單片機(jī)原理及應(yīng)用教程.ppt

第3章 MCS-51指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 3.1 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3.2 尋址方式 3.3 指令系統(tǒng) 3.4 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3.5 程序設(shè)計(jì)實(shí)例,指令系統(tǒng)是一種CPU所能直接執(zhí)行的所有命令的集合，CPU的主要功能是由它的指令系統(tǒng)來(lái)體現(xiàn)的。 3.1 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)共有111條指令，其中有49條單字節(jié)指令、45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令。 MCS-51的指令系統(tǒng)中有64條指令的執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期（12個(gè)振蕩周期），45條指令的執(zhí)行時(shí)間為兩個(gè)機(jī)器周期。 3.1.1 指令格式 MCS-51指令系統(tǒng)中的每一條指令都有兩級(jí)指令格式： CPU可直接識(shí)別并執(zhí)行的機(jī)器語(yǔ)言指令。 匯編語(yǔ)言指令（簡(jiǎn)稱匯編指令）。 機(jī)器語(yǔ)言指令由二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”編碼而成，也稱目標(biāo)代碼，執(zhí)行速度最快。,匯編語(yǔ)言指令是在機(jī)器語(yǔ)言指令的基礎(chǔ)上，用英文單詞或英文單詞縮寫表示機(jī)器語(yǔ)言指令的操作碼（助記符），用符號(hào)表示操作數(shù)或操作數(shù)的地址。匯編語(yǔ)言指令實(shí)際上是符號(hào)化的機(jī)器語(yǔ)言。 MCS-51匯編語(yǔ)言指令格式由以下幾個(gè)部分組成： 標(biāo)號(hào)： 操作碼 目的操作數(shù) ,源操作數(shù) ；注釋 其中， 中的項(xiàng)表示為可選項(xiàng)。 標(biāo)號(hào)：又稱為指令地址符號(hào)，一般是由16個(gè)字符組成，以字母開頭的字母數(shù)字串，與操作碼之間用冒號(hào)分開。 操作碼：是由助記符所表示的指令的操作功能。 操作數(shù)：是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。 注釋：是為該條指令作的說(shuō)明，以便于閱讀。 操作碼是指令的核心，不可缺少，其他幾項(xiàng)根據(jù)不同指令為可選項(xiàng)。,3.1.2 指令分類及符號(hào)說(shuō)明 1. 指令分類 MSC-51的指令系統(tǒng)共有111條指令，分為五大類： (1) 數(shù)據(jù)傳送指令：片內(nèi)RAM、片外RAM、程序存儲(chǔ)器的傳送指令，交換及堆棧指令。 (2) 算術(shù)運(yùn)算類：加法、帶進(jìn)位加、減、乘、除、加1、減1指令。 (3) 邏輯運(yùn)算類：邏輯與、或、異或、測(cè)試及移位指令。 (4) 控制程序轉(zhuǎn)移類：無(wú)條件轉(zhuǎn)移與調(diào)用、條件轉(zhuǎn)移、空操作指令。 (5) 布爾變量操作類：分為位數(shù)據(jù)傳送、位與、位或、位轉(zhuǎn)移指令。 2. 符號(hào)說(shuō)明 #data：表示指令中的8位立即數(shù)（data)，“#”表示后面的數(shù)據(jù)是立即數(shù)。 #data16：表示指令中的16位立即數(shù)。 direct：表示位內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元的地址。,Rn：n=07，表示當(dāng)前選中的寄存器區(qū)的8個(gè)工作寄存器R0R7。 Ri：i=0或1，表示當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個(gè)寄存器R0、R1，可作地址指針即間址寄存器。 Addr11：表示11位的目的地址。 Addr16：表示16位的目的地址。 rel：表示一個(gè)補(bǔ)碼形式的位帶符號(hào)的偏移量。用于SJMP和所有的條件轉(zhuǎn)移指令中。 DPTR：為數(shù)據(jù)指針，可用作16位的地址寄存器。 bit：內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧?/：位操作數(shù)的前綴，表示對(duì)該位操作數(shù)取反。 A：累加器ACC。 B：專用寄存器，用于MUL和DIV指令中。 C：進(jìn)位/借位標(biāo)志位，也可作為布爾處理機(jī)中的累加器。 ：間址寄存器或基址寄存器的前綴。,$：當(dāng)前指令的首地址。 ：表示將箭頭右邊的內(nèi)容傳送至箭頭的左邊。 3.2 尋址方式 所謂尋址方式就是尋找或獲得操作數(shù)的方式。 MCS-51指令系統(tǒng)的尋址方式有以下7種： 1. 立即尋址 在立即尋址方式中，操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中。操作數(shù)前加“#”號(hào)表示，也稱立即數(shù)。指令的操作數(shù)可以是8位或16位數(shù)。 例如： MOV A, #26H ; A26H 指令執(zhí)行結(jié)果：（A）=26H，即把立即數(shù)26H直接送到A中。 2. 直接尋址 在直接尋址方式中，操作數(shù)的單元地址直接出現(xiàn)在指令中，這一尋址方式可進(jìn)行內(nèi)部存儲(chǔ)單元的訪問。它包括：,(1) 特殊功能寄存器地址空間。這也是惟一可尋址特殊功能寄存器（SFR）的尋址方式。 例如：MOV TCON, A 指令執(zhí)行結(jié)果：A的內(nèi)容傳送給寄存器TCON。 (2) 內(nèi)部RAM的低128字節(jié) 例如： MOV A, 76H 指令執(zhí)行結(jié)果：內(nèi)部RAM地址為76H單元的內(nèi)容傳送給A。 3. 寄存器尋址 在寄存器尋址方式中，寄存器中的內(nèi)容就是操作數(shù)。 例如： MOV A, R1; A(R1) 指令執(zhí)行結(jié)果：把寄存器R1中的內(nèi)容送到累加器A中。,4. 寄存器間接尋址 在寄存器間接尋址方式中，指定寄存器中的內(nèi)容是操作數(shù)的地址，該地址對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容才是操作數(shù)。 例如 MOV A, R0 該指令的功能是將R0所指3FH單元中內(nèi)容45H送A中，執(zhí)行結(jié)果：(A)=45H。 16位數(shù)據(jù)指針DPTR作為間址寄存器。 訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，用當(dāng)前工作寄存器R0和R1作間址，即R0、R1，在堆棧操作中則用堆棧指針SP作間址。 例如： MOVX A, R1 MOVX DPTR, A,5. 變址尋址 變址尋址方式是以程序指針PC或數(shù)據(jù)指針DPTR為基址寄存器，以累加器A作為變址寄存器，兩者內(nèi)容相加（即基地址+偏移量）形成16位的操作數(shù)地址，變址尋址方式主要用于訪問固化在程序存儲(chǔ)器中的某個(gè)字節(jié)。 變址尋址方式有兩類： (1) 用程序指針PC作基地址，A作變址，形成操作數(shù)地址：A+PC。 (2) 用數(shù)據(jù)指針DPTR作基地址，A作變址，形成操作數(shù)地址：A+DPTR。 6. 相對(duì)尋址 相對(duì)尋址是以程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值作為基地址，與指令中的第二字節(jié)給出的相對(duì)偏移量rel進(jìn)行相加，所得和為程序的轉(zhuǎn)移地址。,7. 位尋址 MCS-51系列單片機(jī)中有獨(dú)立的性能優(yōu)越的布爾處理器，包括位變量操作運(yùn)算器、位累加器和位存儲(chǔ)器，可對(duì)位地址空間的每個(gè)位進(jìn)行位變量傳送、狀態(tài)控制、邏輯運(yùn)算等操作。位地址包括：內(nèi)部RAM地址空間的可進(jìn)行位尋址的128位和SFR地址空間的可位尋址的11個(gè)8位寄存器的88位。位尋址給出的是直接地址。 3.3 指令系統(tǒng) 3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 1. 數(shù)據(jù)傳送類指令的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)傳送指令是最常用的一類指令，共有29條，可以通過(guò)累加器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，還可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間或工作寄存器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 2. 數(shù)據(jù)傳送類指令 (1) 片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送指令,1) 以累加器A為目的操作數(shù)的指令有以下形式： MOV A, Rn ; A（Rn） 源操作數(shù)為寄存器尋址 MOV A, Ri; A(Ri) 源操作數(shù)為寄存器間接尋址 MOV A, direct ; A(direct) 源操作數(shù)為直接尋址 MOV A, #data ; Adata 源操作數(shù)為立即尋址 該組指令的功能是把源操作數(shù)傳送給累加器A。 2) 以工作寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令有以下形式： MOV Rn, A ; Rn(A) MOV Rn, direct; Rn(direct) MOV Rn, #data; Rndata,3) 以直接地址為目的操作數(shù)的指令有以下形式： MOV direct, A MOV direct, Rn MOV direct, direct MOV direct, Ri MOV direct, #data 4) 以間接地址為目的操作數(shù)的指令： MOV Ri, A MOV Ri, direct MOV Ri, #data 該組指令的功能：把源操作數(shù)所指定的內(nèi)容傳送至以R0或R1為地址指針的片內(nèi)RAM單元中。 5) 16位數(shù)據(jù)傳送指令有以下惟一形式： MOV DPTR, #data16 該指令的功能：把16位立即數(shù)傳送至16位數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR。,(2) 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令有以下形式： MOVX A, Ri ; A(Ri)，為寄存器間接尋址 MOVX A, DPTR ; A(DPTR)，為寄存器間接尋址 MOVX R, A ; (Ri)(A) MOVX DPTR, A ; (DPTR)(A) 單片機(jī)內(nèi)部與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是通過(guò)累加器A進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。 (3) 程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送指令 程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送指令有以下兩種形式： MOVC A, A+PC MOVC A, A+DPTR,(4) 數(shù)據(jù)交換指令 數(shù)據(jù)交換指令有以下形式： 1) 字節(jié)交換指令： XCH A， Rn ; A的內(nèi)容與Rn的內(nèi)容交換 XCH A, Ri; A的內(nèi)容與(Ri)的內(nèi)容交換 XCH A, direct ; A的內(nèi)容與(direct)的內(nèi)容交換 2) 低半字節(jié)交換指令： XCHD A, Ri ; A的低四位與(Ri)的低四位交換 3) 累加器A的高、低半字節(jié)交換指令： SWAP A ; A的低四位與高四位互換 (5) 堆棧操作指令 堆棧操作指令有以下形式： PUSH direct; SP(SP)+1（先指針加1） ; (SP)(direct)（再壓棧）,POP direct; (SP)(direct)（先彈出） ; SP(SP)-1（再指針減1） PUSH指令是入棧（或稱壓?；蜻M(jìn)棧）指令，其功能是先將堆棧指針SP的內(nèi)容加1，然后將直接尋址direct單元中的數(shù)壓入到SP所指示的單元中。 POP是出棧（或稱彈出）指令，其功能是先將堆棧指針SP所指示的單元內(nèi)容彈出到直接尋址direct單元中，然后將SP的內(nèi)容減1，SP始終指向棧頂。 3.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令 1. 算術(shù)運(yùn)算類指令特點(diǎn) 算術(shù)運(yùn)算類指令共有24條，包括加、減、乘、除4種基本的算術(shù)運(yùn)算指令。 該類指令的主要功能： (1) 對(duì)8位無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行直接的運(yùn)算。 (2) 借助溢出標(biāo)志對(duì)有符號(hào)的二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行加減運(yùn)算。 (3) 借助進(jìn)位標(biāo)志，可以實(shí)現(xiàn)多字節(jié)的加減運(yùn)算。,(4) 對(duì)壓縮的BCD數(shù)進(jìn)行運(yùn)算（壓縮BCD數(shù)，是指在1個(gè)字節(jié)中存放2位BCD數(shù)）。 (5) 算術(shù)運(yùn)算指令對(duì)程序狀態(tài)字PSW中的Cy、AC、OV三個(gè)標(biāo)志都有影響，根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果可將它們置1或清除。但是加1和減1指令不影響這些標(biāo)志。 算術(shù)運(yùn)算類指令用到的助記符有：ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC、DA、MUL和DIV八種 。 2. 加法指令 (1) 不帶進(jìn)位的加法指令 不帶進(jìn)位的加法指令有以下形式： ADD A, #data ; A(A)+data ADD A, direct ; A(A)+(direct) ADD A, Rn ; A(A)+(Rn) ADD A, Ri ; A(A)+(Ri) 這4條指令的功能是完成A中的數(shù)與源操作數(shù)所確定的內(nèi)容按二進(jìn)制運(yùn)算相加，其和送入目的操作數(shù)累加器A中。,(2) 帶進(jìn)位加法指令 帶進(jìn)位加法指令有以下形式： ADDCA, Rn; A(A)+(Rn)+Cy ADDCA, Ri; A(A)+(Ri)+Cy ADDCA, direct; A(A)+(direct)+Cy ADDCA, #data; A(A)+#data+Cy 該組指令的功能：將指令中指出的源操作數(shù)與A的內(nèi)容及進(jìn)位標(biāo)志位Cy的值相加，結(jié)果送A。此類指令常用于多字節(jié)加法算中。 (3) 加1指令 加1指令有以下形式： INCA; A(A)+1 INCRn; Rn(Rn)+1 INCdirect; (direct)(direct)+1,INCRi; (Ri)(Ri)+1 INCDPTR; DPTR(DPTR)+1 該組指令的功能：把操作數(shù)指定的單元或寄存器的內(nèi)容加1。 (4) 十進(jìn)制調(diào)整指令 十進(jìn)制調(diào)整指令有以下惟一形式： DAA; A(A)（BCD碼調(diào)整） 指令的功能：將存放于A中的兩個(gè)BCD碼（十進(jìn)制數(shù)）的和進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整，使A中的結(jié)果為正確的BCD碼數(shù)。 3. 減法指令 (1) 帶借位減法指令 帶借位減法指令有以下形式： SUBBA, Rn; A(A)-(Rn)-Cy SUBBA, Ri; A(A)-(Ri)-Cy SUBBA, direct; A(A)-(direct)-Cy SUBBA, #data; A(A)-data-Cy,該組指令的功能：從累加器A中減去源操作數(shù)指定的內(nèi)容和標(biāo)志位Cy，結(jié)果存入累加器A中。 (2) 減1指令 減1指令有以下形式： DEC A; A(A)-1 DEC Rn; Rn(Rn)-1 DEC Ri; (Ri)(Ri)-1 DEC direct; (direct)(direct)-1 該組指令的功能：將操作數(shù)指定的內(nèi)容減1。若操作數(shù)為00H，則減1后下溢為0FFH，不影響標(biāo)志位，只有DEC A影響標(biāo)志位P。 4. 乘法指令 乘法指令有以下惟一形式： MUL AB; AAB低字節(jié)，BAB高字節(jié),該指令的功能：把累加器A和寄存器B中的兩個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)相乘，乘積又送回A、B內(nèi)，A中存放低位字節(jié)，B中存放高位字節(jié)。 除法指令有以下惟一形式： DIVAB; A(A)/(B)（商），B(A)/(B)（余數(shù)） 該指令的功能：把A中的8位無(wú)符號(hào)數(shù)除以B中的8位無(wú)符號(hào)數(shù)，商存放在A中，余數(shù)存放在B中。Cy和OV均清0。若除數(shù)為0，執(zhí)行該指令后結(jié)果不定，并將OV置1。 3.3.3 邏輯運(yùn)算類指令 邏輯操作指令共24條，所有指令均對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算。 邏輯運(yùn)算類指令無(wú)進(jìn)位，一般不影響標(biāo)志位。 1. 雙操作數(shù)邏輯運(yùn)算指令 (1) 邏輯“與”指令 邏輯“與”指令有以下形式： ANLA, Rn; A(A)(Rn),ANLA, Ri; A(A)(Ri) ANLA, direct; A(A)(direct) ANLA, #data; A(A)data ANLdirect, A; (direct)(direct)(A) ANLdirect, #data; (direct)(direct)data 該組指令的功能：將源操作數(shù)和目的操作數(shù)按對(duì)應(yīng)位進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，并將結(jié)果存入目的地址（前4條指令為A，后2條指令為直接尋址的direct單元）中。 與運(yùn)算規(guī)則是：與“0”相與，本位為“0”（即屏蔽）；與“1”相與，本位不變。 邏輯“與”指令常用于屏蔽操作數(shù)中的某些位。 (2) 邏輯“或”指令,邏輯“或”指令有以下形式： ORL A, Rn; A(A)(Rn) ORL A, Ri; A(A)(Ri) ORL A, direct; A(A)(direct) ORL A, #data; A(A)data ORL direct, A; (direct)(direct)(A) ORL direct, #data; (direct)(direct)data 該組指令的功能：將源操作數(shù)和目的操作數(shù)按對(duì)應(yīng)位進(jìn)行邏輯“或”運(yùn)算，并將結(jié)果存入目的地址（前4條指令為A，后2條指令為直接尋址的direct單元）中。 或運(yùn)算規(guī)則是：與“1”相或，本位為“1”；與“0”相或，本位不變。,(3) 邏輯“異或”指令 邏輯“異或”指令有以下形式： XRL A, Rn; A(A)(Rn) XRL A, Ri; A(A)(Ri) XRL A, direct; A(A)(direct) XRL A, #data; A(A)data XRL direct, A; (direct)(direct)(A) XRL direct, #data; (direct)(direct)data 該組指令的功能是：將源操作數(shù)和目的操作數(shù)按對(duì)應(yīng)位進(jìn)行邏輯“異或”運(yùn)算，并將結(jié)果存入目的地址（前4條指令為A，后2條指令為直接尋址的direct單元）中。 異或運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則是：與“1”異或，本位為非（即求反）；與“0”異或，本位不變。,2. 單操作數(shù)邏輯運(yùn)算指令 單操作數(shù)邏輯運(yùn)算指令有以下形式： (1) 累加器A清0指令 CLRA; A0 (2) 累加器A求反指令 CPLA; A() 3. 累加器A循環(huán)移位指令 (1) 累加器A循環(huán)移位指令 累加器A循環(huán)移位指令有以下形式： RL A; A的各位依次左移一位，A.0A.7 RR A; A的各位依次右移一位，A.7A.0 該組指令不影響標(biāo)志位。 當(dāng)A的最高位（D7）為0時(shí)，執(zhí)行一次RL指令相當(dāng)于對(duì)A進(jìn)行一次乘2操作。,當(dāng)A的最低位（D0）為0時(shí)，執(zhí)行一次RR指令相當(dāng)于對(duì)A進(jìn)行一次除2操作。 (2) 帶進(jìn)位位Cy的累加器A循環(huán)移位指令 帶進(jìn)位位Cy的累加器A循環(huán)移位指令有以下形式： RLCA; A的各位依次左移一位，CyA.7，A.0Cy RRC A; A的各位依次右移一位，CyA.0，A.7Cy 3.3.4 控制轉(zhuǎn)移類指令 控制轉(zhuǎn)移指令共17條，可分為三類：無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令及子程序調(diào)用與返回指令。 1. 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 不受任何條件限制的轉(zhuǎn)移指令稱為無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令。MCS-51無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令有以下類型： (1) 長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令,長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令有以下惟一形式： LJMPaddrl6 ; PC(PC)+2; PCaddr16 該指令功能：把16位地址（addr16）送給PC，從而實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移。允許轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址在整個(gè)程序存儲(chǔ)器空間。 (2) 絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令 絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令有以下惟一形式： AJMPaddr11; PC(PC)+2 ; PC100addr100 ，PC1511不變 該指令功能：把PC當(dāng)前值（加2修改后的值）的高5位與指令中的11位地址拼接在一起，共同形成16位目標(biāo)地址送給PC，從而使程序轉(zhuǎn)移。 (3) 相對(duì)轉(zhuǎn)移指令（亦稱短轉(zhuǎn)移指令） 相對(duì)轉(zhuǎn)移指令有以下惟一形式： SJMPrel; PC(PC)+2+rel,該指令的功能：根據(jù)指令中給出的相對(duì)偏移量rel（相對(duì)于當(dāng)前PC=(PC)+2），計(jì)算出程序?qū)⒁D(zhuǎn)移的目標(biāo)地址（PC）+2+rel，把該目標(biāo)地址送給PC。 (4) 間接長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令（相對(duì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令） 間接長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令有以下惟一形式： JMPA+DPTR; PC(A)+(DPTR) 該指令也稱散轉(zhuǎn)指令，其功能是把累加器A中8位無(wú)符號(hào)數(shù)與數(shù)據(jù)指針DPTR的16位數(shù)相加，結(jié)果作為下一條指令地址送入PC，指令執(zhí)行后不改變A和DPTR中的內(nèi)容，也不影響標(biāo)志位。 2. 條件轉(zhuǎn)移指令 所謂條件轉(zhuǎn)移指令是指根據(jù)指令中給定的判斷條件決定程序是否轉(zhuǎn)移。,當(dāng)條件滿足時(shí)，就按指令給定的相對(duì)偏移量進(jìn)行轉(zhuǎn)移；否則，程序順序執(zhí)行。 MCS-51的條件轉(zhuǎn)移指令有以下類型： (1) 累加器判零轉(zhuǎn)移指令 累加器判零轉(zhuǎn)移指令有以下形式： JZrel JNZrel 這兩條指令均為雙字節(jié)指令，以累加器A的內(nèi)容是否為0作為轉(zhuǎn)移的條件。本指令執(zhí)行前，累加器A應(yīng)有確定的值。 (2) 比較不相等轉(zhuǎn)移指令 比較不相等轉(zhuǎn)移指令有以下形式： 1) 指令格式為： CJNEA, #data, rel 該指令的功能：若Adata，則PC(PC)+3+rel，且Cy=0（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。若(A)<data，則,PC(PC)+3+rel，且Cy=1（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。否則，PC(PC)+3且Cy=0（順序執(zhí)行）。 2) 指令格式為： CJNEA,direct, rel 該指令的功能：若(A)(direct)，則PC(PC)+3+rel，且Cy=0（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。若(A)data，則PC(PC)+3+rel，且Cy=0（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。若(Rn)<data，則PC(PC)+3+rel，且Cy=1（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。否則，PC(PC)+3且Cy=0（順序執(zhí)行）。 4) 指令格式為： CJNERi, data, rel,該指令的功能：若(Ri)data，則PC(PC)+3+rel，且Cy=0（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。若(Ri)<data，則PC(PC)+3+rel，且Cy=1（滿足條件相對(duì)轉(zhuǎn)移）。否則，PC(PC)+3且Cy=0（順序執(zhí)行）。 (3) 減1不為0轉(zhuǎn)移指令 減1不為0轉(zhuǎn)移指令有以下形式： DJNZRn,rel DJNZdirect,rel 該組指令中第一條指令為兩字節(jié)指令，第二條指令為三字節(jié)指令。 3. 空操作指令 空操作指令有以下惟一形式： NOP; PC(PC)+1 空操作指令是惟一的一條不使CPU產(chǎn)生任何操作控制的指令，NOP指令的功能是使程序計(jì)數(shù)器PC加1，在執(zhí)行時(shí)間上消耗12個(gè)時(shí)鐘周期 。,3.3.5 位操作類指令 位操作指令共17條，所有的位操作指令均采用位（直接）尋址方式，在進(jìn)行位操作時(shí)，MCS-51匯編語(yǔ)言中的位地址可用以下四種方式表示： (1) 直接位地址方式。 (2) 點(diǎn)操作符表示方式。 (3) 位名稱方式。 (4) 用戶定義名方式。 1. 位傳送指令 位傳送指令有以下形式： MOVC,bit; Cy(bit) MOVbit,C; (bit)（Cy） 指令中其中一個(gè)操作數(shù)必須是進(jìn)位標(biāo)志C，bit可表示任何直接位地址。,2. 位置位和復(fù)位指令 (1) 位置位指令 位置位指令有以下形式： SETBC; Cy1 SETBbit; (bit)1 (2) 位復(fù)位指令 位復(fù)位指令有以下形式： CLRC; Cy0 CLRbit; (bit)0 采用這類指令可以對(duì)布爾累加器C和指定位置1或清零。 3. 位邏輯運(yùn)算指令 (1) 位邏輯“與”指令 位邏輯“與”指令有以下形式： ANLC, bit; C(C)(bit) ANLC, /bit; C(C)(),該組指令的功能是：進(jìn)位標(biāo)志Cy與直接尋址位的布爾值進(jìn)行位邏輯“與”運(yùn)算，結(jié)果送入Cy。 (2) 位邏輯“或”指令 位邏輯“或”指令有以下形式： ORLC, bit; C(C)(bit) ORLC, /bit; C(C)() 該組指令的功能是：進(jìn)位標(biāo)志Cy與直接尋址位的布爾值進(jìn)行位邏輯“或”運(yùn)算，結(jié)果送入Cy。 (3) 位邏輯“非”指令 位邏輯“非”指令有以下形式： CPLC; Cy() CPLbit;(bit)() 該組指令的功能是：對(duì)進(jìn)位標(biāo)志Cy或直接尋址位bit的布爾值進(jìn)行位邏輯“非”運(yùn)算，結(jié)果送入Cy或bit。,4. 位條件轉(zhuǎn)移指令 (1) 位累加器Cy狀態(tài)判斷轉(zhuǎn)移指令 位累加器Cy狀態(tài)判斷轉(zhuǎn)移指令有以下形式： JCrel JNCrel 該組指令通常與CJNE指令一起使用，可以比較出兩個(gè)數(shù)的大小，從而形成大于、小于、等于三個(gè)分支。 (2) 位狀態(tài)判斷轉(zhuǎn)移指令 位狀態(tài)判斷轉(zhuǎn)移指令有以下形式： JBbit, rel JNBbit, rel JBCbit, rel 該組指令為三字節(jié)指令。,3.3.6 子程序調(diào)用與返回指令 在調(diào)用子程序過(guò)程中需要解決以下方面的問題： (1) 保護(hù)斷點(diǎn)。所謂斷點(diǎn)是指子程序調(diào)用指令的下一條指令的第一個(gè)字節(jié)地址。 (2) 建立子程序入口。子程序入口是指子程序中第一條指令的第一個(gè)字節(jié)地址，即子程序調(diào)用指令給出的目標(biāo)地址。 (3) 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。所謂保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)是指在執(zhí)行子程序前，需要保存程序中正在使用的存儲(chǔ)單元和寄存器的內(nèi)容。 MCS-51子程序調(diào)用與返回指令有以下形式： 1) 絕對(duì)調(diào)用指令 ACALLaddrl1 其功能是：首先保護(hù)斷點(diǎn)，將PC的值壓棧保護(hù)（先壓低位，后壓高位），接著將指令中的11位目標(biāo)地址（addr11）送入PC的低11位與PC的高5位合成一個(gè)程序要轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址 。,2) 長(zhǎng)調(diào)用指令 LCALLaddrl6 其功能是：首先保護(hù)斷點(diǎn)，將PC的值壓棧保護(hù)（先壓低位，后壓高位），接著將指令中的16位目標(biāo)地址（addr16）送入PC，即子程序入口地址，從而轉(zhuǎn)去執(zhí)行被調(diào)用的子程序。 3) 一般子程序返回指令 RET 當(dāng)程序執(zhí)行到本指令時(shí)，自動(dòng)從堆棧中取出斷點(diǎn)地址送給PC，程序返回?cái)帱c(diǎn)的下一條指令處，繼續(xù)往下執(zhí)行。 4) 中斷子程序返回指令 RETI 該指令除具有RET指令的功能外，RETI在返回?cái)帱c(diǎn)的同時(shí)，還要釋放中斷邏輯以接受新的中斷請(qǐng)求。中斷服務(wù)程序（中斷子程序）必須用RETI返回。,3.4 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 匯編語(yǔ)言是一種采用助記符表示的機(jī)器語(yǔ)言 。匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言相比有以下特點(diǎn)： (1) 在功能相同的條件下，匯編語(yǔ)言生成的目標(biāo)程序，所占用的存儲(chǔ)單元比較少，而且執(zhí)行的速度也比較快。 (2) 由于單片機(jī)應(yīng)用的許多場(chǎng)合主要是輸入輸出、檢測(cè)及控制，而匯編語(yǔ)言具有直接針對(duì)輸入輸出端口的操作指令，便于自控系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。 3.4.1 匯編語(yǔ)言程序的組成 匯編語(yǔ)言語(yǔ)句可分為：指令性語(yǔ)句（即匯編指令）和指示性語(yǔ)句（即偽指令）。 1. 指令性語(yǔ)句 指令性語(yǔ)句（可簡(jiǎn)稱指令）是進(jìn)行匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的可執(zhí)行語(yǔ)句，每條指令都產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)器語(yǔ)言的目標(biāo)代碼。,2. 指示性語(yǔ)句 指示性語(yǔ)句（偽指令）又稱匯編控制指令。它是控制匯編（翻譯）過(guò)程的一些命令，程序員通過(guò)偽指令要求匯編程序在進(jìn)行匯編時(shí)的一些操作。因此，偽指令不產(chǎn)生機(jī)器語(yǔ)言的目標(biāo)代碼，是匯編語(yǔ)言程序中的不可執(zhí)行語(yǔ)句。偽指令主要用于指定源程序存放的起始地址、定義符號(hào)、指定暫存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)以及將數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器、結(jié)束匯編等。 3.4.2 偽指令 MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言中常用的偽指令如下： 1. ORG（匯編起始地址） 格式：ORG 16位地址 功能：規(guī)定緊跟在該偽指令后的源程序經(jīng)匯編后產(chǎn)生的目標(biāo)程序在程序存儲(chǔ)器中存放的起始地址。 2. END（結(jié)束匯編） 格式：END或END 標(biāo)號(hào) 功能：匯編語(yǔ)言源程序的結(jié)束標(biāo)志，即通知匯編程序不再繼續(xù)往下匯編。,3. EQU（等值） 格式：標(biāo)識(shí)符 EQU 數(shù)或匯編符號(hào) 功能：把數(shù)或匯編符號(hào)賦給標(biāo)識(shí)符，且只能賦值一次。 4. DB（定義字節(jié)） 格式：標(biāo)號(hào): DB 項(xiàng)或項(xiàng)表 功能：將項(xiàng)或項(xiàng)表中的字節(jié)（8位）數(shù)據(jù)依次存入標(biāo)號(hào)所指示的存儲(chǔ)單元中。 5. DW（定義字） 格式：標(biāo)號(hào): DW 項(xiàng)或項(xiàng)表 功能：將項(xiàng)或項(xiàng)表中的字（16位）數(shù)據(jù)依次存入標(biāo)號(hào)所指示的存儲(chǔ)單元中。 6. DS（定義存儲(chǔ)單元） 格式：標(biāo)號(hào)：DS 數(shù)字 功能：從標(biāo)號(hào)所指示的單元開始，根據(jù)數(shù)字的值保留一定數(shù)量的字節(jié)存儲(chǔ)單元，留給以后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用。,7. BIT（地址符號(hào)命令） 格式：標(biāo)識(shí)符 BIT 位地址 功能：將位地址賦以標(biāo)識(shí)符（注意，不是標(biāo)號(hào)）。 3.4.3 程序設(shè)計(jì)步驟及技術(shù) 1. 程序設(shè)計(jì)步驟 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)一般經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟： (1) 分析問題，明確任務(wù)要求，對(duì)于復(fù)雜的問題，還要將要解決的問題抽象成數(shù)學(xué)模型。 (2) 確定算法，即根據(jù)實(shí)際問題和指令系統(tǒng)的特點(diǎn)確定完成這一任務(wù)需經(jīng)歷的步驟。 (3) 根據(jù)所選擇的算法，確定內(nèi)存單元的分配；使用哪些存儲(chǔ)器單元；使用哪些寄存器；程序運(yùn)行中的中間數(shù)據(jù)及結(jié)果存放在哪些單元，以利于提高程序的效率和運(yùn)行速度。 (4) 根據(jù)流程圖，編寫源程序。 (5) 上機(jī)對(duì)源程序進(jìn)行匯編、調(diào)試。,2. 程序設(shè)計(jì)技術(shù) 3.5 程序設(shè)計(jì)實(shí)例 3.5.1 匯編語(yǔ)言基本程序設(shè)計(jì) 1. 簡(jiǎn)單程序 簡(jiǎn)單程序是按照程序編寫的順序逐條依次執(zhí)行的,是程序的最基本的結(jié)構(gòu)。 【例3-39】 將片內(nèi)RAM的30H和31H的內(nèi)容相加，結(jié)果存入32H。假設(shè)整個(gè)程序存放在存儲(chǔ)器中以2000H為起始地址的單元。 程序1： ORG 2000H MOV A, 30H ; 取第一個(gè)操作數(shù) ADD A, 31H ; 兩個(gè)操作數(shù)相加 MOV 32H, A ; 存放結(jié)果 END 本程序采用直接尋址方式傳送數(shù)據(jù)進(jìn)行兩個(gè)操作數(shù)相加運(yùn)算。,2. 分支程序 分支程序是根據(jù)程序中給定的條件進(jìn)行判斷，然后根據(jù)條件的“真”與“假”決定程序是否轉(zhuǎn)移。 【例3-41】 把片外RAM的首地址為10H開始存放的數(shù)據(jù)塊，傳送給片內(nèi)RAM首地址為20H開始的數(shù)據(jù)塊中去，如果數(shù)據(jù)為“0”，就停止傳送。 程序如下： ORG 2000H MOV R0, #10H MOV R1, #20H LOOP:MOVX A, R0 ; A片外RAM數(shù)據(jù) HERE:JZ HERE ; 數(shù)據(jù)=0終止，程序原地踏步 MOV R1, A ; 片內(nèi)RAMA INC R0,INC R1 SJMP LOOP ; 循環(huán)傳送 END 3. 循環(huán)程序 在程序執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)需要多次反復(fù)執(zhí)行某段程序時(shí)，可采用循環(huán)程序。 循環(huán)程序一般由三部分組成： (1) 初始化。 (2) 循環(huán)體。 (3) 循環(huán)控制。 【例3-43】 有20個(gè)數(shù)存放在內(nèi)部RAM從41H開始的連續(xù)單元中，試求其和并將結(jié)果存放在40H單元（和數(shù)是一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，不考慮進(jìn)位問題）。 程序流程圖如圖3-3所示。 程序如下： ORG2000H,MOV A, #00H; 清累加器A MOV R7, #14H; 建立循環(huán)計(jì)數(shù)器R7初值 MOV R0, #41H; 建立內(nèi)存數(shù)據(jù)指針 LOOP:ADD A, R0; 累加 INCR0; 指向下一個(gè)內(nèi)存單元 DJNZ R7, LOOP ; 修改循環(huán)計(jì)數(shù)器，判循環(huán)結(jié)束條件 MOV 40H, A; 存累加結(jié)果于40H SJMP$ END 3.5.2 延時(shí)程序設(shè)計(jì) 【例3-45】 較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)子程序，可以采用多重循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 利用CPU中每執(zhí)行一條指令都有固定的時(shí)序這一特征，令其重復(fù)執(zhí)行某些指令從而達(dá)到延時(shí)的目的。,子程序如下： 源程序 機(jī)器周期數(shù) DELAY:MOV R7,#0FFH 1 LOOP1:MOV R6,#0FFH 1 LOOP2:NOP 1 NOP 1 DJNZR6,LOOP2 2 DJNZR7,LOOP1 2 RET 2 3.5.3 代碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) 【例3-46】 編寫一子程序，將8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼。 設(shè)要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)在累加器A中，子程序的入口地址為BCD1，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入R0所指示的RAM中。 程序如下：,BCD1:MOVB, #100 DIVAB ; A百位數(shù)，B余數(shù) MOVR0, A ; (R0)百位數(shù) INCR0 MOVA, #10 XCHA, B DIVAB ; A十位數(shù)，B個(gè)位數(shù) SWAPA ADDA, B ; 十位數(shù)和個(gè)位數(shù)組合到A MOVR0, A ; 存入(R0) RET 3.5.4 查表程序設(shè)計(jì) 查表是程序設(shè)計(jì)中使用的基本方法。只要適當(dāng)?shù)亟M織表格，就可以十分方便地利用表格進(jìn)行多種代碼轉(zhuǎn)換和算術(shù)運(yùn)算等。 【例3-49】 利用表格計(jì)算內(nèi)部RAM的40H單元中一位BCD數(shù)的平方值，并將結(jié)果存入41H單元。首先組織平方表，且把它作為程序的一部分。,程序如下： ORG 2000H MOV A, 40H MOV DPTR, #SQTAB MOVC A, A+DPTR MOV 41H, A SJMP $ SQTAB:DB 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 3.5.5 運(yùn)算程序設(shè)計(jì) 【例3-50】 編寫一子程序，實(shí)現(xiàn)多字節(jié)加法。 兩個(gè)多字節(jié)數(shù)分別存放在起始地址為FIRST和SECOND的連續(xù)單元中（從低位字節(jié)開始存放），兩個(gè)數(shù)的字節(jié)數(shù)存放在NUMBER單元中，最后求得的和存放在FIRST開始的區(qū)域中。使用MCS-51字節(jié)加法指令進(jìn)行多字節(jié)的加法運(yùn)算，可用循環(huán)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。,SUBAD:MOV R0, #FIRST MOV R1, #SECOND; 置起始地址 MOV R2, NUMBER; 置計(jì)數(shù)初值 CLRC; 清Cy LOOP:MOV A, R0 ADDCA, R1; 進(jìn)行一次加法運(yùn)算 MOV R0, A; 存結(jié)果 INCR0 INC R1; 修改地址指針 DJNZR2, LOOP; 計(jì)數(shù)及循環(huán)控制 RET 3.5.6 排序程序設(shè)計(jì) 【例3-51】 設(shè)N個(gè)數(shù)據(jù)依次存放在內(nèi)部RAM以BLOCK開始的存儲(chǔ)單元中,編寫程序?qū)崿F(xiàn)N個(gè)數(shù)據(jù)按升序次序排序,結(jié)果仍存放在原存儲(chǔ)單元中。,冒泡排序法的基本算法是：N個(gè)數(shù)排序，從數(shù)據(jù)存放單元的一端（如起始單元）開始，將相鄰二個(gè)數(shù)依次進(jìn)行比較，如果相鄰兩個(gè)數(shù)的大小次序和排序要求一致，則不改變它們的存放次序，否則相互交換兩數(shù)位置，使其符合排序要求，這樣逐次比較，直至將最?。ń敌颍┗蜃畲螅ㄉ颍┑臄?shù)移至最后。然后，再將n-1個(gè)數(shù)繼續(xù)比較，重復(fù)上面操作，直至比較完畢。 程序如下： ORG0000H BLOCKEQU 20H ;設(shè)BLOCK為20H單元 NEQU 10 MOV R7, #N-1 ;設(shè)置外循環(huán)計(jì)數(shù)器 NEXT: MOV A, R7 MOV 80H, A MOV R6, A ;設(shè)置外循環(huán)計(jì)數(shù)器,MOV R0, #20H ;設(shè)置數(shù)據(jù)指針 COMP:MOV A, R0 MOV R2, A INC R0 CLRC SUBB A, R0 JCLESS MOVA, R2 XCHA, R0 DEC R0 MOVR0, A INC R0 LESS: DJNZR6,COMP ;(R6)-1不等于0，轉(zhuǎn) COMP繼續(xù)內(nèi)循環(huán),MOVR0,#20H DEC 80H MOV R6, 80h DJNZR7, COMP RET END 3.5.7 輸入輸出程序設(shè)計(jì) 【例3-52】 編寫一數(shù)據(jù)輸入程序，每當(dāng)P0.0由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，由P1口讀入1個(gè)數(shù)據(jù)，連續(xù)讀入N次。讀入數(shù)據(jù)分別存入內(nèi)部RAM以BLOCK開始的存儲(chǔ)單元中。 程序如下： ORG 0000 BLOCK EQU 20H N EQU 10 MOV R2 , #8H MOV R0, #BLOCK,LOOP: MOV P1, #0FFH JBP0.0 $ MOVA, P1 JNB P0.0 $ MOV R0, A INC R0 DJNZ R2, LOOP RET END 3.5.8 數(shù)字濾波程序設(shè)計(jì) 【例3-54】 限幅濾波子程序可以有效的抑制尖脈沖干擾。 設(shè)D1、D2為內(nèi)部RAM單元，分別存放有某一輸入口在相鄰時(shí)刻采樣的兩個(gè)數(shù)據(jù)，如果它們的差值過(guò)大，超出了允許相鄰采樣值之差的最大變化范圍M，則認(rèn)為發(fā)生了干擾，此次輸入數(shù)據(jù)予以剔除，則用D1單元的數(shù)據(jù)取代D2。,濾波程序如下： ORG 0000H PT: MOV A, D2 CLR C SUBB A, D1 JNC PT1 CPL A INC A PT1:CJNE A, #M, PT2 AJMP DONE PT2: JC DONE MOV D2, D1 ONE:RET END,本章結(jié)束 謝謝使用,