什么是单片机寻址方式与指令系统
通过前面的学习,我们已经了解了单片机内部的结构,并且也已经知道,要控制单片机,让它为我们干学,要用指令,我们已学了几条指令,但很零散,从现在开始,我们将要系统地学习8051单片机的指令部份。
一、概述
1、指令的格式
寻址方式
MCS-51指令系统的寻址方式有7种:立即寻址(#data)、寄存器寻址(Rn)、间接寻址(@Ri、@DPTR)直接寻址direct、变址寻址(A+)、相对寻址(rel)和特定寄存器寻址(A)。有些书把A当寄存器寻址,把位寻址单独作一种寻址方式,不管怎么分类其目的是为了便于记忆、掌握111条指令。
1.立即寻址(#data)
*** 作数包含在指令字节中, *** 作数直接出现在指令中,并存放在程序存储器中,这种方式称为立即寻址。
立即寻址指令的 *** 作数是一个8位或16位的二进制常数,它前面以“#”号标识,例如:ADD A,#56H,即#56H与累加器A(设为31H)内容相加,结果(87H)存于累加器A中。这条指令的机器码为2456H.
2.寄存器寻址(Rn)
由指令指出某一个寄存器中的内容作为 *** 作数,这种寻址方式称为寄存器寻址。在这种寻址方式中,指令的 *** 作码中包含了参加 *** 作的工作寄存器R0~R7的代码(指令 *** 作码字节的低3位指明所寻址的工作寄存器)。例如:ADD A,Rn中的Rn,当n为0、1、2时,机器码分别为28、29、2A.
3.间接寻址(@Ri/@DPTR)
由指令指出某一个寄存器内容作为 *** 作数的地址。这种寻址方式称为寄存器间接寻址。访问外部RAM时,可使用R0,R1或DPTR作为地址指针,寄存器间接寻址用符号“@”表示。
例如:MOV A,@RO(机器码E7)是指:若RO内容为66(内部RAM地址单元66H),而66H单元中内容是27H,则指令的功能是将27H这个数送到累加器A.
4.直接寻址(direct)
在指令中直接给出 *** 作数所在存储单元的地址(一个8位二进制数),称为直接寻址。直接地址用direct表示,
直接寻址方式中 *** 作数存储的空间有三种:
(1).内部数据存储器的128个字节单元(00H~7FH)
(2).位地址空间(有些书把这种寻址方式单独作一种寻址方式)
(3).特殊功能寄存器, 特殊功能寄存器只能用直接寻址方式进行访问。
5.基址加变址寻址(@A+PC/@A+DPTR)
以16位寄存器(DPTR或PC)作为基址寄存器,加上地址偏移量(累加器A中的8位无符号数)形成 *** 作数的地址。
变址寻址方式有两类:
(1).以程序计数器的值为基址例如指令:
MOVC A,@A+PC; ;(A)←((A)+(PC))
指令的功能是先使PC指向本指令下一条指令地址(本指令以完成),然后PC地址与累加器内容相加,形成变址寻址的单元地址内容送A。
(2).以数据指针DPTR为基址,以数据指针内容和累加器内容相加形成地址,例如:
MOV DPTR #4200H ;给DPTR赋值
MOV A,#10H ;给A赋值
MOVC A ,@A+DPTR ;变址寻址方式(A)←((A)+(DPTR))
三条指令的执行结果是将4210H单元内容送A中。
6.相对寻址(rel)
以程序计数器PC的当前值为基址,加上相对寻址指令的字节长度,再加上指令中给定的偏移量rel的值(rel是一个8位带符号数,用二进制补码表示),形成相对寻址的地址。
例如指令:
JNZ rel (或rel = 23H,机器码为7023)
当A≠0时,程序跳到这条指令后面,相差23个字节运行下一条指令。
7.特定寄存器寻址
累加器A和数据针DPTR这两个使用最频繁的寄存器又称为特殊寄存器。对特定寄存器的 *** 作指令,指令不再需要指出其地址字节,指令码本身隐含了 *** 作对象A或DPTR。
例如:
INC A (指令码04) ;累加器加1
MOV A,#12H (指令码7412) ;数12送累加器
INC DPTR (指令码A3) ;数据指针内容加1
综上所述,寻址方式与存储器结构有密切关系。一种寻址方式只适合于对一部分存储器进行 *** 作,在使用时要加以注意。
我们已知,要让计算机做事,就得给计算机以指令,并且我们已知,计算机很“笨”,只能懂得数字,如前面我们写进机器的75H,90H,00H等等,所以指令的第一种格式就是机器码格式,也说是数字的形式。但这种形式实在是为难我们人了,太难记了,于是有另一种格式,助记符格式,如MOV P1,#0FFH,这样就好记了。 这两种格式之间的关系呢,我们不难理解,本质上它们完全等价,只是形式不一样而已。
2、汇编
我们写指令使用汇编格式,而计算机和单片机只懂机器码格式,所以要将我们写的汇编格式的指令转换为机器码格式,这种转换有两种办法:手工汇编和机器汇编。手工汇编实际上就是查表,因为这两种格式纯粹是格式不一样,所以是一一对应的,查一张表格就行了。不过手工查表总是嫌麻烦,所以就有了计算机软件,用计算机软件来替代手工查表,这就是机器汇编。
二、单片机的寻址
让我们先来复习一下我们学过的一些指令:MOV P1,#0FFH,MOV R7,#0FFH这些指令都是将一些数据送到对应的位置中去,为什么要送数据呢?第一个因为送入的数能让灯全灭掉,第二个是为了要实现延时,从这里我们能看出来,在用单片机的编程语言编程时,经常要用到数据的传递,事实上数据传递是单片机编程时的一项重要工作,一共有28条指令(单片机共111条指令)。下面我们就从数据传递类指令开始吧。
分析一下MOV P1,#0FFH这条指令,我们不难得出结论,第一个词MOV是命令动词,也就是决定做什么事情的,MOV是MOVE少写了一个E,所以就是“传递”,这就是指令,规定做什么事情,后面还有一些参数,分析一下,数据传递必须要有一个“源”也就是你要送什么数,必须要有一个“目的”,也就是你这个数要送到什么地方去,显然在上面那条单片机指令中,要送的数(源)就是0FFH,而要送达的地方(目的地)就是P1这个寄存器。在数据传递类指令中,均将目的地写在指令的后面,而将源写在最后。
这条指令中,送给P1是这个数本身,换言之,做完这条指令后,我们能明确地知道,P1中的值是0FFH,但是并不是任何时候都能直接给出数本身的。例如,在我们前面给出的单片机延时程序例是这样写的:
MAIN: SETB P1.0 ;(1)
LCALL DELAY ;(2)
CLR P1.0 ;(3)
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ;(5)
;以下子程序
DELAY: MOV R7,#250 ;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ;(8)
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)
表1
-----------------------------------------------------
MAIN: SETB P1.0 ;(1)
MOV 30H,#255
LCALL DELAY ;
CLR P1.0 ;(3)
MOV 30H,#200
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ;(5)
;以下子程序
DELAY: MOV R7,30H ;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ;(8)
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)
表2
这样一来,我每次调用延时程序延时的时间都是相同的(大致都是0.13S),如果我提出这样的要求:灯亮后延时时间为0.13S灯灭,灯灭后延时0.1秒灯亮,如此循环,这样的程序还能满足要求吗?不能,怎么办?我们能把延时程序改成这样(见表2):调用则见表2中的主程,也就是先把一个数送入30H,在子程序中R7中的值并不固定,而是根据30H单元中传过来的数确定。这样就能满足要求。
从这里我们能得出结论,在数据传递中要找到被传递的数,很多时候,这个数并不能直接给出,需要变化,这就引出了一个概念:如何寻找 *** 作数,我们把寻找 *** 作数所在单元的地址称之为寻址。在这里我们直接使用数所在单元的地址找到了 *** 作数,所以称这种办法为直接寻址。除了这种办法之外,还有一种,如果我们把数放在工作寄存器中,从工作寄存器中寻找数据,则称之为寄存器寻址。例:MOV A,R0就是将R0工作寄存器中的数据送到累加器A中去。提一个问题:我们知道,工作寄存器就是内存单元的一部份,如果我们选择工作寄存器组0,则R0就是RAM的00H单元,那么这样一来,MOV A,00H,和MOV A,R0不就没什么区别了吗?为什么要加以区别呢?的确,这两条指令执行的结果是完全相同的,都是将00H单元中的内容送到A中去,但是执行的过程不一样,执行第一条指令需要2个周期,而第二条则只需要1个周期,第一条指令变成最终的目标码要两个字节(E5H 00H),而第二条则只要一个字节(E8h)就能了。
这么斤斤计较!不就差了一个周期吗,如果是12M的晶体震荡器的话,也就1个微秒时间了,一个字节又能有多少?
不对,如果这条指令只执行一次,也许无所谓,但一条指令如果执行上1000次,就是1毫秒,如果要执行1000000万次,就是1S的误差,这就很可观了,单片机做的是实时控制的事,所以必须如此“斤斤计较”。字节数同样如此。
再来提一个问题,现在我们已知,寻找 *** 作数能通过直接给的方式(立即寻址)和直接给出数所在单元地址的方式(直接寻址),这就够了吗?
看这个问题,要求从30H单元开始,取20个数,分别送入A累加器。
就我们目前掌握的办法而言,要从30H单元取数,就用MOV A,30H,那么下一个数呢?是31H单元的,怎么取呢?还是只能用MOV A,31H,那么20个数,不是得20条指令才能写完吗?这里只有20个数,如果要送200个或2000个数,那岂不要写上200条或2000条命令?这未免太笨了吧。为什么会出现这样的状况?是因为我们只会把地址写在指令中,所以就没办法了,如果我们不是把地址直接写在指令中,而是把地址放在另外一个寄存器单元中,根据这个寄存器单元中的数值决定该到哪个单元中取数据,比如,当前这个寄存器中的值是30H,那么就到30H单元中去取,如果是31H就到31H单元中去取,就能解决这个问题了。怎么个解决法呢?既然是看的寄存器中的值,那么我们就能通过一定的办法让这里面的值发生变化,比如取完一个数后,将这个寄存器单元中的值加1,还是执行同一条指令,可是取数的对象却不一样了,不是吗。通过例程来说明吧。
MOV R7,#20
MOV R0,#30H
LOOP:MOV A,@R0
INC R0
DJNZ R7,LOOP
这个例程中大部份指令我们是能看懂的,第一句,是将立即数20送到R7中,执行完后R7中的值应当是20。第二句是将立即数30H送入R0工作寄存器中,所以执行完后,R0单元中的值是30H,第三句,这是看一下R0单元中是什么值,把这个值作为地址,取这个地址单元的内容送入A中,此时,执行这条指令的结果就相当于MOV A,30H。第四句,没学过,就是把R0中的值加1,因此执行完后,R0中的值就是31H,第五句,学过,将R7中的值减1,看是否等于0,不等于0,则转到标号LOOP处继续执行,因此,执行完这句后,将转去执行MOV A,@R0这句话,此时相当于执行了MOV A,31H(因为此时的R0中的值已是31H了),如此,直到R7中的值逐次相减等于0,也就是循环20次为止,就实现了我们的要求:从30H单元开始将20个数据送入A中。
这也是一种寻找数据的办法,由于数据是间接地被找到的,所以就称之为间址寻址。注意,在间址寻址中,只能用R0或R1存放等寻找的数据。
指令系统
数据传送指令
数据传送指令包括数据的传送、交换、堆栈数据的压入与d出,是最基本、使用率最高的一类指令。助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共八种。
1.MOV类指令及功能(16条)
这类指令的功能是从源 *** 作数到目的 *** 作数的数据传送。
MOV A, Rn ;Rn→A,寄存器Rn的内容送到累加器A
MOV A, direct ;(direct)→A,直接地址中的内容送A
MOV A, @Ri ;(Ri)→A,Ri间址的内容送A
MOV A, #data ;data→A,立即数送A
MOV Rn,, A ;A→Rn,累加器A中的内容送寄存器Rn
MOV Rn, direct ;(direct)→Rn;直接地址中的内容送Rn
MOV Rn, #data ;data→Rn;立即数送Rn
MOV direct, A ;A→(direct),A中的内容送入直接地址中
MOV direct, Rn ;Rn→(direct),寄存器内容送入直接地址中
MOV direct, direct ;(direct) →(direct),源 *** 作数直接地址的内容送入
;目的 *** 作数的直接地址中
MOV direct, @Ri ;(Ri)→(direct),Ri间址内容送入直接地址中
MOV direct, #data ;data→(direct),立即数送入直接地址中
MOV @Ri, A ;A→(Ri),A中内容送到Ri间址单元中
MOV @Ri, direct ;(direct)→(Ri),直接地址中内容送入Ri间址单元中
MOV @Ri, #data ;data→(Ri),立即数送入Ri间址单元中
MOV DPTR, #data16 ;data16→DPTR,16位常数送入数据指针DPTR中,高8
;位送入DPH,低8位送入DPH,低8位送入DPL中
从上述指令可以看出目的 *** 作数有A累加器、Rn寄存器、直接地址direct及间接地址@Ri,源 *** 作数除此之外还多一种立即数data。
例1 R0中有常数30H,而30H地址中有常数50H
执行MOV A, R0后,A=30H,R0不变。
执行MOV A, @R0后A=50H,而不是30H,这条指令的功能是把R0中内容为地址的单元的书送入A,R0中是30H也就是把30H地址中内容50H送入A。
例2 若(40H)=20H,(50H)=30H
执行MOV 40H, 50H; (50H) →(40H)
结果:(40H)=30H,50H地址中内容仍为30H。
例3 若A=40H,R0=30H,
执行MOV @R0, A ;A→(R0)
结果:(30H)=40H,A与R0皆不变,即A=40H,R0=30H。
该指令功能是把A中内容送入R0间址单元即R0中内容为地址的单元。
例4 执行MOV DPTR, #2040H ;2040H→DPTR
结果:DPH=20H, DPL=40H
DPTR是片外RAM地址指针,只有这一条指令是传送16位数据。
2.MOVC类指令及功能(2条)
MOVC A, @A+PC ;PC+1→PC, (A+PC) →A
MOVC A, @A+DPTR ;(A+DPTR) →A
功能:该类属于查表指令,利用这两条指令很方便地查找放在程序存储器中数据表格的内容。
例1 程序
1000H MOV A, #10H ;10H→A
1002H MOVC A, @A+PC ;PC+1→PC,PC=1003H,(A+PC)=(10H+1003H)→A
...
1010H 02H
1011H 04H
1012H 06H
1013H 08H
程序执行结果:A=08H
用MOVC A, @A+PC指令需注意两点:
1)指令中的PC是执行完本条指令后的PC值,即PC等于本条指令地址加1。
2)A是修正值,它等于查表指令和欲查数据相间隔字节数。A的范围是0~255,一次该指令只能查找本指令后的256B范围内的表格,故称为近程查表。
例2 程序
1000H MOV A, #01H ;01H→A
1002H MOV DPTR, #6000H ;6000H→DPTR
1005H MOVC A,@A+DPTR ;(A+DPTR)=(01H+6000H)=(6001H) →A
...
6001H 0AH
6002H 0BH
6003H 0CH
6004H 0DH
程序执行结果:A=0AH,查到了地址为6001H单元中的数据。
用MOVC A, @A+DPTR指令查表特点:A, DPTR都可以改变,因此可在64KB范围内查表,故称为远程查表。这条指令更方便。
3.MOVX类指令(4条)
MOVX A, @DPTR ;(DPTR) →A,DPTR间址单元内容送A
MOVX @DPTR, A ;A→(DPTR), A 中内容送入DPTR间址单元
MOVX A, @Ri ;(Ri) →A,Ri间址单元内容送A
MOVX @Ri, A ;A→(Ri), A中内容送Ri间址单元
MOVX类指令功能:这四条指令专门用来与外部数据存储区传送数据。CPU与外部RAM传送数据时只能用间接寻址方式。
例1 把外部数据存储单元2000H中的数据送到4000H单元中,设2000H中有数据30H。
程序 各条指令执行结果
MOV DPTR, #2000H ;2000H DPTR, DPTR=2000H
MOVX A, @DPTR ;(DPTR) A即(2000) A,A=30H
MOV DPTR, #4000H ;4000H→DPTR, DPTR=4000H
MOVX @DPTR, A ;A→(DPTR)即A→(4000H), (4000H)=30H
例2 把内部RAM50H单元数据送到片外20H单元,设50H中单元存有数据10H。
程序 各条指令执行结果
MOV A,50H ;(50H) 各条指令执行结果A, A=10H
MOV R0,#20H ;20H→R0, R0=20H
MOVX @R0, A ;A→(R0)即A→(20H)则20H=10H
注意:与外部RAM传送数据时,地址小于256B用Ri间址,大于256B时用DPTR间址。
4.交换指令
XCH A, Rn ;Rn A, Rn与A内容交换
XCH A,direct ;(direct) A, 直接地址内容与A内容交换
XCH A, @Ri ;(Ri) A,Ri间址内容与A内容交换
XCHD A, @Ri ;(Ri.3~Ri.0) A.3~A.0, Ri间址内容低4
位与A中低4 位内容交换
SWAP A ;A.3~A.0 A.7~A.4, A中高4位与低4位
交换
例 若R0=30H, A=F0H, (30H)=46H
执行 XCH A, R0 ;结果:A=30H,R0=F0H, R0与A 内容交换
执行 XCH A, @R0 ;结果:A=46H, (30H)=F0H, R0中不变,
;实际上是(R0) A即(30H) A
若执行 XCHD A, @R0 ;结果:A=F6H,(30)H=40H
;A与(30H)中低4位交换,高4位不变
执行 SWAP A ;结果:A=0FH, 高低4位互换
5.堆栈 *** 作指令(2条)
PUSH、POP属堆栈 *** 作指令,其功能是把直接地址中的内容压入堆栈保存,或从堆栈中取出(d出)数据到直接地址中。
PUSH direct ;SP+1→SP, (direct) →(SP)
;直接地址内容压入堆栈顶
POP direct ;(SP)→(direct), SP-1→SP
;堆栈栈顶内容d出到直接地址
注意:堆栈是用户自己设定的内部RAM中的一块专用存储区,使用堆栈时一定先设堆栈指针。堆栈遵循后进先出的原则安排数据。压入数据时SP先加1,再压入;d出时,先d出数据,SP再减1。
例 设堆栈指针为30H,为保护现场把A和B中的内容压入堆栈保护,然后根据需要再把两者d出。设A中为30H,B中为01H。
程序 执行结果
MOV SP, #30H ;30H→SP, SP=30H设堆栈指针为30H
PUSH ACC ;SP+1→SP=31H, A→(SP)即A→(31H),(31H)=30H
PUSH B ;SP+1→SP=32H, B→(SP)即B→(32H),(32H)=01H
POP B ;SP→B即(32H)→B, B=01H, SP-1→SP=31H
POP ACC ;SP→A即(31H)→A, A=30H, SP-1→SP=30H
从此例可以看出压入、d出过程SP的变化规律
算术运算指令
算术运算指令的主要功能是实现算术加、减、乘、除等运算。
1.ADD类指令是不带进位的加法运算指令(4条)。
ADD A,Rn ;A+Rn→A, A与Rn寄存器内容相加,结果送到A中
ADD A,direct ;(direct)+A→A, A与直接地址内容相加,和送A
ADD A, @Ri ;(Ri)+A→A, A与Ri间址内容相加,和送A
ADD A, #data ;data+A→A, A与立即数相加,和送A
注意:ADD类指令相加结果均在A中,相加后源 *** 作数不变。若A中最高位有进位,Cy置1;若半加位有进位,AC置1。A的结果还影响奇偶标志位P。
例 A=30H, R0=10H
执行 ADD A,R0 结果:A=40H, R0=10H,标志位 P=1, Cy=0, OV=0, AC=0
2.ADDC类指令(带进位加法4条)
ADDC A, Rn ;A+Rn+Cy→A, A与R n内容、进位状态相加,和送
到A中
ADDC A, direct ;(direct)+Cy+A→A, A与直接地址中内容、进位状态
相加,和送A
ADDC A, @Ri ;(Ri)+Cy+A→A, A与Ri间址单元中内容、进位状态
相加,和送A
ADDC A, #data ;data+Cy+A→A, A与 立即数、进位状态相加,和送A
与ADD类指令的区别是,ADDC指令相加时连同进位标志Cy内容一起相加,主要用于多字节加法中的高位字节的相加,而最低位字节相加用ADD指令。进位位Cy加到字节的最低位。
例 编写计算1234H+0FE7H的程序,将结果存入内部RAM的41H和40H单元,40H存低8位,41H存高8位。
程序
MOV A, #34H ;被加数低8位数34H送A
ADD A, #0E7H ;加数低8位数E7H与之相加,A=1BH,Cy=1
MOV 40H, A ;A→40H即34H+E7H结果存入40H中(40H=1BH)
MOV A, #12H ;被加数高8位数12H送A
ADDC A, #0FH ;加数高8位0FH和Cy与A相加,A=22H
MOV 41H, A ;高8位与进位位之和存入41H中(41H)=22H
;总和为221BH,总结果在41H,40H单元中
3.SUBB类指令(4条)
SUBB类指令是带借位减法指令,其功能是将A中被减数减去源 *** 作数指出的内容,再减去借位标志Cy(原进位标志)状态,差值在A中。
SUBB A, Rn ;A-Rn-Cy→A ,A减寄存器Rn内容及进位标志
SUBB A, direct ;A-(direct)-Cy→A,A减直接地址内容和进位标志
SUBB A, Ri ;A-(Ri)-Cy→A, A减Ri间址单元内容和进位位标志
SUBB A, #data ;A-data-Cy→A, A减立即数和进位标志
说明:
1) 多字节减法时,低位相减有借位则把Cy置1,否则Cy为0。
2) MCS-51系列指令中没有不带借位的减法指令,所以在单字节或低位字节减法时用SUBB类指令前要先将Cy清0。
3)减去一个数实际上是加上这个数的相反数(负数),减法运算常常用补码相加方式。
4.MUL(乘)和DIV(除)指令
乘法指令只有一条:
MUL AB ;A×B→B和A,结果16位,高8位存入B,低8位在A中
若乘积大于FFH则将溢出标志OV置1。
除法指令也只有一条:
DIV AB ; A÷B商→A,余数→B
注意:当除数为0时结果不确定,则溢出将OV置1。
5.INC(加1)和DEC(减1)类指令
加1类指令共5条,其功能是将 *** 作数内容加1。
INC A ;A+1→A, A加1
INC Rn ;Rn+1→Rn, Rn中内容加1
INC direct ;(direct)+1→(direct), 直接地址中内容加1
INC @Ri ;(Ri)+1→(Ri), Ri间址中的内容加1
INC DPTR ;DPTR+1→DPTR, 数据指针加1
例 判断INC R0和INC @R0两条指令结果,比较两者的区别。设R0=30H,(30H)=00H。
执行 INC R0 ;R0+1=30H+1→R0, 结果R0=31H
执行 INC @R0 ;(R0)+1=(30H)+1→(R0),结果(30H)=01H,R0中内
容不变,仍为30H
减1类指令共4条,其功能是将 *** 作数指定单元内容减1。
DEC A ;A-1→A, A中内容减1
DEC Rn ;Rn-1→Rn, Rn中内容减1
DEC direct ;(direct)-1→(direct), 直接地址中内容减1
DEC @Ri ;(Ri)-1→(Ri), Ri间址中的内容减1
*** 作过程与加1指令类似,这里不再举例。
6.十进制加法调整指令(1条)
DA A
功能:在加法指令后,把A中二进制码自动调整成BCD码。
例 MOV A, #05H ;05H→A
ADD A, #08H ;05H+08H→A=0DH
DA A ;结果调整A=13H,即是13的BCD码
注意:DA A指令只能跟在ADD或ADDC加法指令后,不适用于减法。
逻辑运算指令
1.ANL类指令(6条)
ANL类是逻辑与指令,其功能是将源 *** 作数作数内容和目的 *** 作数内容按位相“与”,结果存入目的 *** 作数指定单元中,源 *** 作数不变。
ANL A, Rn ;A∩Rn→A
ANL A, direct ;A∩(direct) →A
ANL A, @Ri ;A∩(Ri) →A
ANL A, #data ;A∩data→A
ANL direct, A ;(direct)∩A→(direct)
ANL direct, #data ;(direct)∩data→(direct)
例 设A=F6H,(30H)=0FH
执行 ANL A, 30H ;A∩ (30H) →A
*** 作如下:
11110110 (F6H)
∩ 00001111 (0FH) 注意:按位相“与”
00000110 (06H)
结果:A=06H, 30H地址内容不变,即(30H)=0FH
若执行ANL 30H, A ;(30H)∩ A→(30H)
*** 作同上,结果放在30H地址中,A中内容不变,即(30H)=06H, A=F6H。
2.ORL类指令(6条)
ORL类指令是逻辑或指令,其功能是将源 *** 作数作数内容和目的 *** 作数内容按位逻辑“或”,结果存入目的 *** 作数指定单元中,源 *** 作数不变。
ORL A, Rn ;A∪Rn→A
ORL A,direct ;A∪(direct) →A
ORL A, @Ri ;A∪(Ri) →A
ORL A, #data ;A∪data→A
ORL direct, A ;(direct)∪A→(direct)
ORL direct, #data ;(direct)∪data→(direct)
“或”运算和“与”运算过程类似,这里不再举例。
3.XRL类指令(6条)
XRL类是异或指令,其功能是将两个 *** 作数指定内容按位“异或”,结果存于目的 *** 作数指定单元中。“异或”原则是相同为“0”,相异为“1”。
XRL A, Rn ;A⊕Rn→A
XRL A, direct ;A⊕(direct) →A
XRL A, @Ri ;A⊕(Ri) →A
XRL A, #data ;A⊕data→A
XRL direct, A ;(direct)⊕A →(direct)
XRL direct, #data ;(direct)⊕data→(direct)
例 (50H)=05H
执行 XRL 50H, #06H ;(50H)⊕06H→(50H)
*** 作如下:
00000101 (05H)
⊕ 00000110 (06H)
00000011 (03H)
结果:(50H)=03H
4.循环移位指令(4条)
循环移位指令的功能是将累加器A中内容循环位移或者和进位位一起移位。
例 A=01H, Cy=1
若执行一次 RRC A后,结果为:A=10000000B Cy=1
若执行一次 RLC A后,结果为:A=00000011B Cy=0
5.取反、清0指令
CPL A ;累加器内容按位取反。如果1就变0,如果0就变1
CLR A ;累加器A清0
控制转移类指令
计算机运行过程中,有时因为 *** 作的需要,程序不能按顺序逐条执行指令,需要改变程序运行方向,即将程序跳转到某个指定的地址再顺序执行下去。
控制转移类指令的功能就是根据要求修改程序计数器PC的内容,以改变程序运行方向,实现转移。
控制转移类指令可分为:无条件转移、条件转移、绝对转移、相对转移和调用、返回指令。下面我们将分类介绍。
1.无条件转移指令(4条)
LJMP add16 ;add16→PC,无条件跳转到add16地址,可在64KB范围内
转移,称为长转移指令
AJMP add11 ;add11→PC,无条件转向add11地址,在2KB范围内转移
SJMP rel ;PC+2+rel→PC,相对转移,rel是偏移量,8 位有符号
数,范围-128~127,即可向后跳转128,向前可跳转127
JMP @A+DPTR ;A+DPTR→PC ,属散转指令,无条件转向A与DPTR内容相
加后形成的新地址
例1 执行指令
LJMP 9100H
不管这条指令存放在哪里,执行时将使程序转移到9100H,和AJMP,SJMP指令是有差别的。
例2 程序
2000H MOV R0 , #10H ;10H→PC
2002H SJMP 03H ;PC+2+rel=2002H+2+03H=2007H→PC
┇ ┇
2006H ┇
2007H ┇
从说明中可见,执行SJMP 03H 指令后,马上跳转到2007H地址执行程序。
2.条件转移指令(8条)
条件转移指令是根据某种特定条件转移的指令。条件满足时转移,条件不满足时则顺序
执行下面的指令。
JZ rel ;A=0转向PC+2+rel→PC,A≠0顺序执行
JNZ rel ;A≠转向PC+2+rel→PC ,A=0顺序执行
CJNE A, direct, rel ;A≠ (direct)转向PC+3+rel→PC且当A>(direct),Cy=0
;当A<(direct),Cy=1
;否则A=(direct),PC+3→PC即顺序执行
CJNE A, #data, rel ;A data P转向PC+3+rel→PC且当A >data,Cy=0
;当A ;A=data,PC+3→PC顺序执行
CJNZ Rn, #data, rel ;Rn≠data转向PC+3+rel→PC
;且当Rn>data,Cy=0,当Rn;Rn=data,PC+3→PC顺序执行
CJNE @Ri,#data, rel ;(Ri) ≠data ,PC+3+rel→PC
;且当(Ri)>data ,Cy=0,当(Ri);(Ri)=data, PC+3→PC顺序执行
DJNZ Rn, rel ;Rn-1→Rn ,Rn ≠0转向PC+2+rel→PC
;Rn=0,PC+2→PC顺序执行
DJNZ direct, rel ;(direct)-1→(direct),(direct) ≠0转向 PC+2+rel
→PC
;(direct)=0 ,PC+2→PC顺序执行
注意:
1)CJNE类指令借用进位标志Cy作为比较结果的标志位。从指令中可知,目的 *** 作数内容小于原 *** 作数内容Cy置1,反之Cy清0,该类指令多用于分支程序。
2) DJNZ指令执行时Rn或direct先减1,然后再判断Rn或direct内容是否等于0。不为0则转,为0顺序执行。DJNZ用在循环程序中,控制循环次数很方便。
3) JZ和JNZ的 *** 作数只有一个,是对A的内容的进行判断的指令。
例1 以下程序的循环次数是多少,最后(R0)=?
MOV R0 , #0
LL: ┇
DJNZ R0 , LL
分析:由于DJNZ是减1再判断大小的,因为R0=0,所以第一次执行DJNZ R0 , LL后R0=FFH=255,则程序要执行的次数为256次,R0最后的值为0。
解:程序要循环的次数为256次,最后R0=0
3.调用、返回、控 *** 作指令
在程序设计中,常常要把具有一定功能的公用程序编制成子程序。当主程序转至子
程序时用调用指令,而在子程序的最后安排一条返回指令,使执行完子程序后再返回到主程序。
(1) LCALL addr16 ;调用入口地址为addr16的子程序
这是一条长调指令,可调用64KB范围内的子程序,因此,可放在程序的任何位置。
指令的执行过程分两步:第一步把断点(当前执行指令的下一条指令地址)压入堆栈。第二步将调用的子程序的入口地址装入PC。即addr16(16位地址)→PC,转向执行子程序。
(2) ACALL addr11 ;子程序入口地址为addr11的子程序
这是一条短调指令,只能实现2KB范围内的子程序的调用。其指令执行过程与LCALL
指令一样。但是需要注意的是:ACALL中addr11只占用PC的PC.0~PC.10位。
(3) RET ;放在子程序最后,使程序准确返回到主程序断点处
执行过程为:(SP)→PC.8~PC.15断点地址高字节送入PC
SP-1→SP,(SP) →PC.0~PC.7断点低字节送入PC,
这时PC中为主程序断点地址,程序准确返回到调用指令的下一条。
例 设SP=62H,(62H)=07H,(61H)=30H,执行指令RET
结果:SP=60H,(PC)=0730H,CPU从0730H开始执行程序。
(4) RETI ;中断返回指令
该指令用于中断服务程序,使中断程序结束后准确返回到主程序断点处,执行过程同RET,它还能清除优先级状态。
(5) NOP ;空 *** 作
执行该指令时,CPU只进行取指令、译码,而不进行任何 *** 作,故称为控 *** 作。常用于产生一个机器周期延时。
位 *** 作指令
MCS-51单片机的特色之一是具有很强的位处理功能。位 *** 作指令又称为布尔指令,其功能是对内部RAM中可进行位 *** 作的区域进行位 *** 作。
在进行位 *** 作时,位累加器C即进位标志Cy,位地址是片内RAM字节地址20H~2FH单元中连续的128个位(位地址00H~7FH)和部分功能寄存器。凡SFR中字符等地址能被8整除的特殊功能寄存器都具有可寻址的位地址,其中ACC(位地址E0H~E7H),B(位地址F0H~F7H)和片内RAM中128个位都可作软件标志或存储位变量。
1. 位数据传送类指令(2条)
MOV C , bit ;(bit) →C,寻址位的状态送入C
MOV bit , C ;C→(bit),C的状态送入位地址中
2. 位修正指令(6条)
CLR C ;0→C, 清0累加器
CLR bit ;0→(bit);清0寻址位
CPL C ;/C→C,取反
CPL bit ;(/bit) →(bit),寻址位取反
SETB C ;1→C,C置1
SETB bit ;1→ (bit),寻址位置1
3. 位逻辑运算指令(4条)
ANL C , bit ;C∩(bit) →C,寻址位和C“与”,结果放在C
ANL C , /bit ;C∩(/bit) →C,寻址位的非和C“与”,结果放在C
ORL C , bit ;C∪(bit) →C,寻址位和C“或”,结果放在C
ORL C , /bit ;C∪(bit) →C,寻址位和C的非“或”,结果放在C
4. 位条件转移指令(5条)
JC rel ;C=1转向PC+2+rel→PC
C=0顺序执行PC+2→PC
JNC rel ;C=0转向PC+2+rel→PC
C=1顺序执行PC+2→PC
JB bit , rel ;(bit) =1转向PC+3+rel→PC
(bit) =0顺序执行PC+3→PC
JNB bit , rel ;(bit) =0转向PC+3+rel→PC
(bit) =1顺序执行PC+3→PC
JBC bit , rel ;(bit) =1转向PC+3+rel→PC;同时0→(bit)
(bit) =0顺序执行PC+3→PC
注意:JBC与JB指令区别,前者转移后并把寻址位清0,后者只转移不清0寻址位。
例1 设P1为输入口,P3.0作输出线,执行下列指令:
MOV C , P1.0 ;(P1.0) →C
ANL C , P1.1 ;(C)∩(P1.1) →C
ANL C , /P1.32 ;(C)∩(/P1.2) →C
MOV P3.0 , C ;C→P3.0
结果是:P3.0=(P1.0) ∩(P1.1) ∩(/P1.2)
例2 用位 *** 作指令编程计算逻辑方程
P1.5=ACC.0 ∩ (B.0∪P1.2) ∪P1.3
解: MOV C , B.0 ;B.0→C
ORL C , P1.2 ;C∪P1.2→C 即B.0+P1.2→C
ANL C , ACC.0 ;C∩ACC.0→C 即ACC.0∩(B.0∪P1.2)→C
ORL C , P1.3 ;C∪P1.3→C 即 ACC.0∩(B.0∪P1.2)∪P1.3→C
MOV P1.5 , C ;C→P1.5
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)