Pico PIO 汇编语法深度详解：标识符、指令、伪指令全解析

PIO 汇编语法

PIO 汇编器（pioasm）是将 PIO 汇编源文件转换为可执行机器码的工具，其输出的汇编代码可集成到 RP2040 的应用程序中（包括 SDK 构建的 C/C++ 程序、MicroPython 程序）；PIO 汇编语法的核心组成之一是标识符，用于定义程序结构、常量、配置参数等，是编写 PIO 汇编程序的基础。

1.标识符

标识符是 PIO 汇编中用于定义常量、程序名称、内存偏移、配置参数的特殊指令，与寄存器操作无关，仅用于控制程序的结构和编译行为。以下是各标识符的语法、功能及使用规则：

2.数据类型

PIO 汇编中的数据类型主要用于定义整数常量、指定分支条件的目标地址，支持多种数值表示形式和自定义符号，具体类型及说明如下：

3.表达式

表达式用于与 pioasm 的值结合进行算数运算、位运算，运算结果为整数，可作为数据类型的取值，具体支持的运算及说明如下：

4.注释

注释用于在代码中添加说明文字，不会被汇编器编译，PIO 汇编支持三种注释形式，满足不同的注释需求：

5.标签

标签实际上只是自动的 .define，其值设置为当前程序指令的偏移量。

标签的形式如下： <symbol>: 或 PUBLIC <symbol>:。

标签必须从行首开始。

PUBLIC 的标签可以通过与 PUBLIC 的 .define 同样的方式从用户代码访问。

.program example
PUBLIC entry_point: ; 公共标签，供外部代码访问
    set x, 10       ; 指令偏移量0
loop:               ; 普通标签，对应偏移量1
    jmp x-- loop    ; 跳转到loop标签
    jmp entry_point ; 跳转到entry_point标签

在上述示例中，entry_point 的值为 0（对应第一条指令），loop 的值为 1（对应第二条指令）。

6.指令

所有 PIO 汇编指令都遵循统一的语法格式，支持侧集（side-set）和延时（delay）配置，是 PIO 指令编写的标准规范：

<instruction> (side <side_set_value>) ([<delay_value>])

其中，各个参数含义如下：

示例如下：

.program example
.side_set 1 ; 配置1位侧集（必选参数）
    pull side 0       ; 侧集值0，无延时
    out y, 1 side 1 [5] ; 侧集值1，延时5个周期
    jmp loop [3]      ; 无侧集（错误，因为.side_set未指定opt，侧集是必选）
    jmp loop side 0 [2] ; 侧集值0，延时2个周期
loop:
    nop side 1 [0]    ; 无操作，侧集值1，无延时

7.伪指令

伪指令是 pioasm 提供的语法糖，并非 PIO 硬件原生支持的指令，而是被汇编器转换为等效的原生指令，用于简化编程。目前 pioasm 仅提供一条伪指令：

• nop 伪指令：汇编器会将 nop 转换为原生指令 mov y, y（将 Y 寄存器的值赋给自身，无任何副作用）。

它可以用在下面场景：

• 配合侧集操作：在无需执行核心指令时，通过 nop 触发侧集控制 GPIO；
• 增加延时：执行 nop 需占用 1 个时钟周期，可用于微调时序；
• 占位：填充指令内存，调整程序偏移。

.program example
.side_set 1
    nop side 1 [5] ; 无操作，侧集值1，延时5个周期（总耗时6个周期：1个指令周期+5个延时周期）
    nop [3]        ; 无操作，无侧集（若.side_set未指定opt则错误），延时3个周期