單片機(jī)學(xué)習(xí)知識點全攻略(二)
導(dǎo)語:單片機(jī)對于初學(xué)者來說確實很難理解,不少學(xué)過單片機(jī)的同學(xué)或電子愛好者,甚至在畢業(yè)時仍舊是一無所獲?;诖?,電子發(fā)燒友網(wǎng)將整合《單片機(jī)學(xué)習(xí)知識點全攻略》,共分為四個系列,以饗讀者,敬請期待!此系列對于業(yè)內(nèi)電子工程師也有收藏和參考價值。
本單片機(jī)系列關(guān)鍵知識點一覽:
系列二
8:單片機(jī)尋址方式與指令系統(tǒng)
9:單片機(jī)數(shù)據(jù)傳遞類指令
10:單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送類指令
11:單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算指令
12:單片機(jī)邏輯運(yùn)算類指令
13:單片機(jī)邏輯與或異或指令祥解
14:單片機(jī)條件轉(zhuǎn)移指令
8、單片機(jī)尋址方式與指令系統(tǒng)
通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)了解了單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu),并且也已經(jīng)知道,要控制單片機(jī),讓它為我們干學(xué),要用指令,我們已學(xué)了幾條指令,但很零散,從現(xiàn)在開始,我們將要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)8051單片機(jī)的指令部份。
一、概述
1、指令的格式
我們已知,要讓計算機(jī)做事,就得給計算機(jī)以指令,并且我們已知,計算機(jī)很“笨”,只能懂得數(shù)字,如前面我們寫進(jìn)機(jī)器的75H,90H,00H等等,所以指令的第一種格式就是機(jī)器碼格式,也說是數(shù)字的形式。但這種形式實在是為難我們?nèi)肆耍y記了,于是有另一種格式,助記符格式,如MOV P1,#0FFH,這樣就好記了。 這兩種格式之間的關(guān)系呢,我們不難理解,本質(zhì)上它們完全等價,只是形式不一樣而已。
2、匯編
我們寫指令使用匯編格式,而計算機(jī)和單片機(jī)只懂機(jī)器碼格式,所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼格式,這種轉(zhuǎn)換有兩種辦法:手工匯編和機(jī)器匯編。手工匯編實際上就是查表,因為這兩種格式純粹是格式不一樣,所以是一一對應(yīng)的,查一張表格就行了。不過手工查表總是嫌麻煩,所以就有了計算機(jī)軟件,用計算機(jī)軟件來替代手工查表,這就是機(jī)器匯編。
二、單片機(jī)的尋址
讓我們先來復(fù)習(xí)一下我們學(xué)過的一些指令:MOV P1,#0FFH,MOV R7,#0FFH這些指令都是將一些數(shù)據(jù)送到對應(yīng)的位置中去,為什么要送數(shù)據(jù)呢?第一個因為送入的數(shù)能讓燈全滅掉,第二個是為了要實現(xiàn)延時,從這里我們能看出來,在用單片機(jī)的編程語言編程時,經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)的傳遞,事實上數(shù)據(jù)傳遞是單片機(jī)編程時的一項重要工作,一共有28條指令(單片機(jī)共111條指令)。下面我們就從數(shù)據(jù)傳遞類指令開始吧。
分析一下MOV P1,#0FFH這條指令,我們不難得出結(jié)論,第一個詞MOV是命令動詞,也就是決定做什么事情的,MOV是MOVE少寫了一個E,所以就是“傳遞”,這就是指令,規(guī)定做什么事情,后面還有一些參數(shù),分析一下,數(shù)據(jù)傳遞必須要有一個“源”也就是你要送什么數(shù),必須要有一個“目的”,也就是你這個數(shù)要送到什么地方去,顯然在上面那條單片機(jī)指令中,要送的數(shù)(源)就是0FFH,而要送達(dá)的地方(目的地)就是P1這個寄存器。在數(shù)據(jù)傳遞類指令中,均將目的地寫在指令的后面,而將源寫在最后。
這條指令中,送給P1是這個數(shù)本身,換言之,做完這條指令后,我們能明確地知道,P1中的值是0FFH,但是并不是任何時候都能直接給出數(shù)本身的。例如,在我們前面給出的單片機(jī)延時程序例是這樣寫的:
MAIN: SETB P1.0 ?。唬ǎ保?/p>
LCALL DELAY ;(2)
CLR P1.0 ;(3)
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ;(5)
;以下子程序
DELAY: MOV R7,#250 ??;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ?。唬ǎ福?/p>
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ??;(10)
END ??;(11)
表1
-----------------------------------------------------
MAIN: SETB P1.0 ;(1)
MOV 30H,#255
LCALL DELAY ;
CLR P1.0 ;(3)
MOV 30H,#200
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ??;(5)
;以下子程序
DELAY: MOV R7,30H ;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ??;(8)
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ??;(10)
END ;(11)
這樣一來,我每次調(diào)用延時程序延時的時間都是相同的(大致都是0.13S),如果我提出這樣的要求:燈亮后延時時間為0.13S燈滅,燈滅后延時0.1秒燈亮,如此循環(huán),這樣的程序還能滿足要求嗎?不能,怎么辦?我們能把延時程序改成這樣(見表2):調(diào)用則見表2中的主程,也就是先把一個數(shù)送入30H,在子程序中R7中的值并不固定,而是根據(jù)30H單元中傳過來的數(shù)確定。這樣就能滿足要求。
從這里我們能得出結(jié)論,在數(shù)據(jù)傳遞中要找到被傳遞的數(shù),很多時候,這個數(shù)并不能直接給出,需要變化,這就引出了一個概念:如何尋找操作數(shù),我們把尋找操作數(shù)所在單元的地址稱之為尋址。在這里我們直接使用數(shù)所在單元的地址找到了操作數(shù),所以稱這種辦法為直接尋址。除了這種辦法之外,還有一種,如果我們把數(shù)放在工作寄存器中,從工作寄存器中尋找數(shù)據(jù),則稱之為寄存器尋址。例:MOV A,R0就是將R0工作寄存器中的數(shù)據(jù)送到累加器A中去。提一個問題:我們知道,工作寄存器就是內(nèi)存單元的一部份,如果我們選擇工作寄存器組0,則R0就是RAM的00H單元,那么這樣一來,MOV A,00H,和MOV A,R0不就沒什么區(qū)別了嗎?為什么要加以區(qū)別呢?的確,這兩條指令執(zhí)行的結(jié)果是完全相同的,都是將00H單元中的內(nèi)容送到A中去,但是執(zhí)行的過程不一樣,執(zhí)行第一條指令需要2個周期,而第二條則只需要1個周期,第一條指令變成最終的目標(biāo)碼要兩個字節(jié)(E5H 00H),而第二條則只要一個字節(jié)(E8h)就能了。
這么斤斤計較!不就差了一個周期嗎,如果是12M的晶體震蕩器的話,也就1個微秒時間了,一個字節(jié)又能有多少?
不對,如果這條指令只執(zhí)行一次,也許無所謂,但一條指令如果執(zhí)行上1000次,就是1毫秒,如果要執(zhí)行1000000萬次,就是1S的誤差,這就很可觀了,單片機(jī)做的是實時控制的事,所以必須如此“斤斤計較”。字節(jié)數(shù)同樣如此。
再來提一個問題,現(xiàn)在我們已知,尋找操作數(shù)能通過直接給的方式(立即尋址)和直接給出數(shù)所在單元地址的方式(直接尋址),這就夠了嗎?
看這個問題,要求從30H單元開始,取20個數(shù),分別送入A累加器。
就我們目前掌握的辦法而言,要從30H單元取數(shù),就用MOV A,30H,那么下一個數(shù)呢?是31H單元的,怎么取呢?還是只能用MOV A,31H,那么20個數(shù),不是得20條指令才能寫完嗎?這里只有20個數(shù),如果要送200個或2000個數(shù),那豈不要寫上200條或2000條命令?這未免太笨了吧。為什么會出現(xiàn)這樣的狀況?是因為我們只會把地址寫在指令中,所以就沒辦法了,如果我們不是把地址直接寫在指令中,而是把地址放在另外一個寄存器單元中,根據(jù)這個寄存器單元中的數(shù)值決定該到哪個單元中取數(shù)據(jù),比如,當(dāng)前這個寄存器中的值是30H,那么就到30H單元中去取,如果是31H就到31H單元中去取,就能解決這個問題了。怎么個解決法呢?既然是看的寄存器中的值,那么我們就能通過一定的辦法讓這里面的值發(fā)生變化,比如取完一個數(shù)后,將這個寄存器單元中的值加1,還是執(zhí)行同一條指令,可是取數(shù)的對象卻不一樣了,不是嗎。通過例程來說明吧。
MOV R7,#20
MOV R0,#30H
LOOP:MOV A,@R0
INC R0
DJNZ R7,LOOP
這個例程中大部份指令我們是能看懂的,第一句,是將立即數(shù)20送到R7中,執(zhí)行完后R7中的值應(yīng)當(dāng)是20。第二句是將立即數(shù)30H送入R0工作寄存器中,所以執(zhí)行完后,R0單元中的值是30H,第三句,這是看一下R0單元中是什么值,把這個值作為地址,取這個地址單元的內(nèi)容送入A中,此時,執(zhí)行這條指令的結(jié)果就相當(dāng)于MOV A,30H。第四句,沒學(xué)過,就是把R0中的值加1,因此執(zhí)行完后,R0中的值就是31H,第五句,學(xué)過,將R7中的值減1,看是否等于0,不等于0,則轉(zhuǎn)到標(biāo)號LOOP處繼續(xù)執(zhí)行,因此,執(zhí)行完這句后,將轉(zhuǎn)去執(zhí)行MOV A,@R0這句話,此時相當(dāng)于執(zhí)行了MOV A,31H(因為此時的R0中的值已是31H了),如此,直到R7中的值逐次相減等于0,也就是循環(huán)20次為止,就實現(xiàn)了我們的要求:從30H單元開始將20個數(shù)據(jù)送入A中。
這也是一種尋找數(shù)據(jù)的辦法,由于數(shù)據(jù)是間接地被找到的,所以就稱之為間址尋址。注意,在間址尋址中,只能用R0或R1存放等尋找的數(shù)據(jù)。
9、單片機(jī)數(shù)據(jù)傳遞類指令
單片機(jī)數(shù)據(jù)傳遞類指令
(3)以直接地址為目的操作數(shù)的指令
MOV direct,A 例: MOV 20H,A
MOV direct,Rn MOV 20H,R1
MOV direct1,direct2 MOV 20H,30H
MOV direct,@Ri MOV 20H,@R1
MOV direct,#data MOV 20H,#34H
?。?)以間接地址為目的操作數(shù)的指令
MOV @Ri,A 例:MOV @R0,A
MOV @Ri,direct MOV @R1,20H
MOV @Ri,#data MOV @R0,#34H
?。?)十六位數(shù)的傳遞指令
MOV DPTR,#data16
8051是一種8位機(jī),這是唯一的一條16位立即數(shù)傳遞指令,其功能是將一個16位的立即數(shù)送入DPTR中去。其中高8位送入DPH,低8位送入DPL。例:MOV DPTR,#1234H,則執(zhí)行完了之后DPH中的值為12H,DPL中的值為34H。反之,如果我們分別向DPH,DPL送數(shù),則結(jié)果也一樣。如有下面兩條指令:MOV DPH,#35H,MOV DPL,#12H。則就相當(dāng)于執(zhí)行了MOV DPTR,#3512H。
數(shù)據(jù)傳遞類指令綜合練習(xí):
給出每條指令執(zhí)行后的結(jié)果
上機(jī)練習(xí):
說明:用括號括起來代表內(nèi)容,如(23H)則代表內(nèi)部RAM23H單元中的值,(A)則代表累加器A單元中的值。
進(jìn)入DOS狀態(tài),進(jìn)入WAVE所在的目錄,例D:WAVE
鍵入MCS51,出現(xiàn)如下畫面
《單片機(jī)數(shù)據(jù)傳遞指令》圖1
按File-》Open,出現(xiàn)對話框后,在Name處輸入一個文件名(見圖2),如果是下面列表中已存在的,則打開這個文件,如果不存在這個文件,則新建一個文件(見圖3)
圖2
在空白處將上面的程序輸入。見圖4。用ALT+A匯編通過。用F8即可單步執(zhí)行,在執(zhí)行過程中注意觀察屏幕左邊的工作寄存器及A累加器中的值的變化。[!--empirenews.page--]
圖4
內(nèi)存中值的變化在此是看不到的,可以用如下方法觀察(看圖5):將鼠標(biāo)移到DATA,雙擊,則光標(biāo)進(jìn)入此行,此時可以鍵盤上的上下光標(biāo)鍵上下翻動來觀察內(nèi)存值的變化。本行的最前面DATA后面的數(shù)據(jù)代表的是“一段”的開始地址,如現(xiàn)在為20H,再看屏幕的最上方,數(shù)字從0到F,顯示兩者相加就等于真正的地址值,如現(xiàn)在圖上所示的內(nèi)存20H、21H、22H、23H中的值分別是FBH 、0EH、E8H、30H。
圖5
6、當(dāng)運(yùn)行完程序后,即進(jìn)入它的反匯編區(qū),不是我們想要的東西。為了再從頭開始,可以用CTRL+F2功能鍵復(fù)位PC值。注意此時不會看到原來的窗口,為看到原來的窗口,請用ALT+4或ALT+5等來切換。當(dāng)然以上操作也可以菜單進(jìn)行。CTRL+F2是程序復(fù)位,用RUN菜單。窗口用WINDOWS菜單。
此次大家就用用熟這個軟件吧,說實話,我并不很喜歡它,操作起來不方便,但給我的機(jī)器只能上這個,沒辦法,下次再給網(wǎng)友單獨(dú)介紹一個好一點的吧?,F(xiàn)在最好的是keil 。
10、單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送類指令
單片機(jī)的累加器A與片外RAM之間的數(shù)據(jù)傳遞類指令
MOVX A,@Ri
MOVX @Ri,A
MOVX A,@DPTR
MOVX @DPTR,A
說明:
1)在51系列單片機(jī)中,與外部存儲器RAM打交道的只能是A累加器。所有需要傳送入外部RAM的數(shù)據(jù)必需要通過A送去,而所有要讀入的外部RAM中的數(shù)據(jù)也必需通過A讀入。在此我們能看出內(nèi)外部RAM的區(qū)別了,內(nèi)部RAM間能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞,而外部則不行,比如,要將外部RAM中某一單元(設(shè)為0100H單元的數(shù)據(jù))送入另一個單元(設(shè)為0200H單元),也必須先將0100H單元中的內(nèi)容讀入A,然后再傳送到0200H單元中去。
要讀或?qū)懲獠康腞AM,當(dāng)然也必須要知道RAM的地址,在后兩條單片機(jī)指令中,地址是被直接放在DPTR中的。而前兩條指令,由于Ri(即R0或R1)只是一個8位的寄存器,所以只供給低8位地址。因為有時擴(kuò)展的外部RAM的數(shù)量比較少,少于或等于256個,就只需要供給8位地址就夠了。
使用時應(yīng)當(dāng)首先將要讀或?qū)懙牡刂匪腿隓PTR或Ri中,然后再用讀寫命令。
例:將單片機(jī)外部RAM中100H單元中的內(nèi)容送入外部RAM中200H單元中。
MOV DPTR,#0100H
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#0200H
MOVX @DPTR,A
程序存儲器向累加器A傳送指令
MOVC A,@A+DPTR 本指令是將ROM中的數(shù)送入A中。本指令也被稱為單片機(jī)查表指令,常用此指令來查一個已做好在ROM中的表格 說明:
此條指令引出一個新的尋址辦法:變址尋址。本指令是要在ROM的一個地址單元中找出數(shù)據(jù),顯然必須知道這個單元的地址,這個單元的地址是這樣確定的:在執(zhí)行本指令立腳點DPTR中有一個數(shù),A中有一個數(shù),執(zhí)行指令時,將A和DPTR中的數(shù)加起為,就成為要查找的單元的地址。
查找到的結(jié)果被放在A中,因此,本條指令執(zhí)行前后,A中的值不一定相同。
例:有一個數(shù)在R0中,要求用查表的辦法確定它的平方值(此數(shù)的取值范圍是0-5)
MOV DPTR,#TABLE
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
TABLE: DB 0,1,4,9,16,25
設(shè)R0中的值為2,送入A中,而DPTR中的值則為TABLE,則最終確定的ROM單元的地址就是TABLE+2,也就是到這個單元中去取數(shù),取到的是4,顯然它正是2的平方。其它數(shù)據(jù)也能類推。
標(biāo)號的真實含義:從這個地方也能看到另一個問題,我們使用了標(biāo)號來替代具體的單元地址。事實上,標(biāo)號的真實含義就是地址數(shù)值。在這里它代表了,0,1,4,9,16,25這幾個數(shù)據(jù)在ROM中存放的起點位置。而在以前我們學(xué)過的如LCALL DELAY單片機(jī)指令中,DELAY 則代表了以DELAY為標(biāo)號的那段程序在ROM中存放的起始地址。事實上,CPU正是通過這個地址才找到這段程序的。
能通過以下的例程再來看一看標(biāo)號的含義:
MOV DPTR,#100H
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
ORG 0100H.
DB 0,1,4,9,16,25
如果R0中的值為2,則最終地址為100H+2為102H,到102H單元中找到的是4。這個能看懂了吧?
那為什么不這樣寫程序,要用標(biāo)號呢?不是增加疑惑嗎?
如果這樣寫程序的話,在寫程序時,我們就必須確定這張表格在ROM中的具體的位置,如果寫完程序后,又想在這段程序前插入一段程序,那么這張表格的位置就又要變了,要改ORG 100H這句話了,我們是經(jīng)常需要修改程序的,那多麻煩,所以就用標(biāo)號來替代,只要一編譯程序,位置就自動發(fā)生變化,我們把這個麻煩事交給計算機(jī)��指我們用的電腦去做了。
堆棧操作
PUSH direct
POP direct
第一條指令稱之為推入,就是將direct中的內(nèi)容送入堆棧中,第二條指令稱之為彈出,就是將堆棧中的內(nèi)容送回到direct中。推入指令的執(zhí)行過程是,首先將SP中的值加1,然后把SP中的值當(dāng)作地址,將direct中的值送進(jìn)以SP中的值為地址的RAM單元中。例:
MOV SP,#5FH
MOV A,#100
MOV B,#20
PUSH ACC
PUSH B
則執(zhí)行第一條PUSH ACC指令是這樣的:將SP中的值加1,即變?yōu)?0H,然后將A中的值送到60H單元中,因此執(zhí)行完本條指令后, 內(nèi)存60H單元的值就是100,同樣,執(zhí)行PUSH B時,是將SP+1,即變?yōu)?1H,然后將B中的值送入到61H單元中,即執(zhí)行完本條指令后,61H單元中的值變?yōu)?0。
POP指令的在單片機(jī)中執(zhí)行是這樣的,首先將SP中的值作為地址,并將此地址中的數(shù)送到POP指令后面的那個direct中,然后SP減1。
接上例:
POP B
POP ACC
則執(zhí)行過程是:將SP中的值(現(xiàn)在是61H)作為地址,取61H單元中的數(shù)值(現(xiàn)在是20),送到B中,所以執(zhí)行完本條指令后B中的值是20,然后將SP減1,因此本條指令執(zhí)行完后,SP的值變?yōu)?0H,然后執(zhí)行POP ACC,將SP中的值(60H)作為地址,從該地址中取數(shù)(現(xiàn)在是100),并送到ACC中,所以執(zhí)行完本條指令后,ACC中的值是100。
這有什么意義呢?ACC中的值本來就是100,B中的值本來就是20,是的,在本例中,的確沒有意義,但在實際工作中,則在PUSH B后一般要執(zhí)行其他指令,而且這些指令會把A中的值,B中的值改掉,所以在程序的結(jié)束,如果我們要把A和B中的值恢復(fù)原值,那么這些指令就有意義了。
還有一個問題,如果我不用堆棧,比如說在PUSH ACC指令處用MOV 60H,A,在PUSH B處用指令MOV 61H,B,然后用MOV A,60H,MOV B,61H來替代兩條POP指令,不是也一樣嗎?是的,從結(jié)果上看是一樣的,但是從過程看是不一樣的,PUSH和POP指令都是單字節(jié),單周期指令,而MOV指令則是雙字節(jié),雙周期指令。更何況,堆棧的作用不止于此,所以一般的計算機(jī)上都設(shè)有堆棧,單片機(jī)也是一樣,而我們在編寫子程序,需要保存數(shù)據(jù)時,常常也不采用后面的辦法,而是用堆棧的辦法來實現(xiàn)。
例:寫出以下單片機(jī)程序的運(yùn)行結(jié)果
MOV 30H,#12
MOV 31H,#23
PUSH 30H
PUSH 31H
POP 30H
POP 31H
結(jié)果是30H中的值變?yōu)?3,而31H中的值則變?yōu)?2。也就兩者進(jìn)行了數(shù)據(jù)交換。從這個例程能看出:使用堆棧時,入棧的書寫次序和出棧的書寫次序必須相反,才能保證數(shù)據(jù)被送回原位,不然就要出錯了。
作業(yè):在MCS51下執(zhí)行上面的例程,注意觀察內(nèi)存窗口和堆棧窗口的變化。
11、單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算指令
不帶進(jìn)位位的單片機(jī)加法指令
ADD A,#DATA ;例:ADD A,#10H
ADD A,direct ;例:ADD A,10H
ADD A,Rn ;例:ADD A,R7
ADD A,@Ri ;例:ADD A,@R0
用途:將A中的值與其后面的值相加,最終結(jié)果否是回到A中。
例:MOV A,#30H
ADD A,#10H
則執(zhí)行完本條指令后,A中的值為40H。
下面的題目自行練習(xí)
MOV 34H,#10H
MOV R0,#13H
MOV A,34H
ADD A,R0
MOV R1,#34H
ADD A,@R1
帶進(jìn)位位的加法指令
ADDC A,Rn
ADDC A,direct
ADDC A,@Ri
ADDC A,#data
用途:將A中的值和其后面的值相加,并且加上進(jìn)位位C中的值。[!--empirenews.page--]
說明:由于51單片機(jī)是一種8位機(jī),所以只能做8位的數(shù)學(xué)運(yùn)算,但8位運(yùn)算的范圍只有0-255,這在實際工作中是不夠的,因此就要進(jìn)行擴(kuò)展,一般是將2個8位的數(shù)學(xué)運(yùn)算合起來,成為一個16位的運(yùn)算,這樣,能表達(dá)的數(shù)的范圍就能達(dá)到0-65535。如何合并呢?其實很簡單,讓我們看一個10進(jìn)制數(shù)的例程:
66+78。
這兩個數(shù)相加,我們根本不在意這的過程,但事實上我們是這樣做的:先做6+8(低位),然后再做6+7,這是高位。做了兩次加法,只是我們做的時候并沒有刻意分成兩次加法來做罷了,或者說我們并沒有意識到我們做了兩次加法。之所以要分成兩次來做,是因為這兩個數(shù)超過了一位數(shù)所能表達(dá)的范置(0-9)。
在做低位時產(chǎn)生了進(jìn)位,我們做的時候是在適當(dāng)?shù)奈恢命c一下,然后在做高位加法是將這一點加進(jìn)去。那么計算機(jī)中做16位加法時同樣如此,先做低8位的,如果兩數(shù)相加產(chǎn)生了進(jìn)位,也要“點一下”做個標(biāo)記,這個標(biāo)記就是進(jìn)位位C,在PSW中。在進(jìn)行高位加法是將這個C加進(jìn)去。例:1067H+10A0H,先做67H+A0H=107H,而107H顯然超過了0FFH,因此最終保存在A中的是7,而1則到了PSW中的CY位了,換言之,CY就相當(dāng)于是100H。然后再做10H+10H+CY,結(jié)果是21H,所以最終的結(jié)果是2107H。
帶借位的單片機(jī)減法指令
SUBB A,Rn
SUBB A,direct
SUBB A,@Ri
SUBB A,#data
設(shè)(每個H,(R2)=55H,CY=1,執(zhí)行指令SUBB A,R2之后,A中的值為73H。
說明:沒有不帶借位的單片機(jī)減法指令,如果需要做不帶位的減法指令(在做第一次相減時),只要將CY清零即可。
乘法指令
MUL AB
此單片機(jī)指令的功能是將A和B中的兩個8位無符號數(shù)相乘,兩數(shù)相乘結(jié)果一般比較大,因此最終結(jié)果用1個16位數(shù)來表達(dá),其中高8位放在B中,低8位放在A中。在乘積大于FFFFFH(65535)時,0V置1(溢出),不然OV為0,而CY總是0。
例:(A)=4EH,(B)=5DH,執(zhí)行指令
MUL AB后,乘積是1C56H,所以在B中放的是1CH,而A中放的則是56H。
除法指令
DIV AB
此單片機(jī)指令的功能是將A中的8位無符號數(shù)除了B中的8位無符號數(shù)(A/B)。除法一般會出現(xiàn)小數(shù),但計算機(jī)中可沒法直接表達(dá)小數(shù),它用的是我們小學(xué)生還沒接觸到小數(shù)時用的商和余數(shù)的概念,如13/5,其商是2,余數(shù)是3。除了以后,商放在A中,余數(shù)放在B中。CY和OV都是0。如果在做除法前B中的值是00H,也就是除數(shù)為0,那么0V=1。
加1指令
INC A
INC Rn
INC direct
INC @Ri
INC DPTR
用途很簡單,就是將后面目標(biāo)中的值加1。例:(A)=12H,(R0)=33H,(21H)=32H,(34H)=22H,DPTR=1234H。執(zhí)行下面的指令:
INC A (A)=13H
INC R2 (R0)=34H
INC 21H (21H)=33H
INC @R0 (34H)=23H
INC DPTR ( DPTR)=1235H
后結(jié)果如上所示。
說明:從結(jié)果上看INC A和ADD A,#1差不多,但I(xiàn)NC A是單字節(jié),單周期指令,而ADD #1則是雙字節(jié),雙周期指令,而且INC A不會影響PSW位,如(A)=0FFH,INC A后(A)=00H,而CY依然保持不變。如果是ADD A ,#1,則(A)=00H,而CY一定是1。因此加1指令并不適合做加法,事實上它主要是用來做計數(shù)、地址增加等用途。另外,加法類指令都是以A為核心的��其中一個數(shù)必須放在A中,而運(yùn)算結(jié)果也必須放在A中,而加1類指令的對象則廣泛得多,能是寄存器、內(nèi)存地址、間址尋址的地址等等。
減1指令
減1指令
DEC A
DEC RN
DEC direct
DEC @Ri
與加1指令類似,就不多說了。
綜合練習(xí):
MOV A,#12H
MOV R0,#24H
MOV 21H,#56H
ADD A,#12H
MOV DPTR,#4316H
ADD A,DPH
ADD A,R0
CLR C
SUBB A,DPL
SUBB A,#25H
INC A
SETB C
ADDC A,21H
INC R0
SUBB A,R0
MOV 24H,#16H
CLR C
ADD A,@R0
先寫出每步運(yùn)行結(jié)果,然后將以上題目建入,并在軟件仿真中運(yùn)行,觀察寄存器及有關(guān)單元的內(nèi)容的變化,是否與自已的預(yù)想結(jié)果相同。
12、單片機(jī)邏輯運(yùn)算類指令
對單片機(jī)的累加器A的邏輯操作:
CLR A ;將A中的值清0,單周期單字節(jié)指令,與MOV A,#00H效果相同。
CPL A ;將A中的值按位取反
RL A ;將A中的值邏輯左移
RLC A ;將A中的值加上進(jìn)位位進(jìn)行邏輯左移
RR A ;將A中的值進(jìn)行邏輯右移
RRC A ;將A中的值加上進(jìn)位位進(jìn)行邏輯右移
SWAP A ;將A中的值高、低4位交換。
例:(A)=73H,則執(zhí)行CPL A,這樣進(jìn)行:
73H化為二進(jìn)制為01110011,
逐位取反即為 10001100,也就是8CH。
RL A是將(A)中的值的第7位送到第0位,第0位送1位,依次類推。
例:A中的值為68H,執(zhí)行RL A。68H化為二進(jìn)制為01101000,按上圖進(jìn)行移動。01101000化為11010000,即D0H。
RLC A,是將(A)中的值帶上進(jìn)位位(C)進(jìn)行移位。
例:A中的值為68H,C中的值為1,則執(zhí)行RLC A
1 01101000后,結(jié)果是0 11010001,也就是C進(jìn)位位的值變成了0,而(A)則變成了D1H。
RR A和RRC A就不多談了,請大家參考上面兩個例程自行練習(xí)吧。
SWAP A,是將A中的值的高、低4位進(jìn)行交換。
例:(A)=39H,則執(zhí)行SWAP A之后,A中的值就是93H。怎么正好是這么前后交換呢?因為這是一個16進(jìn)制數(shù),每1個16進(jìn)位數(shù)字代表4個二進(jìn)位。注意,如果是這樣的:(A)=39,后面沒H,執(zhí)行SWAP A之后,可不是(A)=93。要將它化成二進(jìn)制再算:39化為二進(jìn)制是10111,也就是0001,0111高4位是0001,低4位是0111,交換后是01110001,也就是71H,即113。
練習(xí),已知(A)=39H,執(zhí)行下列單片機(jī)指令后寫出每步的結(jié)果
CPL A
RL A
CLR C
RRC A
SETB C
RLC A
SWAP A
通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)掌握了相當(dāng)一部份的單片機(jī)指令,大家對這些枯燥的單片機(jī)指令可能也有些厭煩了,下面讓我們輕松一下,做個實驗。
實驗五:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 30H
START:
MOV SP,#5FH
MOV A,#80H
LOOP:
MOV P1,A
RL A
LCALL DELAY
LJMP LOOP
delay:
mov r7,#255
d1: mov r6,#255
d2: nop
nop
nop
nop
djnz r6,d2
djnz r7,d1
ret
END
先讓我們將程序?qū)懭肫?,裝進(jìn)實驗板,看一看現(xiàn)象。
看到的是一個暗點流動的現(xiàn)象,讓我們來分析一下吧。
前而的ORG 0000H、LJMP START、ORG 30H等我們稍后分析。從START開始,MOV SP,#5FH,這是初始化堆棧,在本程序中有無此句無關(guān)緊要,不過我們慢慢開始接觸正規(guī)的編程,我也就慢慢給大家培養(yǎng)習(xí)慣吧。
MOV A,#80H,將80H這個數(shù)送到A中去。干什么呢?不知道,往下看。
MOV P1,A。將A中的值送到P1端口去。此時A中的值是80H,所以送出去的也就是80H,因此P1口的值是80H,也就是10000000B,通過前面的分析,我們應(yīng)當(dāng)知道,此時P1。7接的LED是不亮的,而其它的LED都是亮的,所以就形成了一個“暗點”。繼續(xù)看,RL A,RL A是將A中的值進(jìn)行左移,算一下,移之后的結(jié)果是什么?對了,是01H,也就是00000001B,這樣,應(yīng)當(dāng)是接在P1。0上的LED不亮,而其它的都亮了,從現(xiàn)象上看“暗點”流到了后面。然后是調(diào)用延時程序,這個我們很熟悉了,讓這個“暗點”“暗”一會兒。然后又調(diào)轉(zhuǎn)到LOOP處(LJMP LOOP)。請大家計算一下,下面該哪個燈不亮了。。。。。對了,應(yīng)當(dāng)是接在P1。1上燈不亮了。這樣依次循環(huán),就形成了“暗點流動”這一現(xiàn)象。
問題:
如何實現(xiàn)亮點流動?
如何改變流動的方向?
答案:
1、將A中的初始值改為7FH即可。
2、將RL A改為RR A即可。
13、單片機(jī)邏輯與或異或指令詳解
ANL A,Rn ;A與Rn中的值按位‘與’,結(jié)果送入A中
ANL A,direct ;A與direct中的值按位‘與’,結(jié)果送入A中
ANL A,@Ri ;A與間址尋址單元@Ri中的值按位‘與’,結(jié)果送入A中
ANL A,#data ;A與立即數(shù)data按位‘與’,結(jié)果送入A中
ANL direct,A ;direct中值與A中的值按位‘與’,結(jié)果送入direct中
ANL direct,#data ;direct中的值與立即數(shù)data按位‘與’,結(jié)果送入direct中。
這幾條指令的關(guān)鍵是知道什么是邏輯與。這里的邏輯與是指按位與
例:71H和56H相與則將兩數(shù)寫成二進(jìn)制形式:
?。?1H) 01110001
?。?6H) 00100110
結(jié)果 00100000 即20H,從上面的式子能看出,兩個參與運(yùn)算的值只要其中有一個位上是0,則這位的結(jié)果就是0,兩個同是1,結(jié)果才是1。
理解了邏輯與的運(yùn)算規(guī)則,結(jié)果自然就出來了??疵織l指令后面的注釋
下面再舉一些例程來看。
MOV A,#45H ;(A)=45H
MOV R1,#25H ;(R1)=25H
MOV 25H,#79H ;(25H)=79H
ANL A,@R1 ;45H與79H按位與,結(jié)果送入A中為 41H (A)=41H
ANL 25H,#15H ;25H中的值(79H)與15H相與結(jié)果為(25H)=11H)
ANL 25H,A ;25H中的值(11H)與A中的值(41H)相與,結(jié)果為(25H)=11H[!--empirenews.page--]
在知道了邏輯與指令的功能后,邏輯或和邏輯異或的功能就很簡單了。邏輯或是按位“或”,即有“1”為1,全“0”為0。例:
10011000
或 01100001
結(jié)果 11111001
而異或則是按位“異或”,相同為“0”,相異為“1”。例:
10011000
異或 01100001
結(jié)果 11111001
而所有的或指令,就是將與指仿中的ANL 換成ORL,而異或指令則是將ANL 換成XRL。即
或指令:
ORL A,Rn ;A和Rn中的值按位‘或’,結(jié)果送入A中
ORL A,direct ;A和與間址尋址單元@Ri中的值按位‘或’,結(jié)果送入A中
ORL A,#data ;A和立direct中的值按位‘或’,結(jié)果送入A中
ORL A,@Ri ;A和即數(shù)data按位‘或’,結(jié)果送入A中
ORL direct,A ;direct中值和A中的值按位‘或’,結(jié)果送入direct中
ORL direct,#data ;direct中的值和立即數(shù)data按位‘或’,結(jié)果送入direct中。
異或指令:
XRL A,Rn ;A和Rn中的值按位‘異或’,結(jié)果送入A中
XRL A,direct ;A和direct中的值按位‘異或’,結(jié)果送入A中
XRL A,@Ri ;A和間址尋址單元@Ri中的值按位‘異或’,結(jié)果送入A中
XRL A,#data ;A和立即數(shù)data按位‘異或’,結(jié)果送入A中
XRL direct,A ;direct中值和A中的值按位‘異或’,結(jié)果送入direct中
XRL direct,#data ;direct中的值和立即數(shù)data按位‘異或’,結(jié)果送入direct中。
練習(xí):
MOV A,#24H
MOV R0,#37H
ORL A,R0
XRL A,#29H
MOV 35H,#10H
ORL 35H,#29H
MOV R0,#35H
ANL A,@R0
14、控制轉(zhuǎn)移類指令
無條件轉(zhuǎn)移類指令
短轉(zhuǎn)移類指令
AJMP addr11
長轉(zhuǎn)移類指令
LJMP addr16
相對轉(zhuǎn)移指令
SJMP rel
上面的三條指令,如果要仔細(xì)分析的話,區(qū)別較大,但開始學(xué)習(xí)時,可不理會這么多,統(tǒng)統(tǒng)理解成:JMP 標(biāo)號,也就是跳轉(zhuǎn)到一個標(biāo)號處。事實上,LJMP 標(biāo)號,在前面的例程中我們已接觸過,并且也知道如何來使用了。而AJMP和SJMP也是一樣。那么他們的區(qū)別何在呢?在于跳轉(zhuǎn)的范圍不一樣。好比跳遠(yuǎn),LJMP一下就能跳64K這么遠(yuǎn)(當(dāng)然近了更沒關(guān)系了)。而AJMP 最多只能跳2K距離,而SJMP則最多只能跳256這么遠(yuǎn)。原則上,所有用SJMP或AJMP的地方都能用LJMP來替代。因此在開始學(xué)習(xí)時,需要跳轉(zhuǎn)時能全用LJMP,除了一個場合。什么場合呢?先了解一下AJMP,AJMP是一條雙字節(jié)指令,也就說這條指令本身占用存儲器(ROM)的兩個單元。而LJMP則是三字節(jié)指令,即這條指令占用存儲器(ROM)的三個單元。下面是第四條跳轉(zhuǎn)指令。
間接轉(zhuǎn)移指令
JMP @A+DPTR
這條指令的用途也是跳轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)到什么地方去呢?這可不能由標(biāo)號簡單地決定了。讓我們從一個實際的例程入手吧。
MOV DPTR,#TAB ;將TAB所代表的地址送入DPTR
MOV A,R0 ;從R0中取數(shù)(詳見下面說明)
MOV B,#2
MUL A,B ;A中的值乘2(詳見下面的說明)
JMP A,@A+DPTR ;跳轉(zhuǎn)
TAB: AJMP S1 ;跳轉(zhuǎn)表格
AJMP S2
AJMP S3
應(yīng)用背景介紹:在單片機(jī)開發(fā)中,經(jīng)常要用到鍵盤,見上面的9個按鈕的鍵盤。我們的要求是:當(dāng)按下功能鍵A………。.G時去完成不一樣的功能。這用程序設(shè)計的語言來表達(dá)的話,就是:按下不一樣的鍵去執(zhí)行不一樣的程序段,以完成不一樣的功能。怎么樣來實現(xiàn)呢?
前面的程序讀入的是按鈕的值,如按下‘A’鍵后獲得的鍵值是0,按下‘B’鍵后獲得的值是‘1’等等,然后根據(jù)不一樣的值進(jìn)行跳轉(zhuǎn),如鍵值為0就轉(zhuǎn)到S1執(zhí)行,為1就轉(zhuǎn)到S2執(zhí)行。。。。如何來實現(xiàn)這一功能呢?
先從程序的下面看起,是若干個AJMP語句,這若干個AJMP語句最后在存儲器中是這樣存放的(見圖3),也就是每個AJMP語句都占用了兩個存儲器的空間,并且是連續(xù)存放的。而AJMP S1存放的地址是TAB,到底TAB等于多少,我們不需要知道,把它留給匯編程序來算好了。
下面我們來看這段程序的執(zhí)行過程:第一句MOV DPTR,#TAB執(zhí)行完了之后,DPTR中的值就是TAB,第二句是MOV A,R0,我們假設(shè)R0是由按鈕處理程序獲得的鍵值,比如按下A鍵,R0中的值是0,按下B鍵,R0中的值是1,以此類推,現(xiàn)在我們假設(shè)按下的是B鍵,則執(zhí)行完第二條指令后,A中的值就是1。并且按我們的分析,按下B后應(yīng)當(dāng)執(zhí)行S2這段程序,讓我們來看一看是否是這樣呢?第三條、第四條指令是將A中的值乘2,即執(zhí)行完第4條指令后A中的值是2。下面就執(zhí)行JMP @A+DPTR了,現(xiàn)在DPTR中的值是TAB,而A+DPTR后就是TAB+2,因此,執(zhí)行此句程序后,將會跳到TAB+2這個地址繼續(xù)執(zhí)行。看一看在TAB+2這個地址里面放的是什么?就是AJMP S2這條指令。因此,馬上又執(zhí)行AJMP S2指令,程序?qū)⑻絊2處往下執(zhí)行,這與我們的要求相符合。
請大家自行分析按下鍵“A”、“C”、“D”……之后的情況。
這樣我們用JMP @A+DPTR就實現(xiàn)了按下一鍵跳到對應(yīng)的程序段去執(zhí)行的這樣一個要求。再問大家一個問題,為什么取得鍵值后要乘2?如果例程下面的所有指令換成LJMP,即:
LJMP S1,LJMP S2……這段程序還能正確地執(zhí)行嗎?如果不能,應(yīng)該怎么改?
14、單片機(jī)條件轉(zhuǎn)移指令
條件轉(zhuǎn)移指令是指在滿足一定條件時進(jìn)行相對轉(zhuǎn)移。
判A內(nèi)容是否為0轉(zhuǎn)移指令
JZ rel
JNZ rel
第一指令的功能是:如果(A)=0,則轉(zhuǎn)移,不然次序執(zhí)行(執(zhí)行本指令的下一條指令)。轉(zhuǎn)移到什么地方去呢?如果按照傳統(tǒng)的辦法,就要算偏移量,很麻煩,好在現(xiàn)在我們能借助于機(jī)器匯編了。因此這第指令我們能這樣理解:JZ 標(biāo)號。即轉(zhuǎn)移到標(biāo)號處。下面舉一例說明:
MOV A,R0
JZ L1
MOV R1,#00H
AJMP L2
L1: MOV R1,#0FFH
L2: SJMP L2
END
在執(zhí)行上面這段程序前如果R0中的值是0的話,就轉(zhuǎn)移到L1執(zhí)行,因此最終的執(zhí)行結(jié)果是R1中的值為0FFH。而如果R0中的值不等于0,則次序執(zhí)行,也就是執(zhí)行 MOV R1,#00H指令。最終的執(zhí)行結(jié)果是R1中的值等于0。
第一條指令的功能清楚了,第二條當(dāng)然就好理解了,如果A中的值不等于0,就轉(zhuǎn)移。把上面的那個例程中的JZ改成JNZ試試吧,看看程序執(zhí)行的結(jié)果是什么?
比較轉(zhuǎn)移指令
CJNE A,#data,rel
CJNE A,direct,rel
CJNE Rn,#data,rel
CJNE @Ri,#data,rel
第一條指令的功能是將A中的值和立即數(shù)data比較,如果兩者相等,就次序執(zhí)行(執(zhí)行本指令的下一條指令),如果不相等,就轉(zhuǎn)移,同樣地,我們能將rel理解成標(biāo)號,即:CJNE A,#data,標(biāo)號。這樣利用這條指令,我們就能判斷兩數(shù)是否相等,這在很多場合是非常有用的。但有時還想得知兩數(shù)比較之后哪個大,哪個小,本條指令也具有這樣的功能,如果兩數(shù)不相等,則CPU還會反映出哪個數(shù)大,哪個數(shù)小,這是用CY(進(jìn)位位)來實現(xiàn)的。如果前面的數(shù)(A中的)大,則CY=0,不然CY=1,因此在程序轉(zhuǎn)移后再次利用CY就可判斷出A中的數(shù)比data大還是小了。
例:
MOV A,R0
CJNE A,#10H,L1
MOV R1,#0FFH
AJMP L3
L1: JC L2
MOV R1,#0AAH
AJMP L3
L2: MOV R1,#0FFH
L3: SJMP L3
上面的程序中有一條單片機(jī)指令我們還沒學(xué)過,即JC,這條指令的原型是JC rel,作用和上面的JZ類似,但是它是判CY是0,還是1進(jìn)行轉(zhuǎn)移,如果CY=1,則轉(zhuǎn)移到JC后面的標(biāo)號處執(zhí)行,如果CY=0則次序執(zhí)行(執(zhí)行它的下面一條指令)。
分析一下上面的程序,如果(A)=10H,則次序執(zhí)行,即R1=0。如果(A)不等于10H,則轉(zhuǎn)到L1處繼續(xù)執(zhí)行,在L1處,再次進(jìn)行判斷,如果(A)》10H,則CY=1,將次序執(zhí)行,即執(zhí)行MOV R1,#0AAH指令,而如果(A)《10H,則將轉(zhuǎn)移到L2處指行,即執(zhí)行MOV R1,#0FFH指令。因此最終結(jié)果是:本程序執(zhí)行前,如果(R0)=10H,則(R1)=00H,如果(R0)》10H,則(R1)=0AAH,如果(R0)《10H,則(R1)=0FFH。
弄懂了這條指令,其它的幾條就類似了,第二條是把A當(dāng)中的值和直接地址中的值比較,第三條則是將直接地址中的值和立即數(shù)比較,第四條是將間址尋址得到的數(shù)和立即數(shù)比較,這里就不詳談了,下面給出幾個對應(yīng)的例程。
CJNE A,10H ;把A中的值和10H中的值比較(注意和上題的區(qū)別)
CJNE 10H,#35H ;把10H中的值和35H中的值比較
CJNE @R0,#35H ;把R0中的值作為地址,從此地址中取數(shù)并和35H比較
循環(huán)轉(zhuǎn)移指令
DJNZ Rn,rel
DJNZ direct,rel
第一條指令在前面的例程中有詳細(xì)的分析,這里就不多談了。第二條指令,只是將Rn改成直接地址,其它一樣,也不多說了,給一個例程。
DJNZ 10H,LOOP
3.調(diào)用與返回指令
(1)主程序與子程序 在前面的燈的實驗中,我們已用到過了子程序,只是我們并沒有明確地介紹。子程序是干什么用的,為什么要用子程序技術(shù)呢?舉個例程,我們數(shù)據(jù)老師布置了10道算術(shù)題,經(jīng)過觀察,每一道題中都包含一個(3*5+2)*3的運(yùn)算,我們能有兩種選擇,第一種,每做一道題,都把這個算式算一遍,第二種選擇,我們能先把這個結(jié)果算出來,也就是51,放在一邊,然后要用到這個算式時就將51代進(jìn)去。這兩種辦法哪種更好呢?不必多言。設(shè)計程序時也是這樣,有時一個功能會在程序的不一樣地方反復(fù)使用,我們就能把這個功能做成一段程序,每次需要用到這個功能時就“調(diào)用”一下。
(2)調(diào)用及回過程:主程序調(diào)用了子程序,子程序執(zhí)行完之后必須再回到主程序繼續(xù)執(zhí)行,不能“一去不回頭”,那么回到什么地方呢?是回到調(diào)用子程序的下面一條指令繼續(xù)執(zhí)行(當(dāng)然啦,要是還回到這條指令,不又要再調(diào)用子程序了嗎?那可就沒完沒了了……)。參考圖1
調(diào)用指令
LCALL addr16 ;長調(diào)用指令
ACALL addr11 ;短調(diào)用指令
上面兩條指令都是在主程序中調(diào)用子程序,兩者有一定的區(qū)別,但在開始學(xué)習(xí)單片機(jī)的這些指令時,能不加以區(qū)別,而且能用LCALL 標(biāo)號,ACALL 標(biāo)號,來理解,即調(diào)用子程序。
(5)返回指令則說了,子程序執(zhí)行完后必須回到主程序,如何返回呢?只要執(zhí)行一條返回指令就能了,即執(zhí)行 ret指令
4.空操作指令
nop 就是 空操作,就是什么事也不干,停一個周期,一般用作短時間的延時。