什么是堆栈操作指令？交换指令的作用是什么？

时间：2023-01-16 14:30:01

关键字：堆栈操作指令交换指令

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[导读]堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利、在FX系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。

堆栈操作指令

堆栈指令是FX系列中新增的基本指令，用于多重输出电路，为编程带来便利、在FX系列PLC中有11个存储单元，它们专门用来存储程序运算的中间结果，被称为栈存储器。

堆栈是计算机中一种先进后出的数据结构，由栈区和栈顶指针组成。

堆栈有两种操作，压栈(进栈)和弹栈(出栈)，他们均只能在栈顶进行。

指令说明：

(1)MPS(进栈指令)。将运算结果送入栈存储器的第一段，同时将先前送入的数据依次移到栈的下一段。

(2)MRD(读栈指令)。将栈存储器的第一段数据(最后进栈的数据)读出且该数据继续保存在栈存储器的第一段，栈内的数据不发生移动。

(3)MPP(出栈指令)。将栈存储器的第一段数据(最后进栈的数据)读出且该数据从栈中消失，同时将栈中其它数据依次上移。

(4)堆栈指令没有目标元件。

(5)MPS和MPP必须配对使用。

(6)由于栈存储单元只有11个，因此栈的层次最多11层。

堆栈是片内RAM区中的一块连续的字节存储单元，遵循“先入后出、后入先出”的使用原则。堆栈操作分为“入栈”和“出栈”两种，入栈操作通过PUSH指令将数据放入堆栈，而出栈操作通过POP指令将数据从堆栈中取出。一般情况下，堆栈操作指令PUSH和POP应该成对出现，并且满足堆栈“先入后出、后入先出”的使用原则。堆栈通常用于子程序和中断服务处理程序的调用、返回操作及参数传递和现场保护，也可以用于存放程序执行时产生的临时数据。

PUSH指令和POP指令只能进行字节类型的数据传送，而且指令中唯一的操作数必须采用直接寻址方式，其格式见表3-3。

堆栈操作中用到的特殊功能寄存器SP被称为堆栈指针。堆栈操作时，SP中的数被当作片内RAM存储单元的地址。MCS-51单片机在入栈操作时SP增加、出栈时SP减小，这样的堆栈被称为“向上生长型”的堆栈。而入栈时SP减小、出栈时SP增大的堆栈被称为“向下生长型”的堆栈。堆栈操作前，SP初始值所指向的片内RAM存储单元被称为“栈底”，每次堆栈操作后，SP所指向的片内RAM存储单元被称为“栈顶”。

【例3-25】堆栈操作指令。程序段及指令执行时片内RAM中的数据存放情况如下：

本例给出了指令执行过程中片内RAM中数据变化的情况，读者应将其与程序指令对照分析，并注意堆栈操作过程中SP的变化。

【例3-26】错误堆栈操作指令举例。以下4条指令均是错误的。

本例指令错误的原因是：在指令①和②中，A和R0都是寄存器，属于寄存器寻址方式，而堆栈操作指令的操作数只能是直接寻址的;在指令③中，DPTR由DPH和DTL两个特殊功能寄存器构成，而DPTR本身不是特殊功能寄存器，不符合堆栈操作指令对操作数寻址方式的要求;在指令④中，立即数不能作堆栈操作指令的操作数。

交换指令

交换指令的功能是交换操作数的存放位置，指令语法格式见表3-4。

数据交换指令是实现两个操作数据之间的位置互换的指令，这两个操作数可以是两个寄存器操作数，或一个寄存器操作数与一个存储器操作数，或两个存储器操作数，在多处理机中，也可以是一个寄存器操作数和一个共享存储器操作数。数据交换指令实现了数据的双向传送，一条数据交换指令起到了三条数据传送指令的作用。