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PIO 中的赋值魔术，MOV 指令

article 2025/7/4 8:11:56

前言

在普通编程语言中，mov 可以理解为“赋值指令”，将一个值从一个地方拷贝到另一个地方。在 RP2040 的 PIO 汇编语言中，mov 同样是数据传递的关键指令，但它操作的是 PIO 独有的几个寄存器。

在 PIO 中，你可以用 mov 把值从一个寄存器传到另一个寄存器，或者从一个常量设定某个寄存器状态。PIO 的寄存器包括：

x、y：通用寄存器

osr（Output Shift Register）：主控写入 PIO 的数据在这里

isr（Input Shift Register）：PIO 采集到的数据进入这里

pins：GPIO 当前状态（作为输入）

pc：程序计数器（一般不用动）

null：空目标，丢弃数据用

语法格式

mov <destination>, (op) <source>

参数	含义
destination	目标寄存器，如 x, y, isr, osr
source	来源寄存器或值，如 x, y, pins, osr, null
op（可选）	求反（按位求补），反转比特顺序

用法示例

1. 把 x 的值给 y：

mov(y, x)

用途：x 计数器计算完毕后，把值传给 y 用于下一步处理。

2. 从主控写入的 osr 中取值放到 x 中：

mov(x, osr)

用途：主控通过 .put() 写入一个值，PIO 用这个指令加载进 x。

注意：这条指令默认是阻塞的，如果 osr 没准备好，会停在这里等待。

3. 将当前引脚状态读到 isr 中：

mov(isr, pins)

用途：一次读取所有输入引脚状态（适用于并口采集等并发场景）

4. 把某个值清空：

mov(x, null)

用途：清空某个寄存器（实际作用是丢弃）

5. 将寄存器取反再传递（适用于补码或反相逻辑）：

mov(x, invert(x))

用途：对信号进行反向处理，比如 PWM 输出反向控制

代码示例

from machine import Pin
from rp2 import StateMachine
import time# PIO 程序：取反 OSR 的值，送入 X 寄存器，再写入 ISR 推送出去
@rp2.asm_pio()
def not_example():pull(block)         # 从主控获取数据mov(x, osr)         # 把 osr 的值放入 xmov(x, invert(x))    # 对 x 按位取反mov(isr, x)         # 将 x 放入 isrpush(block)         # 推送 isr 值# 创建状态机
sm = StateMachine(0, not_example, freq=2000)
sm.active(1)# 发送一个测试值，比如 0xAAAAAAAA（101010...）
input_val = 0xAAAAAAAA
sm.put(input_val)
time.sleep(0.01)
result = sm.get()print(f"输入值: 0x{input_val:08X}")
print(f"取反后: 0x{result:08X}")

程序输出

输入值: 0xAAAAAAAA
取反后: 0x55555555

与 set 的区别

指令	特点	用途
set	设置一个寄存器为常量（立即数）	初始化常量，如 set x, 10
mov	寄存器间或从特殊寄存器传值	动态传值，如 mov x, osr

结论：

set：静态赋值
mov：动态传递

总结

mov 在 PIO 中的意义远超简单的“赋值”，它是串起主控与状态机之间沟通的桥梁，是 PIO 灵活处理控制逻辑的核心指令之一。

掌握了 mov，你就能玩转：

主控数据驱动 PIO（如动态 PWM、协议适配）

多寄存器交互（如延时、复位、反向处理）

多状态机协同（配合 irq 与 mov isr/pins）

注：

测试PC（Program Counter）这个，始终返回的是0，我用的micropython是1.24版，据查询资料，可能是官方为了性能等原因考虑，没有提供该功能（pico提供，micropython未实现），未验证。