51單片機(jī)指令詳解
以累加器為目的操作數(shù)的指令
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201611/318420.htmMOV A,Rn
MOV A,direct
MOV A,@Ri
MOV A,#data
第一條指令中,Rn代表的是R0-R7。第二條指令中,direct就是指的直接地址,而第三條指令中,就是我們剛才講過的。第四條指令是將立即數(shù)data送到A中。
下面我們通過一些例子加以說明:
MOV A,R1 ;將工作寄存器R1中的值送入A,R1中的值保持不變。
MOV A,30H ;將內(nèi)存30H單元中的值送入A,30H單元中的值保持不變。
MOV A,@R1 ;先看R1中是什么值,把這個值作為地址,并將這個地址單元中的值送入A中。如執(zhí)行命令前R1中的值為20H,則是將20H單元中的值送 入A中。
MOV A,#34H ;將立即數(shù)34H送入A中,執(zhí)行完本條指令后,A中的值是34H。
以寄存器Rn為目的操作的指令
MOV Rn,A
MOV Rn,direct
MOV Rn,#data
這組指令功能是把源地址單元中的內(nèi)容送入工作寄存器,源操作數(shù)不變。
以直接地址為目的操作數(shù)的指令
MOV direct,A 例: MOV 20H,A
MOV direct,Rn MOV 20H,R1
MOV direct1,direct2 MOV 20H,30H
MOV direct,@Ri MOV 20H,@R1
MOV direct,#data MOV 20H,#34H
以間接地址為目的操作數(shù)的指令
MOV @Ri,A 例:MOV @R0,A
MOV @Ri,direct MOV @R1,20H
MOV @Ri,#data MOV @R0,#34H
十六位數(shù)的傳遞指令
MOV DPTR,#data16
8051是一種8位機(jī),這是唯一的一條16位立即數(shù)傳遞指令,其功能是將一個16位的立即數(shù)送入DPTR中去。其中高8位送入DPH(083H),低8位送入DPL(082H)。例:MOV DPTR,#1234H,則執(zhí)行完了之后DPH中的值為12H,DPL中的值為34H。反之,如果我們分別向DPH,DPL送數(shù),則結(jié)果也一樣。如有下面兩條指令:MOV DPH,#35H,MOV DPL,#12H。則就相當(dāng)于執(zhí)行了MOV DPTR,#3512H。
累加器A與片外RAM之間的數(shù)據(jù)傳遞類指令
MOVX A,@Ri
MOVX @Ri,A
MOVX #9; A,@DPTR
MOVX @DPTR,A
說明:
1)在51中,與外部存儲器RAM打交道的只可以是A累加器。所有需要送入外部RAM的數(shù)據(jù)必需要通過A送去,而所有要讀入的外部RAM中的數(shù)據(jù)也必需通過A讀入。在此我們可以看出內(nèi)外部RAM的區(qū)別了,內(nèi)部RAM間可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞,而外部則不行,比如,要將外部RAM中某一單元(設(shè)為0100H單元的數(shù)據(jù))送入另一個單元(設(shè)為0200H單元),也必須先將0100H單元中的內(nèi)容讀入A,然后再送到0200H單元中去。
2)要讀或?qū)懲獠康腞AM,當(dāng)然也必須要知道RAM的地址,在后兩條指令中,地址是被直接放在DPTR中的。而前兩條指令,由于Ri(即R0或R1)只是一個8位的寄存器,所以只提供低8位地址。因為有時擴(kuò)展的外部RAM的數(shù)量比較少,少于或等于256個,就只需要提供8位地址就夠了。
3)使用時應(yīng)當(dāng)首先將要讀或?qū)懙牡刂匪腿隓PTR或Ri中,然后再用讀寫命令。
例:將外部RAM中100H單元中的內(nèi)容送入外部RAM中200H單元中。
MOV DPTR,#0100H
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#0200H
MOVX @DPTR,A
程序存儲器向累加器A傳送指令
MOVC A,@A+DPTR
本指令是將ROM中的數(shù)送入A中。本指令也被稱為查表指令,常用此指令來查一個已做好在ROM中的表格(類似C語言中的指針)
說明:
此條指令引出一個新的尋址方法:變址尋址。本指令是要在ROM的一個地址單元中找出數(shù)據(jù),顯然必須知道這個單元的地址,這個單元的地址是這樣確定的:在執(zhí)行本指令立腳點(diǎn)DPTR中有一個數(shù),A中有一個數(shù),執(zhí)行指令時,將A和DPTR中的數(shù)加起為,就成為要查找的單元的地址。
1)查找到的結(jié)果被放在A中,因此,本條指令執(zhí)行前后,A中的值不一定相同。
例:有一個數(shù)在R0中,要求用查表的方法確定它的平方值(此數(shù)的取值范圍是0-5)
MOV DPTR,#TABLE
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
TABLE: DB 0,1,4,9,16,25
設(shè)R0中的值為2,送入A中,而DPTR中的值則為TABLE,則最終確定的ROM單元的地址就是TABLE+2,也就是到這個單元中去取數(shù),取到的是4,顯然它正是2的平方。其它數(shù)據(jù)也可以類推。
標(biāo)號的真實含義:從這個地方也可以看到另一個問題,我們使用了標(biāo)號來替代具體的單元地址。事實上,標(biāo)號的真實含義就是地址數(shù)值。在這里它代表了,0,1,4,9,16,25這幾個數(shù)據(jù)在ROM中存放的起點(diǎn)位置。而在以前我們學(xué)過的如LCALL DELAY指令中,DELAY 則代表了以DELAY為標(biāo)號的那段程序在ROM中存放的起始地址。事實上,CPU正是通過這個地址才找到這段程序的。
可以通過以下的例子再來看一看標(biāo)號的含義:
MOV DPTR,#100H
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
ORG 0100H.
DB 0,1,4,9,16,25
如果R0中的值為2,則最終地址為100H+2為102H,到102H單元中找到的是4。這個可以看懂了吧?
那為什么不這樣寫程序,要用標(biāo)號呢?不是增加疑惑嗎?
答:如果這樣寫程序的話,在寫程序時,我們就必須確定這張表格在ROM中的具體的位置,如果寫完程序后,又想在這段程序前插入一段程序,那么這張表格的位置就又要變了,要改ORG 100H這句話了,我們是經(jīng)常需要修改程序的,那多麻煩,所以就用標(biāo)號來替代,只要一編譯程序,位置就自動發(fā)生變化,我們把這個麻煩事交給計算機(jī)指PC機(jī)去做了。
堆棧操作
PUSH direct
POP #9; direct
第一條指令稱之為推入,就是將direct中的內(nèi)容送入堆棧中,第二條指令稱之為彈出,就是將堆棧中的內(nèi)容送回到direct中。推入指令的執(zhí)行過程是,首先將SP中的值加1,然后把SP中的值當(dāng)作地址,將direct中的值送進(jìn)以SP中的值為地址的RAM單元中。例:
MOV SP,#5FH
MOV A,#100
MOV B,#20
PUSH ACC
PUSH B
則執(zhí)行第一條PUSH ACC指令是這樣的:將SP中的值加1,即變?yōu)?0H,然后將A中的值送到60H單元中,因此執(zhí)行完本條指令后, 內(nèi)存60H單元的值就是100,同樣,執(zhí)行PUSH B時,是將SP+1,即變?yōu)?1H,然后將B中的值送入到61H單元中,即執(zhí)行完本條指令后,61H單元中的值變?yōu)?0。
POP指令的執(zhí)行是這樣的,首先將SP中的值作為地址,并將此地址中的數(shù)送到POP指令后面的那個direct中,然后SP減1。
接上例:
POP B
POP ACC
則執(zhí)行過程是:將SP中的值(現(xiàn)在是61H)作為地址,取61H單元中的數(shù)值(現(xiàn)在是20),送到B中,所以執(zhí)行完本條指令后B中的值是20,然后將SP減1,因此本條指令執(zhí)行完后,SP的值變?yōu)?0H,然后執(zhí)行POP ACC,將SP中的值(60H)作為地址,從該地址中取數(shù)(現(xiàn)在是100),并送到ACC中,所以執(zhí)行完本條指令后,ACC中的值是100。
這有什么意義呢?ACC中的值本來就是100,B中的值本來就是20,是的,在本例中,的確沒有意義,但在實際工作中,則在PUSH B后往往要執(zhí)行其他指令,而且這些指令會把A中的值,B中的值改掉,所以在程序的結(jié)束,如果我們要把A和B中的值恢復(fù)原值,那么這些指令就有意義了。
還有一個問題,如果我不用堆棧,比如說在PUSH ACC指令處用MOV 60H,A,在PUSH B處用指令MOV 61H,B,然后用MOV A,60H,MOV B,61H來替代兩條POP指令,不是也一樣嗎?是的,從結(jié)果上看是一樣的,但是從過程看是不一樣的,PUSH和POP指令都是單字節(jié),單周期指令,而MOV指令則是雙字節(jié),雙周期指令。更何況,堆棧的作用不止于此,所以一般的計算機(jī)上都設(shè)有堆棧,而我們在編寫子程序,需要保存數(shù)據(jù)時,通常也不采用后面的方法,而是用堆棧的方法來實現(xiàn)。
例:寫出以下程序的運(yùn)行結(jié)果
MOV 30H,#12
MOV 31H,#23
PUSH 30H
PUSH 31H
POP 30H
POP 31H
結(jié)果是30H中的值變?yōu)?3,而31H中的值則變?yōu)?2。也就兩者進(jìn)行了數(shù)據(jù)交換。從這個例子可以看出:使用堆棧時,入棧的書寫順序和出棧的書寫順序必須相反,才能保證數(shù)據(jù)被送回原位,否則就要出錯了。
算術(shù)運(yùn)算類指令
1.不帶進(jìn)位位的加法指令
ADD A,#DATA ;例:ADD A,#10H
ADD A,direct ;例:ADD A,10H
ADD A,Rn ;例:ADD A,R7
ADD A,@Ri ;例:ADD A,@R0
用途:將A中的值與其后面的值相加,最終結(jié)果否是回到A中。
例:
MOV A,#30H
ADD A,#10H
則執(zhí)行完本條指令后,A中的值為40H。
2.帶進(jìn)位位的加法指令
ADDC A,Rn
ADDC A,direct
ADDC A,@Ri
ADDC A,#data
用途:將A中的值和其后面的值相加,并且加上進(jìn)位位C中的值。
說明:由于51單片機(jī)是一種8位機(jī),所以只能做8位的數(shù)學(xué)運(yùn)算,但8位運(yùn)算的范圍只有0-255,這在實際工作中是不夠的,因此就要進(jìn)行擴(kuò)展,一般是將2個8位的數(shù)學(xué)運(yùn)算合起來,成為一個16位的運(yùn)算,這樣,可以表達(dá)的數(shù)的范圍就可以達(dá)到0-65535。如何合并呢?其實很簡單,讓我們看一個10進(jìn)制數(shù)的例子:
66+78。
這兩個數(shù)相加,我們根本不在意這的過程,但事實上我們是這樣做的:先做6+8(低位),然后再做6+7,這是高位。做了兩次加法,只是我們做的時候并沒有刻意分成兩次加法來做罷了,或者說我們并沒有意識到我們做了兩次加法。之所以要分成兩次來做,是因為這兩個數(shù)超過了一位數(shù)所能表達(dá)的范置(0-9)。
在做低位時產(chǎn)生了進(jìn)位,我們做的時候是在適當(dāng)?shù)奈恢命c(diǎn)一下,然后在做高位加法是將這一點(diǎn)加進(jìn)去。那么計算機(jī)中做16位加法時同樣如此,先做低8位的,如果兩數(shù)相加產(chǎn)生了進(jìn)位,也要“點(diǎn)一下”做個標(biāo)記,這個標(biāo)記就是進(jìn)位位C,在PSW中。在進(jìn)行高位加法是將這個C加進(jìn)去。例:1067H+10A0H,先做67H+A0H=107H,而107H顯然超過了0FFH,因此最終保存在A中的是7,而1則到了PSW中的CY位了,換言之,CY就相當(dāng)于是100H。然后再做10H+10H+CY,結(jié)果是21H,所以最終的結(jié)果是2107H。
3.帶借位的減法指令
SUBB A,Rn
SUBB A,direct
SUBB A,@Ri
SUBB A,#data
設(shè)(每個H,(R2)=55H,CY=1,執(zhí)行指令SUBB A,R2之后,A中的值為73H。
說明:沒有不帶借位的減法指令,如果需要做不帶位的減法指令(在做第一次相減時),只要將CY清零即可。
;
4.乘法指令
MUL AB
此指令的功能是將A和B中的兩個8位無符號數(shù)相乘,兩數(shù)相乘結(jié)果一般比較大,因此最終結(jié)果用1個16位數(shù)來表達(dá),其中高8位放在B中,低8位放在A中。在乘積大于FFFFFH(65535)時,0V置1(溢出),否則OV為0,而CY總是0。
例:(A)=4EH,(B)=5DH,執(zhí)行指令
MUL AB后,乘積是1C56H,所以在B中放的是1CH,而A中放的則是56H。
5.除法指令
DIV AB
此指令的功能是將A中的8位無符號數(shù)除以B中的8位無符號數(shù)(A/B)。除法一般會出現(xiàn)小數(shù),但計算機(jī)中可沒法直接表達(dá)小數(shù),它用的是我們小學(xué)生還沒接觸到小數(shù)時用的商和余數(shù)的概念,如13/5,其商是2,余數(shù)是3。除了以后,商放在A中,余數(shù)放在B中。CY和OV都是0。如果在做除法前B中的值是00H,也就是除數(shù)為0,那么0V=1。
6.加1指令
INC A
INC Rn
INC direct
INC @Ri
INC DPTR
用途很簡單,就是將后面目標(biāo)中的值加1。例:(A)=12H,(R0)=33H,(21H)=32H,(34H)=22H,DPTR=1234H。執(zhí)行下面的指令:
INC A (A)=13H
INC R2 (R0)=34H
INC 21H (21H)=33H
INC @R0 (34H)=23H
INC DPTR 9; ( DPTR)=1235H
結(jié)果如上所示。
說明:從結(jié)果上看INC A和ADD A,#1差不多,但I(xiàn)NC A是單字節(jié),單周期指令,而ADD #1則是雙字節(jié),雙周期指令,而且INC A不會影響PSW位,如(A)=0FFH,INC A后(A)=00H,而CY依然保持不變。如果是ADD A ,#1,則(A)=00H,而CY一定是1。因此加1指令并不適合做加法,事實上它主要是用來做計數(shù)、地址增加等用途。另外,加法類指令都是以A為核心的其中一個數(shù)必須放在A中,而運(yùn)算結(jié)果也必須放在A中,而加1類指令的對象則廣泛得多,可以是寄存器、內(nèi)存地址、間址尋址的地址等等。
7.減1指令
DEC A
DEC RN
DEC direct
DEC @Ri
與加1指令類似,就不多說了。
邏輯運(yùn)算類指令:
1.對累加器A的邏輯操作:
CLR A ;將A中的值清0,單周期單字節(jié)指令,與MOV A,#00H效果相同。
CPL A ;將A中的值按位取反
RL A ;將A中的值邏輯左移
RLC A ;將A中的值加上進(jìn)位位進(jìn)行邏輯左移
RR A ;將A中的值進(jìn)行邏輯右移
RRC A ;將A中的值加上進(jìn)位位進(jìn)行邏輯右移
SWAP A ;將A中的值高、低4位交換。
例:(A)=73H,則執(zhí)行CPL A,這樣進(jìn)行:
73H化為二進(jìn)制為00011,
逐位取反即為 00,也就是8CH。
RL A是將(A)中的值的第7位送到第0位,第0位送1位,依次類推。
例:A中的值為68H,執(zhí)行RL A。68H化為二進(jìn)制為01101,按上圖進(jìn)行移動。01101化為11010,即D0H。
RLC A,是將(A)中的值帶上進(jìn)位位(C)進(jìn)行移位。
例:A中的值為68H,C中的值為1,則執(zhí)行RLC A
1 01101后,結(jié)果是0 11011,也就是C進(jìn)位位的值變成了0,而(A)則變成了D1H。
RR A和RRC A就不多談了,請大家參考上面兩個例子自行練習(xí)吧。
SWAP A,是將A中的值的高、低4位進(jìn)行交換。
例:(A)=39H,則執(zhí)行SWAP A之后,A中的值就是93H。怎么正好是這么前后交換呢?因為這是一個16進(jìn)制數(shù),每1個16進(jìn)位數(shù)字代表4個二進(jìn)位。注意,如果是這樣的:(A)=39,后面沒H,執(zhí)行SWAP A之后,可不是(A)=93。要將它化成二進(jìn)制再算:39化為二進(jìn)制是10,也就是1,0高4位是1,低4位是0,交換后是01,也就是71H,即113。
2.邏輯與指令
ANL A,Rn ;A與Rn中的值按位與,結(jié)果送入A中
ANL A,direct ;A與direct中的值按位與,結(jié)果送入A中
ANL A,@Ri ;A與間址尋址單元@Ri中的值按位與,結(jié)果送入A中
ANL A,#data ;A與立即數(shù)data按位與,結(jié)果送入A中
ANL direct,A ;direct中值與A中的值按位與,結(jié)果送入direct中
ANL direct,#data ;direct中的值與立即數(shù)data按位與,結(jié)果送入direct中。
這幾條指令的關(guān)鍵是知道什么是邏輯與。這里的邏輯與是指按位與
例:71H和56H相與則將兩數(shù)寫成二進(jìn)制形式:
?。?1H) 01
(56H) 00100110
結(jié)果 00100 即20H,從上面的式子可以看出,兩個參與運(yùn)算的值只要其中有一個位上是0,則這位的結(jié)果就是0,兩個同是1,結(jié)果才是1。
理解了邏輯與的運(yùn)算規(guī)則,結(jié)果自然就出來了。看每條指令后面的注釋
下面再舉一些例子來看。
MOV A,#45H ;(A)=45H
MOV R1,#25H ;(R1)=25H
MOV 25H,#79H ;(25H)=79H
ANL A,@R1 ;45H與79H按位與,結(jié)果送入A中為 41H (A)=41H
ANL 25H,#15H ;25H中的值(79H)與15H相與結(jié)果為(25H)=11H)
ANL 25H,A ;25H中的值(11H)與A中的值(41H)相與,結(jié)果為(25H)=11H
在知道了邏輯與指令的功能后,邏輯或和邏輯異或的功能就很簡單了。邏輯或是按位“或”,即有“1”為1,全“0”為0。例:
10011
或 01101
結(jié)果 11001
而異或則是按位“異或”,相同為“0”,相異為“1”。例:
10011
異或 01101
結(jié)果 11001
而所有的或指令,就是將與指令中的ANL 換成ORL,而異或指令則是將ANL 換成XRL。
3..邏輯或指令:
ORL A,Rn ;A和Rn中的值按位或,結(jié)果送入A中
ORL A,direct ;A和與間址尋址單元@Ri中的值按位或,結(jié)果送入A中
ORL A,#data ;A和立direct中的值按位或,結(jié)果送入A中
ORL A,@Ri ;A和即數(shù)data按位或,結(jié)果送入A中
ORL direct,A ;direct中值和A中的值按位或,結(jié)果送入direct中
ORL direct,#data ;direct中的值和立即數(shù)data按位或,結(jié)果送入direct中。
4.邏輯異或指令:
XRL A,Rn ;A和Rn中的值按位異或,結(jié)果送入A中
XRL A,direct ;A和direct中的值按位異或,結(jié)果送入A中
XRL A,@Ri ;A和間址尋址單元@Ri中的值按位異或,結(jié)果送入A中
XRL A,#data ;A和立即數(shù)data按位異或,結(jié)果送入A中
XRL direct,A ;direct中值和A中的值按位異或,結(jié)果送入direct中
XRL direct,#data ;direct中的值和立即數(shù)data按位異或,結(jié)果送入direct中。
控制轉(zhuǎn)移類指令
一、無條件轉(zhuǎn)移類指令
1.短轉(zhuǎn)移類指令
AJMP addr11
2.長轉(zhuǎn)移類指令
LJMP addr16
3.相對轉(zhuǎn)移指令
SJMP rel
上面的三條指令,如果要仔細(xì)分析的話,區(qū)別較大,但初學(xué)時,可不理會這么多,統(tǒng)統(tǒng)理解成:JMP標(biāo)號,也就是跳轉(zhuǎn)到一個標(biāo)號處。事實上,LJMP標(biāo)號,在前面的例程中我們已接觸過,并且也知道如何來使用了。而AJMP和SJMP也是一樣。那么他們的區(qū)別何在呢?在于跳轉(zhuǎn)的范圍不一樣。好比跳遠(yuǎn),LJMP一下就能跳64K這么遠(yuǎn)(當(dāng)然近了更沒關(guān)系了)。而AJMP最多只能跳2K距離,而SJMP則最多只能跳256這么遠(yuǎn)。原則上,所有用SJMP或AJMP的地方都可以用LJMP來替代。因此在初學(xué)時,需要跳轉(zhuǎn)時可以全用LJMP,除了一個場合。什么場合呢?先了解一下AJMP,AJMP是一條雙字節(jié)指令,也就說這條指令本身占用存儲器(ROM)的兩個單元。而LJMP則是三字節(jié)指令,即這條指令占用存儲器(ROM)的三個單元。下面是第四條跳轉(zhuǎn)指令。
二、間接轉(zhuǎn)移指令
JMP @A+DPTR
這條指令的用途也是跳轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)到什么地方去呢?這可不能由標(biāo)號簡單地決定了。讓我們從一個實際的例子入手吧。
MOV DPTR,#TAB ;將TAB所代表的地址送入DPTR
MOV A,R0 ;從R0中取數(shù)(詳見下面說明)
MOV B,#2
MUL A,B ;A中的值乘2(詳見下面的說明)
JMP A,@A+DPTR ;跳轉(zhuǎn)
TAB: AJMP S1 ;跳轉(zhuǎn)表格
AJMP S2
AJMP S3
應(yīng)用背景介紹:在單片機(jī)開發(fā)中,經(jīng)常要用到鍵盤,見上面的9個按鍵的鍵盤。我們的要求是:當(dāng)按下功能鍵A………..G時去完成不同的功能。這用程序設(shè)計的語言來表達(dá)的話,就是:按下不同的鍵去執(zhí)行不同的程序段,以完成不同的功能。怎么樣來實現(xiàn)呢?
前面的程序讀入的是按鍵的值,如按下A鍵后獲得的鍵值是0,按下B鍵后獲得的值是1等等,然后根據(jù)不同的值進(jìn)行跳轉(zhuǎn),如鍵值為0就轉(zhuǎn)到S1執(zhí)行,為1就轉(zhuǎn)到S2執(zhí)行。。。。如何來實現(xiàn)這一功能呢?
先從程序的下面看起,是若干個AJMP語句,這若干個AJMP語句最后在存儲器中是這樣存放的,也就是每個AJMP語句都占用了兩個存儲器的空間,并且是連續(xù)存放的。而AJMP S1存放的地址是TAB,到底TAB等于多少,我們不需要知道,把它留給匯編程序來算好了。
下面我們來看這段程序的執(zhí)行過程:第一句MOV DPTR,#TAB執(zhí)行完了之后,DPTR中的值就是TAB,第二句是MOV A,R0,我們假設(shè)R0是由按鍵處理程序獲得的鍵值,比如按下A鍵,R0中的值是0,按下B鍵,R0中的值是1,以此類推,現(xiàn)在我們假設(shè)按下的是B鍵,則執(zhí)行完第二條指令后,A中的值就是1。并且按我們的分析,按下B后應(yīng)當(dāng)執(zhí)行S2這段程序,讓我們來看一看是否是這樣呢?第三條、第四條指令是將A中的值乘2,即執(zhí)行完第4條指令后A中的值是2。下面就執(zhí)行JMP @A+DPTR了,現(xiàn)在DPTR中的值是TAB,而A+DPTR后就是TAB+2,因此,執(zhí)行此句程序后,將會跳到TAB+2這個地址繼續(xù)執(zhí)行??匆豢丛赥AB+2這個地址里面放的是什么?就是AJMP S2這條指令。因此,馬上又執(zhí)行AJMP S2指令,程序?qū)⑻絊2處往下執(zhí)行,這與我們的要求相符合。
請大家自行分析按下鍵“A”、“C”、“D”……之后的情況。
這樣我們用JMP @A+DPTR就實現(xiàn)了按下一鍵跳到相應(yīng)的程序段去執(zhí)行的這樣一個要求。再問大家一個問題,為什么取得鍵值后要乘2?如果例程下面的所有指令換成LJMP,即:
LJMP S1,LJMP S2……這段程序還能正確地執(zhí)行嗎?如果不能,應(yīng)該怎么改?
三、條件轉(zhuǎn)移指令:
條件轉(zhuǎn)移指令是指在滿足一定條件時進(jìn)行相對轉(zhuǎn)移。
1..判A內(nèi)容是否為0轉(zhuǎn)移指令
JZ rel
JNZ rel
第一指令的功能是:如果(A)=0,則轉(zhuǎn)移,否則順序執(zhí)行(執(zhí)行本指令的下一條指令)。轉(zhuǎn)移到什么地方去呢?如果按照傳統(tǒng)的方法,就要算偏移量,很麻煩,好在現(xiàn)在我們可以借助于機(jī)器匯編了。因此這第指令我們可以這樣理解:JZ 標(biāo)號。即轉(zhuǎn)移到標(biāo)號處。下面舉一例說明:
MOV A,R0
JZ L1
MOV R1,#00H
AJMP L2
L1: MOV R1,#0FFH
L2: SJMP L2
END
在執(zhí)行上面這段程序前如果R0中的值是0的話,就轉(zhuǎn)移到L1執(zhí)行,因此最終的執(zhí)行結(jié)果是R1中的值為0FFH。而如果R0中的值不等于0,則順序執(zhí)行,也就是執(zhí)行 MOV R1,#00H指令。最終的執(zhí)行結(jié)果是R1中的值等于0。
第一條指令的功能清楚了,第二條當(dāng)然就好理解了,如果A中的值不等于0,就轉(zhuǎn)移。把上面的那個例子中的JZ改成JNZ試試吧,看看程序執(zhí)行的結(jié)果是什么?
2.比較轉(zhuǎn)移指令
CJNE A,#data,rel
CJNE A,direct,rel
CJNE Rn,#data,rel
CJNE @Ri,#data,rel
第一條指令的功能是將A中的值和立即數(shù)data比較,如果兩者相等,就順序執(zhí)行(執(zhí)行本指令的下一條指令),如果不相等,就轉(zhuǎn)移,同樣地,我們可以將rel理解成標(biāo)號,即:CJNE A,#data,標(biāo)號。這樣利用這條指令,我們就可以判斷兩數(shù)是否相等,這在很多場合是非常有用的。但有時還想得知兩數(shù)比較之后哪個大,哪個小,本條指令也具有這樣的功能,如果兩數(shù)不相等,則CPU還會反映出哪個數(shù)大,哪個數(shù)小,這是用CY(進(jìn)位位)來實現(xiàn)的。如果前面的數(shù)(A中的)大,則CY=0,否則CY=1,因此在程序轉(zhuǎn)移后再次利用CY就可判斷出A中的數(shù)比data大還是小了。
例:
MOV A,R0
CJNE A,#10H,L1
MOV R1,#0FFH
AJMP L3
L1: JC L2
MOV R1,#0AAH
AJMP L3
L2: MOV R1,#0FFH
L3: SJMP L3
上面的程序中有一條指令我們還沒學(xué)過,即JC,這條指令的原型是JC rel,作用和上面的JZ類似,但是它是判CY是0,還是1進(jìn)行轉(zhuǎn)移,如果CY=1,則轉(zhuǎn)移到JC后面的標(biāo)號處執(zhí)行,如果CY=0則順序執(zhí)行(執(zhí)行它的下面一條指令)。
分析一下上面的程序,如果(A)=10H,則順序執(zhí)行,即R1=0。如果(A)不等于10H,則轉(zhuǎn)到L1處繼續(xù)執(zhí)行,在L1處,再次進(jìn)行判斷,如果(A)>10H,則CY=1,將順序執(zhí)行,即執(zhí)行MOV R1,#0AAH指令,而如果(A)<10H,則將轉(zhuǎn)移到L2處指行,即執(zhí)行MOV R1,#0FFH指令。因此最終結(jié)果是:本程序執(zhí)行前,如果(R0)=10H,則(R1)=00H,如果(R0)>10H,則(R1)=0AAH,如果(R0)<10H,則(R1)=0FFH。
弄懂了這條指令,其它的幾條就類似了,第二條是把A當(dāng)中的值和直接地址中的值比較,第三條則是將直接地址中的值和立即數(shù)比較,第四條是將間址尋址得到的數(shù)和立即數(shù)比較,這里就不詳談了,下面給出幾個相應(yīng)的例子。
CJNE A,10H ;把A中的值和10H中的值比較(注意和上題的區(qū)別)
CJNE 10H,#35H ;把10H中的值和35H中的值比較
CJNE @R0,#35H ;把R0中的值作為地址,從此地址中取數(shù)并和35H比較
3.循環(huán)轉(zhuǎn)移指令
DJNZ Rn,rel
DJNZ direct,rel
第一條指令在前面的例子中有詳細(xì)的分析,這里就不多談了。第二條指令,只是將Rn改成直接地址,其它一樣,也不多說了,給一個例子。
DJNZ 10H,LOOP
調(diào)用與返回指令
?。?)主程序與子程序 在前面的燈的實驗中,我們已用到過了子程序,只是我們并沒有明確地介紹。子程序是干什么用的,為什么要用子程序技術(shù)呢?舉個例子,我們數(shù)據(jù)老師布置了10道算術(shù)題,經(jīng)過觀察,每一道題中都包含一個(3*5+2)*3的運(yùn)算,我們可以有兩種選擇,第一種,每做一道題,都把這個算式算一遍,第二種選擇,我們可以先把這個結(jié)果算出來,也就是51,放在一邊,然后要用到這個算式時就將51代進(jìn)去。這兩種方法哪種更好呢?不必多言。設(shè)計程序時也是這樣,有時一個功能會在程序的不同地方反復(fù)使用,我們就可以把這個功能做成一段程序,每次需要用到這個功能時就“調(diào)用”一下。
?。?)調(diào)用及回過程:主程序調(diào)用了子程序,子程序執(zhí)行完之后必須再回到主程序繼續(xù)執(zhí)行,不能“一去不回頭”,那么回到什么地方呢?是回到調(diào)用子程序的下面一條指令繼續(xù)執(zhí)行(當(dāng)然啦,要是還回到這條指令,不又要再調(diào)用子程序了嗎?那可就沒完沒了了……)。
位及位操作指令
通過前面那些流水燈的例子,我們已經(jīng)習(xí)慣了“位”一位就是一盞燈的亮和滅,而我們學(xué)的指令卻全都是用“字節(jié)”來介紹的:字節(jié)的移動、加法、減法、邏輯運(yùn)算、移位等等。用字節(jié)來處理一些數(shù)學(xué)問題,比如說:控制冰箱的溫度、電視的音量等等很直觀,可以直接用數(shù)值來表在。可是如果用它來控制一些開關(guān)的打開和合上,燈的亮和滅,就有些不直接了,記得我們上次課上的流水燈的例子嗎?我們知道送往P1口的數(shù)值后并不能馬上知道哪個燈亮和來滅,而是要化成二進(jìn)制才知道。工業(yè)中有很多場合需要處理這類開關(guān)輸出,繼電器吸合,用字節(jié)來處理就顯示有些麻煩,所以在8031單片機(jī)中特意引入一個位處理機(jī)制。
一、.位尋址區(qū)
在8031中,有一部份RAM和一部份SFR是具有位尋址功能的,也就是說這些RAM的每一個位都有自已的地址,可以直接用這個地址來對此進(jìn)行操作。
字節(jié)地址 | 位地址 | |||||||
2FH | 7FH |
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| 78H |
2EH | 77H |
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| 70 |
2DH | 6FH |
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| 68H |
2CH | 67H |
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| 60H |
2BH | 5FH |
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| 58H |
2AH | 57H |
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| 50H |
29H | 4FH |
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| 48H |
28H | 47H |
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| 40H |
27H | 3FH |
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| 38H |
26H | 37H |
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| 30H |
25H | 2FH |
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| 28H |
24H | 27H |
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| 20H |
23H | 1FH |
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| 18H |
22H | 17H |
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| 10H |
21H | 0FH |
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| 08H |
20H | 07H | 06H | 05H | 04H | 03H | 02H | 01H | 00H |
圖1
內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個字節(jié),就是8031的位尋址區(qū)??磮D1。可見這里面的每一個RAM中的每個位我們都可能直接用位地址來找到它們,而不必用字節(jié)地址,然后再用邏輯指令的方式。
二、可以位尋址的特殊功能寄存器
8031中有一些SFR是可以進(jìn)行位尋址的,這些SFR的特點(diǎn)是其字節(jié)地址均可被8整除,如A累加器,B寄存器、PSW、IP(中斷優(yōu)先級控制寄存器)、IE(中斷允許控制寄存器)、SCON(串行口控制寄存器)、TCON(定時器/計數(shù)器控制寄存器)、P0-P3(I/O端口鎖存器)。以上的一些SFR我們還不熟,等我們講解相關(guān)內(nèi)容時再作詳細(xì)解釋。
三、位操作指令
MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)中,有一個位處理器(又稱布爾處理器),它有一套位變量處理的指令集。在進(jìn)行位處理時,CY(就是我們前面講的進(jìn)位位)稱“位累加器”。有自已的位RAM,也就是我們剛講的內(nèi)部RAM的20H-2FH這16個字節(jié)單元即128個位單元,還有自已的位I/O空間(即P0.0…..P0.7,P1.0…….P1.7,P2.0……..P2.7,P3.0……..P3.7)。當(dāng)然在物理實體上它們與原來的以字節(jié)尋址用的RAM,及端口是完全相同的,或者說這些RAM及端口都可以有兩種用法。
1..位傳送指令
MOV C,BIT
MOV BIT,C
這組指令的功能是實現(xiàn)位累加器(CY)和其它位地址之間的數(shù)據(jù)傳遞。
例:MOV P1.0,CY ;將CY中的狀態(tài)送到P1.0引腳上去(如果是做算術(shù)運(yùn)算,我們就可以通過觀察知道現(xiàn)在CY是多少啦)。
MOV P1.0,CY ;將P1.0的狀態(tài)送給CY。
2..位修正指令
位清0指令
CLR C ;使CY=0
CLR bit ;使指令的位地址等于0。例:CLR P1.0 ;即使P1.0變?yōu)?
位置1指令
SETB C ;使CY=1
SETB bit ;使指定的位地址等于1。例:SETB P1.0 ;使P.0變?yōu)?
位取反指令
CPL C ;使CY等于原來的相反的值,由1變?yōu)?,由0變?yōu)?。
CPL bit ;使指定的位的值等于原來相反的值,由0變?yōu)?,由1變?yōu)?。
例:CPL P1.0
以我們做過的實驗為例,如果原來燈是亮的,則執(zhí)行本指令后燈滅,反之原來燈是滅的,執(zhí)行本指令后燈亮。
四、位邏輯運(yùn)算指令
1..位與指令
ANL C,bit ;CY與指定的位地址的值相與,結(jié)果送回CY
ANL C,/bit ;先將指定的位地址中的值取出后取反,再和CY相與,結(jié)果送回CY,但注意,指定的位地址中的值本身并不發(fā)生變化。
例:ANL C,/P1.0
設(shè)執(zhí)行本指令前,CY=1,P1.0等于1(燈滅),則執(zhí)行完本指令后CY=0,而P1.0也是等于1。
可用下列程序驗證:
ORG 0H
AJMP START
ORG 30H
START: MOV SP,#5FH
MOV P1,#0FFH
SETB C
ANL C,/P1.0
MOV P1.1,C ;將做完的結(jié)果送P1.1,結(jié)果應(yīng)當(dāng)是P1.1上的燈亮,而P1.0上的燈還是不亮。
2..位或指令
ORL C,bit
ORL C,/bit
這個的功能大家自行分析吧,然后對照上面的例程,編一個驗證程序,看看你相得對嗎?
五、位條件轉(zhuǎn)移指令
1..判CY轉(zhuǎn)移指令
JC rel
JNC rel
第一條指令的功能是如果CY等于1就轉(zhuǎn)移,如果不等于1就順序執(zhí)行。那么轉(zhuǎn)移到什么地方去呢?我們可以這樣理解:JC 標(biāo)號,如果等于1就轉(zhuǎn)到標(biāo)號處執(zhí)行。這條指令我們在上節(jié)課中已講到,不再重復(fù)。
第二條指令則和第一條指令相反,即如果CY=0就轉(zhuǎn)移,不等于0就順序執(zhí)行,當(dāng)然,我們也同樣理解: JNC 標(biāo)號
2..判位變量轉(zhuǎn)移指令
JB bit,rel
JNB bit,rel
第一條指令是如果指定的bit位中的值是1,則轉(zhuǎn)移,否則順序執(zhí)行。同樣,我們可以這樣理解這條指令:JB bit,標(biāo)號
第二條指令請大家先自行分析
下面我們舉個例子說明:
ORG 0H
LJMP START
ORG 30H
START:MOV SP,#5FH
MOV P1,#0FFH
MOV P3,#0FFH
L1: JNB P3.2,L2 ;P3.2上接有一只按鍵,它按下時,P3.2=0
JNB P3.3,L3 ;P3.3上接有一只按鍵,它按下時,P3.3=0
LJM P L1
L2: MOV P1,#00H
LJMP L1
L3: MOV P1,#0FFH
LJMP L1
END
把上面的例子寫入片子,看看有什么現(xiàn)象………
按下接在P3.2上的按鍵,P1口的燈全亮了,松開或再按,燈并不熄滅,然后按下接在P3.3上的按鍵,燈就全滅了。這像什么?這不就是工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常用到的“啟動”、“停止”的功能嗎?
怎么做到的呢?一開始,將0FFH送入P3口,這樣,P3的所有引線都處于高電平,然后執(zhí)行L1,如果P3.2是高電平(鍵沒有按下),則順序執(zhí)行JNB P3.3,L3語句,同樣,如果P3.3是高電平(鍵沒有按下),則順序執(zhí)行LJMP L1語句。這樣就不停地檢測P3.2、P3.3,如果有一次P3.2上的按鍵按下去了,則轉(zhuǎn)移到L2,執(zhí)行MOV P1,#00H,使燈全亮,然后又轉(zhuǎn)去L1,再次循環(huán),直到檢測到P3.3為0,則轉(zhuǎn)L3,執(zhí)行MOV P1,#0FFH,例燈全滅,再轉(zhuǎn)去L1,如此循環(huán)不已。
改程序還可以用JB來寫 略
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