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[導讀]單片機要正常運作,事先需編制程序,再把程序放入存貯器中,然后由CPU執(zhí)行該程序。程序是由指令組成的,指令的基本組成是操作碼和操作數(shù)。單片機的品種很多,設計時怎樣表示操作碼和操作數(shù),都有各自的規(guī)定,再有指令

單片機要正常運作,事先需編制程序,再把程序放入存貯器中,然后由CPU執(zhí)行該程序。程序是由指令組成的,指令的基本組成是操作碼和操作數(shù)。單片機的品種很多,設計時怎樣表示操作碼和操作數(shù),都有各自的規(guī)定,再有指令代碼也各不相同,因此,必須對所選單片機的全部指令,也就是所謂“指令系統(tǒng)”,有足夠的了解。各個系列的單片機雖然有不同的指令系統(tǒng),但也有其共同性。掌握一種單片機的指令系統(tǒng),對其它系列單片機可以起到觸類旁通的作用。MCS-51單片機應用廣泛,派生品種多,具有代表性,所以,這里以MCS-51系列的指令系統(tǒng)為例說明“指令”的組成和應用。

1、MOV A,#20H

這條指令表示把20H這個數(shù)送入累加器A中(一個特殊功能寄存器)。

2、ADD A,70H

這條指令表示把累加器A中的內(nèi)容(在上例中送入的#20H)和存貯器中地址為70H單元中的內(nèi)容(也是一個數(shù)字),通過算術邏輯單元(英文縮寫為ALU)相加,并將結果保留在A中。這里MOV、ADD等稱為操作碼,而A、#20H、70H等均稱為操作數(shù)。在匯編語言程序中,操作碼通常由英文單詞縮寫而成,這樣有助于記憶,所以又稱助記符。如MOV就是英文單詞MOVE的縮寫,含有搬移的意思;而ADD即為英文單詞,其意為相加。因此,對于略懂英語的用戶,掌握單片機指令的含意是較為方便的。操作數(shù)有多種表示法,如以上的#20H稱為立即數(shù),即20H就是真正的操作數(shù)。而70H是存貯器中某個單元的地址,在該單元中,放著操作數(shù)(比如說是3AH),ADD A,70H不是將70H和A中的內(nèi)容相加,而是從存貯器70H單元中將3AH取出和A中的內(nèi)容相加。由上可知,要找到實際操作數(shù),有時就要轉個彎,甚至轉幾個彎,這個過程稱為尋址,MCS-51共有7種尋址方式,現(xiàn)介紹如下:

一、立即尋址:

操作數(shù)就寫在指令中,和操作碼一起放在程序存貯器中。把“#”號放在立即數(shù)前面,以表示該尋址方式為立即尋址,如#20H。

二、寄存器尋址:

操作數(shù)放在寄存器中,在指令中直接以寄存器的名字來表示操作數(shù)的地址。例如MOV A,R0就屬于寄存器尋址,即將R0寄存器的內(nèi)容送到累加器A中。

三、直接尋址:

操作數(shù)放在單片機的內(nèi)部RAM某單元中,在指令中直接寫出該單元的地址。如前例的ADD A,70H中的70H。

四、寄存器間接尋址:

操作數(shù)放在RAM某個單元中,該單元的地址又放在寄存器R0或R1中。 如果RAM的地址大于256,則該地址存放在16位寄存器DPTR(數(shù)據(jù)指針)中,此時在寄存器名前加@符號來表示這種間接尋址。如MOV A,@ R0。其它還有變址尋址、相對尋址、位尋址等,待以后再詳細介紹??赡苡腥藭?,在指令中直接給出實際操作數(shù),不是簡單、明了嗎?為什么還要用其它幾種尋址方式呢?這是因為在編制程序時很難一下子就給出操作數(shù)。如用單片機控制溫度時,時時需要將給定的控制溫度(如20℃)減去環(huán)境溫度,而環(huán)境溫度時時有變化,顯然無法在程序指令中給出,只有通過一定方式,將其送入某個輸入/輸出口,再存放在某個寄存器中,這就必須用到寄存器尋址。又如要進行算術運算,要計算每班學員各科成績的平均值,如果把每個學員的各科都編一個程序,在程序中直接給出該學員各科成績,再求平均值,顯然太麻煩。這里可以編一個求平均成績的通用程序,把每位學員的成績送入存貯器的各個單元中,這時可采取直接尋址,一個程序可供每個學員用,不是更方便嗎?所以,尋址方式越多,編制程序就越方便、靈活,適用范圍就越廣。

尋址有如找人,如被找的人有手機、BP機、座機電話等多種聯(lián)系方式則就容易找到他,單片機也是如此,尋址方式越多,找操作數(shù)越方便,單片機的功能就越強。前面介紹51系列單片機尋址方式時,常遇到單片機內(nèi)部的一些寄存器、累加器A、通用寄存器R0~R7、數(shù)據(jù)指針DPTR和存貯器等。在以后介紹指令時,數(shù)據(jù)就要在這些寄存器、存貯器之間傳送,或者進行運算。因此,編制程序就需熟悉單片機的內(nèi)部結構。

8051單片機的內(nèi)部總體結構其基本特性如下:

8位CPU、片內(nèi)振蕩器

4k字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM

21個特殊功能寄存器

32根I/O線

可尋址的64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間

2個16位定時器、計數(shù)器

中斷結構:具有二個優(yōu)先級、五個中斷源

一個全雙口串行口

位尋址(即可尋找某位的內(nèi)容)功能,適于按位進行邏輯運算的位處理器。除128字節(jié)RAM、4k字節(jié)ROM和中斷、串行口及定時器模塊外,還有4組I/O口P0~P3,余下的就是CPU的全部組成。把4kROM換為EPROM就是8751的結構,如去掉ROM/EPROM部分即為8031的框圖,如果將ROM置換為Flash存貯器或EEPROM,或再省去某些I/O,即可得到51系列的派生品種,如89C51、AT89C2051等單片機的框圖。

單片機各部分是通過內(nèi)部的總線有機地連接起來的

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