《單片機(jī)原理及應(yīng)用》結(jié)構(gòu)與功能.ppt

單片機(jī)原理及應(yīng)用教程,本書(shū)主要內(nèi)容,單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 單片機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)分析 MCS-51 單片機(jī)的指令系統(tǒng) 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì) MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 單片機(jī)的串行通信及接口 MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展 接口技術(shù) MCS-51兼容機(jī)及串行總線擴(kuò)展,第1章 單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成 單片機(jī)概述 不同計(jì)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 數(shù)的表示方法 思考練習(xí)題,1.1 微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)集成,1.1 微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成,1.1.1 主機(jī),主機(jī)一般由運(yùn)算器、控制器和主存儲(chǔ)器組成。,1. 運(yùn)算器,運(yùn)算器是進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件，它由完成加法運(yùn)算的加法器、存放操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的寄存器和累加器等組成。,2. 控制器 它是整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮中心，根據(jù)不同的指令產(chǎn)生不同的動(dòng)作，指揮整個(gè)機(jī)器有條不紊地自動(dòng)地進(jìn)行工作。,3. 主存儲(chǔ)器 主存儲(chǔ)器又稱(chēng)為內(nèi)存儲(chǔ)器，它由大量的存儲(chǔ)單元組成，用以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)及程序。,1.1.2 外部設(shè)備,1. 輸入設(shè)備,目前常用的有鍵盤(pán)、軟驅(qū)、磁帶機(jī)、光驅(qū)等,2. 輸出設(shè)備,常用的有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等,3.外存儲(chǔ)器,常用的外存有磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán)，其中磁盤(pán)又可分為硬盤(pán)及軟盤(pán)。,1.2 單片機(jī)概述,1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展概況,第一階段(19711976),第二階段(19761979),第三階段(19791982),第四階段(19821990),第五階段(1990至今),1.2.2 單片機(jī)的應(yīng)用,1. 在工業(yè)測(cè)控中的應(yīng)用 2. 在智能產(chǎn)品中的應(yīng)用 3. 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)中的應(yīng)用,1.2.3 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),1.3 不同計(jì)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換,1.3.1 十進(jìn)制數(shù),一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，它的數(shù)值是由數(shù)碼0，1，2，8，9來(lái)表示的。數(shù)碼所處的位置不同，代表數(shù)的大小也不同。,例如：53478=5104+3103+4102+7101+8100，對(duì)應(yīng)于：,1.3.2 二進(jìn)制數(shù),二進(jìn)制是按“逢二進(jìn)一”的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的。二進(jìn)制數(shù)的基為“2”，即其使用的數(shù)碼為0、1，共兩個(gè)。二進(jìn)制數(shù)的權(quán)是以2為底的冪。,例如：10110100=127+026+125+124+023+122+021+020， 對(duì)應(yīng)于：,其各位的權(quán)為1，2，4，8，即以2為底的0次冪、1次冪、2次冪等。 (10110100)2127+026+125+124+023+122+021+020=180,1.3.3 十六進(jìn)制數(shù),十六進(jìn)制數(shù)的基為16，即基數(shù)碼共有l(wèi)6個(gè)：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。其中A，B，C，D，E，F(xiàn)分別代表值為十進(jìn)制數(shù)中的10，11，12，13，14，15。十六進(jìn)制的權(quán)為以16為底的冪。,例如：4F8E=4163+F162+8161+E160=20366，對(duì)應(yīng)于：,常用計(jì)數(shù)制表示數(shù)的方法比較,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,1. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法,就是用2去除該十進(jìn)制數(shù)，得商和余數(shù)，此余數(shù)為二進(jìn)制代碼的最小有效位(LSB)或最低位的值；再用2除該商數(shù)，又可得商數(shù)和余數(shù)，則此余數(shù)為L(zhǎng)SB左鄰的二進(jìn)制代碼(次低位)。依此類(lèi)推，從低位到高位逐次進(jìn)行，直到商是0為止，就可得到該十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制代碼。,除二取余法,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,例如：將(67)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，過(guò)程如下：,即：(67)10=(1000011)2。,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,1. 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法,將已知十進(jìn)制的小數(shù)乘以2之后，可能有進(jìn)位，使整數(shù)位為1(當(dāng)該小數(shù)大于0.5時(shí))，也可能沒(méi)有進(jìn)位，其整數(shù)位仍為零。該整數(shù)位的值為二進(jìn)制小數(shù)的最高位。再將乘積的小數(shù)部分乘以2，所得整數(shù)位的值為二進(jìn)制小數(shù)的次高位。依此類(lèi)推，直到滿足精度要求或乘2后的小數(shù)部分為0為止。,乘二取整法,例如：將(0.625)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，其過(guò)程如下：,即：(0.625)10=(0.101)2,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,2. 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法,將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)時(shí)，只要將二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)乘以各位的數(shù)碼(0或1)再相加即可。 例如：將(1101.1001)2制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)： (1101.1001)2123+122+021+120+12-1+02-2+02-3+12-48+4+0+1+0.5+0+0+0.0625=(13.5625)10,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,3. 二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法,二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 例如：把(101101101.1100101)2轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。,即：(101101101.1100101)2=(16D.CA)16。,1.3.4 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,2)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)時(shí)，只要將每1位十六進(jìn)制數(shù)用4位相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)表示即可完成轉(zhuǎn)換。 例如：將(ECA16)16轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。,即：(ECA16)16=(11101100101000010110)2。,1.3.5 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算規(guī)則,1. 二進(jìn)制加法基本規(guī)則,0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=0向鄰近高位有進(jìn)位 1+1+1=1向鄰近高位有進(jìn)位,2. 二進(jìn)制減法基本規(guī)則,0-0=0 1-1=0 1-0=1 0-1=1向鄰近高位有借位,3. 二進(jìn)制乘法基本規(guī)則,00=0 01=10=0 11=1,4. 二進(jìn)制除法基本規(guī)則,1/1=1 0/1=0,1. 邏輯與運(yùn)算基本規(guī)則,00=0 10=01=0 11=1,2. 邏輯或運(yùn)算基本規(guī)則,00=0 10=01=1 11=1,1.3.6 邏輯運(yùn)算,3. 邏輯非運(yùn)算基本規(guī)則,/0=1 /1=0,4. 邏輯異或運(yùn)算基本規(guī)則,00=11=0 10=01=1,1.4.1 真值與機(jī)器數(shù),單片機(jī)用來(lái)表示數(shù)的形式稱(chēng)為機(jī)器數(shù)，也稱(chēng)為機(jī)器碼。而把對(duì)應(yīng)于該機(jī)器數(shù)的算術(shù)值稱(chēng)為真值。,設(shè)： N1=+1010101 N2=-1010101 這兩個(gè)數(shù)在機(jī)器中表示為： N1：01010101 N2：11010101,1.4 數(shù)的表示方法,在計(jì)算機(jī)中還有一種數(shù)的表示方法，即機(jī)器中的全部有效位均用來(lái)表示數(shù)的大小，此時(shí)無(wú)符號(hào)位，這種表示方法稱(chēng)為無(wú)符號(hào)數(shù)的表示方法。,1.4.2 原碼、反碼、補(bǔ)碼,1. 原碼表示法,原碼表示法是最簡(jiǎn)單的一種機(jī)器數(shù)表示法，只要把真值的符號(hào)部分用0或1表示即可。 例如：真值為+34與-34的原碼形式為： +34原=00100010 -34原=10100010 0的原碼有兩種形式： +0原=00000000 -0原=10000000,1.4 數(shù)的表示方法,8位二進(jìn)制數(shù)原碼的表示范圍為：1111111101111111，對(duì)應(yīng)于-127+127。,2. 反碼表示法,反碼是二進(jìn)制數(shù)的另一種表示形式，正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是將其原碼除符號(hào)位外按位求反。即原來(lái)為1變?yōu)?，原來(lái)為0變?yōu)?。 例如： +34反=+34原=00100010 -34原=10100010，-34反=11011101 0的反碼也有兩種形式： +0反=00000000 -0反=11111111 8位二進(jìn)制數(shù)反碼的表示范圍為：1000000001111111，對(duì)應(yīng)于-127+127。,1.4 數(shù)的表示方法,3. 補(bǔ)碼表示法,1.4 數(shù)的表示方法,正數(shù)的補(bǔ)碼表示方法與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示方法為它的反碼加1。 例如：-21原=10010101 -21反=11101010 -21補(bǔ)=11101011 0的補(bǔ)碼只有一種表示方法，即+0補(bǔ)=-0補(bǔ)=00000000。 8位二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼所能表示的范圍為1000000101111111，對(duì)應(yīng)于-128+127。,1.4.3 BCD碼,1.4.4 ASCII碼,ASCII碼是一種8位代碼，最高位一般用于奇偶校驗(yàn)，用其余的7位代碼來(lái)對(duì)128個(gè)字符編碼，其中32個(gè)是控制字符，96個(gè)是圖形字符。,1.5 思考練習(xí)題,(1)微型計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成？ (2)什么是單片機(jī)？它與一般微型計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別？ (3)單片機(jī)主要應(yīng)用在哪些方面？ (4)將下面的一組十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)： 567423198968 14276.870.3759.32583.625134.0625 (5)將下面的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)： 1011001110100101111010011001111010000101 11000101111011101000110011011.11101.01101 (6)原碼已經(jīng)在下面列出，試寫(xiě)出各數(shù)的反碼與補(bǔ)碼： 10001101101011001110101110001001 11111111011000010111000111111001,第2章 單片機(jī)的組成與結(jié)構(gòu)分析, MCS-51 單片機(jī)的外部引腳及功能 MCS-51單片機(jī)的并行輸入輸出端口 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) CPU的結(jié)構(gòu)和功能 存儲(chǔ)器的組織結(jié)構(gòu) 單片機(jī)指令時(shí)序 思考練習(xí)題,一片半導(dǎo)體硅片集成：中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算機(jī)。 具有微型計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。,2.1 MCS-51單片機(jī)的外部引腳及功能,2.1.1 引腳,(b)雙列直插式封裝,(a)方形封裝,2.1.2 外接晶振或外部時(shí)鐘信號(hào)輸入端,(a)內(nèi)部振蕩器方式 (b)外部振蕩器方式 圖2.12 8051單片機(jī)的振蕩器方式,表2.4 按不同工藝制造的單片機(jī)芯片外接振蕩器時(shí)的接法,2.1.3 輸入輸出引腳,P0.0P0.7：通道0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向輸入輸出通道。在外接存儲(chǔ)器或者擴(kuò)展I/O接口時(shí)，P0口作為復(fù)用的低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。在不擴(kuò)展存儲(chǔ)器或者I/O接口時(shí)，作為準(zhǔn)雙向輸入輸出接口。 P1.0P1.7：只有一種功能，即準(zhǔn)雙向I/O口。 P2.0P2.7：可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用；但在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口范圍超過(guò)256B時(shí)，則該口一般只能作為高8位地址總線使用。 P3.0P3.7：該口除了作為準(zhǔn)雙向口外，還具有第二功能。,2.1.4 控制線,1. ALE/,2.,3.,/VPP,4. RST,(a)上電復(fù)位 (b)電平開(kāi)關(guān)復(fù)位 圖2.13 復(fù)位電路,2.2 MCS-51單片機(jī)的并行輸入輸出端口,2.2.1 P0口結(jié)構(gòu),1. P0用作通用I/O口,2. P0用作地址/數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用方式,2.2.2 P2口結(jié)構(gòu),1. P2口用作地址總線,2. P2口用作通用I/O口,2.2.3 P3口結(jié)構(gòu),2.2.4 P1口結(jié)構(gòu),2.3 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),2.3 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),其基本特性如下： 8位CPU，含片內(nèi)振蕩器； 4KB的程序存儲(chǔ)器ROM； 128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM； 64KB的外部程序存儲(chǔ)器尋址能力； 64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址能力； 32根輸入輸出(I/O)線； 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器； 1個(gè)全雙工異步串行口； 21個(gè)特殊功能寄存器； 5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)； 具有位尋址功能。,CPU結(jié)構(gòu),CPU是8051內(nèi)部的一個(gè)字長(zhǎng)為8位的中央處理單元，它包括三部分：運(yùn)算器、控制器和專(zhuān)用寄存器組。,2.3 CPU的結(jié)構(gòu)和功能,2.3.1 運(yùn)算器,8051單片機(jī)的運(yùn)算器由算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器A、寄存器B、暫存器1、暫存器2以及程序狀態(tài)字寄存器PSW組成。,圖2.2 PSW寄存器各位的標(biāo)志符號(hào),表2.1 寄存器PSW各位的功能、標(biāo)志符號(hào)與相應(yīng)的位地址,2.3.2 控制器,8051單片機(jī)的控制器由指令寄存器（IR）、定時(shí)控制邏輯和振蕩器（OSC ）等電路組成。相關(guān)寄存器有指令譯碼器、堆棧指針SP、程序計(jì)數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針DPTR、RAM地址寄存器以及16位地址緩沖器等組成。 IR主要用于存放從程序存儲(chǔ)器中取出的指令碼；定時(shí)控制邏輯用于對(duì)指令寄存器的指令進(jìn)行譯碼，在OSC的配合下產(chǎn)生指令的時(shí)序脈沖，完成相應(yīng)指令的執(zhí)行； OSC是控制器的核心，它產(chǎn)生矩形時(shí)鐘脈沖序列，并為控制器提供時(shí)鐘脈沖；時(shí)鐘頻率的高低是衡量單片機(jī)的重要性能指標(biāo)之一。,2.3.3 專(zhuān)用寄存器組,專(zhuān)用寄存器主要用于存放當(dāng)前要執(zhí)行的命令在存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元地址、存放操作數(shù)和指令執(zhí)行后的各種狀態(tài)等。它主要由堆棧指針SP、程序計(jì)數(shù)器PC、數(shù)據(jù)指針DPTR、累加器ACC、通用寄存器B、RAM地址寄存器以及16位地址緩沖器等組成。 程序計(jì)數(shù)器PC-是一個(gè)16位的程序地址寄存器，用來(lái)存放將要執(zhí)行下一條指令所在存儲(chǔ)單元的地址。編碼范圍0000HFFFFH，尋址范圍為64KB。 累加器ACC-8位寄存器，主要用來(lái)存放參與運(yùn)算的操作數(shù)和ALU運(yùn)算的結(jié)果。 數(shù)據(jù)指針DPTR- 16位寄存器，主要用來(lái)存放數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的地址。,堆棧指針SP-用戶在內(nèi)部RAM中專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的一個(gè)專(zhuān)用存儲(chǔ)區(qū)域。 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)原則： “先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”。 通用寄存器B-8位寄存器，在執(zhí)行乘除法運(yùn)算時(shí)，用來(lái)存放其中一個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果中的一部分。,2.4 存儲(chǔ)器的組織結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器的功能是存儲(chǔ)信息(即程序與數(shù)據(jù))。存儲(chǔ)器是組成計(jì)算機(jī)的主要部件，目前所使用的存儲(chǔ)器以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為主。從功能上來(lái)劃分，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為兩大類(lèi)：即只讀存儲(chǔ)器(ROM)，和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)。 它通常分為三個(gè)存儲(chǔ)空間：1、片內(nèi)、片外統(tǒng)一連續(xù)編址的0000HFFFFH共64KB的程序存儲(chǔ)器空間； 2、地址從0000HFFFFH的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間； 3、地址從00HFFH的256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間；,2.4.1 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),圖2.3 8051存儲(chǔ)器配置圖,2.4.2 程序存儲(chǔ)器,程序是控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一系列命令。計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并執(zhí)行的命令是由代碼“0”和“1”組成的一組機(jī)器指令。,2.4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由可讀可寫(xiě)的存儲(chǔ)器RAM組成，最多可擴(kuò)展到64KB，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。,2.4.4 MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由地址00HFFH共有256個(gè)字節(jié)的地址空間組成，這256個(gè)字節(jié)的地址空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM地址為00H7FH(即0127)。,圖2.4 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間,1. 內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM單元,內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、通用RAM區(qū)三個(gè)部分。,圖2.5 RAM位地址(低128位在00H7FH),(a)系統(tǒng)復(fù)位后，未改變SP初值時(shí)的堆棧操作(設(shè)(A)=0ABH),(b)系統(tǒng)復(fù)位后，改變SP初值為60H時(shí)的堆棧操作 圖2.6 堆棧操作示例,2. 特殊功能寄存器,特殊功能寄存器SFR的地址空間是80HFFH。,表2.3 特殊功能寄存器的名稱(chēng)、符號(hào)與地址,2. 特殊功能寄存器,2. 特殊功能寄存器,2. 特殊功能寄存器,2.5 單片機(jī)指令時(shí)序,1、時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互聯(lián)系。 因其內(nèi)部有時(shí)鐘電路，只需外接定時(shí)控制元件（晶體振蕩器和電容）即可。見(jiàn)2.1.2。 2、時(shí)序定時(shí)單位 1個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期=12個(gè)時(shí)鐘周期 當(dāng)振蕩脈沖頻率為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期是1us;,2.5 單片機(jī)指令時(shí)序,2.6 思考練習(xí)題,(1)MCS-51單片機(jī)包含哪些主要邏輯功能部件？ (2)程序狀態(tài)字寄存器PSW包含哪幾個(gè)標(biāo)志位？各位的含義是什么？各有何作用？ (3)什么叫單片機(jī)？ (4)MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？ (5)單片機(jī)的端有何作用？在8031組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，其端怎樣處理？為什么？ (6)單片機(jī)內(nèi)部RAM分為哪幾個(gè)部分？各有何作用？ (7)MCS-51單片機(jī)的堆棧SP在操作中遵循什么原則？在開(kāi)機(jī)復(fù)位時(shí)，其初值是多少？是否可以通過(guò)程序重新設(shè)置？ (8)怎樣確定和改變單片機(jī)當(dāng)前的工作寄存器組？ (9)簡(jiǎn)要說(shuō)明單片機(jī)的位地址分配。 (10)試畫(huà)出常用的單片機(jī)復(fù)位電路，并說(shuō)明復(fù)位后各個(gè)寄存器的狀態(tài)。,第3章 MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng),匯編語(yǔ)言的指令格式及符號(hào)簡(jiǎn)介 尋址方式 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令 邏輯運(yùn)算類(lèi)指令 位操作類(lèi)指令 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令 思考練習(xí)題,3.1 匯編語(yǔ)言的指令格式及符號(hào)簡(jiǎn)介,3.1.1 指令格式,標(biāo)號(hào): 操作碼助記符 第一操作數(shù) ,第二操作數(shù) ,第三操作數(shù) ;注釋,例如： LOOP:MOV A, #50H;(A)50H DECR0;(R0)(R0)-1 DJNZ R0, LOOP;(R0)-10，則程序轉(zhuǎn)移到LOOP地址；否則順序執(zhí)行 END;結(jié)束,3.1.2 本章中符號(hào)的定義,3.2 尋 址 方 式,MCS-51單片機(jī)有7種尋址方式，見(jiàn)表3.1。,表3.1 7種尋址方式的比較,3.2.1 立即尋址,例如：MOV A, #23H ; (A)23H，即累加器A的內(nèi)容被替換為立即數(shù)23H。,圖3.1 MOV A,#23H的執(zhí)行示意圖,該指令的功能是將8位的立即數(shù)23H傳送到累加器A中。如圖3.1所示。其中，目的操作數(shù)采用寄存器尋址，源操作數(shù)采用立即尋址。,3.2.2 直接尋址,直接尋址是指在指令中包含了操作數(shù)的地址，該地址直接給出了參加運(yùn)算或傳送的單元或位。直接尋址方式可訪問(wèn)三種地址空間： 特殊功能寄存器SFR(該空間只能采用直接尋址)。 內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的低128個(gè)字節(jié)單元(該空間還可以采用寄存器間接尋址)。 221個(gè)位地址空間。,例如：MOV A, 40H ;把40H單元的內(nèi)容送到累加器中，即(A)(40H)。,圖3.2 MOV A,40H的執(zhí)行示意圖,3.2.3 寄存器尋址,寄存器尋址是指定某一可尋址的寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)。,例如：MOV A, R0 ;(A)(R0) 該指令的功能是將R0中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中。源操作數(shù)與目的操作數(shù)都采用了寄存器尋址。,在MCS-51單片機(jī)中，能夠用來(lái)間接尋址的寄存器有：用戶所選定的工作寄存器組的R0、R1，堆棧指針SP和16位的數(shù)據(jù)指針DPTR。 內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的寄存器間接尋址采用寄存器R0、R1；外部數(shù)據(jù)RAM的寄存器間接尋址有兩種形式：一是采用R0、R1作間址寄存器，這時(shí)R0或R1提供低8位地址，而高8位地址則由P2端口提供；二是采用16位的DPTR作間址寄存器。,3.2.4 寄存器間接尋址,例如：設(shè)R0的內(nèi)容為60H，且(60H)=10H，即60H地址單元中的內(nèi)容為10H，則語(yǔ)句MOV A, R0的執(zhí)行過(guò)程如圖3.3所示。執(zhí)行后，(A)=10H，即累加器A的內(nèi)容成為10H。,圖3.3 MOV A,R0的執(zhí)行示意圖,又如：MOVX A, R0;(A)(R0)，用R0間接尋址的單元中的內(nèi)容替換A的 ;內(nèi)容。 MOVX A, DPTR;(A)(DPTR)，用DPTR間接尋址的單元中的內(nèi)容替換 ;A的內(nèi)容。,3.2.5 變址尋址,這種尋址方式是以數(shù)據(jù)指針DPTR或程序計(jì)數(shù)器PC作為基址寄存器，以累加器A作為偏移量寄存器，將一個(gè)基址寄存器的內(nèi)容與偏移量寄存器的內(nèi)容之和作為操作數(shù)地址。,例如：MOVC A, A+DPTR 設(shè)(A)=10H，(DPTR)=1000H，程序存儲(chǔ)器的(1010H)=45H，則上面程序語(yǔ)句的功能是將A的內(nèi)容與DPTR的內(nèi)容相加形成操作數(shù)地址(1010H)，把該地址中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A。即(A)(A)+(DPTR)。結(jié)果：(A)=45H。,圖3.4 MOVC A,A+DPTR的執(zhí)行示意圖,相對(duì)尋址是把指令中給定的地址偏移量rel與程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值(讀出該雙字節(jié)或三字節(jié)的跳轉(zhuǎn)指令后，PC指向的下條指令的地址)相加，得到真正的程序轉(zhuǎn)移地址。,例如：JC 80H 若C=0，則PC值不變，若C=1，則以當(dāng)前PC值為基地址，加上80H得到新的PC值。設(shè)該轉(zhuǎn)移指令存放在1005H單元，取出操作碼后PC指向1006H單元，取出偏移量后PC指向1007H單元，所以計(jì)算偏移量時(shí)PC當(dāng)前地址為1007H，已經(jīng)為轉(zhuǎn)移指令首地址加2，這里的偏移量以補(bǔ)碼給出，所以80H代表著-80H，補(bǔ)碼運(yùn)算后，就形成跳轉(zhuǎn)地址0F87H。其過(guò)程如圖3.5所示。,3.2.6 相對(duì)尋址,3.2.6 相對(duì)尋址,圖3.5 JC 80H的執(zhí)行示意圖,3.2.7 位尋址,MCS-51單片機(jī)可對(duì)片內(nèi)RAM的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行位尋址：一個(gè)是20H2FH單元的128位，另一個(gè)是特殊功能寄存器的93位。 在尋址時(shí)，同一個(gè)位地址可以有多種標(biāo)識(shí)方式，讀者可參看后面3.6節(jié)“位操作指令”的相關(guān)內(nèi)容。,3.3.1 通用傳送指令,格式：MOV 目的操作數(shù)，源操作數(shù) 功能：把第二操作數(shù)指定的字節(jié)內(nèi)容傳送到第一操作數(shù)指定的單元中。不影響源操作數(shù)內(nèi)容，不影響別的寄存器和標(biāo)志。,1. 以累加器A為目的操作數(shù)的傳送類(lèi)指令,3.3 數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令,指令助記符及功能說(shuō)明如下：,例1 若(50H)=10H，則執(zhí)行指令MOV A, 50H之后，(A)=10H。 例2 若(R0)=20H，(20H)=39H，則執(zhí)行指令MOV A, R0后，(A)=39H。 例3 若(R5)=55H，則執(zhí)行指令MOV A, R5后，(A)=55H。,2. 以Rn為目的操作數(shù)的傳送類(lèi)指令,例1 若(A)=20H，則執(zhí)行指令MOV R3, A后，(R3)=20H。 例2 若(30H)=01H，則執(zhí)行指令MOV R7, 30H后，(R7)=01H。,指令助記符及功能說(shuō)明如下：,例1 若(30H)=20H，(R0)=30H，則執(zhí)行指令MOV 90H, R0的結(jié)果為(90H)=20H。 例2 若例1中的條件不變，而執(zhí)行指令MOV P1, R0，則(P1)=20H。,3. 以直接地址directX為目的操作數(shù)的傳送類(lèi)指令,指令助記符及功能說(shuō)明如下：,例1 若(R0)=50H，(50H)=20H，(A)=10H，則執(zhí)行指令“MOV R0, A”后，50H單元的內(nèi)容由原來(lái)的20H變?yōu)?0H。,4. 以寄存器間接地址Ri為目的操作數(shù)的傳送類(lèi)指令,指令助記符及功能說(shuō)明如下：,5. 16位目標(biāo)地址傳送指令,這條指令的功能是：把16位立即數(shù)送入DPTR中。而16位的數(shù)據(jù)指針DPTR由DPH與DPL組成，該指令執(zhí)行后，16位立即數(shù)的高8位送入DPH中，低8位送入DPL中。 該指令的執(zhí)行，不影響程序狀態(tài)寄存器PSW。,指令助記符及功能說(shuō)明如下：,3.3.2 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(或I/O口)與累加器A傳送指令,例1 設(shè)(P2)=20H，現(xiàn)將A中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到20FFH單元中去。 可用以下程序?qū)崿F(xiàn)： MOV R1, #0FFH ;(R1)0FFH MOVX R1, A ;(20FFH)(A) 也可采用下述程序?qū)崿F(xiàn)： MOV DPTR, #20FFH ;(DPTR)20FFH MOVX DPTR, A ;(DPTR)(A)，即(20FFH)(A),指令助記符與功能說(shuō)明如下：,3.3.2 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(或I/O口)與累加器A傳送指令,例2 將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7FF0H單元中的數(shù)據(jù)取出，存放到外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2000H單元中去。 MOV DPTR, #7FF0H MOVX A, DPTR MOV DPTR, #2000H MOVX DPTR, A,例1 在外部程序存儲(chǔ)器2000H單元開(kāi)始存放了數(shù)字09的共陰極數(shù)碼管的16進(jìn)制數(shù)的字形代碼3FH、06H、6FH。要求根據(jù)A中的值(09)來(lái)查找該數(shù)字所對(duì)應(yīng)的代碼以便顯示。 若用PC作基址寄存器，則需要在MOVC A, A+PC指令前用一加法指令對(duì)地址進(jìn)行調(diào)整： ADD A, #data MOVC A, A+PC,3.3.3 程序存儲(chǔ)器向累加器A傳送數(shù)據(jù)指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,1. 字節(jié)交換指令,例1 設(shè)(R1)=30H，(30H)=45H，(A)=7FH，則執(zhí)行指令： XCH A, R1 結(jié)果：(A)=45H，而(30H)=7FH，從而實(shí)現(xiàn)了累加器A與內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM中30H單元的數(shù)據(jù)交換。,3.3.4 數(shù)據(jù)交換指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,2. 半字節(jié)交換指令,例1 設(shè)(30H)=6FH，(R0)=30H，(A)=0F6H，則執(zhí)行指令： XCHD A, Ri 結(jié)果：(A)=0FFH，(30H)=66H,數(shù)據(jù)交換指令除了影響始終跟蹤A中數(shù)據(jù)奇偶性的P標(biāo)志外，對(duì)PSW中其他標(biāo)志位均無(wú)影響。,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,3. 累加器A中高四位與低四位交換指令,SWAP A 該指令所執(zhí)行的操作是累加器A中的高4位與低4位的內(nèi)容互換，其結(jié)果仍存放在累加器A中。,例1 設(shè)(A)=0A5H(10100101B)，則執(zhí)行指令： SWAP A 結(jié)果：(A)=5AH(01011010B) 指令SWAP交換了A中高、低半字節(jié)(30和74)，結(jié)果不影響標(biāo)志寄存器PSW。,3.3.5 堆棧操作指令,堆棧操作指令只有2條，即：壓入(PUSH)和彈出(POP)。 壓入指令：PUSH direct ;SPSP+1，(SP)(direct) 彈出指令：POP direct ;(SP)(direct)，SPSP-1,例1PUSH A ;保護(hù)A中數(shù)據(jù) PUSH PSW ;保護(hù)標(biāo)志寄存器中數(shù)據(jù) ;執(zhí)行服務(wù)程序 POP PSW ;恢復(fù)標(biāo)志寄存器中數(shù)據(jù) POP A ;恢復(fù)A中數(shù)據(jù),例2PUSH A PUSH PSW POP A POP PSW,例3 PUSH DPH PUSH DPL POP DPL POP DPH,3.4.1 加減運(yùn)算指令,1. 加法指令,這類(lèi)指令所完成的操作是把源操作數(shù)(立即數(shù)、直接地址單元內(nèi)容、間接地址單元內(nèi)容、工作寄存器內(nèi)容)與累加器A的內(nèi)容相加，將結(jié)果保存在累加器A中。,3.4 算術(shù)運(yùn)算類(lèi)指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,例1 執(zhí)行指令： MOV A, #0A9H ADD A, #0B8H 對(duì)程序狀態(tài)寄存器的影響如圖3.6所示。,運(yùn)算結(jié)果：(A)=61H，CY=1，AC=1，OV=1，P=1，(PSW)=0C5H,例2 8位數(shù)加法程序片斷1： MOVA, #23H ADDA, #5AH ,運(yùn)算結(jié)果：(A)=7DH，CY=0，OV=0，AC=0，P=0，(PSW)=00H。,例3 8位數(shù)加法程序片斷2： MOVA, #0ABH ADDA, #9AH ,運(yùn)算結(jié)果：(A)=45H，CY=1，OV=1，AC=1，P=1，(PSW)=0C5H。,帶進(jìn)位加法指令與前述加法指令的區(qū)別僅為考慮進(jìn)位位，其他與加法指令相同。,2. 帶進(jìn)位加法指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,例3 利用ADDC指令可以進(jìn)行多字節(jié)的加法運(yùn)算。 設(shè)有兩個(gè)16位數(shù)相加，被加數(shù)的高8位放在41H，低8位放在40H，加數(shù)的高8位放在43H，低8位放在42H，和的低8位存放在50H，高8位存放在51H，進(jìn)位位存放在52H。可編程序如下：,例1 設(shè)(A)=0AAH，(R0)=55H，C=1，則執(zhí)行指令： ADDC A, R0 運(yùn)算結(jié)果：(A)=00000000B，AC=1，CY=1，OV=1。,例2 設(shè)(A)=35H，(40H)=21H，C=0，則執(zhí)行指令： ADDC A, 40H 運(yùn)算結(jié)果：(A)=56H，AC=0，CY=0，OV=0。 這與執(zhí)行指令“ADD A, 40H”的結(jié)果是一樣的。,SHJ: MOV A, 40H;(A)被加數(shù)低8位 ADD A, 42H;與加數(shù)低8位相加 MOV 50H, A;和的低8位存入50H MOV A, 41H;(A)被加數(shù)高8位 ADDC A, 43H;被加數(shù)高8位與加數(shù)高8位以及低位來(lái)的進(jìn)位相加 MOV 51H, A;和的高8位存入51H單元 MOV A, #00H;(A)00H ADDC A, #00H;(A)(A) +00H+高8位來(lái)的進(jìn)位 MOV 52H, A;進(jìn)位位C內(nèi)容存入52H單元 ,3. 帶借位減指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下：,例1 設(shè)(40H)=0BAH，(41H)=98H，試編寫(xiě)40H內(nèi)容減去41H內(nèi)容后，結(jié)果再存入40H單元的程序。 MOVA, 40H;(A)(40H) CLRC;進(jìn)位位C清0 SUBBA, 41H;(A)(A)-(41H) -(C) MOV40H, A;(40H)(A) 執(zhí)行以上程序后，(40H)=22H，CY=0，OV=0。,如果參與運(yùn)算的兩數(shù)為無(wú)符號(hào)數(shù)，則其溢出與否與OV狀態(tài)無(wú)關(guān)，而是靠CY是否有借位來(lái)判斷，OV僅僅表示帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算時(shí)是否溢出。,例2 設(shè)有兩個(gè)16位數(shù)相減，被減數(shù)的高8位放在41H，低8位放在40H，減數(shù)高8位放在43H，低8位放在42H，差的低8位存放在50H，高8位存放在51H，借位位存放在52H。,可編程序如下： SHJIAN:MOV A, 40H ;(A)被減數(shù)低8位 CLR C ;C位清0 SUBB A, 42H ;減去減數(shù)低8位 MOV 50H, A ;差的低8位存入50H MOV A, 41H ;(A)被減數(shù)高8位 SUBB A, 43H ;被減數(shù)高8位減去減數(shù)高8位與借位 MOV 51H, A ;差的高8位存入51H單元 MOV A, #00H ;(A)00H ADDC A, #00H ;(A)高8位的借位位 MOV 52H, A ;借位位C內(nèi)容存入52H單元,1. 乘法指令,例1 設(shè)(A)=67H(103)，(B)=0ADH(173)，執(zhí)行指令： MUL AB 運(yùn)算結(jié)果：乘積為459BH(17819)，(A)=9BH，(B)=45H。另外：OV=1，CY=0,3.4.2 乘除運(yùn)算指令,MUL AB ;(A)乘積低8位，(B)乘積高8位,例2 設(shè)被乘數(shù)為16位無(wú)符號(hào)數(shù)，低8位存放在地址為K的單元，高8位存放在地址為K+1的單元。乘數(shù)為8位無(wú)符號(hào)數(shù)，存放在M單元。編程求出二者乘積，并將乘積的07位存放在R1，815位存放在R2，1623位存放在R3中。,分析：16位無(wú)符號(hào)數(shù)與8位無(wú)符號(hào)數(shù)相乘的步驟示意如下：,程序編制如下： MOV R0, #K ;設(shè)置被乘數(shù)地址指針 MOV A, R0 ;被乘數(shù)送A中 MOV B, M ;乘數(shù)送B中 MUL AB ;(K)(M) MOV R1, A ;乘積的07位存入R1 MOV R2, B ;暫存積的815位 INC R0 ;指向被乘數(shù)高8位地址 MOV A, R0 ;取被乘數(shù)高8位 MOV B, M ;乘數(shù)送B中 MUL AB ;(K+1)(M) ADD A, R2 ;求得乘積的815位 MOV R2, A ;乘積的815位存入R2 MOV A, B ADDC A, #00H ;求得乘積的1623位 MOV R3, A ;乘積的1623位存入R3,2. 除法指令,例1 設(shè)(A)=9AH，(B)=23H，執(zhí)行指令： DIV AB 則(A)=04H，(B)=0EH，OV=00H，CY=00H,3.4.2 乘除運(yùn)算指令,DIV AB ;(A)商，(B)余數(shù),3.4.3 增1減1指令,1. 增1指令,INC A ;(A)(A)+1 INC direct ;(direct)(direct)+1 INC Ri ;(Ri)(Ri)+1 INC Rn ;(Rn)(Rn)+1 INC DPTR ;(DPTR)(DPTR)+1,例1 設(shè)(A)=40H，(41H)=29H，則執(zhí)行下列指令： INC A;(A)40H+1H INC 41H;(41H)29H+1H 結(jié)果：(A)=41H，(41H)=2AH,例2 設(shè)(R0)=56H，片內(nèi)RAM單元(56H)=0FFH，(57H)=50H，則執(zhí)行下列指令： INC R0;(56H)00H INC R0;(R0)57H INC R0;(57H)51H 結(jié)果：(56H)=00H，(R0)=57H，(57H)=51H,例3 執(zhí)行下述指令序列： MOV DPTR,#2FFEH;(DPTR)2FFEH INC DPTR;(DPTR)2FFFH INC DPTR;(DPTR)3000H INC DPTR;(DPTR)3001H 則(DPTR)=3001H,2. 減1指令,DEC A;(A)(A)-1 DEC direct;(direct)(direct)-1 DEC Ri;(Ri)(Ri)-1 DEC Rn;(Rn)(Rn)-1,例1 設(shè)(R0)=4FH，片內(nèi)RAM單元(4FH)=40H，(4EH)=00H，執(zhí)行指令： DEC R0 ;(4FH)3FH DEC R0 ;(R0)4EH DEC R0 ;(4EH)0FFH 結(jié)果：(R0)=4EH，(4EH)=0FFH，(4FH)=3FH,3.4.4 二/十進(jìn)制調(diào)整指令,DA A 該指令的功能是對(duì)累加器A中的“二/十”進(jìn)制(BCD碼)加法結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。,例1 執(zhí)行下面的指令： MOVA, #86H ADDA, #47H 結(jié)果：(A)=0CDH，CY=0，AC=0 所得結(jié)果并不是BCD碼，若接著執(zhí)行以下指令： DA A 則結(jié)果：(A)=33H，CY=1，AC=1,1. 累加器A清0 指令格式： CLR A 功能：將00H送入累加器A中。,3.5 邏輯運(yùn)算指令,3.5.1 單操作數(shù)指令,2. 累加器A取反 指令格式： CPL A 功能：將累加器A中內(nèi)容取反(將A中內(nèi)容按位取反，即邏輯非運(yùn)算)后再送回累加器A中。,例1 設(shè)(A)=98H，執(zhí)行指令 CLR A ;(A)0 CPL A ;(A)0FFH 結(jié)果：(A)=0FFH,3. 累加器A內(nèi)容循環(huán)左移一位 指令格式： RL A 功能：將累加器A中的內(nèi)容循環(huán)左移一位。即,例1 設(shè)(A)=10001000，則執(zhí)行指令“RL A”后，結(jié)果：(A)=00010001,4. 累加器A內(nèi)容帶進(jìn)位位CY循環(huán)左移一位,指令格式： RLC A 功能：將累加器A中的內(nèi)容與進(jìn)位標(biāo)志位CY一起循環(huán)左移一位。即：,例1 設(shè)(A)=01010101，(CY)=1。則執(zhí)行指令“RLC A”后，結(jié)果：(A)=10101011，(CY)=0。,5. 累加器A內(nèi)容循環(huán)右移一位,指令格式： RR A 功能：將累加器A中的內(nèi)容循環(huán)右移一位。即：,例1 設(shè)(A)=00010001，則執(zhí)行指令“RR A”后，結(jié)果：(A)=10001000,6. 累加器A內(nèi)容帶進(jìn)位位CY循環(huán)右移一位,指令格式： RRC A 功能：將累加器A中的內(nèi)容與進(jìn)位標(biāo)志位CY一起循環(huán)右移一位。即：,例1 設(shè)(A)=10101011，(CY)=0。則執(zhí)行指令“RRC A”后，結(jié)果：(A)=01010101，(CY)=1。,3.5.2 雙操作數(shù)指令,1. 邏輯與指令,邏輯與的規(guī)則定義為：(其中表示邏輯與) 00=0 01=10=0 11=1,例1 設(shè)(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“ANL A, R3”。 結(jié)果：(A)=81H(10000001B)。 指令執(zhí)行過(guò)程如下：,2. 邏輯或指令,邏輯或的規(guī)則定義為：(其中表示邏輯或) 00=0 00=10=1 11=1,例1 設(shè)(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“ORL A, R3”。 結(jié)果：(A)=0EFH(11101111B)。 指令執(zhí)行過(guò)程如下：,3. 邏輯異或指令,邏輯異或的規(guī)則定義為(其中表示邏輯異或)： 00=11=0 10=01=1,例1 設(shè)(A)=0C3H，(R3)=0ADH，執(zhí)行指令“XRL A, R3”。 結(jié)果：(A)=6EH(01101110B)。 指令執(zhí)行過(guò)程如下：,例2 試把分別保存在30H、31H單元中用ASCII碼表示的兩位數(shù)，轉(zhuǎn)換成兩位BCD碼，并以壓縮BCD碼形式存入30H單元中。,程序如下： ANL 30H, #0FH;30H單元的ASCII碼轉(zhuǎn)換成BCD碼 MOV A, 31H;取31H單元的ASCII碼 ANL A, #0FH;31H單元的ASCII碼變成BCD碼 RL A RL A RL A RL A ORL 30H, A;結(jié)果存入30H單元,例1 要將20H位的內(nèi)容傳送給23H位，不能直接用“MOV 20H, 23H”，因?yàn)樵撝噶顖?zhí)行的實(shí)際是字節(jié)傳送，若要將20H位的內(nèi)容傳送給23H位，可用下述程序?qū)崿F(xiàn)： MOV C, 20H ;(C)(20H) MOV 23H, C ;(23H)(C),3.6 位操作類(lèi)指令,3.6.1 位數(shù)據(jù)傳送指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說(shuō)明,MOV C, bit;(C)(bit) MOV bit, C;(C)(bit),指令格式如下： CLR C;(C)(0) CLR bit;( bit)(0) 以上指令可使直接尋址位(bit)或位累加器C清0，不影響其他標(biāo)志。 例1 片內(nèi)RAM單元26H的內(nèi)容為0FFH，執(zhí)行指令： CLR 32H 結(jié)果：(26H)=0FBH(11111011B)，其中，32H為26H單元第二位的位地址。,3.6.2 位狀態(tài)控制指令,1. 位清0指令,指令格式如下： CPL C ;(C)(/C) CPL bit ;(bit)(/bit) 以上指令把位累加器C或者直接尋址位(bit)內(nèi)容取反，不影響其他標(biāo)志位。 例1 執(zhí)行下面的指令序列： MOV P1,#2FH;(P1)(2FH即00101111B) CPL P1.0;P1.0位求反 CPL P1.2;P1.2位求反 結(jié)果：(P1)=2AH(00101010B)。,2. 位求反指令,指令格式如下： SETB C;(C)1 SETB bit;(bit)1 以上指令把進(jìn)位標(biāo)志C或者任何可直接尋址位(bit)置1，不影響其他標(biāo)志位。 例1 假設(shè)進(jìn)位標(biāo)志C內(nèi)容為0，輸出口P1原來(lái)的內(nèi)容為0FH(00001111B)，則執(zhí)行下面指令： SETB C SETB P1.7 結(jié)果：(C)=1，(P1)=8FH(10001111B)。,3. 位置1指令,例1 當(dāng)位地址(2AH)=1，(32H)=1，同時(shí)累加器中(ACC.7)=0時(shí)，進(jìn)位位C=1，否則C清0，可編程序如下： MOVC, 2AH ;(C)(2AH) ANLC, 32H ;(C)(C)(32H) ANLC, /ACC.7 ;(C)(C)(/ACC.7),3.6.3 位邏輯操作指令,1. 位與指令,指令助記符與功能說(shuō)明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說(shuō)明 ANL C, bit ;(C)(C)(bit) ANL C, /bit ;(C)(C)(/bit),指令助記符與功能說(shuō)明如下： 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 功能說(shuō)明 ORL C, bit ;(C)(C)(bit) ORL C, /bit ;(C)(C)(/bit) 位或指令的功能是將直接尋址位的內(nèi)容或直接尋址位內(nèi)容取反后(不改變?cè)瓉?lái)位的內(nèi)容)和位累加器C的內(nèi)容相或，結(jié)果保存在C中。 例1 寫(xiě)出位地址(2AH)=1和(32H)=1、累加器(ACC.7)=0相或的程序： MOVC, 2AH ;(C)(2AH) ORLC, 32H ;(C)(C)(32H) ORLC, ACC.7 ;(C)(C)(ACC.7) 結(jié)果：(C)=1。,2. 位或指令,圖3.7為判C轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行過(guò)程。,3.6.4 位條件轉(zhuǎn)移指令,1. 判C轉(zhuǎn)移指令,JCrel ;若(C)=1，則(PC)(PC)+2+rel；若(C)=0，則(PC)(PC)+2 JNCrel ;若(C)=0，則(PC)(PC)+rel；若(C)=1，則(PC)(PC)+2,(a) JC rel (b) JNC rel 圖3.7 判C轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行過(guò)程,JBbit, rel;若(bit)=1，則(PC)(PC)+3+rel ;若(bit)=0，則(PC)(PC)+3 JNBbit, rel;若(bit)=0，則(PC)(PC)+3+rel ;若(bit)=1，則(PC)(PC)+3 JBCbit, rel;若(bit)=1，則(PC)(PC)+3+rel，而且(bit)清0 ;若(bit)=0，則(PC)(PC)+3,2. 判直接尋址位轉(zhuǎn)移指令,判直接尋址位轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行過(guò)程如圖3.8所示。,(a) JB bit, rel (b) JNB bit, rel (c) JBC bit, rel,例1 假設(shè)前面的程序段一樣，則分別執(zhí)行下面三段程序。 程序1： SETB32H;(32H)1 JB32H, K1;(32H)=1轉(zhuǎn)K1處執(zhí)行 K1: 程序2： CLR32H;(32H)0 JNB32H, K1;(32H)=0轉(zhuǎn)K1處執(zhí)行 K1: 程序3： SETB32H;(32H)1 JBC32H, K1;(32H)=1轉(zhuǎn)K1處執(zhí)行 K1:,1. 長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令 指令格式： LJMP addr16 ;(PC)addr015,3.7 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令,3.7.1 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令,例1 執(zhí)行下述程序段： M: LJMP K K: ,2. 絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令 指令格式：,3. 相對(duì)短轉(zhuǎn)移指令 指令格式：,4. 間接轉(zhuǎn)移指令 JMP A+DPTR ;(PC)(A)+(DPTR),無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令跳轉(zhuǎn)范圍比較,1. 累加器A判零轉(zhuǎn)移指令,3.7.2 條件轉(zhuǎn)移指令,JZ rel ;累加器為0轉(zhuǎn)移，否則繼續(xù)執(zhí)行 JNZ rel ;累加器不為0轉(zhuǎn)移，否則繼續(xù)執(zhí)行,例1 將內(nèi)部RAM單元中起始地址為20H的數(shù)據(jù)傳送到P1口，當(dāng)RAM單元中內(nèi)容為0時(shí)，不傳送，接著傳送下一單元內(nèi)容。,(a) JZ rel (b) JNZ rel 圖3.10 累加器A判零轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行過(guò)程,2. 比較轉(zhuǎn)移指令 指令格式： CJNE , , rel,圖3.11 CJNE 指令的執(zhí)行過(guò)程,3. 循環(huán)減1轉(zhuǎn)移指令 指令格式： DJNZ , rel,圖3.12 DJNZ指令的操作過(guò)程示意,例2 在程序中，可以利用DJNZ指令實(shí)現(xiàn)軟件延時(shí)。當(dāng)晶振頻率一定時(shí)，則延時(shí)的大小可根據(jù)程序的需要從幾個(gè)微秒到幾百微秒，甚至毫秒、秒等不同要求來(lái)設(shè)定。下面是一段當(dāng)系統(tǒng)晶振頻率為12MHz時(shí)，在P1.0口輸出周期為1毫秒脈沖的延時(shí)程序。 K2: MOV R2, #0F8H K1: DJNZ R2, K1 CPL P1.0 AJMP K2,1. 長(zhǎng)調(diào)用指令 指令格式,3.7.3 子程序調(diào)用和返回指令,2. 絕對(duì)調(diào)用指令 指令格式：,3. 返回指令 指令格式：,4. 中斷返回指令 指令格式： RETI 該指令用于中斷返回。執(zhí)行過(guò)程類(lèi)似于RET。 RET與RETI指令應(yīng)分別放在子程序和中斷服務(wù)程序的最后。,5. 空操作指令 指令格式： NOP ;(PC)(PC)+1,(1)MCS-51單片機(jī)有哪幾種尋址方式？各尋址方式所對(duì)應(yīng)的寄存器和存儲(chǔ)空間有何不同？ (2)MCS-51的指令系統(tǒng)按功能可分為哪幾類(lèi)？ (3)分別說(shuō)明以下指令的作用。 MOVA, 30H MOVA, R0 MOVA, R7 MOVA, #45H MOVR3, 59H MOVR3, 60H MOV40H, A MOV55H, R4 MOV50H, 30H MOV65H, R1 (4)試說(shuō)明MOVX指令與MOVC指令有何區(qū)別。,3.8 思考練習(xí)題,(5)若(R1)=45H，(A)=40H，(45H)=06H，(40H)=80H。分析下面的程序段執(zhí)行后，上述各單元內(nèi)容有何變化？ MOV A, R1 MOV R1, 40H MOV 40H, A MOV R1, #35H (6)將存放在30H單元中的壓縮BCD碼拆分后，分別存放到31H、32H中。 (7)試將存放于40H單元的數(shù)據(jù)0FH乘4，并仍然存放在40H單元中(要求分別用兩種方法編程)。 (8)若(50H)=40H，寫(xiě)出執(zhí)行下面程序段后累加器A、寄存器R0、以及內(nèi)部RAM的40H、41H、42H單元中的內(nèi)容。,MOV A, 50H MOV R0, A MOV A, #00H MOV R0, A MOV A, 3BH MOV 42H, 41H MOV 42H, A (9)一個(gè)16位數(shù)的高字節(jié)存放在30H單元，低字節(jié)存放在31H單元，另一個(gè)16位數(shù)據(jù)的高字節(jié)存放在32H單元，低字節(jié)存放在33H單元，試編寫(xiě)程序完成這兩個(gè)16位數(shù)據(jù)的減法運(yùn)算，差的高8位存放入40H，低8位存放到41H單元。 (10)編寫(xiě)一段程序，查找存放在30H50H單元中是否有數(shù)據(jù)34H，若有則將F0置1，否則將F0清0。 (11)若單片機(jī)的晶體振蕩器頻率為12MHz，試編寫(xiě)一輸出到P1.0口的脈沖，脈沖周期為100s。 (12)說(shuō)明RET與RETI指令的區(qū)別。,第4章 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì),u偽指令 u 匯編語(yǔ)言源程序的編輯與匯編 u 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),有一些指令，如指定目標(biāo)程序或數(shù)據(jù)存放的地址、給一些指定的標(biāo)號(hào)賦值、表示源程序結(jié)束等指令，并不產(chǎn)生目標(biāo)程序(機(jī)器碼)，也不影響程序的執(zhí)行，僅僅產(chǎn)生供匯編用的某些命令，用來(lái)對(duì)匯編過(guò)程進(jìn)行某種控制或操作，這類(lèi)指令稱(chēng)為偽指令。,4.1 偽 指 令,4.1.1 定義起始地址偽指令,格式：ORG addr16 功能：規(guī)定程序塊或數(shù)據(jù)塊存放的起始地址。addr16表示一個(gè)16位的程序存儲(chǔ)器的空間地址，一般為一個(gè)確定的地址，也可以是事先定義的標(biāo)號(hào)。例如： ORG 2000H START:MOV A, 30H ,4.1.2 定義匯編結(jié)束偽指令,格式：END 功能：表示匯編結(jié)束,4.1.3 標(biāo)號(hào)賦值偽指令,格式：標(biāo)號(hào) EQU 表達(dá)式 功能：將表達(dá)式的值賦給本語(yǔ)句中的標(biāo)號(hào)。又稱(chēng)為等值指令。,4.1.4 定義字節(jié)偽指令,格式：標(biāo)號(hào): DB 字節(jié)表 功能：從標(biāo)號(hào)指定的地址單元開(kāi)始，在程序存儲(chǔ)器中定義字節(jié)數(shù)據(jù)。,4.1.5 定義字偽指令,4.1.6 預(yù)留存儲(chǔ)區(qū)偽指令,格式：標(biāo)號(hào): DS 表達(dá)式 功能：從標(biāo)號(hào)指定的地址單元開(kāi)始，定義一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，以備源程序使用。存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)預(yù)留的存儲(chǔ)單元數(shù)由表達(dá)式的值決定。 例如： ORG3030H TIMER:DS10H ,格式：標(biāo)號(hào): DW 字表 功能：從標(biāo)號(hào)指定的地址單元開(kāi)始，在程序存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)。,4.2 匯編語(yǔ)言源程序的編輯與匯編,4.2.1 源程序的編輯,編寫(xiě)完成的源程序應(yīng)以“.ASM”的擴(kuò)展名保存，以備匯編程序調(diào)用。,4.2.2 源程序的匯編,4.3 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),4.3.1 順序程序,例1 已知X、Y、Z分別為片內(nèi)RAM 30H、31H、32H單元的內(nèi)容，設(shè)XY，試編程完成下式的算術(shù)運(yùn)算：S=(X-Y)*Z， 并將計(jì)算結(jié)果S存入片內(nèi)RAM 34H(高字節(jié))、35H(低字節(jié))單元中。 由于XY，所以X-Y0，不需要借位；(X-Y)*Z的結(jié)果最多占用兩個(gè)字節(jié)。實(shí)現(xiàn)該要求的程序流程圖如圖4.2所示。,程序清單如下： ORG0030H START: MOVA, 30H ;(A)X SUBBA, 31H ;(A)(A)-X MOVB, 32H ;(B)Z MULAB MOV34H, B ;(34H)A*B的高字節(jié) MOV35H, A ;(35H)A*B的低字節(jié) SJMP$,例2 編寫(xiě)雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法程序。被乘數(shù)高字節(jié)放在R2中，低字節(jié)存放在R3中，乘數(shù)高字節(jié)放在R6中，低字節(jié)放在R7中。乘積在R2、R3、R4、R5中。,程序段如下： MOV A, R3 ;R3R7 MOV B, R7 MUL AB MOV R4, B ;暫存部分積 MOV R5, A MOV A, R3 MOV B, R6 ;R3R6 MUL AB ADD A, R4 ;累加部分積 MOV R4, A CLR A ADDC A, B MOV R3, A MOV A, R2 ; R2R7 MOV B, R7,MUL AB ADD A, R4 ;累加部分積 MOV R4, A MOV A, R3 ADDC A, B MOV R3, A CLR A RLC A XCH A, R2 ;R2R6 MOV B, R6 MUL AB ADD A,