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[導(dǎo)讀]通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)了解了單片機內(nèi)部的結(jié)構(gòu),并且也已經(jīng)知道,要控制單片機,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單片機的指令部份。

通過前面的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)了解了單片機內(nèi)部的結(jié)構(gòu),并且也已經(jīng)知道,要控制單片機,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單片機的指令部份。

一、概述

1、指令的格式

我們已知,要讓計算機做事,就得給計算機以指令,并且我們已知,計算機很“笨”,只能懂得數(shù)字,如前面我們寫進機器的75H,90H,00H等等,所以指令的第一種格式就是機器碼格式,也說是數(shù)字的形式。但這種形式實在是為難我們?nèi)肆?,太難記了,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,而計算機和單片機只懂機器碼格式,所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機器碼格式,這種轉(zhuǎn)換有兩種辦法:手工匯編和機器匯編。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,所以就有了計算機軟件,用計算機軟件來替代手工查表,這就是機器匯編。

二、單片機的尋址

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)傳遞是單片機編程時的一項重要工作,一共有28條指令(單片機共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指令中,要送的數(shù)(源)就是0FFH,而要送達的地方(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延時程序例是這樣寫的:

MAIN: SETB P1.0     ;(1)

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    ;(8)

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)

表2

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)。

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