HC08 CPU有5个寄存器、16种寻址方式、140条基本指令(加上寻址方式可形成270条具体指令)，这是学习08汇编语言的基础。本章从程序员角度介绍HC08 CPU的编程结构、寻址方式、指令系统。为方便学习，对HC08 CPU的270条具体指令进行了统一编号。由于HCS08 CPU指令集是HC08 CPU扩充，因此给出了其扩充指令。RS08 CPU指令集是HCS08 CPU指令集的精简版，本章也给出简要介绍。本章还给出了08汇编语言的格式、伪指令。
08汇编语言是学习08系列MCU的重要基础之一，学好汇编语言有助于进行底层编程、有助于理解编程结构。轻视汇编语言学习与编程，是不正确的学习方法。实际上，学习08汇编语言并不困难，关键是掌握其要领。这些基本要领是：掌握CPU内部5个寄存器的使用方法、理解16种寻址方式、记住常用指令、进行编程实践。
本章的重点有四：（1）HC08 CPU的寄存器A、X、HX、CCR、PC、SP。主要理解HX作为变址寄存器的用法，理解SP采用递减结构；（2）HC08 CPU的寻址方式。理解CPU的寻址方式对理解和记忆汇编指令很有帮助。（3）HC08 CPU的指令系统。虽然短时间内难以记住指令系统，但是当作英语单词进行一定的记忆，对随后看懂程序很有好处。建议重点记忆指令系统简表。（4）08汇编语言基础。必须了解汇编语言的结构和掌握基本伪指令，才能进行汇编入门。对于汇编程序的基本入门，是学习嵌入式系统的基础之一。一点汇编程序都不理解，难于真正理解嵌入式系统的底层开发。
对于HCS08 CPU和RS08 CPU，要求基本了解其与HC08 CPU的区别。HC08 CPU和HCS08 CPU差别较小，指令、寻址方式基本相同，HCS08 CPU只是比HC08 CPU多了几条指令。RS08 CPU是HCS08 CPU的简化版本，其CPU变化较大，寻址方式、指令系列都有所精简及优化。
3.1 HC08 CPU基本构成
M68HC08系列单片机的各种型号的CPU均使用HC08 CPU，有时也将HC08 CPU称为CPU08，它具有如下主要特点：
①目标代码与M68HC05系列单片机向上兼容。
②具有16位堆栈指针SP。
③具有16位变址寄存器HX。
④8MHz CPU内部总线频率。
⑤64KB程序/数据存储器空间。
⑥16种寻址方式。
⑦不经过累加器A的存储器之间数据直接传送。
⑧快速8位×8位乘法指令、快速16位与8位相除指令，增强的BCD指令。
⑨模块化结构，可扩展的内部总线定义可使寻址范围超过64KB。
⑩低功耗的STOP、WAIT模式。
下面主要对CPU中的寄存器功能进行介绍。从编程角度来说，它代表CPU的结构，即寄存器是程序员能够直接“看到”的CPU结构。至于算术逻辑部件(ALU)的功能与一般计算机含义相同，在此略。
HC08 CPU中有5个寄存器：累加器A、变址寄存器HX、堆栈指针SP、程序计数器PC和条件码寄存器CCR。这5个寄存器与端口部件的寄存器不同，它们可以被指令直接执行或被控制器直接控制，不需要像端口部件寄存器那样通过存储器映射方式进行读/写。5个寄存器的结构示意图见图3-1。
图3-1 HC08 CPU的寄存器
(1) 累加器A(Accumulator)
累加器A是8位通用寄存器，用来存放操作数和运算结果。数据读取时，累加器A用于存放从存储器读出的数据；数据写入时，累加器A用于存放准备写入存储器的数据。在执行算术、逻辑操作时，累加器首先存放一个操作数，执行完毕时累加器存放操作结果。累加器A是指令系统中最灵活的一个寄存器，各种寻址方式均可对之寻址。复位时，累加器A的内容不受影响。
(2) 变址寄存器HX(Index Register)
HC08 CPU的变址寄存器HX是16位寄存器，H是高8位，X是低8位，可单独使用。变址寄存器HX主要用于变址寻址方式中确定操作数的地址，也可以用来存放临时数据，作为一般寄存器使用。复位时，高8位被清零。
(3) 堆栈指针SP(Stack Pointer)
SP是指向下一个栈地址的16位寄存器，堆栈指针SP采用递减的结构，即进栈时SP减1，出栈时SP加1。复位时，SP的初值为$00FF(前置符号$表示十六进制数，下同)。栈指针复位指令(RSP)可将SP的低8位置为$FF，而不影响高8位。
在堆栈指针作为8位或16位的偏移量寻址方式中，SP充当变址寄存器功能，CPU利用SP的内容确定操作数的有效地址。
(4) 程序计数器PC(Program Counter)
程序计数器PC也是16位的，可寻址范围达64KB。PC存放下一条指令的地址，在执行转移指令时存放转移地址，在执行中断指令时存放中断子程序入口地址。复位时，程序计数器PC自动装入地址$FFFE和$FFFF中的内容。一般地，地址$FFFE和$FFFF中的内容是复位的入口地址，这样，复位后，程序能够从复位入口地址开始执行程序。复位入口地址也称复位向量地址或复位矢量地址(Reset vector address)，意味着复位状态过后，PC指向该处，从这里执行程序。
(5) 条件码寄存器CCR(Condition Code Register)
条件码寄存器CCR是8位的寄存器(见图3-1)，其中5位(除了中断屏蔽位I)用于指示执行完指令的结果状态，这些位可由程序来测试。第6位(D6)和第5位(D5)永远为1，其余位有具体的含义，分别介绍如下：
①V(D7)—溢出标志位(Overflow Flag)
当二进制补码溢出时置位。有符号跳转指令BGT、BGE、BLE和BLT使用该标志。
②H(D4)—半进位标志位(Half-Carry Flag) 执行加法指令(ADD)和带进位加法指令(ADC)时，如果相加的结果的低四位向上产生进位，即累加器D3向D4有进位，则CPU将半进位标志H置“1”。该标志对于一般运算是没有用的，但在二进制编码的十进制(BCD)数据运算中则很有用，由于BCD码是以四位二进制数来表示一位十进制数，所以在BCD码算术运算中，半进位标志H记录的是一位十进制数的进位。做十进制调整(DAA)时，利用H和C的状态来判断是否调整。
③I(D3)—中断屏蔽标志位(Interrupt Mask Flag)
I=1表示屏蔽中断，即禁止中断；I=0表示允许中断，即开放中断。复位时，该位被置“1”，可用CLI指令开中断。中断响应时，CPU将除H寄存器以外的寄存器推入堆栈，然后执行中断服务子程序，遇到RTI指令时，从栈中恢复包括CCR在内的各寄存器。当然也包括这一位的状态。为了保持与M68HC05系列兼容，变址寄存器高字节即H寄存器，在中断时未被自动保护(CPU内部自动保护了A、X、CCR、PC)，若在中断服务子程序中用到H寄存器的话，需要程序对H进行保护，可用PSHH和PULH使其进栈、出栈。
④N(D2)—负标志位(Negative Flag)
CPU进行运算过程中，如果产生负结果，则将负标志N置为“1”。该情况用于有符号位的运算，数据位的最高位D7作为符号位，如果D7=1，说明数据为负，如果D7=0，说明数据为正。如果寄存器或存储单元的D7为1，那么把寄存器或存储单元的内容送入累加器A时，就会使N=1。如果寄存器或存储单元的D7为0，那么把寄存器或存储单元的内容送入累加器A时，就会使N=0。所以，负标志位N可用于检查有关寄存器或存储单元D7位的状态。
⑤Z(D1)—零标志位(Zero Flag)
CPU进行运算过程中，如果数据或运算结果为0，零标志位Z被置“1”，否则被清“0”。
⑥C(D0)—进位/借位标志(Carry/Borrow Flag)
当进行加法运算时，在最高位D7上有进位；或在进行减法运算时D7需要向更高位借位，则CPU将进位/借位标志C置1，否则清0。一些指令如位测试、跳转、移位指令等也会影响该标志。
