单片机中级教程 第3章 指令系统

MCS-51系列单片机有位处理功能,可对寻址的位单独进行操作,相应的在指令系统中有一类位操作指令,它们可以采用位寻址方式。在指令的操作数位置上直接给出位地址,这种寻址方式被称为位寻址。例如:

MOV C,30H

该指令的功能是把位地址30H中的值(0或1)传送到位累加器CY中。

图3-4 相对寻址示意图

8051单片机内部RAM有两个区域可以位寻址:一个是位寻址区20H~2FH单元的128位,另一个是字节地址能被8整除的特殊功能寄存器的相应位。

在MCS-51系列单片机中,位地址的表示可以采用以下几种方式: (1) 直接使用位地址。对于20H~2FH共16个单元的128位,其位地址是00H~7FH,

例如,20H单元的0~7位的位地址为00H~7H。而特殊功能寄存器的可寻址的位地址见第2章表2-3

(2)用单元地址加位序号表示。如25H.5表示25H单元的D5位(位地址是2DH),而

PSW中的D3可表示为D0H.3。这种表示方法可以避免查表或计算,比较方便。 (3) 用位名称表示。特殊功能寄存器中的可寻址位均有位名称,可以用位名称来表示该

位。如可用RS0表示PSW中的D3——D0H.3

(4) 对特殊功能寄存器可直接用寄存器符号加位序号表示。如PSW中的D3,又可表示为PSW.3。

习惯上,对于特殊功能寄存器的寻址位常使用位名称表示其位地址。

3.3 数据传送类指令

数据传送类指令是最常用、最基本的一类指令。数据传送类指令的一般功能是把源操作数传送到目的操作数,指令执行后,源操作数不变,目的操作数被源操作数所代替。主要用于数据的传送、保存以及交换数据等场合。

在MCS-51系列单片机的指令系统中,各类数据传送指令共有29条,分述如下。 3.3.1 内部RAM数据传送指令

内部RAM的数据传送类指令共16条,包括累加器、寄存器、特殊功能寄存器、RAM单元之间的相互数据传送。

1.以累加器A为目的操作数的数据传送指令 MOV A,#data ;A ←data MOV A,direct ;A ←(direct) MOV A,Rn ;A ←(Rn) MOV A,@Ri ;A ← ((Ri))

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这组指令的功能是将源操作数所指定的内容送入累加器A中。源操作数可以采用立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址4种寻址方式。 上述指令在上节均有例题和图示。不再重复。 2.以寄存器Rn为目的操作数的数据传送指令 MOV Rn,A ;Rn ←(A)

MOV Rn,#data ;Rn ←data

MOV Rn,direct ;Rn ←(direct)

这组指令的功能是将源操作数所指定的内容送到当前工作寄存器组R0~R7中的某个寄存器中。源操作数可以采用寄存器寻址、立即寻址和直接寻址。

注意,没有“MOV Rn,Rn”指令,也没有“MOV Rn,@ Ri”指令。

例3-1 (A)=50H,(R1)=10H,(R2)=20H,(R3)=30H,(30H)=4FH,执行指令: MOV R1,A ;R1 ← (A) MOV R2,30H ;R2 ←(30H)

MOV R3,#85H ;R3 ←85H 执行后,(R1)=50H,(R2)=4FH,(R3)=85H。 3.以直接地址为目的操作数的数据传送指令

MOV direct,A ;direct ← (A)

MOV direct,#data ;direct ←data MOV direct1,direct2 ;direct1 ←(direct2) MOV direct,Rn ;direct ←(Rn) MOV direct,@Ri ;direct ←((Ri))

这组指令的功能是将源操作数所指定的内容送入由直接地址direct所指定的片内存储单元。源操作数可以采用寄存器寻址、立即寻址、直接寻址和寄存器间接寻址。

例3-2 已知:(R0)=60H,(60H)=72H,现执行如下指令: MOV 40H,@R0 ;(40H)←(60H) 该指令执行过程如图3-5所示。执行结果为:(40H)=72H

注意,“MOV direct1,direct2”指令在译成机器码时,源地址在前,目的地址在后。

图3-5 MOV 40H ,@R0执行示意图 4.以间接地址@Ri为目的操作数的数据传送指令

MOV @Ri ,A ;(Ri) ←(A) MOV @Ri ,#data ;(Ri) ←data

MOV @Ri , direct ;(Ri) ←(direct)

这组指令的功能是把源操作数所指定的内容送入以R0或R1为地址指针的片内RAM单元中。源操作数可以采用寄存器寻址、立即寻址和直接寻址3种方式。

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注意,没有“MOV @Ri ,Rn”指令。 例3-3 已知:(R1)=30H,(A)=20H,执行指令 MOV @R1 ,A ;(30H)←(A) 执行指令结果为:(30H)=20H。

5.以DPTR为目的操作数的数据传送指令

MOV DPTR ,#data16 ;DPTR ←data16

这是MCS-51系列单片机指令系统唯一的一条16位立即数传送指令,其功能是将外部存储器(RAM或ROM)某单元地址作为立即数送到DPTR中,立即数的高8位送DPH,低8位送DPL。

注意,该指令在译成机器码时,16位立即数其高8位在前,低8位在后。 在使用上述指令时,需注意以下几点:

(1)要区分各种寻址方式的含义,正确传送数据。 例3-4:若(R0)=30H,(30H)=50H时,注意以下指令的执行结果; MOV A ,R0 ;(A)=30H MOV A ,@R0 ;(A)=(30H)=50H MOV A ,30H ;(A)=(30H)=50H MOV A ,#30H ;(A)=30H

(2)所有传送指令都不影响标志位。这里所说的标志位是指CY、AC、和OV。涉及到累加器A的将影响奇偶标志位P。

(3)估算指令的字节数:凡是指令中既不包含直接地址、又不包含8位立即数的指令均为一字节指令;若指令中包含一个直接地址或8位立即数,指令字节数要增加1,若包含两个这样的操作数,则指令字节数要增加2。如: MOV A ,@R0 ;一字节 MOV A ,direct ;二字节 MOV direct ,#data ;三字节 MOV DPTR ,#data16 ;三字节

3.3.2 访问外部RAM的数据传送指令

CPU与外部RAM或I/O口进行数据传送,必须采用寄存器间接寻址的方法,并通过累加器A来传送。这类指令共有四条:

MOVX A ,@DPTR ;A←((DPTR)) MOVX @DPTR ,A ;(DPTR)←A MOVX A ,@Ri ;A←((Ri))

MOVX @Ri ,A ;(Ri)←A

前两条指令是以DPTR作为间址寄存器,其功能是将DPTR所指定的外部RAM单元与累加器A之间传送数据。由于DPTR是16位地址指针,因此这两条指令的寻址范围可达片外RAM 64KB全部空间。

后两条指令是以R0或R1作为间址寄存器,其功能是将R0或R1所指定的外部RAM单元与累加器A之间传送数据。由于R0或R1是8位地址指针,因此这两条指令的寻址范围仅限于外部RAM 256个字节单元。

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例3-5 试编程,将片外RAM的2000H单元内容送入片外RAM的0200H单元中; 解:片外RAM与片外RAM之间不能直接传送,需通过累加器A,另外,当片外RAM地址值大于FFH时,需用DPTR作为间址寄存器。编程如下:

MOV DPTR ,#2000H ;源数据地址送DPTR MOVX A ,@DPTR ;从外部RAM中取数送A

MOV DPTR ,#0200H ;目的地址送DPTR MOVX @DPTR ,A ;A中内容送外部RAM 3.3.3 程序存储器向累加器A传送数据指令

MOVC A, @A+DPTR ;A←((A)+(DPTR))

MOVC A, @A+PC ;A←((A)+(PC)) 这两条指令的功能是从程序存储器中读取源操作数送入累加器A中。源操作数均为变址寻址方式。这两条指令都是一字节指令。

这两条指令特别适合于查阅在ROM中建立的数据表格。故称作查表指令。虽然这两条指令的功能完全相同,但在具体使用中却有一点差异。

前一条指令是采用DPTR作为基址寄存器,在使用前,可以很方便的把一个16位地址(表格首地址)送入DPTR,实现在整个64KB ROM空间向累加器A的数据传送。即数据表格可以存放在64KB程序存储器的任意位置,因此,第一条指令称为远程查表指令。远程查表指令使用起来比较方便。

后一条指令是以PC作为基址寄存器。在程序中,执行该查表指令时PC值是确定的,为下一条指令的地址,而不是表格首地址,这样基址和实际要读取的数据表格首地址就不一致,使得A+PC与实际要访问的单元地址不一致,为此,在使用该查表指令之前,必须用一条加法指令进行地址调整,地址调整只能通过对累加器A的内容进行调整,使得A+PC和所读ROM单元地址保持一致。

例3-6 若在外部ROM中2000H单元存放(0~9)的平方值0,1,,4,9??,81,要求根据累加器A中的值(0~9),来查找所对应的平方值,并存入60H单元中。 解: ① 用DPTR作基址寄存器:

MOV DPTR,#2000H ;表格首地址送DPTR

MOVC A,@A+DPTR ;根据表格首地址及A确定地址,取数送A。 MOV 60H ,A ;存结果 这时,(A)+(DPTR)之和就是所查平方值所存的地址。 ② 用PC作为基址寄存器:

在MOVC指令之前应先用一条加法指令进行地址调整,编程如下:

(2字节) ADD A ,# data ;(A)+data 作地址调整 (1字节) MOVC A ,@A+PC ;(A)+data+(PC)确定查表地址,取数送A。 (2字节) MOV 60H ,A ;存结果 (1字节) RET

2000H:DB 0,1,4,9,16,25,36,?,81

执行该查表指令时,PC已指向下一条指令地址,很显然,PC的内容不是要查找的表格首地址2000H,二者之间存在地址差,因此需进行地址调整,使其能指向表格首地址,由于

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