單片機(jī)原理及接口技術(shù) 第三章

1、單片機(jī)原理及接口技術(shù) 第三章第1頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.1 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)簡介MCS-51單片機(jī)能夠識別并執(zhí)行的指令共有111條。這111條指令，構(gòu)成了MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)。3.1.1 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的分類 1、MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)按指令所占的字節(jié)數(shù)可分為以下三類：（1）單字節(jié)指令（49條）（2）雙字節(jié)指令（46條）（3）三字節(jié)指令（16條）第2頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二 2、按指令的執(zhí)行時(shí)間可分為以下三類： (1) 單周期指令（65條） (2) 雙周期指令（44條） (3) 四周期指令（2

2、條） 3、按指令的功能可分為以下五類： (1) 數(shù)據(jù)傳送類指令（29條） (2) 算術(shù)運(yùn)算類指令（24條） (3) 邏輯運(yùn)算類指令（24條） (4) 控制轉(zhuǎn)移類指令（17條） (5) 位操作類指令（17條）第3頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.1.2 指令格式MCS-51單片機(jī)匯編語言指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。指令格式為：操作碼 操作數(shù)第4頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.1.3 指令中的常用符號Rn: 表示當(dāng)前工作寄存器R0R7中的一個(gè)。Ri: 表示寄存器間接尋址，常常作間接尋址的地址指針。其中Ri代表R0和R1寄存器中的一個(gè)。Dir

3、ect: 表示內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯器單元的地址及特殊功能寄存器SFR的地址，對SFR而言，既可使用它的物理地址，也可直接使用它的名字。#date: 表示8位立即數(shù)，即8位常數(shù)，取值范圍為#00H#0FFH第5頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二#date16: 表示16位立即數(shù)，即16位常數(shù)，取值范圍為#0000H#0FFFFHaddr16: 表示16位地址 addr11: 表示11位地址rel: 用補(bǔ)碼形式表示的地址偏移量，取值范圍為-128+127。Bit: 表示內(nèi)部RAM和SFR中的具有位尋址功能的位地址。SFR中的位地址可以直接出現(xiàn)在指令中，為了閱讀方便，往往也可用SFR的

4、名字和所在的數(shù)位表示。如：表示PSW中奇偶校驗(yàn)位，可寫成D0H，也可寫成PSW.0的形式出現(xiàn)在指令中。: 表示間接尋址寄存器或基址寄存器的前綴符號。$: 表示當(dāng)前指令的地址。第6頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.1.4 尋址方式1、立即尋址立即尋址是將操作數(shù)直接存放在指令中，作為指令的一部分存放在代碼段里。立即尋址中的數(shù)，稱為立即數(shù)。例如指令：MOV A，#30H2、直接尋址直接尋址是將操作數(shù)的地址直接存放在指令中。這種尋址方式的操作數(shù)只能存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯器和特殊功能寄存器中。例如：MOV A，30H第7頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3、寄

5、存器尋址寄存器尋址是指操作數(shù)存放在以上所說的寄存器中，并且尋址時(shí)的寄存器已隱含在指令的操作碼中。例如：MOV A，R04、寄存器間址寄存器間址是指操作數(shù)存放在以寄存器內(nèi)容為地址的單元中例如：MOV A，R0第8頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二5、變址尋址變址尋址是指操作數(shù)存放在變址寄存器和基址寄存器的內(nèi)容相加形成的數(shù)為地址的單元中。其中累加器A作變址寄存器、程序計(jì)數(shù)器PC或寄存器DPTR作基址寄存器。例如： MOVC A, A+DPTR6、相對尋址相對尋址是將程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值與指令第二字節(jié)給出的偏移量相加，從而形成轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。例如：JZ 61H第9頁，共86頁

6、，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二7、位尋址位尋址，是指對片內(nèi)RAM中20H2FH中的128個(gè)位地址，以及SFR中的11個(gè)可進(jìn)行位尋址的寄存器中的位地址尋址。例如：位尋址指令MOV C，20H，此指令是將RAM中位尋址區(qū)20H位地址中的內(nèi)容，送給位累加器C。字節(jié)地址尋址指令：MOV A，20H，此指令是將內(nèi)部RAM中20H單元中的內(nèi)容送給累加器A。第10頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.2 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)3.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令1、內(nèi)部傳送指令（16條）(1) 將數(shù)據(jù)傳送到累加器A的指令（4條）第11頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)4

7、0分，星期二第12頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二（2）將數(shù)據(jù)傳送到工作寄存器Rn的指令（3條）第13頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二（3）將8位數(shù)據(jù)直接傳送到直接地址（內(nèi)部RAM單元或SFR寄存器）指令（5條）第14頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二（4）將8位數(shù)據(jù)傳送到以間接寄存器尋址的RAM單元的指令（3條）。第15頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二（5）16位數(shù)據(jù)傳送指令（1條）第16頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第17頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，

8、星期二第18頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第19頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第20頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第21頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第22頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第23頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第24頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第25頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第26頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第27頁，共86頁，2022年，5月

9、20日，2點(diǎn)40分，星期二第28頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第29頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第30頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第31頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第32頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第33頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第34頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第35頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第36頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第37頁，共86

10、頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.3 匯編語言程序設(shè)計(jì)3.3.1 匯編語言及其語句格式1、匯編語言這里介紹MCS-51單片機(jī)的匯編語言。2、匯編語言的語句格式一條匯編語言的語句包括四部分內(nèi)容：標(biāo)號、操作碼、操作數(shù)和注釋。其格式為：標(biāo)號：操作碼操作數(shù)；注釋 例如：LOOP: MOV A , #20H ； (A)20H第38頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.3.2 偽指令1、定位偽指令格式：ORG n2、定義字節(jié)偽指令格式：標(biāo)號：DB X1, X2, Xn此偽指令的功能是把Xi存入從標(biāo)號開始連續(xù)的單元中。3、定義雙字節(jié)偽指令格式：標(biāo)號：DW X1，X2，X

11、n此偽指令的功能是把Xi存入從標(biāo)號開始的連續(xù)單元中。第39頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二4、預(yù)留存貯區(qū)偽指令格式：DS nDS n從標(biāo)號指定單元開始，預(yù)留n個(gè)單元的存貯區(qū)。5、賦值偽指令格式：字符名稱x EQU n此指令的功能是將數(shù)據(jù)或地址n賦給字符名稱。6、結(jié)束匯編指令格式： ENDEND指示源程序到結(jié)束，常將其放在匯編語言源程序的末尾。第40頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.3.3 匯編語言程序設(shè)計(jì)過程1、分析任務(wù)，確定算法或解題思路2、根據(jù)算法和解決思路畫出程序流程圖流程圖是由一些框圖和流程線組合而成： 置的框圖連接在一起，位于不同框圖

12、的圈內(nèi)，應(yīng)標(biāo)注相同的字母。第41頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3、根據(jù)流程圖編寫程序4、上機(jī)調(diào)試程序3.3.4 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)按照程序編寫的順序，依次執(zhí)行。任何復(fù)雜的程序，都含有較大成份的順序結(jié)構(gòu)程序。 【例3-8】 將兩位壓縮BCD碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)編程思路：（a1a0）BCD= a110+a0編程說明：待轉(zhuǎn)換的兩位壓縮BCD碼存放于R2，轉(zhuǎn)換結(jié)果存回R2。程序流程圖如圖3-1所示。第42頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第43頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二編程如下：START: MOV A , R2 ANL A ,

13、#0F0H ；取高位BCD碼 SWAP A MOV B , #0AH MVL AB MOV R3 , A MOV A , R2 ANL A , #0FH ；取低位BCD碼 ADD A , R3 MOV R2 , A END第44頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3.3.5 分支程序設(shè)計(jì)第45頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二【例3-9】 求符號函數(shù)的值 1 當(dāng)X0Y= 0 當(dāng)X=0 的值。 -1 當(dāng)X9時(shí)，加37H。程序流程如圖3-11所示。第75頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第76頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)

14、40分，星期二參考程序如下：ORG 0100 H MOV A , 40 H ANL A , # 0F H CLR C SUBB A, # 0AH第77頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二JC NEXTADD A , #0AH ADD A , #37HSJMP SAVENEXT: ADD A , #0AH ADD A , #30HSAVE:MOV 40H , A END第78頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二（2） 查表求解： ORG 0100HMOV A , 40HANL A , #0FH ADD A , 02H MOVC A , A+PC MOV 4

15、0H , A DB 0, 1, 2, 3, 4, 5 DB 6, 7, 8, 9, A, B DB C, D, E, F END第79頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二 子程序設(shè)計(jì)1、子程序的調(diào)用與返回MCS-51單片機(jī)有兩條子程序調(diào)用指令：ACALL addr11、 LCALL addr16；一條子程序返回指令RET。 2、保存與恢復(fù)寄存器內(nèi)容例如：SUB1: PUSH PSW PUSH A PUSH R6 (此處省略了子程序的內(nèi)容) POP R6 POP A PUSH PSW第80頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二3、子程序的參數(shù)傳遞主程序在調(diào)用

16、子程序時(shí)，經(jīng)常需要傳送一些參數(shù)，子程序運(yùn)行完后也經(jīng)常將一些參數(shù)回送給主程序，這叫參數(shù)傳遞?！纠?-17 】 編程計(jì)算c = a2 +b2。編程說明：這個(gè)問題中，計(jì)算某數(shù)的平方可以用子程序來實(shí)現(xiàn)，兩次調(diào)用該子程序，并求和便得到所需結(jié)果。設(shè)a、b 分別存于內(nèi)部RAM 的30H、31H單元，結(jié)果C存于內(nèi)部RAM的40H單元。第81頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二參數(shù)傳遞：主程序中，將某數(shù)存放到累加器A中，作為子程序的入口參數(shù)；子程序中，將所求數(shù)的平方值存放在累加器A中，作為出口參數(shù)（即主程序的返回值）。子程序的入口參數(shù)：A中存放某數(shù)的值。子程序的出口參數(shù)：A中存放所求數(shù)的平方。子程序如下：SQR: INC A MOVC A , A+PC ；查平方表 RETTABLE: DB 0 , 1 , 4 , 9 , 16 DB 25 , 36 , 49 , 64 , 81主程序流程圖如圖3-12 所示。第82頁，共86頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)40分，星期二第83頁，共86頁，2022