51单片机指命DOC.docx
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51单片机指命DOC
数据传递类指令
(1)以累加器为目的操作数的指令
MOVA,Rn
MOVA,direct
MOVA,@Ri
MOVA,#data
第一条指令中,Rn代表的是R0-R7。
第二条指令中,direct就是指的直接地址,而第三条指令中,就是我们刚才讲过的。
第四条指令是将立即数data送到A中。
下面我们通过一些例子加以说明:
MOVA,R1;将工作寄存器R1中的值送入A,R1中的值保持不变。
MOVA,30H;将内存30H单元中的值送入A,30H单元中的值保持不变。
MOVA,@R1;先看R1中是什么值,把这个值作为地址,并将这个地址单元中的值送入A中。
如执行命令前R1中的值为20H,则是将20H单元中的值送入A中。
MOVA,#34H;将立即数34H送入A中,执行完本条指令后,A中的值是34H。
(2)以寄存器Rn为目的操作的指令
MOVRn,A
MOVRn,direct
MOVRn,#data
这组指令功能是把源地址单元中的内容送入工作寄存器,源操作数不变。
(3)以直接地址为目的操作数的指令
MOVdirect,A例:
MOV20H,A
MOVdirect,RnMOV20H,R1
MOVdirect1,direct2MOV20H,30H
MOVdirect,@RiMOV20H,@R1
MOVdirect,#dataMOV20H,#34H
(4)以间接地址为目的操作数的指令
MOV@Ri,A例:
MOV@R0,A
MOV@Ri,directMOV@R1,20H
MOV@Ri,#dataMOV@R0,#34H
(5)十六位数的传递指令
MOVDPTR,#data16
8051是一种8位机,这是唯一的一条16位立即数传递指令,其功能是将一个16位的立即数送入DPTR中去。
其中高8位送入DPH,低8位送入DPL。
例:
MOVDPTR,#1234H,则执行完了之后DPH中的值为12H,DPL中的值为34H。
反之,如果我们分别向DPH,DPL送数,则结果也一样。
如有下面两条指令:
MOVDPH,#35H,MOVDPL,#12H。
则就相当于执行了MOVDPTR,#3512H。
累加器A与片外RAM之间的数据传递类指令
MOVXA,@Ri
MOVX@Ri,A
MOVX#9;A,@DPTR
MOVX@DPTR,A
说明:
1)在51中,与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。
所有需要送入外部RAM的数据必需要通过A送去,而所有要读入的外部RAM中的数据也必需通过A读入。
在此我们可以看出内外部RAM的区别了,内部RAM间可以直接进行数据的传递,而外部则不行,比如,要将外部RAM中某一单元(设为0100H单元的数据)送入另一个单元(设为0200H单元),也必须先将0100H单元中的内容读入A,然后再送到0200H单元中去。
2)要读或写外部的RAM,当然也必须要知道RAM的地址,在后两条指令中,地址是被直接放在DPTR中的。
而前两条指令,由于Ri(即R0或R1)只是一个8位的寄存器,所以只提供低8位地址。
因为有时扩展的外部RAM的数量比较少,少于或等于256个,就只需要提供8位地址就够了。
3)使用时应当首先将要读或写的地址送入DPTR或Ri中,然后再用读写命令。
例:
将外部RAM中100H单元中的内容送入外部RAM中200H单元中。
MOVDPTR,#0100H
MOVXA,@DPTR
MOVDPTR,#0200H
MOVX@DPTR,A
程序存储器向累加器A传送指令
MOVCA,@A+DPTR
本指令是将ROM中的数送入A中。
本指令也被称为查表指令,常用此指令来查一个已做好在ROM中的表格
说明:
此条指令引出一个新的寻址方法:
变址寻址。
本指令是要在ROM的一个地址单元中找出数据,显然必须知道这个单元的地址,这个单元的地址是这样确定的:
在执行本指令立脚点DPTR中有一个数,A中有一个数,执行指令时,将A和DPTR中的数加起为,就成为要查找的单元的地址。
1)查找到的结果被放在A中,因此,本条指令执行前后,A中的值不一定相同。
例:
有一个数在R0中,要求用查表的方法确定它的平方值(此数的取值范围是0-5)
MOVDPTR,#TABLE
MOVA,R0
MOVCA,@A+DPTR
TABLE:
DB0,1,4,9,16,25
设R0中的值为2,送入A中,而DPTR中的值则为TABLE,则最终确定的ROM单元的地址就是TABLE+2,也就是到这个单元中去取数,取到的是4,显然它正是2的平方。
其它数据也可以类推。
标号的真实含义:
从这个地方也可以看到另一个问题,我们使用了标号来替代具体的单元地址。
事实上,标号的真实含义就是地址数值。
在这里它代表了,0,1,4,9,16,25这几个数据在ROM中存放的起点位置。
而在以前我们学过的如LCALLDELAY指令中,DELAY则代表了以DELAY为标号的那段程序在ROM中存放的起始地址。
事实上,CPU正是通过这个地址才找到这段程序的。
可以通过以下的例子再来看一看标号的含义:
MOVDPTR,#100H
MOVA,R0
MOVCA,@A+DPTR
.ORG0100H.
DB0,1,4,9,16,25
如果R0中的值为2,则最终地址为100H+2为102H,到102H单元中找到的是4。
这个可以看懂了吧?
那为什么不这样写程序,要用标号呢?
不是增加疑惑吗?
如果这样写程序的话,在写程序时,我们就必须确定这张表格在ROM中的具体的位置,如果写完程序后,又想在这段程序前插入一段程序,那么这张表格的位置就又要变了,要改ORG100H这句话了,我们是经常需要修改程序的,那多麻烦,所以就用标号来替代,只要一编译程序,位置就自动发生变化,我们把这个麻烦事交给计算机指PC机去做了。
堆栈操作
PUSHdirect
POP#9;direct
第一条指令称之为推入,就是将direct中的内容送入堆栈中,第二条指令称之为弹出,就是将堆栈中的内容送回到direct中。
推入指令的执行过程是,首先将SP中的值加1,然后把SP中的值当作地址,将direct中的值送进以SP中的值为地址的RAM单元中。
例:
MOVSP,#5FH
MOVA,#100
MOVB,#20
PUSHACC
PUSHB
则执行第一条PUSHACC指令是这样的:
将SP中的值加1,即变为60H,然后将A中的值送到60H单元中,因此执行完本条指令后,内存60H单元的值就是100,同样,执行PUSHB时,是将SP+1,即变为61H,然后将B中的值送入到61H单元中,即执行完本条指令后,61H单元中的值变为20。
POP指令的执行是这样的,首先将SP中的值作为地址,并将此地址中的数送到POP指令后面的那个direct中,然后SP减1。
接上例:
POPB
POPACC
则执行过程是:
将SP中的值(现在是61H)作为地址,取61H单元中的数值(现在是20),送到B中,所以执行完本条指令后B中的值是20,然后将SP减1,因此本条指令执行完后,SP的值变为60H,然后执行POPACC,将SP中的值(60H)作为地址,从该地址中取数(现在是100),并送到ACC中,所以执行完本条指令后,ACC中的值是100。
这有什么意义呢?
ACC中的值本来就是100,B中的值本来就是20,是的,在本例中,的确没有意义,但在实际工作中,则在PUSHB后往往要执行其他指令,而且这些指令会把A中的值,B中的值改掉,所以在程序的结束,如果我们要把A和B中的值恢复原值,那么这些指令就有意义了。
还有一个问题,如果我不用堆栈,比如说在PUSHACC指令处用MOV60H,A,在PUSHB处用指令MOV61H,B,然后用MOVA,60H,MOVB,61H来替代两条POP指令,不是也一样吗?
是的,从结果上看是一样的,但是从过程看是不一样的,PUSH和POP指令都是单字节,单周期指令,而MOV指令则是双字节,双周期指令。
更何况,堆栈的作用不止于此,所以一般的计算机上都设有堆栈,而我们在编写子程序,需要保存数据时,通常也不采用后面的方法,而是用堆栈的方法来实现。
例:
写出以下程序的运行结果
MOV30H,#12
MOV31H,#23
PUSH30H
PUSH31H
POP30H
POP31H
结果是30H中的值变为23,而31H中的值则变为12。
也就两者进行了数据交换。
从这个例子可以看出:
使用堆栈时,入栈的书写顺序和出栈的书写顺序必须相反,才能保证数据被送回原位,否则就要出错了。
算术运算类指令
1.不带进位位的加法指令
ADDA,#DATA;例:
ADDA,#10H
ADDA,direct;例:
ADDA,10H
ADDA,Rn;例:
ADDA,R7
ADDA,@Ri;例:
ADDA,@R0
用途:
将A中的值与其后面的值相加,最终结果否是回到A中。
例:
MOVA,#30H
ADDA,#10H
则执行完本条指令后,A中的值为40H。
2.带进位位的加法指令
ADDCA,Rn
ADDCA,direct
ADDCA,@Ri
ADDCA,#data
用途:
将A中的值和其后面的值相加,并且加上进位位C中的值。
说明:
由于51单片机是一种8位机,所以只能做8位的数学运算,但8位运算的范围只有0-255,这在实际工作中是不够的,因此就要进行扩展,一般是将2个8位的数学运算合起来,成为一个16位的运算,这样,可以表达的数的范围就可以达到0-65535。
如何合并呢?
其实很简单,让我们看一个10进制数的例子:
66+78。
这两个数相加,我们根本不在意这的过程,但事实上我们是这样做的:
先做6+8(低位),然后再做6+7,这是高位。
做了两次加法,只是我们做的时候并没有刻意分成两次加法来做罢了,或者说我们并没有意识到我们做了两次加法。
之所以要分成两次来做,是因为这两个数超过了一位数所能表达的范置(0-9)。
在做低位时产生了进位,我们做的时候是在适当的位置点一下,然后在做高位加法是将这一点加进去。
那么计算机中做16位加法时同样如此,先做低8位的,如果两数相加产生了进位,也要“点一下”做个标记,这个标记就是进位位C,在PSW中。
在进行高位加法是将这个C加进去。
例:
1067H+10A0H,先做67H+A0H=107H,而107H显然超过了0FFH,因此最终保存在A中的是7,而1则到了PSW中的CY位了,换言之,CY就相当于是100H。
然后再做10H+10H+CY,结果是21H,所以最终的结果是2107H。
3.带借位的减法指令
SUBBA,Rn
SUBBA,direct
SUBBA,@Ri
SUBBA,#data
设(每个H,(R2)=55H,CY=1,执行指令SUBBA,R2之后,A中的值为73H。
说明:
没有不带借位的减法指令,如果需要做不带位的减法指令(在做第一次相减时),只要将CY清零即可。
4.乘法指令
MULAB
此指令的功能是将A和B中的两个8位无符号数相乘,两数相乘结果一般比较大,因此最终结果用1个16位数来表达,其中高8位放在B中,低8位放在A中。
在乘积大于FFFFFH(65535)时,0V置1(溢出),否则OV为0,而CY总是0。
例:
(A)=4EH,(B)=5DH,执行指令
MULAB后,乘积是1C56H,所以在B中放的是1CH,而A中放的则是56H。
5.除法指令
DIVAB
此指令的功能是将A中的8位无符号数除了B中的8位无符号数(A/B)。
除法一般会出现小数,但计算机中可没法直接表达小数,它用的是我们小学生还没接触到小数时用的商和余数的概念,如13/5,其商是2,余数是3。
除了以后,商放在A中,余数放在B中。
CY和OV都是0。
如果在做除法前B中的值是00H,也就是除数为0,那么0V=1。
6.加1指令
INCA
INCRn
INCdirect
INC@Ri
INCDPTR
用途很简单,就是将后面目标中的值加1。
例:
(A)=12H,(R0)=33H,(21H)=32H,(34H)=22H,DPTR=1234H。
执行下面的指令:
INCA(A)=13H
INCR2(R0)=34H
INC21H(21H)=33H
INC@R0(34H)=23H
INCDPTR9;(DPTR)=1235H
后结果如上所示。
说明:
从结果上看INCA和ADDA,#1差不多,但INCA是单字节,单周期指令,而ADD#1则是双字节,双周期指令,而且INCA不会影响PSW位,如(A)=0FFH,INCA后(A)=00H,而CY依然保持不变。
如果是ADDA,#1,则(A)=00H,而CY一定是1。
因此加1指令并不适合做加法,事实上它主要是用来做计数、地址增加等用途。
另外,加法类指令都是以A为核心的其中一个数必须放在A中,而运算结果也必须放在A中,而加1类指令的对象则广泛得多,可以是寄存器、内存地址、间址寻址的地址等等。
7.减1指令
DECA
DECRN
DECdirect
DEC@Ri
与加1指令类似,就不多说了。
逻辑运算类指令:
1. 对累加器A的逻辑操作:
CLRA;将A中的值清0,单周期单字节指令,与MOVA,#00H效果相同。
CPLA;将A中的值按位取反
RLA;将A中的值逻辑左移
RLCA;将A中的值加上进位位进行逻辑左移
RRA;将A中的值进行逻辑右移
RRCA;将A中的值加上进位位进行逻辑右移
SWAPA;将A中的值高、低4位交换。
例:
(A)=73H,则执行CPLA,这样进行:
73H化为二进制为01110011,
逐位取反即为10001100,也就是8CH。
RLA是将(A)中的值的第7位送到第0位,第0位送1位,依次类推。
例:
A中的值为68H,执行RLA。
68H化为二进制为01101000,按上图进行移动。
01101000化为11010000,即D0H。
RLCA,是将(A)中的值带上进位位(C)进行移位。
例:
A中的值为68H,C中的值为1,则执行RLCA
101101000后,结果是011010001,也就是C进位位的值变成了0,而(A)则变成了D1H。
RRA和RRCA就不多谈了,请大家参考上面两个例子自行练习吧。
SWAPA,是将A中的值的高、低4位进行交换。
例:
(A)=39H,则执行SWAPA之后,A中的值就是93H。
怎么正好是这么前后交换呢?
因为这是一个16进制数,每1个16进位数字代表4个二进位。
注意,如果是这样的:
(A)=39,后面没H,执行SWAPA之后,可不是(A)=93。
要将它化成二进制再算:
39化为二进制是10111,也就是0001,0111高4位是0001,低4位是0111,交换后是01110001,也就是71H,即113。
2.逻辑与指令
ANL A,Rn ;A与Rn中的值按位'与',结果送入A中
ANL A,direct;A与direct中的值按位'与',结果送入A中
ANL A,@Ri;A与间址寻址单元@Ri中的值按位'与',结果送入A中
ANL A,#data;A与立即数data按位'与',结果送入A中
ANL direct,A;direct中值与A中的值按位'与',结果送入direct中
ANL direct,#data;direct中的值与立即数data按位'与',结果送入direct中。
这几条指令的关键是知道什么是逻辑与。
这里的逻辑与是指按位与
例:
71H和56H相与则将两数写成二进制形式:
(71H)01110001
(56H)00100110
结果00100000即20H,从上面的式子可以看出,两个参与运算的值只要其中有一个位上是0,则这位的结果就是0,两个同是1,结果才是1。
理解了逻辑与的运算规则,结果自然就出来了。
看每条指令后面的注释
下面再举一些例子来看。
MOV A,#45H;(A)=45H
MOV R1,#25H;(R1)=25H
MOV 25H,#79H;(25H)=79H
ANL A,@R1;45H与79H按位与,结果送入A中为41H(A)=41H
ANL 25H,#15H;25H中的值(79H)与15H相与结果为(25H)=11H)
ANL 25H,A;25H中的值(11H)与A中的值(41H)相与,结果为(25H)=11H
在知道了逻辑与指令的功能后,逻辑或和逻辑异或的功能就很简单了。
逻辑或是按位“或”,即有“1”为1,全“0”为0。
例:
10011000
或01100001
结果11111001
而异或则是按位“异或”,相同为“0”,相异为“1”。
例:
10011000
异或01100001
结果11111001
而所有的或指令,就是将与指令中的ANL换成ORL,而异或指令则是将ANL 换成XRL。
3..逻辑或指令:
ORL A,Rn ;A和Rn中的值按位'或',结果送入A中
ORL A,direct;A和与间址寻址单元@Ri中的值按位'或',结果送入A中
ORL A,#data;A和立direct中的值按位'或',结果送入A中
ORL A,@Ri;A和即数data按位'或',结果送入A中
ORL direct,A;direct中值和A中的值按位'或',结果送入direct中
ORL direct,#data;direct中的值和立即数data按位'或',结果送入direct中。
4.逻辑异或指令:
XRL A,Rn ;A和Rn中的值按位'异或',结果送入A中
XRL A,direct;A和direct中的值按位'异或',结果送入A中
XRL A,@Ri;A和间址寻址单元@Ri中的值按位'异或',结果送入A中
XRL A,#data;A和立即数data按位'异或',结果送入A中
XRL direct,A;direct中值和A中的值按位'异或',结果送入direct中
XRL direct,#data;direct中的值和立即数data按位'异或',结果送入direct中。
控制转移类指令
一、无条件转移类指令
1.短转移类指令
AJMP addr11
2.长转移类指令
LJMP addr16
3.相对转移指令
SJMP rel
上面的三条指令,如果要仔细分析的话,区别较大,但初学时,可不理会这么多,统统理解成:
JMP 标号,也就是跳转到一个标号处。
事实上,LJMP 标号,在前面的例程中我们已接触过,并且也知道如何来使用了。
而AJMP和SJMP也是一样。
那么他们的区别何在呢?
在于跳转的范围不一样。
好比跳远,LJMP一下就能跳64K这么远(当然近了更没关系了)。
而AJMP 最多只能跳2K距离,而SJMP则最多只能跳256这么远。
原则上,所有用SJMP或AJMP的地方都可以用LJMP来替代。
因此在初学时,需要跳转时可以全用LJMP,除了一个场合。
什么场合呢?
先了解一下AJMP,AJMP是一条双字节指令,也就说这条指令本身占用存储器(ROM)的两个单元。
而LJMP则是三字节指令,即这条指令占用存储器(ROM)的三个单元。
下面是第四条跳转指令。
二、间接转移指令
JMP @A+DPTR
这条指令的用途也是跳转,转到什么地方去呢?
这可不能由标号简单地决定了。
让我们从一个实际的例子入手吧。
MOV DPTR,#TAB ;将TAB所代表的地址送入DPTR
MOV A,R0 ;从R0中取数(详见下面说明)
MOV B,#2
MUL A,B ;A中的值乘2(详见下面的说明)
JMP A,@A+DPTR ;跳转
TAB:
AJMP S1 ;跳转表格
AJMP S2
AJMP S3
图2
图3
应用背景介绍:
在单片机开发中,经常要用到键盘,见上面的9个按键的键盘。
我们的要求是:
当按下功能键A………..G时去完成不同的功能。
这用程序设计的语言来表达的话,就是:
按下不同的键去执行不同的程序段,以完成不同的功能。
怎么样来实现呢?
看图2,前面的程序读入的是按键的值,如按下'A'键后获得的键值是0,按下'B'键后获得的值是'1'等等,然后根据不同的值进行跳转,如键值为0就转到S1执行,为1就转到S2执行。
。
。
。
如何来实现这一功能呢?
先从程序的下面看起,是若干个AJMP语句,这若干个AJMP语句最后在存储器中是这样存放的(见图3),也就是每个AJMP语句都占用了两个存储器的空间,并且是连续存放的。
而AJMPS1存放的地址是TAB,到底TAB等于多少,我们不需要知道,把它留给汇编程序来算好了。
下面我们来看这段程序的执行过程:
第一句MOVDPTR,#TAB执行完了之后,DPTR中的值就是TAB,第二句是MOVA,R0,我们假设R0是由按键处理程序获得的键值,比如按下A键,R0中的值是0,按下B键,R0中的值是1,以此类推,现在我们假设按下的是B键,则执行完第二条指令后,A中的值就是1。
并且按我们的分析,按下B后应当执行S2这段程序,让我们来看一看是否是这样呢?
第三条、第四条指令是将A中的值乘2,即执行完第4条指令后A中的值是2。
下面就执行JMP@A+DPTR了,现在DPTR中的值是TAB,而A+DPTR后就是TAB+2,因此,执行此句程序后,将会跳到TAB+2这个地址继续执行。
看一看在TAB+2这个地址里面放的是什么?
就是AJMP S2这条指令。
因