AVR的指令與匯編器系統(tǒng)及宏指令

ATmega16共有131條指令，按功能可分為五大類，它們是：

A.算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令（28 條）； 
B.比較和跳轉(zhuǎn)指令（36 條）； 
C.數(shù)據(jù)傳送指令（35 條）； 
D.位操作和位測試指令（28 條）； 
E.MCU控制指令（4 條）。

AVR一條指令的長度大多數(shù)為16位，還有少部分為32位。

AVR的指令的一般格式為：

操作碼用于指示CPU執(zhí)行何種操作，是加法還是減法，是數(shù)據(jù)傳送還是數(shù)據(jù)移位。

一條指令可以只有操作碼，或第一操作數(shù)。

AVR的匯編語句的格式：

(1) [標(biāo)號:] 偽指令 [操作數(shù)] [;注釋] 
(2) [標(biāo)號:] 指令    [操作數(shù)] [;注釋]

1.AVR指令的尋址方式和尋址空間

指令的一個重要組成部分是操作數(shù)。指令給出參與運(yùn)算數(shù)據(jù)的方式稱為尋址方式。CPU執(zhí)行指令時，首先要根據(jù)地址獲取參加操作的操作數(shù)，然后才能對操作數(shù)進(jìn)行操作，操作的結(jié)果還要根據(jù)地址保存在相應(yīng)的儲存器或寄存器中。

下面介紹部分AVR的部分指令及尋址方式：

(1)單寄存器尋址 例：INC Rd ;操作：Rd←Rd+1

INC R5 ;將寄存器R5內(nèi)容加1回放。

(2)雙寄存器尋址 例：ADD Rd, Rr ;操作：Rd←Rd+Rr

ADD R0, R1 ;將R0和R1寄存器內(nèi)容相加，結(jié)果回放R0。

(3)I/O寄存器直接尋址 例：IN Rd, P ;操作：Rd←P。

IN R5, $3E ;讀 I/O 空間地址為$3E寄存器(SPH)的內(nèi)容，放入寄存器R5。

(4)數(shù)據(jù)存儲器空間直接尋址 例：LDS Rd, K ;操作：Rd←(K)

LDS R18, $100 ;讀地址為$100的SRAM中內(nèi)容，傳送到R18中。

(5)數(shù)據(jù)存儲器空間的寄存器間接尋址 例：LD Rd, Y ;操作：Rd←(Y)，把以Y為指針的SRAM的內(nèi)容送Rd。

LD R16, Y ;設(shè)Y=$0567，即把SRAM地址為$0567的內(nèi)容傳送到R16中。

(6)程序存儲器空間取常量尋址

例：LPM            ;操作：R0←(Z)，即把以Z為指針的程序存儲器的內(nèi)容送R0。 
若 Z=$0100，即把地址為$0080的程序存儲器的低字節(jié)內(nèi)容送R0。 
若 Z=$0101，即把地址為$0080的程序存儲器的高字節(jié)內(nèi)容送R0。 
例：LPM R16, Z ;操作：R16←(Z)，即把以Z為指針的程序存儲器的內(nèi)容送R16。 
若 Z=$0100，即把地址為$0080 的程序存儲器的低字節(jié)內(nèi)容送R16。 
若 Z=$0101，即把地址為$0080 的程序存儲器的高字節(jié)內(nèi)容送R16。

(7)程序存儲器空間寫數(shù)據(jù)尋址

例：SPM ;操作：(Z)←R1:R0，把 R1:R0 內(nèi)容寫入以 Z 為指針的程序存儲器單元。

(8)程序存儲器空間直接尋址

例：JMP $0100   ;操作：PC←$0100。程序計數(shù)器 PC 的值設(shè)置為$0100，接下來執(zhí)行程序存儲器$0100 單元的指令代碼。 
例：CALL $0100 ;操作：STACK←PC+2; SP← SP-2; PC←$0100。先將程序計數(shù)器 PC 的當(dāng)前值加 2 后壓進(jìn)堆棧（CALL 指令為 2 個字長），堆棧指針計數(shù)器 SP 內(nèi)容減 2，然后 PC 的值為$0100，接下來執(zhí)行程序存儲器$0100 單元的指令代碼。

(9)程序存儲器空間相對尋址

例：RJMP $0100    ;操作：PC←PC+1+$0100。若當(dāng)前指令地址為$0200（PC=$0200），即把$0301 送程序計數(shù)器 PC，接下來執(zhí)行程序存儲器$0301 單元的指令代碼。 
例：RCALL $0100  ;操作：STACK←PC+1；SP←SP-2；PC←PC+1+$0100。若當(dāng)前指令地址為$0200（PC=$0200），先將程序計數(shù)器 PC 的當(dāng)前值加 1 后壓進(jìn)堆棧，堆棧指針計數(shù)器SP 內(nèi)容減 2，然后 PC 的值為$0301，接下來執(zhí)行程序存儲器$0301 單元的指令代碼。

(10)數(shù)據(jù)存儲器空間堆棧寄存器 SP 間接尋址

例：PUSH R0 ;操作：STACK←R0；SP←SP-1。若當(dāng)前 SP=$10FF，先把寄存器 R0 的內(nèi)容送到 SRAM 的$10FF 單元，再將 SP 內(nèi)容減 1，即 SP=$10FE。 
例：POP R1   ;操作：SP←SP+1；R1←STACK。若當(dāng)前 SP=$10FE，先將 SP 內(nèi)容加 1，再把 SRAM 的$10FF 單元內(nèi)容送到寄存器 R1，此時 SP=$10FF。 
此外，在 CPU 響應(yīng)中斷和執(zhí)行 CALL 一類的子程序調(diào)用指令（SP = SP-2），以及執(zhí)行中斷返回 IRET 和子程序返回 RET 一類的子程序返回指令中（SP = SP+2），都隱含著使用堆棧寄存器 SP 間接尋址的方式。

2.AVR匯編器偽指令

在匯編語言程序中可以使用一些偽指令。偽指令不屬于 CPU 指令集，編譯時并不產(chǎn)生實際的目標(biāo)機(jī)器操作代碼，只是用于在匯編程序中對地址、寄存器、數(shù)據(jù)、常量等進(jìn)行定義說明，以及對編譯過程進(jìn)行某種控制等。AVR 的指令系統(tǒng)不包括偽指令，偽指令通常由匯編編譯系統(tǒng)給出。

偽指令一般以 . 開頭，如：