《單片機(jī)的基本原理和應(yīng)用設(shè)計(jì)》

1、 單片機(jī)的基本原理和應(yīng)用設(shè)計(jì)本書(shū)主要內(nèi)容單片機(jī)概述MCS-51系列單片機(jī)的組成與工作原理MCS-51 單片機(jī)的指令系統(tǒng)匯編語(yǔ)言程序設(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)展第1章 單片機(jī)概述 本章知識(shí)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成單片機(jī)概述計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制與碼制本章重點(diǎn)：微機(jī)系統(tǒng)的組成不同數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換原碼、反碼、補(bǔ)碼的概念既相互間的關(guān)系 電子計(jì)算機(jī) 定義：在程序的控制下自動(dòng)進(jìn)行信息處理的電子裝置。 分類：數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)、模/數(shù)混合計(jì)算機(jī)。一、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 第一代：19461957 電子管計(jì)算機(jī)

2、（速度慢） 第二代：19571964 晶體管計(jì)算機(jī) （速度快，功耗低，性能更穩(wěn)定） 第三代：19641972 集成電路計(jì)算機(jī)（體積小，可靠性高） 第四代：1972現(xiàn)在 大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 第五代：智能化1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向（1）大型化和巨型化 運(yùn)算速度快，存儲(chǔ)量大，體積大，價(jià)格高。（2）微型化 體積小，重量輕，價(jià)格便宜，普及快（3）網(wǎng)絡(luò)化、智能化 軟硬件資源共享，人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)各種系統(tǒng)1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用一、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) （1）運(yùn)算速度快 （2）計(jì)算精度高 字長(zhǎng)：計(jì)算機(jī)處理的一組二進(jìn)制數(shù)的位數(shù) （3）存儲(chǔ)能力極強(qiáng) （4）在程序的控制下自

3、動(dòng)操作 （5）通用性強(qiáng) 不同行業(yè)的用戶通過(guò)編制不同的程序解決不同的問(wèn)題，而不需要改變硬件。二、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)（1）字長(zhǎng)：計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制位數(shù)，代表實(shí)際的處理能力。 字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算精度越高，尋址范圍越大。（2）主存儲(chǔ)量（內(nèi)存）：按字長(zhǎng)或字節(jié)計(jì)算。 主存儲(chǔ)量越大，執(zhí)行程序的速度越快。（3）存取周期：存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀寫(xiě)操作所需的時(shí)間。（4）運(yùn)算速度：一般用每秒內(nèi)所能執(zhí)行的指令條數(shù)來(lái)衡量。速度的單位：百萬(wàn)條指令/秒。（5）主頻：計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率，一般用MHZ或GHZ表示。 主頻越高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度越快。1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用（1）數(shù)值

4、計(jì)算（2）信息處理和事物管理 信息處理：利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、合并、分類、傳 遞、存儲(chǔ)、計(jì)算、檢索等處理。 事務(wù)管理：用計(jì)算機(jī)及時(shí)提供管理信息。如：財(cái)務(wù)管理、庫(kù)存管理、銷售管理等。（3）自動(dòng)控制（4）計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用：CAD、CAM、CAI（5）人工智能（6）日常應(yīng)用1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成CPU(ROM、RAM)1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成一、計(jì)算機(jī)的硬件（1）運(yùn)算器作用：運(yùn)算作用，可進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算組成：加法器A （累加器）、寄存器B、狀態(tài)標(biāo)志寄存器F、通用寄存器等組成。（2）控制器作用：指揮全機(jī)工作的中心。用來(lái)產(chǎn)生表示節(jié)拍的時(shí)序電位和時(shí)序脈沖，并將指令規(guī)定的操作類別、條件組成各種相應(yīng)

5、的控制信號(hào)，按一定的時(shí)間和條件，把信號(hào)送到相應(yīng)的線路中協(xié)調(diào)整機(jī)工作。組成：指令寄存器、指令譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、脈沖分配器、時(shí)鐘電路、操作控制部件等組成。1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（3）存儲(chǔ)器 作用：用來(lái)存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)等信息的物理介質(zhì)。 分類：（4）輸入、輸出設(shè)備 作用：輔助主機(jī)的工作，提供主機(jī)和外設(shè)之間交換信息的工具。 種類：鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。（5）外圍設(shè)備（6）總線 作用：系統(tǒng)中信息傳送的公共通道 分類：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線內(nèi)存儲(chǔ)器（主存）：直接與CPU交換信息，速度快、容量小外存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)容量大，斷電后不會(huì)丟失1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成二、計(jì)算機(jī)的指令和指令系統(tǒng)（1）指令定

6、義：計(jì)算機(jī)完成某個(gè)具體的操作所發(fā)出的指示或命令，并由計(jì)算機(jī)直接識(shí)別執(zhí)行。組成：操作碼、操作數(shù) 操作碼：計(jì)算機(jī)執(zhí)行何種工作。 操作數(shù)：指出參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在單元的地址。類型：操作類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令（2）指令系統(tǒng)（決定計(jì)算機(jī)的能力，影響 其體系結(jié)構(gòu)）定義：所有指令的集合。1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成三、計(jì)算機(jī)的軟件 分類：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（1）系統(tǒng)軟件 由制造者提供，包括監(jiān)控程序、操作系統(tǒng)、匯編軟件、解釋程序、實(shí)用程序、診斷程序等。（2）應(yīng)用軟件 定義：指用戶的專業(yè)軟件，是為解決某一專業(yè)領(lǐng)域的問(wèn)題而編寫(xiě)的程序。（3）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 作用：編寫(xiě)程序所使用的語(yǔ)言。 分類：機(jī)器語(yǔ)言、

7、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言單片機(jī)：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片、尖端武器、日常生活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)。因此，一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表。 一、單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程 第一階段（19761978年）：低性能單片機(jī)的探索階段 第二階段（19781982年）：高性能單片機(jī)階段 第三階段（19821990年）：16位單片機(jī)階段 第四階段（1990年）：微控制器的全面發(fā)展階段1.4 單片機(jī)概述 二、單片機(jī)的系統(tǒng)組成 1.硬件系統(tǒng)：CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路、輸入/輸出設(shè)備等 2 .軟件系統(tǒng) 三、單

8、片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（1）微型化（2）低功耗（工作方式多，電源范圍擴(kuò)大）（3）高速化（4）集成更多資源（5）通信及網(wǎng)絡(luò)功能加強(qiáng)（6）專用型單片機(jī)發(fā)展加快1.4 單片機(jī)概述1.5 計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制與碼制一、數(shù)制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)于符號(hào)數(shù)有不同的編碼方式，通常有原碼、反碼和補(bǔ)碼。（1）原碼最高位為符號(hào)位（正數(shù)用0表示，負(fù)數(shù)用1表示），其他位為數(shù)值位。 X=+87=01010111B，X原=01010111B Y=-87=11010111B，Y原=11010111B（2）反碼 正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼是其對(duì)應(yīng)的原碼符號(hào)位保持為1，數(shù)值位逐位取反的結(jié)果。 X=+87=01010111B，X反=010

9、10111B Y=-87=11010111B，Y反=10101000B1.5 計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制與碼制（3）補(bǔ)碼 正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其對(duì)應(yīng)的原碼符號(hào)位保持為1，數(shù)值位逐位取反，末位加1的結(jié)果，即對(duì)應(yīng)的反碼加1。 X=+87=01010111B，X補(bǔ)=01010111B Y=-87=11010111B，Y補(bǔ)=10101001B二、碼制在計(jì)算機(jī)中，除了表示數(shù)以外，還要表達(dá)字母、字符等信息，他們也是以二進(jìn)制的形式出現(xiàn)的，只是編碼的形式不同而已，計(jì)算機(jī)中常見(jiàn)的編碼由BCD碼和ASCII碼。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

10、符編碼，其中32個(gè)是控制字符，96個(gè)是圖形字符。BCD碼：采用二進(jìn)制數(shù)編碼十進(jìn)制數(shù)。1.5 計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制與碼制BCD碼閱讀材料 不同計(jì)數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換十進(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：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

11、2為底的0次冪、1次冪、2次冪等。(10110100)2127+026+125+124+023+122+021+020=180十六進(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 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

12、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 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。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

13、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 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換不同進(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(101101101.110010

14、1)2轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。即：(101101101.1100101)2=(16D.CA)16。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=(111010110)2。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(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)：101100111010010

15、1111010011001111010000101 110001011110111010001100第2章 MCS-51系列單片機(jī)的組成與工作原理本章知識(shí)點(diǎn)： 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)MCS-51單片機(jī)的并行輸入輸出端口MCS-51 單片機(jī)的外部引腳及功能單片機(jī)指令時(shí)序本章重點(diǎn)： MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)的并行輸入輸出端口MCS-51 單片機(jī)的外部引腳及功能MCS-51系列單片機(jī)分類：1.無(wú)片內(nèi)ROM型芯片，必須外接ROM才能用。2. 帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型、片內(nèi)FLASH型、片內(nèi)掩膜ROM型等。MCS-51系列

16、單片機(jī)特點(diǎn)：1.程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)；2.共有111條指令，其中包括乘除指令和位操作指令；3.中斷源有5個(gè)（8032/8052為6個(gè)），分為2個(gè)優(yōu)先級(jí)；4.在RAM區(qū)中開(kāi)辟了4個(gè)通用工作寄存區(qū)，共有32個(gè)通用寄存器，1個(gè)位尋址區(qū)；5.4個(gè)并行I/O口都可以作為輸入/輸出，在擴(kuò)展應(yīng)用方式下采用P0和P2口作為片外擴(kuò)展地址總線；6.內(nèi)部集成了一個(gè)全雙工的異步串行接口，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 一、 MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件級(jí)端子功能 單一總線連接各單元采用特殊寄存器集中控制（1）8051單片機(jī)的基本組成

17、中央處理器（CPU）：完成運(yùn)算和控制。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi)RAM）：256個(gè)字節(jié)的RAM單元，其中128個(gè)字節(jié)被專用寄存器占用，前128個(gè)字節(jié)單元共用戶存放可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM）：4KB的掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4種工作方式。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。串行口：1個(gè)全雙工的串行口，具有4種工作方式，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：有5個(gè)中斷源，即外部中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行口中斷1個(gè)，有2個(gè)優(yōu)先級(jí)別。時(shí)鐘電路

18、：用來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。特殊功能寄存器：有21個(gè)特殊功能寄存器，用于對(duì)片內(nèi)個(gè)功能模塊進(jìn)行監(jiān)控和管理，是片內(nèi)RAM的一部分，與片內(nèi)RAM單元統(tǒng)一編址。2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 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。（2）MCS-51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 它是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系

19、統(tǒng)， MCS-51系列單片機(jī)分為51和52兩個(gè)子系列，51是基本型，52是增強(qiáng)型。 52子系列增強(qiáng)的功能是：片內(nèi)ROM從4KB增加到8KB；片內(nèi)RAM從128B增加到256B；定時(shí)/計(jì)數(shù)器從2個(gè)增加到3個(gè)；中斷源從5個(gè)增加到6個(gè)。2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 二、MCS-51系列單片機(jī)的端子分布(a)方形封裝(b)雙列直插式封裝（1）電源端子（20、40）用于接入單片機(jī)的工作電源。（2）時(shí)鐘端子X(jué)TAL（19.18）用來(lái)提供單片機(jī)的工作時(shí)鐘信號(hào)。在使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路時(shí)，這兩個(gè)端子用來(lái)接石英晶體和微調(diào)電容，在使用外部時(shí)鐘時(shí)，用

20、來(lái)輸入時(shí)鐘脈沖。（3）控制信號(hào)端子（9、29、30、31）RST/VPD:復(fù)位/備用電源端子。單片機(jī)正常工作時(shí)，此端子為低電平。在單片機(jī)掉電期間，此端子可接備用電源（+5V）。當(dāng)電源電壓低于規(guī)定的電壓值時(shí)，VPD就向片內(nèi)RAM提供電源，比保持RAM內(nèi)的信息不丟失。PSEN:輸出訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。ALE/PROG:訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE用于鎖存低8位的地址信號(hào)。如果系統(tǒng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端輸出周期性的脈沖信號(hào)。EA/VPP:用于區(qū)分片內(nèi)外低4KB范圍存儲(chǔ)空間。該端子接高電平時(shí)，CPU訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB的地址范圍。（4）輸入/輸出端子P0P3（3239、18、2128、

21、1017）均為8位雙向I/O口。其中，P3.0P3.7端子還能用于第二功能。2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 2.1 MCS-51系列單片機(jī)的硬件及端子功能 2.2 單片機(jī)的CPU一、控制器組成：由指令寄存器、指令譯碼器、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。功能：對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)定時(shí)電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的全部?jī)?nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的功能。（1）程序計(jì)數(shù)器PC：是一個(gè)16位的專用寄存器，用來(lái)存放下一條指令的地址，具有自動(dòng)加1的功能

22、。（2）指令寄存器IR：是一個(gè)8位寄存器用于暫存待執(zhí)行的指令，等待譯碼。（3）暫存器TMP：用于暫存進(jìn)入運(yùn)算器之前的數(shù)據(jù)。（4）指令譯碼器ID：是對(duì)指令寄存器中的指令進(jìn)行譯碼，將指令變?yōu)閳?zhí)行此指令所需要的電信號(hào)。（5）數(shù)據(jù)指針DPTR：是一個(gè)16位的專用地址指針寄存器，主要用來(lái)存放16位地址，作間接尋址寄存器，訪問(wèn)片外64K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O端口及程序寄存器。2.2 單片機(jī)的CPU 二、運(yùn)算器作用：主要用于處理算術(shù)與邏輯運(yùn)算等操作。組成：算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器A、通用寄存器B、暫存器1、暫存器2以及程序狀態(tài)寄存器PSW、位處理邏輯電路和一些專用寄存器組成。 （1）算術(shù)邏輯單元A

23、LU：由加法器和其他邏輯電路組成，完成數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運(yùn)算、循環(huán)移位、位操作等。（2）累加器ACC：是一個(gè)8位特殊功能寄存器，通過(guò)暫存器與ALU相互傳送信息，用來(lái)存放一個(gè)操作數(shù)或中間結(jié)果。（3）程序狀態(tài)字PSW:是一個(gè)8位特殊功能寄存器，用于存儲(chǔ)程序運(yùn)行過(guò)程中的各種狀態(tài)信息。（4）其他器件：用來(lái)存放中間結(jié)果，B寄存器用于乘法和除法時(shí)，提供一個(gè)操作數(shù)，對(duì)于其他指令，只用作暫存器。三、位處理器 位處理器是單片機(jī)的一個(gè)特殊組成部分，具有相應(yīng)的指令系統(tǒng)，可提供17條位操作指令。 硬件上有自己的“累加器”和自己的位尋址RAM、I/O口空間，是一個(gè)獨(dú)立的位處理器，位處理器和8位處理器形成完美的結(jié)合。2.2

24、單片機(jī)的CPU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 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路(a)內(nèi)部振蕩器方式 (b)外部振蕩器方式 圖2.3 8051單片機(jī)的振蕩器方式一、時(shí)鐘電路 MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益的反相放大器構(gòu)成的振蕩電路，作為CPU的時(shí)鐘脈沖源。XTAL1為振蕩電路的輸入端，XTAL2為輸出端，同時(shí)作為內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。內(nèi)部振蕩器要保證正常工作，必須在XTAL1、XTAL2端子外接一諧振電路。2.3 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路（a）外接石英晶體的內(nèi)部時(shí)鐘方式。（b）8051采用外部振蕩信號(hào)時(shí)，需將XTAL1接地，XTAL2接外部的時(shí)鐘信號(hào)。（c）80C51采用外部振蕩信

25、號(hào)時(shí)，需將XTAL2懸空，XTAL1接外部的時(shí)鐘信號(hào)。二、時(shí)序MCS-51系列單片機(jī)的時(shí)序定時(shí)單位有4個(gè)，分別是節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。節(jié)拍：振蕩脈沖的周期即為節(jié)拍（用P表示）。狀態(tài)：振蕩脈沖經(jīng)過(guò)二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)的周期，即為狀態(tài)（用S表示）。 一個(gè)狀態(tài)包含兩個(gè)節(jié)拍，前半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍1（P1）,后半周期對(duì)應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍2（P2）。振蕩周期：為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的振蕩源的周期。時(shí)鐘周期：是振蕩源信號(hào)經(jīng)二分頻后形成的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 機(jī)器周期：通常將完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱為機(jī)器周期。一個(gè)機(jī)器周期總共有6個(gè)狀態(tài)。指令周期：是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。它一般由若

26、干個(gè)機(jī)器周期組成。2.3 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路二、時(shí)序2.3 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路P1P2S1P2振蕩周期時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P22.3 時(shí)鐘和時(shí)鐘電路復(fù)位2.4 復(fù)位和復(fù)位電路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2.3.1 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2.3.2 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“

27、1”組成的一組機(jī)器指令。 2.3.3 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)。 2.3.4 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)

28、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、符號(hào)與地址2.4 MCS-51單片機(jī)的并行輸入輸出端口2.4.1 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2.4.2 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2.4.3 P3口結(jié)構(gòu)2.4.4 P1口結(jié)構(gòu)2.5.2 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

29、法2.5.3 輸入輸出引腳：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。：只有一種功能，即準(zhǔn)雙向I/O口。：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。：該口除了作為準(zhǔn)雙向口外，還具有第二功能。 2.5.4 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2.7 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

30、)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EA端有何作用？在8031組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，其EA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

31、尋址方式 數(shù)據(jù)傳送類指令算術(shù)運(yùn)算類指令邏輯運(yùn)算類指令位操作類指令控制轉(zhuǎn)移類指令思考練習(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。 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

32、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

33、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，

34、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，

35、(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100

36、6H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

37、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)的傳送類指令3.3 數(shù)據(jù)傳送類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)

38、=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

39、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?？捎靡韵鲁绦?qū)崿F(xiàn)：MOV R1, #0FFH ;(R1)0FFHMOVX R1, A ;(20FFH)(A)也可采用下述程序?qū)崿F(xiàn)：MOV DPTR, #20FFH ;(DPTR)20FFHMOVX 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

40、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, #7FF0HMOVX A, DPTRMOV DPTR, #2000HMOVX 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, #dataMOVC A, A+PC3.3.3 程序存儲(chǔ)器向累加器A傳送數(shù)據(jù)指令指令

41、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S

42、WAP 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

43、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 DPH3.4.1 加減運(yùn)算指令 1. 加法指令 這類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)算類指令指令助記符與功能說(shuō)明如下：例1 執(zhí)行指令：MOV A, #0A9HADD A, #0B8H對(duì)程序狀態(tài)寄存器的影響如圖所示。運(yùn)算結(jié)果：(A)=61H，CY=1，AC=1，OV=1，P=1，

44、(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, #0ABHADDA, #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

45、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?？删幊绦蛉缦拢豪? 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50HMOV A, 41H;(A)被加數(shù)高8

46、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)00HADDC 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0SUBBA, 41H;(A)(A)-(41H) -(C)MOV40H, A;(40H)(A)執(zhí)行以上程序后，(40H)=2

47、2H，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0SUBB A, 42H ;減去減數(shù)低8位MOV 50H, A ;差的低8位存入50HMOV 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

48、位MOV 51H, A ;差的高8位存入51H單元MOV A, #00H ;(A)00HADDC 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=03.4.2 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

49、，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R1MOV 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R2MOV A, BADDC

50、A, #00H ;求得乘積的1623位MOV R3, A ;乘積的1623位存入R32. 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=00H3.4.2 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I(lǐng)NC A ;(A)(A)+1INC direct ;(direct)(direct)+1INC Ri ;(Ri)(Ri)+1INC Rn ;(Rn)(Rn)+1INC DPTR ;(DPTR)(DPTR)+1例1 設(shè)(A)=40H，(41H)=29H，則執(zhí)行下列指令：INC A

51、;(A)40H+1HINC 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)00HINC R0;(R0)57HINC 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)2FFEHINC DPTR;(DPTR)2FFFHINC DPTR;(DPTR)3000HINC DPTR;(DPTR)3001H則(DPTR)=3001H2. 減1指令DEC A;(A

52、)(A)-1DEC direct;(direct)(direct)-1DEC Ri;(Ri)(Ri)-1DEC 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)3FHDEC R0 ;(R0)4EHDEC R0 ;(4EH)0FFH結(jié)果：(R0)=4EH，(4EH)=0FFH，(4FH)=3FH3.4.4 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, #86HADDA, #47H結(jié)果：(A)=0CDH，CY=0，AC

53、=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=11. 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)0CPL A ;(A)0FFH結(jié)果：(A)=0FFH3. 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)=00

54、0100014. 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)=100010006. 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，(C

55、Y)=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=001=10=011=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=000=10=111=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

56、中表示邏輯異或)：00=11=010=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 ARL ARL ARL AORL 30H, A;結(jié)果存入30H單元例1 要將20H位的內(nèi)容傳送給2

57、3H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)

58、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)位求反位求反結(jié)果：(P1)=2AH(00101010B)。2. 位求反指令指令格式如下：SETB C;(C)1SETB 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)

59、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

60、;(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