理学指令系统福建专升本电子类复习资料专升本电子类复习资料.pptx
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1、要求:掌握 MCS-51 单片机的寻址方式及各种寻址方式可用的存贮空间。学会简单的单片机应用程序的设计方法。2.1 2.1 汇编语言汇编语言2.1.1 2.1.1 指令和程序设计语言指令和程序设计语言2.1.2 2.1.2 指令格式指令格式BACK2.1.1 2.1.1 指令和程序设计语言指令和程序设计语言指令:指令:是是CPU根据人的意图来执行某种操作的命令。根据人的意图来执行某种操作的命令。程序设计语言:程序设计语言:是实现人机交换信息的基本工具,是实现人机交换信息的基本工具,分为机器语言、汇编语言和高级语言。分为机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言:机器语言:用二进制编码表示每条指令,
2、是计算机用二进制编码表示每条指令,是计算机能直接识别和执行的语言。能直接识别和执行的语言。汇编语言:汇编语言:是用助记符、符号和数字等来表示指令是用助记符、符号和数字等来表示指令的程序设计语言。它与机器语言指令是一一对应的。的程序设计语言。它与机器语言指令是一一对应的。BACK2.1.2 2.1.2 指令格式指令格式89S51汇编语言指令格式汇编语言指令格式操作码操作码 目的操作数目的操作数,源操作数,源操作数;注释;注释汇编语言指令对应的二进制代码格式汇编语言指令对应的二进制代码格式单字节指令单字节指令双字节指令双字节指令三字节指令三字节指令BACK单字节指令单字节指令1、指令码中隐含着对某
3、一种寄存器的操作、指令码中隐含着对某一种寄存器的操作如:指令如:指令“INC DPTR”的指令代码格式为:的指令代码格式为:A3H=1 0 1 0 0 0 1 12、由指令中的、由指令中的rrr三位的不同编码指定某三位的不同编码指定某一寄存器一寄存器如:指令如:指令“MOV A,Rn”的指令代码格式为:的指令代码格式为:1 1 1 0 1 r r r BACK双字节指令双字节指令用一个字节表示操作码,另一个字节表用一个字节表示操作码,另一个字节表示操作数或操作数所在的地址。示操作数或操作数所在的地址。格式为:格式为:操作码操作码立即数或地址立即数或地址BACK三字节指令三字节指令一个字节操作码
4、,两个字节操作数。一个字节操作码,两个字节操作数。格式为:格式为:BACK立即数或地址立即数或地址操作码操作码立即数或地址立即数或地址2.2 2.2 寻址方式寻址方式什么是寻址方式?什么是寻址方式?所谓寻址就是寻找指令中操作数或操作数所谓寻址就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址,其目的就是要对操作数进行运算,所在的地址,其目的就是要对操作数进行运算,之后的操作结果根据地址存放在相应的寄存器之后的操作结果根据地址存放在相应的寄存器或存储器单元中。或存储器单元中。BACK符号注释符号注释Rn(n=0-7):当前选中的工作寄存器组:当前选中的工作寄存器组R0-R7。Ri(I=0,1):作为地址指针
5、的两个工作寄存器:作为地址指针的两个工作寄存器R0,R1。#data:8位立即数。位立即数。#data16:16位立即数。位立即数。direct:8位片内位片内RAM单元(包括单元(包括SFR)的直接地址。)的直接地址。addr11:11位目的地址,用于位目的地址,用于ACALL和和AJMP指令中。指令中。addr16:16位目的地址。用于位目的地址。用于LCALL和和LJMP指令中。指令中。rel:补码表示的:补码表示的8位地址偏移量。范围:位地址偏移量。范围:-128-+127D。bit:片内:片内RAM或或SFR的直接寻址位地址。的直接寻址位地址。:间接寄存器的符号。:间接寄存器的符号。
6、/:位操作指令中对该位先取反再参与操作,不影响原值。:位操作指令中对该位先取反再参与操作,不影响原值。():中的内容。中的内容。():指出的地址单元中的内容。指出的地址单元中的内容。:将左边的内容送于右边的单元。多一个将左边的内容送于右边的单元。多一个,则其右边的(),则其右边的()少一个。少一个。$:当前指令的地址。当前指令的地址。BACK寻址方式的种类:寻址方式的种类:1、寄存器寻址、寄存器寻址2、直接寻址、直接寻址3、立即数寻址、立即数寻址4、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址 5、变址寻址、变址寻址6、相对寻址、相对寻址 7、位寻址、位寻址BACK1、寄存器寻址、寄存器寻址寄存器寻址:寄存
7、器寻址:由指令指出寄存器组由指令指出寄存器组R0R7中的某一个或其他寄存器中的某一个或其他寄存器(A,B,DPTR等等)的内的内容作为操作数。容作为操作数。例如:例如:MOV A,R0;(R0)A MOV P1,A;(A)P1口 ADD A,R0;(A)+(R0)ABACK2、直接寻址、直接寻址直接寻址方式:直接寻址方式:在指令中直接给出操作数所在存储在指令中直接给出操作数所在存储单元的地址。指令中操作数部分是操作数所在地址。单元的地址。指令中操作数部分是操作数所在地址。直接寻址方式可访问片内直接寻址方式可访问片内RAM的的128个单元以及所有个单元以及所有的的SFR。对于。对于SFR,既可以
8、使用它们的地址,也可以,既可以使用它们的地址,也可以使用它们的名字。使用它们的名字。例如:例如:MOV A,3AH;(3A)A MOV A,P1;(P1口口)A 或:或:MOV A,90H;90H是是P1口的地址口的地址BACK说明:(1)比较以下三条指令INC AINC ACC ;ACC是SFR中的一个INC 0E0HA、ACC、0E0H是累加器的三种表示形式。是寄存器寻址;是直接寻址,但都表示累加器的内容自加1,即执行结果相同。(2)注意区别字节地址和位地址。如:MOV A,20HMOV C,20H ;(20H)Cy 形式相同,但结果不同,因为中的20H为字节地址,中的20H为位地址。3、
9、立即数寻址、立即数寻址立即数寻址:立即数寻址:指令操作码后面紧跟的是一字节或两指令操作码后面紧跟的是一字节或两字节操作数,用字节操作数,用“#”号表示,以区别直接地址。号表示,以区别直接地址。例如:例如:MOV A,3AH;(;(3AH)AMOV A,#3AH;3AHAMOV DPTR,#2000H;2000HDPTR ;(;(DPH)=20H ;(;(DPL)=00H【思考】如下一条指令对否?MOV PC,#2000H BACK4、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址 寄存器间接寻址:寄存器间接寻址:操作数的地址事先存放在某个寄操作数的地址事先存放在某个寄存器中,寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容
10、作为存器中,寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容作为地址,由该地址所指定的单元内容作为操作数。地址,由该地址所指定的单元内容作为操作数。89S51规定规定R0或或R1为间接寻址寄存器,它可寻址内为间接寻址寄存器,它可寻址内部地址部地址RAM低位的低位的128B单元内容单元内容和片外和片外RAM低低256B单元单元。还可采用。还可采用DPTR作为间接寻址寄存器,寻作为间接寻址寄存器,寻址外部数据存储器的址外部数据存储器的64KB空间。空间。堆栈操作指令堆栈操作指令(PUSH、POP)也属于寄存器间接寻址方式,即把也属于寄存器间接寻址方式,即把SP作间址寄存器。作间址寄存器。BACK例如:例如:将片
11、内RAM 65H单元内容47H送A,可执行指令“MOV A,R0”。其中R0内容为65H。如图所示:65H47HR0A47H数据存储器数据存储器地址65H以指令中所指定以指令中所指定的的R0内容内容(65H)为指针)为指针将片内将片内RAM 65H单元内容单元内容47H送送ABACK5、变址寻址、变址寻址(基址寄存器基址寄存器+变址寄存器间接寻址变址寄存器间接寻址)变址寻址:变址寻址:以某个寄存器的内容为基地址,在这个基地址的基础上加上地址偏移量形成真正的操作数地址。89S51中采用DPTR或PC为变址寄存器,A的内容为地址偏移量。变址寻址只能访问程序存储器,访问范围为64KB。BACK只有两
12、条指令:MOVC A,A+PC;(A)+(PC)AMOVC A,A+DPTR;(A)+(DPTR)A 例如:例如:MOVC A,A+DPTR;(A)+(DPTR)A如图所示如图所示1EH0302HROMDPTRAA02F1H11H1EH+DPTR内容与内容与A的内容之的内容之和为程序存储器地址和为程序存储器地址程序存储器内容送程序存储器内容送ABACK6、相对寻址、相对寻址 相对寻址:相对寻址:以程序计数器以程序计数器PC的当前值(指的是从程序存储的当前值(指的是从程序存储器中取出转移指令后的器中取出转移指令后的PC值,也可以说是正在值,也可以说是正在执行指令的下一条指令的地址)作为基地址,执
13、行指令的下一条指令的地址)作为基地址,与指令中给出的相对偏移量进行相加,把所得与指令中给出的相对偏移量进行相加,把所得之和作为程序的转移地址。之和作为程序的转移地址。51单片机中的控制转移类指令都属于此种寻址单片机中的控制转移类指令都属于此种寻址方式。方式。BACK 如在程序存储器中2000H单元有一条双字节的相对转移指令“SJMP 75H”。其操作示意图如图25所示。程序存储器2000H、2001H单元的内容80H、75H是“SJMP 75H”的机器语言代码。实际编程中偏移量75H用标号表示,省去我们手工计算转移地址的麻烦,如:SJMP LOOP LOOP:7、位寻址、位寻址位寻址:位寻址:
14、采用位寻址方式的指令的操作数是8位二进制数中的某一位,指令中给出的是位地址。位地址在指令中用bit表示。例如:CLR bit;位地址的两种表示方法:位地址的两种表示方法:直接使用位地址,如D3H;直接用寄存器名字加位数,如PSW.3。位寻址区域:位寻址区域:片内RAM的20H-2FH的16个单元中的128位;字节地址能被8整除的SFR。BACK表表2-2 操作数寻址方式和有关空间操作数寻址方式和有关空间BACKBACKMCS-51MCS-51指令系统可分为五大类指令系统可分为五大类1 1 数据传送指令:数据传送指令:2929条条2 2 算术运算指令:算术运算指令:2424条条3 3 逻辑运算及
15、移位指令:逻辑运算及移位指令:2424条条4 4 控制转移指令:控制转移指令:1717条条5 5 位操作指令(布尔操作):位操作指令(布尔操作):1717条条Back 2.3.1 2.3.1 数据传送指令数据传送指令Back 数据传送指令是MCS-51单片机汇编语言程序设计中使用最频繁的指令,包括内部 RAM、寄存器、外部RAM以及程序存储器之间的数据传送。数据传送操作是指把数据从源地址传送到目的地址,源地址内容不变,同时很少的数据传送指令会影响PSW的结果。Back 1.1.以累加器以累加器A A为目的操作数的指令为目的操作数的指令 (4(4条条,即即4 4种寻址方式种寻址方式)2.2.以寄
16、存器以寄存器RnRn为目的操作数的指令(为目的操作数的指令(3 3条)条)3.3.以直接地址为目的操作数的指令(以直接地址为目的操作数的指令(5 5条)条)4.4.以间接地址为目的操作数的指令(以间接地址为目的操作数的指令(3 3条)条)5.5.十六位数据传送指令十六位数据传送指令(1(1条条)6.6.查表指令(查表指令(2 2条)条)7.7.累加器累加器A A与片外与片外RAMRAM传送指令传送指令(4(4条条)8.栈操作指令(二条)9.9.交换指令交换指令(4(4条条)2.3.1.1 内部数据传送指令内部数据传送指令格式:MOV dst,src;(src)dst或者,(dst)=(src)
17、各操作数间传送关系如下图所示。说明:(1)立即数不能作dst。(2)direct可以作dst;direct之间还可以互相传送数据,提高了数据传送的速度和效率。(3)无Rn和Rn之间数据传送的指令。Back1.1.以累加器以累加器A A为目的操作数的指令为目的操作数的指令(4(4条条,即即4 4种寻址方式种寻址方式)例:例:MOV A MOV A,#30H#30H ;(;(A A)=30H=30H MOV A MOV A,30H 30H ;(;(A A)=11H=11H MOV A MOV A,R1 R1 ;(;(A A)=11H=11H MOV A MOV A,R1 R1 ;(;(A A)=3
18、0H=30H 2 2、以寄存器、以寄存器RnRn为目的操作数的指令(为目的操作数的指令(3 3条)条)Back如:(如:(A A)=78H=78H,(,(R5R5)=47H=47H,(,(70H70H)=F2H=F2H,执行指令:,执行指令:MOV R5MOV R5,A A ;(;(A A)R5R5,(R5R5)=78H=78HMOV R5MOV R5,70H 70H;(;(70H70H)R5R5,(R5R5)=F2H=F2HMOV R5MOV R5,#A3H#A3H;A3HA3HR5R5,(R5R5)=A3H=A3H注注意意,在在89S5189S51指指令令系系统统中中没没有有“MOV MO
19、V RnRn,RnRn”传送指令。传送指令。Back 3 3、以直接地址为目的操作数的指令(、以直接地址为目的操作数的指令(5 5条)条)Back4 4、以间接地址为目的操作数的指令(、以间接地址为目的操作数的指令(3 3条)条)Back5 5、十六位数据传送指令十六位数据传送指令(1(1条条)这这条条指指令令的的功功能能是是把把1616位位常常数数送送入入DPTRDPTR。DPTRDPTR由由DPHDPH和和DPLDPL组成。组成。BackBack【例 2 1】已 知:Ri=32H,(30H)=AAH,(31H)=BBH,(32H)=CCH,请问执行下列指令后累加器A、50H单元、R6、32
20、H单元和P1口中的内容是什么?MOV A,30H;A=(30H)=AAHMOV 50H,A;(50H)=(A)=AAHMOV R6,31H;R6=(31H)=BBHMOV P1,32H;P1=(32H)=CCHMOV R1,#30H;(R1)=(32H)=30HMOV A,R1;A=(R1)=30H所以,(A)=30H,(50H)=AAH,(R6)=BBH,(32H)=30H,(P1)=CCH。2.3.1.2 查表指令(查表指令(2条)条)ROM的字节传送指令的字节传送指令属于变址寻址指令,所查的表格存放在程属于变址寻址指令,所查的表格存放在程序存储器中,以序存储器中,以DPTRDPTR和和P
21、CPC作基地址即起始作基地址即起始地址,累加器地址,累加器A A为偏移量,分为偏移量,分2 2种:种:Back基地址寄存器+变址寄存器间接寻址PC+A(程序存储器0-64K)基地址寄存器+变址寄存 器间接寻址DPTR+A(程序存储器0-64K)A寄存器图图2-7 2-7 程序存贮器传送(查表)程序存贮器传送(查表)例:执行下面程序段后结果如何?执行下面程序段后结果如何?MOV DPTR,#2000H MOV DPTR,#2000H;(;(DPTRDPTR)=2000H=2000HMOV A ,#0AH MOV A ,#0AH ;(;(A A)=0AH=0AHMOVC MOVC A A ,A+D
22、PTR A+DPTR ;(A A)=(A A)+(DPTRDPTR)=(200AH200AH)则:则:(A)=(200AH)=11H(A)=(200AH)=11H例例:所以,最后结果为:所以,最后结果为:(A)=01 (A)=01 (R0)=01 (PC)=1004(R0)=01 (PC)=1004Back2.3.1.3 外部外部RAM的字节数据传送指令的字节数据传送指令(4条)条)I/O指令指令Back1.MCS51没有专门的I/O指令,它只能通过这种方式与外RAM或外设打交道,其中,前两条指令是输入指令,后两条是输出指令。2.外部RAM的数据传送,只能通过累加器A进行。第第2 2,4 4两
23、两条条指指令令以以DPTRDPTR为为片片外外数数据据存存储储器器1616位位地地址址指指针针,寻寻址址范范围围达达64KB64KB。其其功功能能是是DPTRDPTR所所指指定定的的片片外外数数据据存存储储器器与与累累加加器器A A之之间间传送数据。传送数据。第第1 1,3 3两两条条指指令令是是用用R0R0或或R1R1作作低低8 8位位地地址址指指针针,由由P0P0口口送送出出,寻寻址址范范围围是是256256字字节节。这这两两条条指指令令完完成成以以R0R0或或R1R1为为地地址址指指针针的的片片外外数数据据存存储器与累加器储器与累加器A A之间的传送数据。之间的传送数据。上述四条指令的操
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