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STM8S是基于8位框架结构的微控制器，其CPU内核有6个内部寄存器，通过这些寄存器可高效地进行数据处理。STM8S的指令集支持80条基本语句及20种寻址模式，而且CPU的6个内部寄存器都拥有可寻址的地址。如果想了解全部STM8S指令集，请参考STM8 微控制器家族编程手册 （PM0044）。
CPU寄存器
在图1所示的编程模型中可以看到6个CPU寄存器。在一个中断发生后，寄存器以图2所示顺序入栈，它们以相反的顺序出栈。如果需要的话，中断服务程序可使用POP和PUSH指令来对之进行操作。
CPU寄存器描述
累加器（A）
累加器是一个8位通用目的寄存器，用于保存算术运算、逻辑运算以及数据操作的操作数及结果。索引寄存器（X和Y）
X和Y都是16位的寄存器，可实现高效率的寻址模式。它们也可用作数据操作的暂存器以及用于像乘除法这样的操作。在大多数情况下，交叉汇编器会在使用了Y寄存器的指令代码中生成PRECODE指令，用以和使用了X寄存器的指令相区别。
程序计数器（PC）
程序计数器是一个24位的寄存器，用于存储CPU下一条要执行指令的地址。其内容在每一次指令操作后被自动刷新。由于程序指针有24位，因此STM8的最大寻址范围可达16M字节。
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