[讨论] 51单片机,指令系统分析8个小课程(1)

51单片机指令系统分析,51单片机的寻址方式 例如：<SPAN lang=EN-US> MOV A，#3AH 这条指令的指令代码为74H、3AH，是双字节指令，这条指令的功能是把立即数<SPAN lang=EN-US>3AH送入累加器A中。 MOV DPTR，#8200H 在前面学单片机的专用寄存器时，我们已学过，DPTR是一个16位的寄存器，它由<SPAN lang=EN-US>DPH及DPL两个8位的寄存器组成。这条指令的意思就是把立即数的高<SPAN lang=EN-US>8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即数的低<SPAN lang=EN-US>8位（即00H）送入DPL寄存器。<SPAN lang=EN-US> 这里也特别说明一下：在80C51单片机的指令系统中，仅有一条指令的操作数是<SPAN lang=EN-US>16位的立即数，其功能是向地址指针DPTR传送<SPAN lang=EN-US>16位的地址，即把立即数的高8位送入DPH，低<SPAN lang=EN-US>8位送入DPL。 直接寻址方式是指在指令中操作数直接以单元地址的形式给出，也就是在这种寻址方式中，操作数项给出的是参加运算的操作数的地址，而不是操作数<SPAN style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family:宋体; mso-font-kerning:0pt'>。 例如：MOV A，30H 这条指令中操作数就在30H单元中，也就是30H是操作数的地址，并非操作数。<SPAN lang=EN-US> 在<SPAN lang=EN-US>80C51单片机中，直接地址只能用来表示特殊功能寄存器、内部数据存储器以及位地址空间，<SPAN style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family:宋体; mso-font-kerning:0pt'>具体的说就是： 1、内部数据存储器<SPAN lang=EN-US>RAM低128单元。在指令中是以直接单元地址形式给出。<SPAN lang=EN-US> 我们知道低128单元的地址是00H-7FH。在指令中直接以单元地址形式给出这句话的意思就是这<SPAN lang=EN-US>0-127共128位的任何一位，例如0位是以<SPAN lang=EN-US>00H这个单元地址形式给出、1位就是以01H单元地址给出、<SPAN lang=EN-US>127位就是以7FH形式给出。 2、位寻址区。20H-2FH地址单元。 3、特殊功能寄存器。专用寄存器除以单元地址形式给出外，还可以以寄存器符号形式给出。例如下面我们分析的一条指令 MOV IE，#85H 前面的学习我们已知道，中断允许寄存器<SPAN lang=EN-US>IE的地址是80H，那么也就是这条指令可以以<SPAN lang=EN-US>MOV IE，#85H 的形式表述，也可以<SPAN lang=EN-US>MOV 80H，#85H的形式表述。 <SPAN lang=EN-US> 大家来分析下面几条指令：<SPAN lang=EN-US> MOV 65H，A ；将<SPAN lang=EN-US>A的内容送入内部RAM的65H单元地址中<SPAN lang=EN-US> MOV A，direct ；将直接地址单元的内容送入<SPAN lang=EN-US>A中 MOV direct,direct；将直接地址单元的内容送直接地址单元 MOV IE,#85H ；将立即数85H送入中断允许寄存器<SPAN lang=EN-US>IE 寄存器寻址的寻址范围是：<SPAN lang=EN-US> 1、4个工作寄存器组共有32个通用寄存器，但在指令中只能使用当前寄存器组（工作寄存器组的选择在前面专用寄存器的学习中，我们已知道，是由程序状态字<SPAN lang=EN-US>PSW中的RS1和RS0来确定的），因此在使用前常需要通过对<SPAN lang=EN-US>PSW中的RS1、RS0位的状态设置，来进行对当前工作寄存器组的选择。<SPAN lang=EN-US> 2、部份专用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器<SPAN lang=EN-US>DPTR和进位位CY。 寄存器寻址方式是指操作数在寄存器中，因此指定了寄存器名称就能得到操作数。 例如：MOV A，R0 这条指令的意思是把寄存器R0的内容传送到累加器A中，操作数就在<SPAN lang=EN-US>R0中。 INC R3 这条指令的意思是把寄存器R3中的内容加1 <SPAN lang="EN-US style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family:宋体; mso-font-kerning:0pt'>MCS-51单片机规定工作寄存器的<SPAN lang=EN-US>R0、R1做为间接寻址寄存器。用于寻址内部或外部数据存储器的<SPAN lang=EN-US>256个单元。为什么会是256个单元呢？我们知道，<SPAN lang=EN-US>R0或者R1都是一个8位的寄存器，所以它的寻址空间就是<SPAN lang=EN-US>2的八次方=256。 例：MOV R0，#30H ；将值<SPAN lang=EN-US>30H加载到R0中 MOV A，@R0 ；把内部<SPAN lang=EN-US>RAM地址30H内的值放到累加器A中<SPAN lang=EN-US> MOVX A，@R0 ；把外部<SPAN lang=EN-US>RAM地址30H内的值放到累加器A中<SPAN lang=EN-US> 大家想想，如果用<SPAN lang=EN-US>DPTR做为间址寄存器，那么它的寻址范围是多少呢？DPTR是一个<SPAN lang=EN-US>16位的寄存器，所以它的寻址范围就是2的十六次方<SPAN lang=EN-US>=65536=64K。因用DPTR做为间址寄存器的寻址空间是<SPAN lang=EN-US>64K，所以访问片外数据存储器时，我们通常就用DPTR做为间址寄存器。<SPAN lang=EN-US> 例：MOV DPTR，#1234H ；将DPTR值设为1234H（<SPAN lang=EN-US>16位） MOVX A，@DPTR ；将外部<SPAN lang=EN-US>RAM或I/O地址1234H内的值放到累加器<SPAN lang=EN-US>A中 在执行<SPAN lang=EN-US>PUSH（压栈）和POP（出栈）指令时，采用堆栈指针<SPAN lang=EN-US>SP作寄存器间接寻址。 例：PUSH 30H ；把内部<SPAN lang=EN-US>RAM地址30H内的值放到堆栈区中 堆栈区是由SP寄存器指定的，如果执行上面这条命令前，SP为<SPAN lang=EN-US>60H，命令执行后会把内部RAM地址30H内的值放到<SPAN lang=EN-US>RAM的61H内。 寄存器间接寻址范围总结：<SPAN lang=EN-US> 1、内部<SPAN lang=EN-US>RAM低128单元。对内部RAM低<SPAN lang=EN-US>128单元的间接寻址，应使用R0或R1作间址寄存器，其通用形式为<SPAN lang=EN-US>@Ri（i=0或1）。<SPAN lang=EN-US> <SPAN lang="EN-US style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family:宋体; color:fuchsia;mso-font-kerning:0pt'>2、外部RAM 64KB。对外部RAM64KB的间接寻址，应使用<SPAN lang=EN-US>@DPTR作间址寻址寄存器，其形式为：@DPTR。<SPAN lang=EN-US style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family: 宋体;mso-font-kerning:0pt'> 例如MOVX A，@DPTR；其功能是把<SPAN lang=EN-US>DPTR指定的外部RAM的单元的内容送入累加器<SPAN lang=EN-US>A中。 外部RAM的低256单元是一个特殊的寻址区，除可以用<SPAN lang=EN-US>DPTR作间址寄存器寻址外，还可以用R0或<SPAN lang=EN-US>R1作间址寄存器寻址。 例如MOVX A，@R0；这条指令的意思是，把<SPAN lang=EN-US>R0指定的外部RAM单元的内容送入累加器A。<SPAN lang=EN-US> 这种寻址方式以程序计数器<SPAN lang=EN-US>PC或DPTR为基址寄存器，累加器A为变址寄存器，变址寻址时，把两者的内容相加，所得到的结果作为操作数的地址。这种方式常用于访问程序存储器<SPAN lang=EN-US>ROM中的数据表格，即查表操作。 变址寻址只能读出程序内存入的值，而不能写入，也就是说变址寻址这种方式只能对程序存储器进行寻址，或者说它是专门针对程序存储器的寻址方式。<SPAN lang=EN-US> 例：MOVC A，@A+DPTR 这条指令的功能是把DPTR和A的内容相加，再把所得到的程序存储器地址单元的内容送<SPAN lang=EN-US>A 假若指令执行前A=54H，DPTR=3F21H，则这条指令变址寻址形成的操作数地址就是<SPAN lang=EN-US>54H+3F21H=3F75H。如果3F75H单元中的内容是<SPAN lang=EN-US>7FH，则执行这条指令后，累加器A中的内容就是<SPAN lang=EN-US>7FH。 变址寻址的指令只有三条，分别如下：<SPAN lang=EN-US> JMP @A+DPTR MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC 第一条指令<SPAN lang=EN-US>JMP @A+DPTR 这是一条无条件转移指令，这条指令的意思就是DPTR加上累加器A的内容做为一个<SPAN lang=EN-US>16位的地址，执行JMP这条指令是，程序就转移到<SPAN lang=EN-US>A+DPTR指定的地址去执行。 第二、三条指令<SPAN lang=EN-US>MOVC A，@A+DPTR和<SPAN lang=EN-US>MOVC A，@A+PC指令<SPAN lang=EN-US> 这两条指令的通常用于查表操作，功能完全一样，但使用起来却有一定的差别，现详细说明如下。<SPAN lang=EN-US> 我们知道，PC是程序指针，是十六位的。DPTR是一个<SPAN lang=EN-US>16位的数据指针寄存器，按理，它们的寻址范围都应是64K。我们在学习特殊功能寄存器时已知道，程序计数器<SPAN lang=EN-US>PC是始终跟踪着程序的执行的。也就是说，PC的值是随程序的执行情况自动改变的，我们不可以随便的给<SPAN lang=EN-US>PC赋值。而DPTR是一个数据指针，我们就可以给空上数据指针<SPAN lang=EN-US>DPTR进行赋值。我们再看指令MOVC A，<SPAN lang=EN-US>@A+PC这条指令的意思是将PC的值与累加器<SPAN lang=EN-US>A的值相加作为一个地址，而PC是固定的，累加器<SPAN lang=EN-US>A是一个8位的寄存器，<SPAN style='color:red'>它的寻址范围是256个地址单元<SPAN style='color:fuchsia'>。讲到这里，大家应可明白，MOVC A，<SPAN lang=EN-US>@A+PC这条指令的寻址范围其实就是只能在当前指令下256个地址单元。所在，这在我们实际应用中，可能就会有一个问题，如果我们需要查询的数据表在<SPAN lang=EN-US>256个地址单元之内，则可以用MOVC A，<SPAN lang=EN-US>@A+PC这条指令进行查表操作，如果超过了256个单元，则不能用这条指令进行查表操作。刚才我们已说到，<SPAN lang=EN-US>DPTR是一个数据指针，这个数据指针我们可以给它赋值操作的。通过赋值操作。我们可以使MOVC A，@A+DPTR这条指令的寻址范围达到64K。这就是这两条指令在实际应用当中要注意的问题。<SPAN lang=EN-US> <SPAN lang="EN-US style='mso-bidi-font-size:10.5pt;font-family:宋体;mso-bidi-font-family:宋体; mso-font-kerning:0pt'>1、我们在第十二课学习<SPAN lang=EN-US>51单片机的存储器结构时，我们已知道在单片机的内部数据存储器<SPAN lang=EN-US>RAM的低128单元中有一个区域叫位寻址区。它的单元地址是<SPAN lang=EN-US>20H-2FH。共有16个单元，一个单元是<SPAN lang=EN-US>8位，所以位寻址区共有128位。这128位都单独有一个位地址，其位地址的名字就是<SPAN lang=EN-US>00H-7FH。 这里就有一个比较麻烦的问题需要大家理解清楚了。我们在前面的学习中00H、<SPAN lang=EN-US>01H。。。。7FH等等，所表示的都是一个字节（或者叫单元地址），而在这里，这些数据都变成了位地址。我们在指令中，或者在程序中如何来区分它是一个单元地址还是一个位地址呢？这个问题，也就是我们现在正在研究的位寻址的一个重要问题。其实，区分这些数据是位地址还是单元地址，我们都有相应的指令形式的。这个问题我们在后面的指令系统学习中再加以论述。<SPAN lang=EN-US>