單片機(jī)軟件指令系統(tǒng)研究

 單片機(jī)有了硬件后，要真正地能進(jìn)行計(jì)算和控制，還必須有軟件的配合。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(jī)(http://www.cy8cjiemi.com)，它才能有效地 工作。單片機(jī)所以能自動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)算和控制，正是由于人把實(shí)現(xiàn)計(jì)算和控制的步驟一步步地用命令的形式，即一條條指令預(yù)先存入到存貯器中，單片機(jī)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(gè)數(shù)相加這一簡(jiǎn)單的運(yùn)算來說，當(dāng)需要運(yùn)算的數(shù)已存入存貯器后，還需要進(jìn)行以下幾步：

第一步：把第一個(gè)數(shù)從它的存貯單元中取出來，送至運(yùn)算器。

第二步：把第二個(gè)數(shù)從它所在的存貯單元中取出來，送至運(yùn)算器; 第三步：相加; 第四步：把相加完的結(jié)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，我們把要求計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)單片機(jī)時(shí)由設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的。一條指令，對(duì)應(yīng)著一種基本操作;單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種 類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。

使用單片機(jī)時(shí)，事先應(yīng)當(dāng)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(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令。單片 機(jī)用戶為解決自己的問題所編的指令程序，稱為源程序。指令通常分為操作碼和操作數(shù)兩大部分。操作碼表示計(jì)算機(jī)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(hào))。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一種可編程器件，只“認(rèn)得”二進(jìn)碼(0、1)。要單片機(jī)運(yùn)作，單片機(jī)系統(tǒng)中 的所有指令，都必須以二進(jìn)制編碼的形式來表示。例如，在Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)中，從存貯器中取出一數(shù)到CPU中的累加器的指令代碼為 74H，累加器內(nèi)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(nèi)部RAM存貯器的代碼為F6H～F7H等。這些指令是用十六進(jìn)制表示二進(jìn)制 的機(jī)器碼。

MCS-51單片機(jī)的字長(zhǎng)為8位，有時(shí)，要完成某些操作用一個(gè)字節(jié)尚不能充分表達(dá)。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(jī)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(cuò)。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--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(dòng)作特征，易于記憶和理解，也不容易出錯(cuò)。用助記符來編寫的程序稱為匯編語(yǔ)言程序。但是，助記符編寫的程序便于人理解，可單片機(jī)卻只 認(rèn)識(shí)二進(jìn)制機(jī)器代碼，因此，為了讓單片機(jī)能“讀懂”匯編語(yǔ)言程序必須再轉(zhuǎn)換成由二進(jìn)制機(jī)器碼構(gòu)成的程序，這種轉(zhuǎn)換過程，就稱為“匯編”。匯編可借助于人工 查表法來實(shí)現(xiàn)，也可借助PC機(jī)通過所謂“交叉匯編程序”來完成。由機(jī)器碼構(gòu)成的用戶程序一旦“進(jìn)入”了單片機(jī)，再“啟動(dòng)”單片機(jī)，就可讓它執(zhí)行輸入程序所 規(guī)定的任務(wù)。