09單片機(jī)-第3章-指令系統(tǒng)

一個(gè)機(jī)器周期等于是12個(gè)振蕩周期，當(dāng)晶振為12MHz時(shí)，那么一個(gè)機(jī)器周期是？1復(fù)位電路工作原理手動(dòng)復(fù)位2P0口內(nèi)部電路P0口某一位的結(jié)構(gòu)圖如以下圖所示，它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器、一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路(T1和T2)和一個(gè)與門及一個(gè)非門組成。3(1)P0口用作通用I/O口MUX與鎖存器的Q端接通，與門輸出為0，T1截止，輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)就工作在需外接上拉電阻的漏極開路方式。

①P0口用作輸出口CPU在執(zhí)行輸出指令時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)在“寫鎖存器〞信號(hào)的作用下，由D端進(jìn)入鎖存器，取反后出現(xiàn)在Q端，再經(jīng)過T2反向，那么P0.X引腳上的數(shù)據(jù)就是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)。由于T2為漏極開路輸出，故此時(shí)必須外接上拉電阻。4②P0口用作輸入口數(shù)據(jù)可以讀自端口的鎖存器，也可以讀自端口的引腳，這要看輸入操作執(zhí)行的是“讀鎖存器〞指令還是“讀引腳〞指令。方式1：讀引腳。CPU在執(zhí)行“MOV〞類輸入指令時(shí)(如：MOVA,P0)，內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是“讀引腳〞。P0.X引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩沖器2讀入到內(nèi)部總線。注意，在讀引腳時(shí)，必須先向電路中的鎖存器寫入1，使T2截止，P0.X引腳處于懸浮狀態(tài)，可作為高阻抗輸入。5方式2：讀鎖存器。CPU在執(zhí)行“讀-改-寫〞類輸入指令時(shí)(如：ANLP0,A)，內(nèi)部產(chǎn)生的操作信號(hào)是“讀鎖存器〞，鎖存器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩沖器1送到內(nèi)部總線，然后與A的內(nèi)容進(jìn)行邏輯“與〞，結(jié)果送回P0的端口鎖存器并出現(xiàn)在引腳。除了MOV類指令外，其他的讀口操作指令都屬于這種情況。6〔3〕P0口小結(jié)①P0口既可作地址/數(shù)據(jù)總線使用，也可作通用I/O口使用。當(dāng)P0口作地址/數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，就不能再作通用I/O口使用了。②P0口作輸出口使用時(shí)，輸出級(jí)屬漏極開路，必須外接上拉電阻，才有高電平輸出。③P0口作輸入口讀引腳時(shí)，應(yīng)先向鎖存器寫1，使T2截止，不影響輸入電平。④漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。

7P1口的內(nèi)部電路P1口是唯一的單功能口，僅能作為通用I/O口使用。由于在其輸出端接有上拉電阻，故可以直接輸出而無需外接上拉電阻。同P0口一樣，當(dāng)作輸入口時(shí)，必須先向鎖存器寫“1〞，使場(chǎng)效應(yīng)管T截止。每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。8P2口內(nèi)部電路圖中的控制信號(hào)C決定轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX的位置：當(dāng)C=0時(shí)，MUX撥向下方，P2口為通用I/O口；當(dāng)控制信號(hào)C=1時(shí)，MUX撥向上方，P2口作為地址總線使用。在實(shí)際應(yīng)用中，P2口通常作為高8位地址總線使用。

每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。9P3口內(nèi)部電路P3口用作通用I/O口時(shí)，第二輸出功能信號(hào)W=1，P3口的每一位都可定義為輸入或輸出，其工作原理同P1口類似。在真正的應(yīng)用電路中，P3口的第二功能顯得更為重要。每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。10

第三講第三章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)要點(diǎn)：MCS-單片機(jī)指令系統(tǒng)概述MCS-單片機(jī)尋址方式MCS-匯編語言指令系統(tǒng)難點(diǎn)：尋址方式指令應(yīng)用11

第三講3.1概述指令：是CPU根據(jù)人的意圖執(zhí)行某種操作的命令。程序設(shè)計(jì)語言：是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息的根本工具，分為機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言。機(jī)器語言：用二進(jìn)制編碼表示每條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語言。匯編語言：是用助記符、符號(hào)和數(shù)字等表示指令的程序設(shè)計(jì)語言。它與機(jī)器語言指令一一對(duì)應(yīng)。12指令系統(tǒng)一種單片機(jī)的全部指令集合稱為指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)——表達(dá)了單片機(jī)的性能是應(yīng)用單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的根底13§3.1.1指令格式89C51匯編語言指令格式[標(biāo)號(hào)]：操作碼[目的操作數(shù)]，[源操作數(shù)]；[注釋]匯編語言指令對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼格式單字節(jié)指令——49條雙字節(jié)指令——46條三字節(jié)指令——19條114條14單字節(jié)指令——49條操作碼和操作數(shù)包含在一個(gè)字節(jié)中。1、無操作數(shù)的單字節(jié)指令incdptr;指令碼為A3H2、含有操作數(shù)存放器編碼的單字節(jié)指令MOVA,Rn；令碼為11101xxx;其中xxx為相應(yīng)的存放；器號(hào)的n值。15雙字節(jié)指令——46條用一個(gè)字節(jié)表示操作碼，另一個(gè)字節(jié)表示操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址mova,#data把第二個(gè)字節(jié)取出來放入第一個(gè)字節(jié)的累加器a中。指令碼：“74Hdata〞16

三字節(jié)指令——16條一個(gè)字節(jié)操作碼，兩個(gè)字節(jié)操作數(shù)movdptr,#data16;16位數(shù)據(jù)movdirect,#data；8位地址和數(shù)據(jù)cjnea,#data,rel；8位數(shù)據(jù)和地址lcalladdr16；16位地址17助記符意義助記符意義助記符意義MOV數(shù)據(jù)傳輸MUL乘法MOVC程序存儲(chǔ)器傳ADIV除法MOVX外部數(shù)據(jù)傳輸DA十進(jìn)制調(diào)整PUSH壓入堆棧AJMP無條件轉(zhuǎn)移POP堆棧彈出LJMP長(zhǎng)轉(zhuǎn)移XCH數(shù)據(jù)交換SJMP短轉(zhuǎn)移XCHD交換低4位JMP相對(duì)轉(zhuǎn)移SWAP高低半字節(jié)交換JZ判A為0轉(zhuǎn)移ANL與運(yùn)算JNZ判A為非0轉(zhuǎn)移ORL或運(yùn)算JC判Cy為1轉(zhuǎn)移XRL異或運(yùn)算JNC判Cy為0轉(zhuǎn)移18助記符意義助記符意義助記符意義SETB置位JB直接位為1轉(zhuǎn)移CLR清零JNB直接位為0轉(zhuǎn)移CPL取反JBC直位為1轉(zhuǎn)移，并清該位RL循環(huán)左移CJNE比較不相等轉(zhuǎn)移RLC帶進(jìn)位循環(huán)左移DJNZ減1不為0轉(zhuǎn)RR循環(huán)右移ACALL絕對(duì)調(diào)用子程序RRC帶進(jìn)位循環(huán)右移LCALL長(zhǎng)調(diào)用子程序ADD加法RET子程序返回ADDC帶進(jìn)位加法RETI中斷子程序返回SUBB帶進(jìn)位減法NOP空操作INC加1DEC減119尋址方式中常用符號(hào)注釋Rn表示當(dāng)前選定寄存器組的工作寄存器R0～R7,n=0～7Ri表示作為間接尋址的地址指針R0～R,i=0,1#data表示8位立即數(shù)，即00H～0FFH。#data16表示16位立即數(shù)，即0000H～0FFFFH。Direct8位直接地址，可為片內(nèi)RAM區(qū)某單元或某專用功能寄存器的地址。Addr1111位地址，可表示大于2KB范圍內(nèi)尋址，用于ACALL和AJMP指令中。Addr1616位地址，表示大于64KB范圍內(nèi)尋址，用于LCALL和LJMP指令中。Rel帶符號(hào)8位地址偏移量（-128～+127），用于SJMP和條件轉(zhuǎn)移指令。Bit片內(nèi)RAM或SFR的直接尋址位地址。@間接尋址方式中，表示間接尋址的符號(hào)。／加在位地址之前，表示對(duì)該位先取反再參與操作。(X)X地址單元中的內(nèi)容，或X作為間接尋址寄存器時(shí)所指單元的內(nèi)容。((X))由X間接尋址的單元的內(nèi)容，即X指向的地址單元中的內(nèi)容。$當(dāng)前指令所在地址←指令中數(shù)據(jù)的傳送方向，將箭頭右邊的內(nèi)容送入箭頭左邊的單元。203.2尋址方式

根本概念尋址——就是尋找指令中操作數(shù)或操作數(shù)所在地址。尋址方式——就是找到存放操作數(shù)的地址，并把操作數(shù)提取出來的方法，即尋找操作數(shù)或者是操作數(shù)地址的方法。8051單片機(jī)尋址方式共有7種：存放器尋址、直接尋址、立即數(shù)尋址存放器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址位尋址。21存放器尋址———MOVA，R1；A←R1直接尋址————MOVA，81H；A←〔81H〕MOVA，SP；A←SP立即數(shù)尋址———MOVDPTR，#1638H；DPH←16，DPL←38H存放器間接尋址—MOVRO，#30H;R0←(30H)MOVA，@R0;A←(R0)即A←(30H)變址尋址————MOVDPTR,#0500H;DPTR←500HMOVA,#03H;A←3MOVCA,@A+DPTR;A←(500H+3)相對(duì)尋址————SJMP20H;轉(zhuǎn)跳至：PC←PC+20H位尋址—————MOVC,7FH;Cy←(7FH)MOVC,ACC.7;Cy←ACC.7223.3數(shù)據(jù)傳輸與交換23查表指令MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PC2000H02001H12002H42003H92004H162005H252006H362007H492008H642009H81

MOVA,#6 ;待查項(xiàng)

MOVDPTR,#2000H;DPTR為表頭

MOVCA,@A+DPTR;A←結(jié)果24交換指令低4位助記符格式相應(yīng)操作XCHA,RnA←→RnXCHA,directA←→(direct)XCHA,@RiA←→(Ri)XCHDA,@Ri

A

3-0

←→

(Ri)3-0SWAPA

A

3-0

←→A7-4

25堆棧指令〔2條〕助記符格式相應(yīng)操作PUSHdirectSP←SP+1，(SP)←(direct)POPdirectdirect←(SP),SP←SP-1注意：進(jìn)?！褩Ｖ羔楽P先加1，并指向棧頂?shù)纳弦粋€(gè)空單元，然后再將直接地址(direct)尋址的單元內(nèi)容壓入當(dāng)前SP所指示的堆棧單元中。該操作不影響標(biāo)志位P。出?！葘⒍褩Ｖ羔?SP)所指示的內(nèi)部RAM(棧頂)單元中內(nèi)容送入由直接地址尋址的單元中，然后再將棧指針(SP)減1并回送SP。該操作不影響標(biāo)志位P。26單片機(jī)堆棧的特點(diǎn)需設(shè)堆棧指針，如不重置SP,復(fù)位后為70H；堆棧操作遵循“先進(jìn)后出〞或“后進(jìn)先出〞的原那么；堆棧操作必須是字節(jié)型，且只能直接尋址；堆棧通常用于臨時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)及子程序調(diào)用時(shí)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。如果系統(tǒng)中設(shè)有中斷，那么必須設(shè)定堆棧指針，因?yàn)橹袛嘈诔绦蚴亲詣?dòng)將中斷效勞程序地址送入堆棧的。27算術(shù)運(yùn)算指令28算術(shù)運(yùn)算指令29邏輯運(yùn)算及移位指令30邏輯運(yùn)算及移位指令31邏輯運(yùn)算及移位指令注意：移位指令只與累加器A有關(guān)32NOP；(PC)←(PC)+1

空操作指令是一條單字節(jié)單周期指令。它控制CPU不做任何操作，僅僅是消耗這條指令執(zhí)行所需要的一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間，不影響任何標(biāo)志位，故稱為空操作指令。NOP指令在設(shè)計(jì)延時(shí)程序、拼湊精確延時(shí)時(shí)間及在程序等待或修改程序等場(chǎng)合是很有用的。關(guān)于空操作指令33【例25】利用DJNZ指令和NOP指令編寫一循環(huán)程序，實(shí)現(xiàn)延時(shí)1ms(晶振頻率為12MHz)。解：程序如下：DELAY:MOV A,#0AH ;1μsLOOP:MOV R2,#30H ;1μsDJNZ R2,$ ;2×48μsDJNZ R1,LOOP;1μs×(1+2×48+1)×10NOP ;1μsNOP ;1μsNOP ;1μsNOP ;1μsNOP ;1μsRET ;2μs總的延時(shí)時(shí)間為：1+(1+2×48+1)×10+7=998μs，假設(shè)再加上調(diào)用本子程序的調(diào)用指令所用的時(shí)間2μs共1000μs，即1ms。34返回指令——返回指令共兩條：一條是對(duì)應(yīng)兩條調(diào)用指令的子程序返回指令RET，另一條是對(duì)應(yīng)從中斷效勞程序的返回指令RETI。35位操作指令1、位傳輸：MOVC,bit

MOVbit,C2、位邏輯運(yùn)算：ANLC,bit

ORLC,bit

3、位清0指令：CLRbit

4、位置1指令：SETBbit

5、位取反指令：CPLbit

6、位條件轉(zhuǎn)移：JBbit,rel

JNCrel36作用：偽指令不要求計(jì)算機(jī)做任何操作；也沒有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼，不產(chǎn)生目標(biāo)程序；不影響程序的執(zhí)行；功能：幫助進(jìn)行匯編的一些指令，它主要用來指定程序或數(shù)據(jù)的起始位置，給出一些連續(xù)存放數(shù)據(jù)的地址或?yàn)橹虚g運(yùn)算結(jié)果保存一局部存儲(chǔ)空間以及表示源程序結(jié)束等等。不同版本的匯編語言，偽指令的符號(hào)和含義可能有所不同。偽指令371、啟始指令格式：[符號(hào)：]ORG地址(十六進(jìn)制表示)例：ORG2000HSTART：MOVA，#7FH……382、字節(jié)定義格式：[標(biāo)號(hào)：]DB項(xiàng)或項(xiàng)表例：ORG2000HTAB1：DB30H，8AH，7FH，73DB'5'，'A'，'BCD'393、字定義格式：[標(biāo)號(hào)：]DW項(xiàng)或項(xiàng)表例：ORG1500HTAB2：DW1234H，80H……匯編以后：(1500H)=12H，(1501H)=34H，(1502H)=00H， (1503H)=80H404、等值指令格式：標(biāo)號(hào)：EQU項(xiàng)例： TAB1：EQU1000H TAB2：EQU