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[導讀]前面已經(jīng)講述了單片機的幾個主要組成部分,這些部分構成了單片機的硬件。所謂硬件(Hardware),就是看得到,摸得到的實體。但是,光有這樣的硬件,還只是有了實現(xiàn)計算和控制功能的可能性。單片機要真正地能進行計算

前面已經(jīng)講述了單片機的幾個主要組成部分,這些部分構成了單片機的硬件。所謂硬件(Hardware),就是看得到,摸得到的實體。但是,光有這樣的硬件,還只是有了實現(xiàn)計算和控制功能的可能性。單片機要真正地能進行計算和控制,還必須有軟件(Software)的配合。軟件主要指的是各種程序。只有將各種正確的程序“灌入”(存入)單片機,它才能有效地工作。單片機所以能自動地進行運算和控制,正是由于人把實現(xiàn)計算和控制的步驟一步步地用命令的形式,即一條條指令(Instruction)預先存入到存貯器中,單片機在CPU的控制下,將指令一條條地取出來,并加以翻譯和執(zhí)行。就以兩個數(shù)相加這一簡單的運算來說,當需要運算的數(shù)已存入存貯器后,還需要進行以下幾步:

第一步:把第一個數(shù)從它的存貯單元(Location)中取出來,送至運算器?! ?第二步:把第二個數(shù)從它所在的存貯單元中取出來,送至運算器; 第三步:相加; 第四步:把相加完的結果,送至存貯器中指定的單元。

所有這些取數(shù)、送數(shù)、相加、存數(shù)等等都是一種操作(Operation),我們把要求計算機執(zhí)行的各種操作用命令的形式寫下來,這就是指令。但是怎樣才能辨別和執(zhí)行這些操作呢?這是在設計單片機時由設計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的。一條指令,對應著一種基本操作;單片機所能執(zhí)行的全部指令,就是該單片機的指令系統(tǒng)(Iustruction Set),不同種類的單片機,其指令系統(tǒng)亦不同。

使用單片機時,事先應當把要解決的問題編成一系列指令。這些指令必須是選定的單片機能識別和執(zhí)行的指令。單片機用戶為解決自己的問題所編的指令程序,稱為源程序(Source Program)。指令通常分為操作碼(Opcode)和操作數(shù)(Operand)兩大部分。操作碼表示計算機執(zhí)行什么操作,即指令的功能;操作數(shù)表示參加操作的數(shù)或操作數(shù)所在的地址(即操作數(shù)所存放的地方編號)。因為單片機是一種可編程器件,只“認得”二進碼(0、1)。要單片機運作,單片機系統(tǒng)中的所有指令,都必須以二進制編碼的形式來表示。例如,在Intel公司的MCS-51系列單片機中,從存貯器中取出一數(shù)到CPU中的累加器(在運算器中,參與運算、存放運算結果的專用寄存器)的指令代碼為74H,累加器內容加立即數(shù)的代碼為24H,再加上立即數(shù)代碼,累加器送數(shù)到內部RAM存貯器的代碼為F6H~F7H等。這些指令是用十六進制表示二進制的機器碼。

MCS-51單片機的字長為8位,有時,要完成某些操作用一個字節(jié)尚不能充分表達。所以,在指令系統(tǒng)中有單字節(jié)指令,也有多字節(jié)指令。機器碼是由一連串的0和1組成,沒有明顯的特征,不好記憶,不易理解,易出錯。所以,直接用它來編寫程序十分困難。因而,人們就用一些助記符(Mue monic)——通常是指令功能的英文縮寫來代替操作碼,如MCS-51中數(shù)的傳送常用MOV(Move的縮寫)、加法用Add(Addition的縮寫)來作為助記符。這樣,每條指令有明顯的動作特征,易于記憶和理解,也不容易出錯。用助記符來編寫的程序稱為匯編語言程序。但是,助記符編寫的程序便于人理解,可單片機卻只認識二進制機器代碼,因此,為了讓單片機能“讀懂”匯編語言程序必須再轉換成由二進制機器碼構成的程序,這種轉換過程,就稱為“匯編”。匯編可借助于人工查表法來實現(xiàn),也可借助PC機通過所謂“交叉匯編程序”來完成。由機器碼構成的用戶程序一旦“進入”了單片機,再“啟動”單片機,就可讓它執(zhí)行輸入程序所規(guī)定的任務。

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