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AVR汇编（六）：分支指令

分支指令用于改变程序的执行流，分为无条件分支和条件分支两类。

无条件分支指令

JMP

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JMP 指令用于无条件跳转，类似于C中的 goto 关键字， JMP 指令的跳转范围为[0, 4M-1]字。

RJMP 指令用于相对跳转，跳转范围为当前位置[-2K, 2K-1]字。

IJMP 指令用于间接跳转，跳转的目的地址存放在 Z 寄存器中（记住单位是字）。

例如：

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    JMP f2             ; 跳转到f2
f1:
    RJMP f3            ; 跳转到f3
f2:
    LDI ZL, lo8(f1)
    LDI ZH, hi8(f1)    ; Z = f1
    CLC
    ROR ZH
    ROR ZL             ; Z = Z >> 1
    IJMP               ; 跳转到f1
f3:
    RJMP f2            ; 跳转到f2

注意：实测在GNU汇编下， IJMP 指令中不能直接把标签赋值给 Z 寄存器，因为标签表示的地址的单位是字节，而 Z 寄存器中存放的应该是字地址，所以要将标签右移一位传给 Z 寄存器。而 JMP 指令和 RJMP 指令则可以直接传标签。

CALL / RET

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CALL 指令用于子程序调用，和 JMP 指令一样，也可以实现程序跳转，但是 CALL 指令在跳转之前会将下一条指令的地址（返回地址）压入栈中。 CALL 指令的跳转范围为[0, 64K-1]字。

RCALL 指令用于相对子程序调用，跳转范围为当前位置[-2K, 2K-1]字。

ICALL 指令用于间接子程序调用，子程序的地址存放在 Z 寄存器中（记住单位是字）。

RET 指令用于子程序返回，先将返回地址从栈中弹出，然后进行跳转。

RETI 指令用于中断子程序返回，和 RET 指令不同的是，它还会设置全局中断使能位 I 。

例如：

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    CALL f1            ; 调用f1子程序
    RCALL f1           ; 调用f1子程序
    LDI ZL, lo8(f1)
    LDI ZH, hi8(f1)    ; Z = f1
    CLC
    ROR ZH
    ROR ZL             ; Z = Z >> 1
    ICALL              ; 调用f1子程序
f1:
    ...
    RET                ; 子程序返回

XXX_IRQHandler:
    ...
    RETI               ; 中断子程序返回

条件分支指令

CP

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CP 指令用于比较，实际上就是只影响标志位而不保存结果的减法操作。后缀带 C 表示带进位比较，后缀带 I 表示与立即数比较，后缀带 SE 表示如果相等，则跳过下一条指令。

例如：

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    LDI R16, 0x01
    LDI R17, 0x02
    CP R16, R17
    BRLT f1          ; 1 < 2，跳转到f1
    RJMP f3          ; 不会执行
f1:
    CPI R16, 0x01
    BREQ f2          ; 1 == 1，跳转到f2
    RJMP f3          ; 不会执行
f2:
    LDI R17, 0x01
    CPSE R16, R17    ; 1 == 1，跳过下一条指令
    RJMP f3          ; 不会执行
    SEC
    CPC R16, R17
    BRLT f3          ; 1 < 1 + C(1)，跳转到f3
    RJMP f1          ; 不会执行
f3:
    RJMP f3

SBxx

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形如 SBxx 的指令根据寄存器中的某一位来选择跳过执行下一条指令， SBRC / SBRS 指令根据的是通用寄存器中的位的清除/设置状态，而 SBIC / SBIS 指令根据的是I/O寄存器中的。

例如：

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f1:
    LDI R16, 0xAA
    SBRS R16, 1      ; R16.1 == 1，跳过下一条指令
    RJMP f1          ; 不会执行
    SBIC PINB, 2     ; 如果PB2输入为低电平，跳过下一条指令
    RJMP f1

BRxx

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形如 BRxx 的指令用于根据条件改变程序执行流，支持的条件具体见下表：

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BRxx 类的指令一般和 CP 或 SUB 指令配合使用。

例如：

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f1:
    LDI R16, 0X01
    LDI R17, 0X02
    CP R16, R17
    BRLO f2          ; 0x01 < 0x02，跳转到f2
    RJMP f1          ; 不会执行
f2:
    CPI R16, 0x01
    BRSH f3          ; 0x01 == 0x01，跳转到f3
    RJMP f1          ; 不会执行
f3:
    RJMP f3

参考资料

  1. ATmega328P Datasheet
  2. AVR Instruction Set Manual