单片机学习资料.ppt
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1、单片微机原理及应用教学课件,第二讲:指令与编程,本讲重点:寻址方式;MCS-51指令集;伪指令;汇编语言与简单程序设计.,单片微机原理及应用教学课件,第三章 指令系统及程序设计(P.43),51系列单片机指令集含有111条指令,每条指令在执行时要花去一定的时间,以机器周期为单位。按指令执行时间分类:单周期(64条);双周期(45条);4周期(2条),按指令的功能分类,可分为5大类:数据传送类(29条);算术运算类(24条)逻辑运算及移位类(24);控制转移类(17条)位操作类(17条),每条指令在程序存储器ROM中占据一定的空间,以字节为单位。按指令所占字节数分类:单字节(49条);双字节(4
2、6条);3字节(16条),单片微机原理及应用教学课件,ASM-51指令的格式(P.44),方括符 表示可选项标号代表指令所在地址,1-8个字母/数字,“:”结尾操作码就是指令功能助记符,指令实体目的操作数源操作数注释,以“;”开头,标号:操作码 目的操作数,源操作数;注释,单片微机原理及应用教学课件,51单片机指令的寻址方式(P.45),寄存器寻址立即寻址寄存器间接寻址直接寻址变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址)相对寻址位寻址,寻址方式:指令按地址获得操作数的方式七种寻址方式,一条指令可能含多种寻址方式,单片微机原理及应用教学课件,寄存器寻址(P.45)从寄存器中读取操作数或存放操作数进
3、寄存器例:MOV A,B;(A)(B)MOV 30H,R0;(30H)(R0)MOV A,R1;(A)(R1),单片微机原理及应用教学课件,立即寻址(P.45)操作数直接就出现在指令中例:MOV A,#64H;(A)立即数 64H ADD A,#05H;(A)(A)+立即数 05H注意:符号“#”表明其后跟的是立即数,立即数就是数字量本身。,单片微机原理及应用教学课件,寄存器间接寻址(P.46)寄存器中的内容是一个地址,由该地址单元寻址到所需的操作数,注意:1)“间接”表示某寄存器中的“内容”只是一个“单元地址”,这个地址单元中存放的数据才是要找的“操作数”。2)符号“”表示“在”,其含义与读
4、音皆同“at”。,例:MOV R1,#30H;(R1)立即数30H,MOV R1,#30H;(R1)立即数30H MOV R1,#0FH;(30H)立即数0FH MOV A,R1;(A)(30H)=#0FH,单片微机原理及应用教学课件,直接寻址(P.46)指令中直接给出了操作数所在单元的地址或名称 例:MOV R1,1FH;(R1)(1FH)MOV 30H,4AH;(30H)(4AH),在本单片机中规定:访问特殊功能寄存器SFR只能采用直接寻址方式。例如:MOV A,SP;(A)(SP)MOV A,81H;(A)(SP)MOV P1,#5AH;(P1)(#5AH)MOV 90H,#5AH;(P
5、1)(#5AH)MOV B,30H;(B)(30H),SFR的地址见 P.33表,相同,相同,单片微机原理及应用教学课件,在本单片机中访问特殊功能寄存器SFR只能采用直接寻址方式的原因:SFR分布在80H0FFH范围内,而52系列单片机有256字节的片内RAM,其中的80H0FFH的RAM与SFR所占地址重叠。,MOV A,90H 等效于 MOV A,P1 属直接寻址 MOV A,R0;事先已知(R0)=#90H 执行的操作:A(90H)属寄存器间接寻址,随意写的指令如:MOV A,85H 则是非法的!,于是规定:80H0FFH范围内的RAM只能用寄存器间接寻址方式,而SFR只能用直接寻址方式
6、。从而解决了地址冲突的问题。例如:,单片微机原理及应用教学课件,存储器配置(片内RAM),89C51片内RAM 128字节(00H7FH)89C52片内RAM 256字节(00H0FFH),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH其中92个位可位寻址,80H,FFH,89C51 128字节,89C52 256字节,只能直接寻址,只能寄存器间接寻址,单片微机原理及应用教学课件,变址寻址(P.47)也称为:基址寄存器+变址寄存器间接寻址,以16位的地址指针寄存器DPTR或 16位的PC
7、寄存器为基址寄存器,以累加器 A 为变址寄存器,两者中的“内容”形成一个16位的“地址”,该“地址”所指的存储单元中的内容才是操作数。,P47例:设:A中已存有#A4H,DPTR中已存有#1234H MOVC A,A+DPTR;(A)(A)+(DPTR)操作:将A4H+1234H=12D8H单元中的数放进累加器A,单片微机原理及应用教学课件,相对寻址(P.47)当前PC值加上指令中规定的偏移量 rel,构成实际的操作数地址例:SJMP rel 操作:跳转到的目的地址=当前16位PC值+rel,注意:1)“当前PC值”指程序中下一条指令所在的首地址,是一个16位数;2)符号“rel”表示“偏移量
8、”,是一个带符号的单字 节数,范围是:-128+127(80H7FH),在实际编程中,“rel”通常用标号代替,单片微机原理及应用教学课件,位寻址(P.48)指令中直接给出了操作数所在的位地址。例:CLR P1.0;(P1.0)0 SETB ACC.7;(ACC.7)1 CPL C;(C)NOT(C),注意:1)位地址里的数据只可能是一个 0 或 1 2)有的位地址十分明确,如 P1.0,ACC.7等,有的位地址则“不太明确”,如:MOV A,17H;(A)(17H),17H是字节地址 MOV ACC.0,17H;(ACC.0)(17H),这里ACC.0 是位地址所以该指令中的17H是22H单
9、元的第7位,单片微机原理及应用教学课件,片内RAM中有128个位可按位寻址的位,位地址:00H7FH分布在:20H2FH单元;另外,在SFR中还有92个位可按位寻址,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21
10、20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,2FH,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,总共128个可按位寻址的位,单元地址,17,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,单片微机原理及应用教学课件,位寻址(P.48)指令中直接给出了操作数所在的位地址。例:CLR P1.0;(P1.0)0 SETB ACC.7;(ACC.7)1 CPL C;(C)NOT(C),注意:1)位地址里的数据只可能是一个 0 或 1 2)
11、有的位地址十分明确,如 P1.0,ACC.7等,有的位地址则“不太明确”,如:MOV A,17H;(A)(17H),17H是字节地址 MOV ACC.0,17H;(ACC.0)(17H),这里ACC.0 是位地址所以该指令中的17H是22H单元的第7位,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51指令集,功能分五类,共111条指令,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51指令集(五大类功能)P.49页,数据传送类指令:(29条)算术运算类指令:(24条)逻辑运算及移位类指令:(24条)控制转移类指令:(17条)位操作(布尔操作)类指令:(17条),单片微机原理及应用教学课件,内部存储器间传送:(M
12、OV16条)外部数据存储器与累加器间传送:(MOVX4条)程序存储器向累加器传送:(MOVC2条)数据交换:(XCH,XCHD,SWAP5条)堆栈操作:(PUSH,POP2条),(一)数据传送类指令(5种/29条)P.49,见P.49的表32,单片微机原理及应用教学课件,Acc 累加器,Direct 直接寻址,Ri 间接寻址,Rn 寄存器,#data 立即数,Rn:R0R7Ri:R0,R1#data:8位立即数#data16:16位立即数direct:直接地址rel:8位带符号偏移量,(一)数据传送类指令(5种/29条),内部存储器间传送指令(16条):MOV 类指令的操作方向总是后面的操作数
13、 指向前面的操作数!例:MOV A,30H(A)(30H),单片微机原理及应用教学课件,数据传送类指令(续)P.52,外部数据存储器与累加器间传送(4条):MOVX类指令可在累加器与以DPTR或Ri所代表的外部 RAM 之间进行数据传送。,例如:MOVX A,DPTR(A)(DPTR)MOVX A,Ri(A)(Ri)MOVX DPTR,A(DPTR)(A)MOVX Ri,A(Ri)(A),单片微机原理及应用教学课件,程序存储器向累加器传送指令(2条):MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC 通常称为查表指令,寻址方式属:“基址寄存器+变址寄存器间接寻址”,数据传送类指令(续)P.5
14、2,A+DPTR或A+PC指向程序存储器中的某单元。拟传送给累加器ACC 的数据就是程序中事先写进去的表格数据。这些表格数据往往用伪指令 DB,DW 等定义在程序中。,单片微机原理及应用教学课件,数据传送类指令(续),数据交换指令(5条):P.53XCH A,direct(字节互换)XCH A,Ri(字节互换)XCH A,Rn(字节互换)(A)(direct)或(Ri),或(Rn),XCHD A,Ri 累加器 Acc的低4位与(Ri)的低4位互换,各自的高4位不变,SWAP A 累加器 Acc的低4位与自身的高4位互换,单片微机原理及应用教学课件,堆栈操作指令(2条):P.54,PUSH压栈指
15、令,POP 弹栈指令,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP 管理堆栈区可以安排在 RAM区任意位置,一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区,而是放在RAM区的靠后的位置堆栈总是指向栈顶通常PUSH与POP两条指令成对使用,数据传送类指令(续),单片微机原理及应用教学课件,例如:设(A)=7BH;(35H)=11H 并且知道(SP)60H PUSH ACC;(61H)#7BH PUSH 35H;(62H)(35H)即:(62H)#11H,POP ACC;(A)(62H)即:(A)#11H POP 5AH;(5AH)(61H)即:(5AH)#7BH,单片微机原理及应用教学课件,(二)算术运算
16、类指令(6种/24条)P.54,加法运算:(ADD4条)带进位加法运算:(ADDC4条)带借位减法运算:(SUBB4条)加1/减1操作:(INC,DEC9条)单字节乘/除法运算:(MUL,DIV2条)十进制调整:(DA A1条),单片微机原理及应用教学课件,(二)算术运算类指令(续)P.55,加法运算:(ADD4条)带进位加法运算:(ADDC4条)带借位减法运算:(SUBB4条),所有的加法(ADD)、带进位加法(ADDC)、带借位减法(SUBB)运算都是以 A为一个加数或被减数,最终结果也存进 A。,加法(ADD)、带进位加法(ADDC)以及带借位减法(SUBB)运算中,如果产生了进位或借位
17、,将自动对PSW中的Cy标志位置“1”。,带进位加法(ADDC):(A)(A)+(Cy)+(第二操作数)带借位减法(SUBB):(A)(A)-(Cy)-(第二操作数),单片微机原理及应用教学课件,(二)算术运算类指令(续)P.57,加1/减1操作:(INC,DEC9条)INC,DEC与用加/减法指令做加1/减1 操作不同之处在于INC、DEC不影响标志位.,单字节乘/除运算:(MUL,DIV2条)两个单字节数的乘/除法运算只在A与B之间进行。MUL AB:(A)与(B)相乘,积为16位数,(A)积的高8位;(B)积的低8位DIV AB:(A)除以(B),结果用2字节表示,(A)商的整数部分;(
18、B)余数,单片微机原理及应用教学课件,(二)算术运算类指令(续)P.60,BCD码是指“用二进制表达的十进制数”。如:十进制数20可以用二进制数00010100B表示;也可以用十六进制数14H表示;还可以用BCD码 00100000B 或 20H 表示。,4个二进制位就可以表示一位BCD码:00001001 可表示十进制数(BCD数)09;8个二进制位就可以表示两位压缩的BCD码:0000000010011001 表示 0099。,十进制调整:(DA A1条)用于两个BCD码之间的相加,这条指令只能跟在 ADD 或 ADDC 之后,单片微机原理及应用教学课件,若(A)309或(AC)=1则(A
19、)30(A)306;若(A)749或(CY)=1则(A)74(A)746;,P.60例5:两个十进制数“65”与“58”相加,根据常识,显然其和应当为“123”。,MOV A,#65H ADD A,#58H DA A结果:(A)=23H(CY)=1,指令“DA A”完成的操作:,6 5 0110 0101 5 8 0101 1000,+,1,3,18,19,2,6 6 0110 0110,单片微机原理及应用教学课件,若(A)309或(AC)=1则(A)30(A)306;若(A)749或(CY)=1则(A)74(A)746;,又如:两个十进制数“39”与“58”相加,根据常识,显然其和应当为“9
20、7”。,MOV A,#39H ADD A,#58H DA A结果:(A)=97H(CY)=0,3 9 0011 1001 5 8 0101 1000,+,0,7,23,9,6 0110,指令“DA A”完成的操作:,单片微机原理及应用教学课件,(三)逻辑运算及移位类指令(5种/24条)P.61,逻辑与运算:(ANL6条)逻辑或运算:(ORL6条)逻辑异或运算:(XRL6条)累加器清零/取反:(CLR,CPL2条)累加器移位操作:(RL,RLC,RR,RRC4条),单片微机原理及应用教学课件,逻辑运算及移位类指令(续)P.61,逻辑与(ANL),逻辑或(ORL),逻辑异或(XRL):,累加器清零
21、/取反操作(CLR,CPL2条),CLR A 对累加器清零 1 Byte 1 个Tm CPL A 对累加器按位取非 1 Byte 1 个Tm,单片微机原理及应用教学课件,逻辑运算指令的常见用法,逻辑与ANL用于清0或者保留某些位:例:ANL A,#0FH;则(A)=0AH,(已知累加器A中已存有数:9AH),逻辑或ORL用于置1或者保留某些位:例:ORL A,#0FH;则(A)=9FH,逻辑异或XRL用于取反或者保留某些位:例:XRL A,#0FH;则(A)=95H(A)1001 1010#0FH 0000 1111 95H 1001 0101,单片微机原理及应用教学课件,逻辑运算及移位类指令
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