Система команд MSP430

Ядро MSP430 — 16-битный RISC с 27 основными командами, которые работают с любыми из семи режимов адресации. Ещё 24 удобные команды ассемблер превращает в основные. Ниже — все команды с операциями и флагами, режимы адресации, генератор констант, форматы кодов и время выполнения по руководству TI.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Регистры
Режимы адресации
Генератор констант
Двухоперандные команды (формат I)
Однооперандные команды (формат II)
Переходы
Эмулируемые команды
Время выполнения
Примеры

Ядро MSP430 описано в главе 3 руководства TI SLAU144K: 16 регистров по 16 бит, 16-битные шины адреса и данных и ортогональная система команд — любую команду можно использовать с любым режимом адресации. Регистры, память и режимы работы разобраны в статье «Архитектура MSP430».

Регистры

Регистр	Назначение
R0 (PC)	счётчик команд, всегда чётный
R1 (SP)	указатель стека, всегда чётный; стек растёт вниз
R2 (SR, CG1)	регистр состояния; в отдельных режимах — генератор констант
R3 (CG2)	генератор констант
R4–R15	регистры общего назначения

Флаги регистра состояния: C (перенос, бит 0), Z (ноль, бит 1), N (знак, бит 2), V (переполнение, бит 8). Биты GIE, CPUOFF, OSCOFF, SCG0 и SCG1 управляют прерываниями и режимами пониженного потребления.

Режимы адресации

Для источника есть семь режимов, для приёмника — четыре (As — биты режима источника, Ad — приёмника):

As/Ad	Режим	Запись	Операнд
00/0	регистровый	Rn	содержимое регистра
01/1	индексный	X(Rn)	по адресу Rn + X; X — в следующем слове
01/1	символьный	ADDR	по адресу PC + X — индексный с PC
01/1	абсолютный	&ADDR	по адресу из следующего слова — индексный с SR, где SR даёт ноль
10/–	косвенный регистровый	@Rn	по адресу из Rn
11/–	косвенный с автоинкрементом	@Rn+	по адресу из Rn, затем Rn увеличивается на 1 для .B и на 2 для .W
11/–	непосредственный	#N	константа из следующего слова — это @PC+

Для приёмника доступны только регистровый, индексный, символьный и абсолютный режимы; косвенные режимы — лишь для источника.

Генератор констант

Шесть частых констант берутся из R2 и R3 без дополнительного слова кода:

Регистр	As	Константа
R2	10	+4
R2	11	+8
R3	00	0
R3	01	+1
R3	10	+2
R3	11	−1 (0FFFFh)

R2 с As = 00 — обычный регистр SR, с As = 01 даёт абсолютную адресацию. Ассемблер подставляет генератор констант сам, когда видит одно из этих чисел в непосредственном операнде.

Двухоперандные команды (формат I)

Формат: биты 15–12 — код операции, 11–8 — регистр источника, 7 — Ad, 6 — B/W, 5–4 — As, 3–0 — регистр приёмника. Обозначения флагов: * — меняется, 0 — сбрасывается, – — не меняется.

Код	Команда	Операция	V	N	Z	C
4xxx	MOV(.B) src,dst	src → dst	–	–	–	–
5xxx	ADD(.B) src,dst	src + dst → dst	*	*	*	*
6xxx	ADDC(.B) src,dst	src + dst + C → dst	*	*	*	*
7xxx	SUBC(.B) src,dst	dst + not.src + C → dst	*	*	*	*
8xxx	SUB(.B) src,dst	dst + not.src + 1 → dst	*	*	*	*
9xxx	CMP(.B) src,dst	dst − src, результат не сохраняется	*	*	*	*
Axxx	DADD(.B) src,dst	src + dst + C → dst в двоично-десятичном коде	*	*	*	*
Bxxx	BIT(.B) src,dst	src and dst, результат не сохраняется	0	*	*	*
Cxxx	BIC(.B) src,dst	not.src and dst → dst	–	–	–	–
Dxxx	BIS(.B) src,dst	src or dst → dst	–	–	–	–
Exxx	XOR(.B) src,dst	src xor dst → dst	*	*	*	*
Fxxx	AND(.B) src,dst	src and dst → dst	0	*	*	*

CMP отличается от SUB, а BIT от AND только тем, что результат не записывается. BIS и BIC — основной способ устанавливать и сбрасывать биты в регистрах периферии, они не меняют флаги.

Однооперандные команды (формат II)

Код	Команда	Операция	V	N	Z	C
1000h / 1040h	RRC(.B) dst	сдвиг вправо через перенос: C → старший бит … младший бит → C	*	*	*	*
1080h	SWPB dst	обмен байтов слова	–	–	–	–
1100h / 1140h	RRA(.B) dst	арифметический сдвиг вправо, старший бит сохраняется, младший → C	0	*	*	*
1180h	SXT dst	расширение знака: бит 7 → биты 8–15	0	*	*	*
1200h / 1240h	PUSH(.B) src	SP − 2 → SP, src → @SP	–	–	–	–
1280h	CALL dst	SP − 2 → SP, PC + 2 → @SP, dst → PC	–	–	–	–
1300h	RETI	SR и PC восстанавливаются из стека	*	*	*	*

Коды указаны без полей операнда: младшие биты задают режим адресации и регистр. RRA, RRC, SWPB и SXT нельзя использовать с непосредственным операндом — TI предупреждает, что результат непредсказуем.

Переходы

Код	Команда	Условие перехода
2000h	JNE / JNZ	Z = 0
2400h	JEQ / JZ	Z = 1
2800h	JNC / JLO	C = 0
2C00h	JC / JHS	C = 1
3000h	JN	N = 1
3400h	JGE	N xor V = 0
3800h	JL	N xor V = 1
3C00h	JMP	всегда

Переход относительный: 10-битное знаковое смещение удваивается и прибавляется к адресу следующей команды, PC_new = PC_old + 2 + смещение · 2. Дальность — от −511 до +512 слов. Переходы не меняют флаги. Для перехода дальше используют BR — то есть MOV в PC.

Эмулируемые команды

Команда	Действие	Заменяется на
ADC(.B) dst	dst + C → dst	ADDC #0,dst
BR dst	переход по адресу	MOV dst,PC
CLR(.B) dst	0 → dst	MOV #0,dst
CLRC, CLRN, CLRZ	сбросить C, N, Z	BIC #1,SR; BIC #4,SR; BIC #2,SR
DADC(.B) dst	dst + C в двоично-десятичном коде	DADD #0,dst
DEC(.B), DECD(.B) dst	dst − 1, dst − 2	SUB #1,dst; SUB #2,dst
DINT, EINT	запретить, разрешить прерывания	BIC #8,SR; BIS #8,SR
INC(.B), INCD(.B) dst	dst + 1, dst + 2	ADD #1,dst; ADD #2,dst
INV(.B) dst	инверсия битов	XOR #0FFFFh,dst (XOR.B #0FFh,dst)
NOP	ничего	MOV #0,R3
POP(.B) dst	@SP → dst, SP + 2 → SP	MOV @SP+,dst
RET	возврат из подпрограммы	MOV @SP+,PC
RLA(.B) dst	сдвиг влево	ADD dst,dst
RLC(.B) dst	сдвиг влево через перенос	ADDC dst,dst
SBC(.B) dst	dst − not(C)	SUBC #0,dst
SETC, SETN, SETZ	установить C, N, Z	BIS #1,SR; BIS #4,SR; BIS #2,SR
TST(.B) dst	сравнение с нулём	CMP #0,dst

Всего их 24, если считать байтовые и словные варианты одной командой. Константы 0, 1, 2, 4, 8 и −1 в этих заменах берутся из генератора констант, поэтому, например, INC R5 занимает одно слово.

Время выполнения

Число тактов MCLK определяется форматом и режимами адресации. Переходы — 2 такта независимо от того, выполняется ли переход; вход в прерывание — 6 тактов, RETI — 5.

Источник → приёмник (формат I)	Тактов	Слов	Пример
Rn → Rm	1	1	MOV R5,R8
Rn → PC	2	1	BR R9
Rn → X(Rm), EDE, &EDE	4	2	ADD R5,4(R6)
@Rn или @Rn+ → Rm	2	1	AND @R4,R5
@Rn или @Rn+ → память	5	2	MOV @R5,EDE
#N → Rm	2	2	MOV #20,R9
#N → память	5	3	ADD #33,EDE
X(Rn), EDE, &EDE → Rm	3	2	MOV 2(R5),R7
память → память	6	3	MOV 4(R7),TONI

Формат II, режим	RRA, RRC, SWPB, SXT	PUSH	CALL	Слов
Rn	1	3	4	1
@Rn	3	4	4	1
@Rn+	3	5	5	1
#N	—	4	5	2
X(Rn), EDE, &EDE	4	5	5	2

Константы генератора не добавляют слова кода, и процессору не нужно читать их из памяти — TI называет это главным преимуществом генератора. При 16 МГц такт длится 62,5 нс — так в даташите MSP430G2553 указано время цикла команды.

Примеры

        MOV.W   #WDTPW+WDTHOLD,&WDTCTL  ; stop the watchdog (password 05Ah in the high byte)
        BIS.B   #BIT0,&P1DIR            ; P1.0 as output
Loop:   XOR.B   #BIT0,&P1OUT            ; toggle P1.0
        MOV.W   #50000,R15              ; delay counter
Delay:  DEC.W   R15                     ; emulated: SUB #1,R15
        JNZ     Delay
        JMP     Loop

Вход в режим пониженного потребления — установка битов в SR: например, BIS #GIE+CPUOFF+SCG1+SCG0,SR — режим LPM3 с разрешёнными прерываниями. Подробнее о режимах и тактировании — в статье об архитектуре MSP430, обзор семейств — в разделе «MSP430». Сравнить с другими ядрами можно по страницам о системах команд AVR, Thumb-2 и 8051.

Частые вопросы

Сколько команд у MSP430?

27 основных — у них есть собственные коды операций — и 24 эмулируемые. Эмулируемые команды вроде CLR, INC, RET или NOP ассемблер заменяет основными с подходящими операндами, например CLR dst — это MOV #0,dst. TI подчёркивает, что эмулируемые команды не стоят ни лишнего кода, ни времени.

Что такое генератор констант MSP430?

Регистры R2 и R3 в некоторых режимах адресации источника выдают не своё содержимое, а одну из шести констант: 0, 1, 2, 4, 8 и −1. Ассемблер использует их сам, когда в команде стоит такое число, и команда обходится без дополнительного слова с константой — короче и быстрее.

Сколько тактов выполняется команда MSP430?

Зависит от режимов адресации, а не от самой команды. Операция регистр–регистр занимает 1 такт, любой переход — 2 такта, команда с операндами в памяти в обоих местах — до 6 тактов. Вход в прерывание — 6 тактов, возврат RETI — 5.

Чем отличаются MOV и MOV.B?

Суффиксом .B команда работает с байтом, без суффикса или с .W — со словом. Байтовые команды нужны для 8-битных регистров периферии и байтовых данных. Если результат байтовой операции записывается в регистр, его старший байт обнуляется.

Источники

Texas Instruments. MSP430F2xx, MSP430G2xx Family User's Guide (SLAU144K, revised August 2022) — разд. 3.2 — регистры и генератор констант (табл. 3-2); разд. 3.3 — режимы адресации (табл. 3-3); разд. 3.4 — форматы (рис. 3-9…3-11), табл. 3-11…3-13 — команды, табл. 3-14…3-16 — такты и длина, рис. 3-12 — карта кодов, табл. 3-17 — сводная таблица, разд. 3.4.6 — эмуляция каждой команды
Texas Instruments. MSP430G2x53, MSP430G2x13 Mixed Signal Microcontroller (SLAS735J, revised May 2013) — цикл команды 62,5 нс при 16 МГц; максимальная тактовая частота от напряжения питания

Нашли ошибку?