(IMM,Immediate addressing mode) 立即尋址，是在指令中直接給出操作數(shù)。這種指令是雙字節(jié)指令，第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是參與操作的立即數(shù)。立即尋址指令通常是對立即數(shù)和累加器內(nèi)容或變址寄存器內(nèi)進行操作。下述指令屬于IMM尋址方式。 LDA #$FC ; 把十六進制數(shù)$

7、FC放入累加器A中,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（3）直接尋址方式(DIR,Direct addressing mode),直接尋址指令，字長二字節(jié)，它可以對存儲器的起始256個地址（$0000$00FF，叫內(nèi)存直接頁或內(nèi)存第0頁）進行訪問。指令的第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是操作數(shù)地址。在直接尋址中，CPU自動把$00作為操作數(shù)高位地址，第二個字節(jié)作為操作數(shù)的低位地址，其尋址范圍為$0000$00FF。下述指令屬于DIR尋址方式。 LDA $60 ;將存儲單元$60中的數(shù)取至累加器A BRSET和BRCLR是2條很特別的3字節(jié)指令，它們用直接尋址方式取得操作數(shù)，用相對尋址

8、方式指明轉(zhuǎn)移目的地址。例如： BRCLR 3,$50,A1 ;若存儲單元$50的第3位=0則轉(zhuǎn)至標號A1處 BRSET 3,$50,A1 ;若存儲單元$50的第3位=1則轉(zhuǎn)至標號A1處,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（4）擴展尋址方式(EXT,Extended addressing mode),擴展尋址指令是三字節(jié)指令，可訪問存儲器中的任何地址。在這種指令中，第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是操作數(shù)的高字節(jié)地址，第三個字節(jié)是低字節(jié)地址。擴展尋址是相對于直接尋址方式而言的，其尋址范圍為$0000$FFFF，比直接尋址范圍大得多。下述指令屬于EXT尋址方式，因為它的地址已經(jīng)超過了DI

9、R尋址方式的范圍。 LDA $023D ;將存儲單元$023D中的數(shù)取至累加器A （5）無偏移量變址方式(IX,Indexed, no offset addressing mode) 無偏移量變址的指令是單字節(jié)指令。在這種指令中，變址寄存器HX中的內(nèi)容是操作數(shù)的地址。所以無偏移量變址指令可以對$0000$FFFF地址進行尋址。下述指令屬于IX尋址方式。 LDA ,X ;從變址寄存器HX指向的存儲器單元中取數(shù)到累加器A中 COM ,X ;將變址寄存器HX指向的存儲單元數(shù)據(jù)取反,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（6）八位偏移量變址方式(IX1,Indexed,8-bit offset

10、 addressing mode),8位偏移量變址是雙字節(jié)指令，CPU把變址寄存器HX的內(nèi)容和指令第二個字節(jié)內(nèi)容相加，其和便是操作數(shù)地址。下述指令屬于IX1尋址方式。 STA $80,X ;將A中的數(shù)存至地址為HX+$80的存儲器單元中 INC $80,X ;將地址為HX+$80的存儲器單元的內(nèi)容加1 （7）十六位偏移量變址方式(IX2,Indexed,16-bit offset addressing mode) 該變址方式指令是三字節(jié)指令，可訪問存儲器的任何地址。CPU將變址寄存器HX的內(nèi)容與指令的第二、三字節(jié)相加，和為操作地址。在第二、三字節(jié)中，第二字節(jié)是高位地址，第三字節(jié)是低位地址。下述

11、指令屬于IX2尋址方式。 STA $280,X ;把A中的數(shù)存放到以HX+$280為地址的存儲單元中 INC $280,X ;把以HX+$280為地址的存儲器單元的內(nèi)容加1,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（8）相對變址尋址方式(REL,Relative addressing mode),相對變址只用于轉(zhuǎn)移指令。當轉(zhuǎn)移條件滿足時，CPU將指令中的偏移量和程序計數(shù)器 PC的內(nèi)容相加，得出轉(zhuǎn)移的目的地址。如果轉(zhuǎn)移條件不滿足，則CPU執(zhí)行下一條指令。轉(zhuǎn)移指令中的偏移量是帶符號的，且用一字節(jié)表示，因此轉(zhuǎn)移指令的偏移量為-127+128。偏移量用二進制補碼表示。相對變址轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移范圍在

12、下一條指令地址的-127+128之間。下述指令屬于REL尋址方式。 BRA A1 ;無條件轉(zhuǎn)向標號A1處執(zhí)行 BSR L1 ;調(diào)用標號L1處的子程序 特別說明：以上8種尋址方式在M68HC05系列中也具有，以下8種為M68HC08系列單片機新增的尋址方式，其中912為存儲器到存儲器的數(shù)據(jù)傳送尋址方式，1314是含有加1的變址尋址，1516為堆棧尋址。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（9）存儲器：直接地址直接地址尋址方式(DD, Direct to direct addressing Mode),在存儲器的四種數(shù)據(jù)直接傳送的尋址方式中，欲傳送的數(shù)據(jù)直接從源存儲單元送向目的存儲單元

13、，勿需寄存器中轉(zhuǎn)。在本尋址方式中，源地址與目標地址由指令直接給出。只有一條指令為DD尋址方式： MOV N1,N2 ;把內(nèi)存變量N1賦值給內(nèi)存變量N2 等同于下列兩條指令，但上述指令不影響累加器A。 LDA N1 STA N2 等同于C語言語句： N2=N1; 特別說明：這里設(shè)N1、N2為內(nèi)存變量，下同。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（10）存儲器：直接地址變址、變址加1的尋址方式(DIX+,Direct to indexed with post increment addressing Mode),源地址為直接地址，目標地址在HX中。把源地址的數(shù)據(jù)存至目標地址后，HX+1H

14、X。僅有一條指令為DIX+尋址方式。 MOV $80,X+ ;($80)(HX),HX+1HX 等同于下列三條，但上述指令不影響累加器A，主要用于內(nèi)存或端口數(shù)據(jù)填充一個表格。 LDA $80 ;($80)A STA ,X ;A(HX) AIX #!1 ;HX+1HX 特別說明：操作說明欄中，（$80）表示地址為$80的內(nèi)存單元內(nèi)容。(HX)表示地址為HX值的內(nèi)存單元。若內(nèi)存單元作為源操作數(shù)，表示從該內(nèi)存單元中取數(shù)，若內(nèi)存單元作為目的操作數(shù)，表示將數(shù)存至該內(nèi)存單元。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（11）存儲器：立即數(shù)直接地址尋址方式(IMD,Immediate source t

15、o direct destination addressing Mode),該尋址方式，將立即數(shù)存入直接地址，指令給出的地址即作為目的地址，在指令書寫中，立即數(shù)位于直接地址之前，下述指令為IMD尋址方式。 MOV #!86,N1 ;將立即數(shù)!86賦值給內(nèi)存變量N1 等同于C語言語句： N1=86;,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（12）存儲器：變址直接地址、變址加1的尋址方式(IX+D,Indexed with post increment to direct addressing Mode),HX為源地址，直接地址為目的地址，把源地址的數(shù)據(jù)存至目標地址后后，HX+1HX。僅有

16、一條指令為IX+D尋址方式。 MOV X+,$80 ;(HX)($80),HX+1HX 等同于下列三條指令，但上述指令不影響累加器A，主要用于向端口傳送內(nèi)存數(shù)據(jù)塊。 LDA ,X ;(HX)A STA $80 ;A($80) AIX #!1 ;HX+1HX,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（13）無偏移量變址、變址加1尋址方式(IX+,Indexed,no offset, post increment addressing mode),在這種尋址方式與無偏移量變址尋址方式IX的區(qū)別在于，在本尋址方式中多了HX+1HX的操作。只有一條指令屬于IX+尋址方式，該指令先完成比較操作，但

17、不論條件是否滿足，均有HX+1HX。通常用于尋找一段存儲區(qū)中是否有與A中相等的數(shù)。 CBEQ X+,rel ;若A=（HX）則轉(zhuǎn)移，HX+1HX （14）八位偏移量變址、變址加1尋址方式(IX1+,Indexed, 8-bit offset, post increment addressing mode) 與上條指令的差別是：目的操作數(shù)的地址為8位直接地址+（HX），屬于IX+尋址方式的指令也只有一條。 CBEQ addr8,X+,rel ;若A=(HX+addr8)則轉(zhuǎn)移，HX+1HX,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.2 尋址方式,（15）八位偏移量堆棧尋址方式(SP1,Stack poin

18、ter,8-bit offset addressing mode),8位偏移量堆棧尋址，是將指令給出的8位直接地址與堆棧指針SP相加形成操作數(shù)的地址，下列指令屬于SP1尋址方式。 LDA !2,SP ;(2+SP) A （16）十六位偏移量堆棧尋址方式(SP2,Stack pointer,16-bit offset addressing mode) 16位偏移量堆棧尋址，將指令給出的16位直接地址與堆棧指針SP相加形成操作數(shù)的地址，下列指令屬于SP2尋址方式。 LDA $130,SP ;將地址$130+SP中的數(shù)取至A中 特別說明：實際編程時，程序員不必考慮8位偏移量堆棧尋址還是16位偏移量堆

19、棧尋址，匯編程序會自動識別，它們的主要區(qū)別在于匯編產(chǎn)生的指令長度不一樣。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,返回,5.3 指令系統(tǒng),5.3 指令系統(tǒng),HC08 CPU指令簡表 ：,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.3 指令系統(tǒng),HC08 CPU指令簡表（續(xù)）：,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.3 指令系統(tǒng),5.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.3.2 算術(shù)運算類指令 5.3.3 邏輯運算類指令 5.3.4 位操作類指令 5.3.5 移位類指令 5.3.6 程序控制類指令 5.3.7 其它指令,返回,5.4 HCS08 CPU與HC08 CPU的比較,5.4 HCS08 CPU與H

20、C08 CPU的比較,Freescale于2004年推出了08系列單片機的增強系列MCS08系列。MCS08系列單片機的內(nèi)核使用HCS08 CPU。與HC08 CPU相比，HCS08 CPU速度更快，內(nèi)部總線頻率由最高8MHz提高到20 MHz，即執(zhí)行一條基本指令的時間是50ns。 HCS08 CPU共有141條基本指令，比HC08 CPU增加了1條基本指令（即BGND這一條）。這141條基本指令加上尋址方式形成了280條具體指令，比HC08 CPU增加了10條具體指令。,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.4 HCS08 CPU與HC08 CPU的比較,HCS08 CPU比HC08 CPU增加的

21、指令如下：,（1）對LDHX指令，增加了EXT、IX、IX1、IX2、SP1尋址方式 指令 操作 尋址方式 LDHX addr16 (addr16: addr16+1)HX EXT LDHX ,X (HX:HX+1)HX IX LDHX addr16,X (addr16+HX: addr16+HX+1)HX IX2 LDHX addr8,X (addr8+HX: addr8+HX+1)HX IX1 LDHX addr8,SP (addr8+SP: addr8+SP+1)HX SP1 （2）對STHX、CPHX增加了EXT、SP1尋址方式 STHX addr16 HX(addr16: addr1

22、6+1) EXT STHX addr8,SP HX(addr8+SP: addr8+SP+1) SP1 CPHX addr16 HX-(addr16:addr16+1) EXT CPHX addr8,SP HX-(addr8+SP:addr8+SP+1) SP1 （3）增加了BGND（background）指令，用于調(diào)試 BGND 用于背景調(diào)試 INH,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,返回,5.4 HCS08 CPU與HC08 CPU的比較,5.5 08匯編語言基礎(chǔ),5.5.1 08匯編源程序格式 把匯編語言寫成的源程序“翻譯”成機器語言的工具叫匯編程序或編譯器（Assembler），以下統(tǒng)一稱作

23、編譯器。 匯編語言源程序可以用通用的文本編輯軟件書寫編輯，以ASCII碼形式存盤。具體的編譯器對匯編語言源程序的格式有一定的要求，同時，編譯器除了識別單片機的指令系統(tǒng)外，為了能夠正確地產(chǎn)生目標代碼以及方便匯編語言的編寫，編譯器還提供了一些在匯編時使用的命令、操作符號，在編寫匯編程序時，也必須正確使用它們。由于編譯器提供的指令僅是為了更好地做好“翻譯”工作，并不產(chǎn)生具體的機器指令，因此這些指令被稱為偽指令（Pseudo Instruction）。 匯編語言源程序以行為單位進行設(shè)計，每一行最多可以包含以下四個部分：,嵌入式應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)教程課件,5.4 HCS08 CPU與HC08 CPU的比較,（1）標號（Labels）,對于標號有下列要求及說明： 如果一個語句有標號，則標號必須從第一列開始書寫。 可以組成標號的字符有：字母AZ、數(shù)字09、下劃線“_”、美元符號“$”，但開頭的第一個符號不能為數(shù)字和$。 08編譯器不區(qū)分標號中字母的大小寫。 標號應(yīng)小于16個字符。 標號后可以帶冒號“:”，也可以不帶冒號。 一個標號在一個程序中只能定義一次，不能通過編譯。 若一行中第一個字符是星號“*”，這是標號，表明該行為注釋。 一行語句若只有標號，編譯器將把當前程序計數(shù)器的值賦