單片機(jī)基礎(chǔ)教案

2023/10/291單片機(jī)基礎(chǔ)教案2023/10/2921、數(shù)據(jù)單位二進(jìn)制位：在計(jì)算機(jī)中，二進(jìn)制中的每個(gè)0或1。它是表示信息的最小單位。位（Bit）：二進(jìn)制代碼只有“0”和“1”，在CPU中占1位。字節(jié)（Byte）：通常把8位二進(jìn)制數(shù)定義為一個(gè)字節(jié)（Byte），它是數(shù)據(jù)處理的基本單位。字（Word）：1個(gè)字為2個(gè)字節(jié)。字長：計(jì)算機(jī)一次可處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1二進(jìn)制數(shù)在計(jì)算機(jī)中的使用▼

十進(jìn)制（D）Decimalsystem（scale）▼

二進(jìn)制（B）Binarysystem▼

十六進(jìn)制（H）Hexadecimalsystem2023/10/2931.1.1采用二進(jìn)制編碼的好處（1）物理上容易實(shí)現(xiàn)（狀態(tài)分明），可靠性強(qiáng)；（2）運(yùn)算簡單，通用性強(qiáng)；（3）二進(jìn)制的0、1數(shù)碼與邏輯量“真”和“假”的0、1吻合。2023/10/294

方法：除2取余

余數(shù)

操作：

2251最低位

2120260231

211最高位

0

結(jié)果：(25)D=(11001)B1.1.2十進(jìn)制向二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換（除法）

：2023/10/295計(jì)算機(jī)中使用的編碼BCD碼十進(jìn)制編碼又稱為BCD碼。常用的壓縮BCD碼又稱為8421碼，它是用四位二進(jìn)制編碼來表示一位十進(jìn)制符號(hào)。例如：十進(jìn)制數(shù)124的壓縮BCD碼為0001

0010

0100。十進(jìn)制數(shù)4.56的壓縮BCD碼為0100.0101

0110。ASCII碼現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)中字符數(shù)據(jù)的編碼通常采用的是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼ASCII碼?；続SCII碼標(biāo)準(zhǔn)定義了128個(gè)字符，用七位二進(jìn)制來編碼，包括英文大小寫字母、數(shù)字符號(hào)0~9，還有一些專用符號(hào)，如“：”、“！”、“%”及如換行、回車等。由于在計(jì)算機(jī)中常用一個(gè)字節(jié)（8位）來表示數(shù)據(jù)，因此，為湊成一個(gè)字節(jié)，應(yīng)在ASCII碼的最高位補(bǔ)一個(gè)0。通常，為了方便，常用十進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)來表示ASCII碼。例如：字符A的ASCII碼用十進(jìn)制表示為65，用十六進(jìn)制表示為41H。2023/10/296第二章單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2.1單片機(jī)的基本概念2.1.1單片機(jī)的定義：

在一塊硅片上集成了中央處理器（CPU），存儲(chǔ)器（RAM,ROM或EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，并行I/O口，串行口，A/D轉(zhuǎn)換器以及脈沖調(diào)制器PWM等），這樣一塊芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)。單片微機(jī)是早期SingleChipMicrocomputer的直譯，它忠實(shí)地反映了早期單片微機(jī)的形態(tài)和本質(zhì)。單片機(jī)屬于微型計(jì)算機(jī)的一種，是把微型計(jì)算機(jī)中的微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路集成在一塊集成電路芯片上形成的微型計(jì)算機(jī)。因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱為單片機(jī)。2023/10/297單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用遍布國民經(jīng)濟(jì)與人民生活的各個(gè)領(lǐng)域2023/10/2982.2

MCS-51單片機(jī)具有如下一些特點(diǎn)：集成度高：MCS-51單片機(jī)的典型代表產(chǎn)品為8031，8031芯片內(nèi)部包含了128個(gè)字節(jié)的RAM，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工的串行口，2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，以及一個(gè)處理能力很強(qiáng)的中央處理器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單：MCS-51芯片內(nèi)部采用模塊式結(jié)構(gòu)，增加或更換一個(gè)模塊，就能得到指令系統(tǒng)和引腳兼容的新產(chǎn)品。系統(tǒng)擴(kuò)展方便：MCS-51具有外擴(kuò)至64K字節(jié)程序存儲(chǔ)器和64k字節(jié)的外部RAM和I/O口的能力?？煽啃愿?MCS-51單片機(jī)的總線大多在芯片內(nèi)部不易受干擾，容易采取屏蔽等措施，適應(yīng)范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠的工作。處理功能強(qiáng)、速度高:MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)中有加、減、乘除及各種邏輯運(yùn)算和轉(zhuǎn)移指令，還具有位操作功能。CPU時(shí)鐘頻率為12MHz，指令系統(tǒng)中近50%的指令為單字節(jié)指令，指令執(zhí)行速度快。容易產(chǎn)品化:MCS-51由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)具有體積小、可靠性高、功能強(qiáng)、價(jià)格低等特點(diǎn)，因此容易形成產(chǎn)品，可以把它裝入各種儀器、儀表及控制設(shè)備中。2023/10/2992.380C51邏輯結(jié)構(gòu)圖PSENALERESETXLAT1P0.0~P0.7P2.0~P2.7RAM地址寄存器RAMP0鎖存器P2鎖存器EPROM或ROM程序地址寄存器緩沖器B寄存器ACC暫存器2暫存器1ALUPSW堆棧指針SPPC增量器PC數(shù)據(jù)指針DPTRP0驅(qū)動(dòng)器P2驅(qū)動(dòng)器特殊功能寄存器指令寄存器定時(shí)及控制P1鎖存器P3鎖存器P1驅(qū)動(dòng)器P3驅(qū)動(dòng)器振蕩器VssP1.0~P1.7P3.0~P3.7EAXLAT2Vcc2023/10/29102023/10/29112.380C51單片機(jī)的硬件組成

80C51單片機(jī)的組成部件：微處理器（CPU）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）、I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存（SFR）2023/10/29122.4MCS-51的引腳

制造工藝為HMOS的MCS-51的單片機(jī)都采用40只引腳的雙列直插封裝（DIP）方式，目前大多數(shù)為此類封裝方式。制造工藝為CHMOS的80C51/80C31除采用DIP封裝外，還采用方形封裝方式，為44只引腳。2023/10/291340只引腳按其功能來分，可分為三部分：1.電源及時(shí)鐘引腳：

Vcc，Vss；XTAL1,XTAL22.控制引腳:PSEN、ALE、EA、RESET（即RST）。3.I/O口引腳：

P0、P1、P2、P3，為4個(gè)8位I/O口的外部引腳。2.4.1芯片引腳介紹2023/10/29142023/10/2915

EA接高電平,PC的值在低4K字節(jié)（0000H—0FFFH）內(nèi)，執(zhí)行片內(nèi)ROM，PC＞0FFFH，CPU自動(dòng)訪問片外。EA接低電平，只執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器中的程序。

程序存儲(chǔ)器可分為片內(nèi)和片外。由于邏輯上還是屬于同一空間，所以訪問用的是相同的指令。訪問片內(nèi)還是片外取決于EA引腳上所接電平。2023/10/29162023/10/2917

2.4.2程序計(jì)數(shù)器PCPC中存放的內(nèi)容：下一條將要執(zhí)行的指令在程序存儲(chǔ)器中的地址。PC的位數(shù)決定了單片機(jī)對(duì)程序存儲(chǔ)器可以直接尋址的范圍。程序計(jì)數(shù)器的基本工作方式：（1）順序執(zhí)行時(shí)，PC自動(dòng)加1。（2）執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，PC被置入新值，從而使程序流向改變。（3）執(zhí)行子程序調(diào)用或響應(yīng)中斷時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)完成下列操作：①PC的現(xiàn)行值（斷點(diǎn)值），自動(dòng)壓入堆棧。②將子程序入口地址或中斷向量的地址送入PC,程序改變流向，轉(zhuǎn)向執(zhí)行子程序或ISR(中斷服務(wù)程序)

。執(zhí)行完畢后，遇到RET或RETI時(shí)，將堆棧中保存的斷點(diǎn)值彈到PC中，程序又返回到斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行未完成的部分。2023/10/2918

2.4.3堆棧指針SPSP是一個(gè)8位的SFR,堆棧的實(shí)質(zhì)是一個(gè)特殊的RAM區(qū)，主要功能是暫放數(shù)據(jù)和地址。堆棧的具體功能為：（1）

保護(hù)斷點(diǎn)：子程序調(diào)用以及中斷時(shí)，最終都要返回主程序。為了保證程序能正確返回，應(yīng)該在堆棧中預(yù)先將主程序的斷點(diǎn)保護(hù)起來。（2）

現(xiàn)場保護(hù)：單片機(jī)執(zhí)行子程序或ISR(中斷服務(wù)程序）之后，很可能要用到單片機(jī)中的一些寄存器，為了不破壞寄存器中的原有內(nèi)容，可以把有關(guān)寄存器的內(nèi)容保存起來，送入堆棧。2023/10/2919

堆棧的特點(diǎn)：先進(jìn)后出。堆棧的操作：進(jìn)棧（PUSH），出棧（POP）。第一個(gè)進(jìn)棧的數(shù)據(jù)所在的單元稱為棧底，然后逐次進(jìn)棧，最后進(jìn)棧的數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元稱為棧頂。入棧時(shí)：SP指針的內(nèi)容先自動(dòng)加1，然后再把數(shù)據(jù)存入到SP指針指向的單元；——先加后壓出棧時(shí)：先把SP指針指向的單元的數(shù)據(jù)取出，然后再把SP指針的內(nèi)容自動(dòng)減1。復(fù)位時(shí)，SP的初值為07H，因此堆棧實(shí)際上從08H開始存放數(shù)據(jù)。——先彈后減2023/10/2920堆棧的操作有兩種方式：（1）指令方式，使用堆棧操作指令進(jìn)行進(jìn)棧/出棧操作。（2）自動(dòng)方式，在調(diào)用子程序或產(chǎn)生中斷時(shí)，返回地址（斷點(diǎn)）自動(dòng)進(jìn)棧。程序返回時(shí)，斷點(diǎn)地址再自動(dòng)彈回PC。這種堆棧操作不需要干預(yù)，是通過硬件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。2023/10/2921基本門電路

基本門電路的符號(hào)與真值表如下圖所示。

2023/10/2922

基本門電路2023/10/2923觸發(fā)器

1．基本RS觸發(fā)器

基本RS觸發(fā)器的符號(hào)及用法如圖所示。

2．鐘控RS觸發(fā)器

鐘控型RS觸發(fā)器的符號(hào)及用法如圖1－12(見下頁)所示。

邊沿觸發(fā)RS觸發(fā)器(主從型RS觸發(fā)器)的符號(hào)及用法如圖1－

13(見下頁)所示。2023/10/2924

圖時(shí)鐘控制RS觸發(fā)器

圖主從型RS觸發(fā)器2023/10/29253．D觸發(fā)器

D觸發(fā)器的符號(hào)及用法如圖1－14所示。

圖1-14時(shí)鐘控制D觸發(fā)器

74LS273是常用的D觸發(fā)器之一，它內(nèi)部由8個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成，其引腳及真值表如圖(見下頁)所示。

74LS273用S低電來復(fù)位，用CP脈沖上升沿將8個(gè)輸入端D7～D0的狀態(tài)鎖存在7個(gè)輸出端Q7～Q0。

74LS273不能呈高阻態(tài)，而74LS374則具有三態(tài)輸出功能。74LS374引腳及真值表如圖(見下頁)所示。2023/10/2926

圖1-1574LS273引腳與真值表

圖1-1674LS374引腳與真值表2023/10/2927JK觸發(fā)器

JK觸發(fā)器的符號(hào)及用法如圖1－17所示。

圖1-17主從型JK觸發(fā)器

譯碼器

二進(jìn)制譯碼器常用的有2-4譯碼器和3-8譯碼器。以2-4譯碼器為例，其符號(hào)及真值表如圖1－18(見下頁)所示。

譯碼器中最常用的產(chǎn)品是3-8譯碼器74LS138，它有三個(gè)片選控制端，這三個(gè)片選控制端內(nèi)部是"與"的關(guān)系，只有同時(shí)2023/10/2928有效時(shí)，譯碼器才能工作。74LS138引腳及真值表如圖1－18所示(見課本)。

圖1-182-4譯碼器及其真值表

2023/10/2929三態(tài)門，三態(tài)電路是一種重要的總線接口電路。這里的三態(tài)，是指它的輸出既可以是一般二值邏輯電路的正常的“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)，又可以保持特有的高阻抗?fàn)顟B(tài)，（相當(dāng)于隔斷狀態(tài)）。處于高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，其輸出相當(dāng)于斷開狀態(tài)，沒有任何邏輯控制功能。三態(tài)電路的輸出邏輯狀態(tài)的控制，是通過一個(gè)輸入引腳實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)EN為低電平輸入時(shí)，三態(tài)電路呈現(xiàn)正常的“0”或“1”的輸出；當(dāng)EN為高電平輸入時(shí)，三態(tài)電路給出高阻態(tài)輸出。用EN控制使能端，來控制門電路的通斷?？梢跃邆溥@三種狀態(tài)的器件就叫做三態(tài)門。2023/10/29302.5并行I/O端口P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，只有該口能直接用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫數(shù)據(jù)操作。P1口：準(zhǔn)雙向口，專門供用戶使用的I/O口。P2口：準(zhǔn)雙向口，供系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)輸出高8位地址，也可作為一般I/O口。P3口：準(zhǔn)雙向口，雙功能口。MCS-51系列單片機(jī)有4個(gè)8位的并行I/O接口：P0、P1、P2和P3口。它們是特殊功能寄存器中的4個(gè)。這4個(gè)口，既可以作輸入，也可以作輸出，既可按8位處理（字節(jié)），也可按位方式使用。輸出時(shí)具有鎖存能力，輸入時(shí)具有緩沖功能。2023/10/2931一、P0口P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，可作為地址／數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口，也可作為通用的I/O接口。它包括一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)緩沖器、輸出驅(qū)動(dòng)電路和輸出控制電路組成，它的一位結(jié)構(gòu)如圖：2023/10/2932①當(dāng)控制信號(hào)為高電平“1”：P0口作為地址／數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線用。這時(shí)可分為兩種情況：（1）一種是從P0口輸出地址或數(shù)據(jù)。控制信號(hào)為高電平“1”，使轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX把反相器4的輸出端與V1接通，同時(shí)把與門打開。如果從P0口輸出地址或數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)?shù)刂坊驍?shù)據(jù)為“1”時(shí)，經(jīng)反相器4使V1截止，而經(jīng)與門3使V2導(dǎo)通，P0.x引腳上出現(xiàn)相應(yīng)的高電平“1”；當(dāng)?shù)刂坊驍?shù)據(jù)為“0”時(shí)，經(jīng)反相器4使V1導(dǎo)通而V2截止，引腳上出現(xiàn)相應(yīng)的低電平“0”，這樣就將地址/數(shù)據(jù)的信號(hào)輸出。（2）另一種是從P0口輸入數(shù)據(jù)。包括讀引腳和讀緩沖器。如果從P0口輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)從引腳下方的三態(tài)輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。②當(dāng)控制信號(hào)應(yīng)為低電平“0”：P0口作為通用I/O口使用。控制信號(hào)為“0”，轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX把輸出級(jí)與鎖存器Q端接通，在CPU向端口輸出數(shù)據(jù)時(shí)，因與門3輸出為“0”，使V2截止，此時(shí)，輸出級(jí)是漏極開路電路。當(dāng)寫入脈沖加在鎖存器時(shí)鐘端CLK上時(shí)，與內(nèi)部總線相連的D端數(shù)據(jù)取反后出現(xiàn)在Q端，又經(jīng)輸出T1反相，在P0引腳上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)。當(dāng)要從P0口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，引腳信號(hào)仍經(jīng)輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。2023/10/2933二、P1口P1口是準(zhǔn)雙向口，它只能作通用I/O接口使用。P1口的結(jié)構(gòu)與P0口不同，它的輸出只由一個(gè)場效應(yīng)管V1與內(nèi)部上拉電阻組成，如圖：

輸入輸出原理特性與P0口作為通用I/O接口使用時(shí)一樣，當(dāng)其輸出時(shí)，可以提供電流負(fù)載，不必像P0口那樣需要外接上拉電阻。P1口具有驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載的能力。2023/10/2934三、P2口P2口也是準(zhǔn)雙向口，它有兩種用途：通用I/O接口和高8位地址線。它的1位的結(jié)構(gòu)如圖2.8，與P1口相比，它只在輸出驅(qū)動(dòng)電路上比P1口多了一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)MUX和反相器3。2023/10/2935①當(dāng)控制信號(hào)為為高電平“1”：轉(zhuǎn)換開關(guān)接右側(cè)，P2口用作高8位地址總線使用時(shí)，訪問片外存儲(chǔ)器的高8位地址A8~A15由P2口輸出。如系統(tǒng)擴(kuò)展了ROM，由于單片機(jī)工作時(shí)一直不斷地取指令，因而P2口將不斷地送出高8位地址，P2口將不能作通用I/O口用。如系統(tǒng)僅僅擴(kuò)展RAM，這時(shí)分幾種情況：（1）當(dāng)片外RAM容量不超過256字節(jié)，在訪問RAM時(shí)，只須P0口送低8位地址即可，P2口仍可作為通用I/O口使用；（2）當(dāng)片外RAM容量大于256字節(jié)時(shí)，需要P2口提供高8位地址，這時(shí)P2口就不能作通用I/O接口使用。②當(dāng)控制信號(hào)為為高電平“0”：轉(zhuǎn)換開關(guān)接左側(cè)，P2口用作當(dāng)作為準(zhǔn)雙向通用I/O接口?？刂菩盘?hào)使轉(zhuǎn)換開關(guān)接左側(cè)，其工作原理與P1相同，只是P1口輸出端由鎖存器ō接V1，而P2口是由鎖存器Q端經(jīng)反相器3接V1，也具有輸入、輸出、端口操作三種工作方式，負(fù)載能力也與P1相同。2023/10/2936四、P3口P3口1位的結(jié)構(gòu)如圖2.9。它的輸出驅(qū)動(dòng)由與非門3、V1組成，輸入比P0、P1、P2口多了一個(gè)緩沖器4。2023/10/2937P3口除了作為準(zhǔn)雙向通用I/O口使用外，它的每一根線還具有第二種功能?？诰€替代的第二功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0（定時(shí)器/記數(shù)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器/記數(shù)器1的外部輸入）P3.6WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫選通控制”輸出P3.7RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀選通控制”輸出2023/10/2938②當(dāng)P3口作為第二功能時(shí)：鎖存器的Q輸出端必須為高電平，否則V1管導(dǎo)通，引腳將被箝位在低電平，無法實(shí)現(xiàn)第二功能。當(dāng)鎖存器Q端為高電平，P3口的狀態(tài)取決于第二功能輸出線的狀態(tài)。

單片機(jī)復(fù)位時(shí)，鎖存器的輸出端為高電平。P3口第二功能中輸入信號(hào)RXD、INT0、INT1、T0、T1經(jīng)緩沖器4輸入，可直接進(jìn)入芯片內(nèi)部。①當(dāng)P3口作為通用I/O接口時(shí)：第二功能輸出線為高電平，與非門3的輸出取決于鎖存器的狀態(tài)。這時(shí)，P3是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，它的工作原理、負(fù)載能力與P1、P2口相同。2023/10/2939端口小結(jié)：（1）系統(tǒng)總線： 地址總線（16位）：P0（地址低8位）、P2口（地址高8位）數(shù)據(jù)總線（8位）：P0口（地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用，借助ALE）；控制總線（6根）：P3口的第二功能和9、29、30、31腳；（2）供用戶使用的端口：P1口、部分未作第二功能的P3口；（3）P0口作地址/數(shù)據(jù)時(shí)，是真正的雙向口，三態(tài)，負(fù)載能力 為8個(gè)LSTTL電路；P1～P3是準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為4個(gè)

LSTTL電路。（4）P0～P3在用作輸入之前必須先寫“1”，即：（P0）=FFH～（P3）=FFH。2023/10/29402.6MCS-51系列單片機(jī)的時(shí)序2.6.1機(jī)器周期和指令周期

機(jī)器周期：機(jī)器周期是單片機(jī)的基本操作周期，每個(gè)機(jī)器周期包含S1、S2、

、S6個(gè)狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)包含2拍P1和P2，每一拍為一個(gè)時(shí)鐘周期（振蕩周期）。因此，一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)時(shí)鐘周期。依次可表示為S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P1、S6P2。指令周期：計(jì)算機(jī)工作時(shí)不斷的取指令和執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)取一條指令至執(zhí)行完該指令需要的時(shí)間稱為指令周期，不同的指令，指令周期不同。單片機(jī)的指令周期以機(jī)器周期為單位。MCS-51系列單片機(jī)中，大多數(shù)指令的指令周期由一個(gè)機(jī)器周期或兩個(gè)機(jī)器周期組成，只有乘法、除法指令須要4機(jī)器周期指令。S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2時(shí)鐘信號(hào)2023/10/2941振蕩脈沖并不直接使用，由XTAL2或XTAL1端送往內(nèi)部時(shí)鐘電路（fosc）：經(jīng)過2分頻，向CPU提供2相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2（f拍節(jié)=1/2fosc）；再經(jīng)3分頻，產(chǎn)生ALE時(shí)序（fALE=1/6fosc）；經(jīng)過12分頻，成為機(jī)器周期信號(hào)（MC=12/fosc），如下圖所示。需要指出的是，CPU的運(yùn)算操作在P1期間，數(shù)據(jù)傳送在P2期間。2023/10/2942時(shí)鐘周期：振蕩器輸出的時(shí)鐘脈沖頻率的倒數(shù)。為單片機(jī)中最小、最基本的時(shí)間單位。狀態(tài)周期：振蕩信號(hào)經(jīng)2分頻后獲得的信號(hào)周期，稱S，顯然，S為時(shí)鐘周期的2倍。機(jī)器周期：12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期，對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)基本操作所需的時(shí)間。指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間，至少包含一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)時(shí)鐘頻率為12MHz和6MHz時(shí)，時(shí)鐘周期分別為1/12us和1/6us，機(jī)器周期分別為1us和2us。2023/10/29432.7MCS-51系列單片機(jī)的工作方式2.7.1復(fù)位方式

在時(shí)鐘電路工作以后，當(dāng)外部電路使得RST端出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)位。

復(fù)位有兩種方式：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。VccRSTVssMCS-51VccRSTVssMCS-511k1k200

（a）上電復(fù)位電路（b）按鈕復(fù)位電路例：若使用頻率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過

____才能完成復(fù)位操作。fosc=6MHzMC=12/fosc=12/6MHz=2μst=4μs2023/10/2944特殊功能寄存器初始內(nèi)容特殊功能寄存器初始內(nèi)容A00HTCON00HPC0000HTL000HB00HTH000HPSW00HTL100HSP07HTH100HDPTR0000HSCON00HP0～P3FFHSBUFXXXXXXXXBIPXX000000BPCON0XXX0000BIE0X000000BTMOD00H復(fù)位后狀態(tài)：2023/10/2945第3章單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)3.1MCS-51系列單片機(jī)匯編指令格式及標(biāo)識(shí)

指令是使計(jì)算機(jī)完成基本操作的命令。一種計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的全部指令的集合，稱為這種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。單片機(jī)的指令系統(tǒng)與微型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)不同，MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)共有：

111條指令；42種指令助記符。2023/10/2946MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)功能強(qiáng)、指令短、執(zhí)行快。從功能上可分成五大類：1、數(shù)據(jù)傳送指令；

2、算術(shù)運(yùn)算指令；

3、邏輯操作指令；

4、控制轉(zhuǎn)移指令；

5、位操作指令。2023/10/29473.1.1指令格式[標(biāo)號(hào):]操作碼助記符[目的操作數(shù)][,源操作數(shù)][;注釋]（1）操作碼助記符表明指令的功能，不同的指令有不同的指令助記符，它一般用說明其功能的英文單詞的縮寫形式表示。（2）操作數(shù)用于給指令的操作提供數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的地址或指令的地址，操作數(shù)往往用相應(yīng)的尋址方式指明。MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的指令按操作數(shù)的多少可分為無操作數(shù)、單操作數(shù)、雙操作數(shù)和三操作數(shù)四種情況。（3）標(biāo)號(hào)是該指令的符號(hào)地址，后面須帶冒號(hào)。它主要為轉(zhuǎn)移指令提供轉(zhuǎn)移的目的地址。（4）注釋是對(duì)該指令的解釋，前面須帶分號(hào)。它們是編程者根據(jù)需要加上去的，用于對(duì)指令進(jìn)行說明，對(duì)于指令本身功能而言是可以不要的。2023/10/2948（1）Ri和Rn：表示當(dāng)前工作寄存器區(qū)中的工作寄存器。

i取0或1，表示R0或R1。n取0~7，表示R0~R7。（2）#data：表示包含在指令中的8位立即數(shù)。（3）#data16：表示包含在指令中的16位立即數(shù)。（4）rel：以補(bǔ)碼形式表示的8位相對(duì)偏移量，范圍為-128~+127，主要用在相對(duì)尋址的指令中。用于SJMP或所有的條件轉(zhuǎn)移指令中。（5）addr16和addr11：分別表示16位直接地址和11位直接地址。（6）direct：表示直接尋址的地址。（7）bit：表示可位尋址的直接位地址。（8）(X)：表示X單元中的內(nèi)容。3.1.2指令中用到的標(biāo)識(shí)符

為便于后面的學(xué)習(xí)，在這里先對(duì)指令中用到的一些符號(hào)的約定意義作以下說明：2023/10/2949（9）((X))：表示以X單元的內(nèi)容為地址的存儲(chǔ)器單元內(nèi)容，即(X)作地址，該地址單元的內(nèi)容用((X))表示。（10）/和→符號(hào)：“/”表示對(duì)該位操作數(shù)取反，但不影響該位的原值?！啊北硎静僮髁鞒?，將箭尾一方的內(nèi)容送入箭頭所指一方的單元中去。（11）Cy：進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位，也可作為位處理機(jī)中的1位累加器。

（12）

@：間址寄存器或基址寄存器的前綴。如@Ri,@A+DPTR2023/10/29503.2MCS-51指令系統(tǒng)的尋址方式

所謂尋址就是尋找確定參與操作的數(shù)的真正地址。一般來說，尋址方式越多則計(jì)算機(jī)的功能就越強(qiáng)，靈活性亦越大，指令系統(tǒng)也就越復(fù)雜。

MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有7種尋址方式。1、立即尋址

2、直接尋址3、寄存器尋址4、寄存器間接尋址5、變址尋址

6、相對(duì)尋址

7、位尋址2023/10/29513.2.1常數(shù)尋址（立即尋址）

操作數(shù)是常數(shù)，使用時(shí)直接出現(xiàn)在指令中，緊跟在操作碼的后面，作為指令的一部分。與操作碼一起存放在程序存儲(chǔ)器中，可以立即得到并執(zhí)行，不需要經(jīng)過別的途徑去尋找。常數(shù)又稱為立即數(shù)，故又稱為立即尋址。在匯編指令中，立即數(shù)前面以“#”符號(hào)作前綴。在程序中通常用于給寄存器或存儲(chǔ)器單元賦初值，例如：

MOVA，#20H

其功能是把立即數(shù)20H送給累加器A，其中源操作數(shù)20H就是立即數(shù)。指令執(zhí)行后累加器A中的內(nèi)容為20H。2023/10/29523.2.2直接尋址

指令直接給出操作數(shù)地址。占一個(gè)字節(jié)。可訪問兩種地址空間：特殊功能寄存器地址空間是唯一能訪問該空間的尋址方式。片內(nèi)內(nèi)部RAM（128個(gè)字節(jié)：00H～7FH）2023/10/29533.2.2直接尋址

直接尋址是指數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器單元中，在指令中直接提供存儲(chǔ)器單元的地址。在MCS-51系統(tǒng)中，這種尋址方式針對(duì)的是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器。在匯編指令中，指令中直接以地址數(shù)的形式提供存儲(chǔ)器單元的地址。例如：

MOVA，20H

其功能是把片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器20H單元的內(nèi)容送給累加器A。如指令執(zhí)行前片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器20H單元的內(nèi)容為30H，則指令執(zhí)行后累加器A的內(nèi)容為30H。指令中20H是地址數(shù)，它是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的地址。在MCS-51中，數(shù)據(jù)前面不加“#”是存儲(chǔ)單元地址而不是常數(shù)，常數(shù)前面要加符號(hào)“#”。

對(duì)于特殊功能寄存器，在指令中使用時(shí)往往通過特殊功能寄存器的名稱使用，而特殊功能寄存器名稱實(shí)際上是特殊功能寄存器單元的符號(hào)地址，因此它們是直接尋址。例如：

MOVA，P0

其功能是把P0口的內(nèi)容送給累加器A。P0是特殊功能寄存器P0口的符號(hào)地址，該指令在翻譯成機(jī)器碼時(shí)，P0就轉(zhuǎn)換成直接地址80H。2023/10/29543.2.3寄存器數(shù)尋址（寄存器尋址）

操作數(shù)在寄存器中，使用時(shí)在指令中直接提供寄存器的名稱，這種尋址方式稱為寄存器尋址。在MCS-51系統(tǒng)中，這種尋址方式針對(duì)的寄存器只能是R0~R78個(gè)通用寄存器和部分特殊功能寄存器（如累加器A、寄存器B、數(shù)據(jù)指針DPTR等）中的數(shù)據(jù)，對(duì)于其它的特殊功能寄存器中的內(nèi)容的尋址方式不屬于它。在匯編指令中，寄存器尋址在指令中直接提供寄存器的名稱，如R0、R1、A、DPTR等。例如：

MOVA，R0

其功能是把R0寄存器中的數(shù)送給累加器A，在指令中，源操作數(shù)R0為寄存器尋址，傳送的對(duì)象為R0中的數(shù)據(jù)。如指令執(zhí)行前R0中的內(nèi)容為20H，則指令執(zhí)行后累加器A中的內(nèi)容為20H。2023/10/29553.2.4寄存器間接尋址

寄存器間接尋址是指數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)單元中，而存儲(chǔ)單元地址存放在寄存器中，在指令中通過提供存放存儲(chǔ)單元地址的寄存器來使用對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。形式為：@寄存器名。例如：MOVA，@R1

該指令的功能是將以工作寄存器R1中的內(nèi)容為地址的片內(nèi)RAM單元的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中去。指令的源操作數(shù)是寄存器間接尋址。80H20H20HA80HR1

在MCS-51單片機(jī)中，寄存器間接尋址用到的寄存器只能是通用寄存器R0、R1和數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和SP

，它能訪問的數(shù)據(jù)是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其中，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器只能用R0和R1作指針間接訪問；片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，低端的256字節(jié)單元，既可以用兩位十六進(jìn)制地址以R0或R1作指針間接訪問，也可用DPTR作指針間接訪問，而高端的字節(jié)單元?jiǎng)t只能以DPTR作指針間接訪問。對(duì)于片內(nèi)RAM和片外RAM的低端256字節(jié)都可以用R0和R1作指針訪問，它們之間用指令來區(qū)別。片內(nèi)RAM訪問用MOV指令，片外RAM訪問用MOVX指令。

若R1中的內(nèi)容為80H，片內(nèi)RAM地址為80H的單元中的內(nèi)容為20H，則執(zhí)行該指令后，累加器A的內(nèi)容為20H。2023/10/2956例如：MOVCA，@A+DPTR

其功能是將數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR的內(nèi)容和累加器A中的內(nèi)容相加作為程序存儲(chǔ)器的地址，從對(duì)應(yīng)的單元中取出內(nèi)容送累加器A中。指令中，源操作數(shù)的尋址方式為變址尋址，設(shè)指令執(zhí)行前數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR的值為2000H，累加器A的值為05H，程序存儲(chǔ)器2005H單元的內(nèi)容為30H，則指令執(zhí)行后，累加器A中的內(nèi)容為30H。示意圖如左圖所示。2000H30H30HDPTRA2005H05HA+3.2.5變址尋址

變址尋址是指操作數(shù)的地址由基址寄存器的地址加上變址寄存器的地址得到。在MCS-51系統(tǒng)中，它是以數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR或程序計(jì)數(shù)器PC為基址，累加器A為變址，兩者相加得存儲(chǔ)單元的地址，所訪問的存儲(chǔ)器為程序存儲(chǔ)器。2023/10/2957程序存儲(chǔ)器2000HDPTR64H(10H)A2010H64H10H2000H變址尋址的指令只有三條：MOVCA，@A+DPTR、MOVCA，@A+PC和JMP@A+DPTR

例:(DPTR)=2000H,(A)=10H,

MOVCA，@A+DPTR指令操作示意圖如下圖所示。2023/10/29583.2.4位尋址

位尋址是指操作數(shù)是二進(jìn)制位的尋址方式。在MCS-51單片機(jī)中有一個(gè)獨(dú)立的位處理器，有多條位處理指令，能夠進(jìn)行各種位運(yùn)算。在MCS-51系統(tǒng)中，位處理的操作對(duì)象是各種可位尋址位。對(duì)于它們的訪問是通過提供相應(yīng)的位地址來處理。

指令給出位地址。一位數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器位尋址區(qū)。

（1）內(nèi)部RAM低128單元中的位尋址區(qū)：位地址為00H～07FH共128位(字節(jié)地址為20H～2FH)；

（2）內(nèi)部RAM高128單元中的專用寄存器的可尋址位：

SFR中11個(gè)有位地址寄存器中的83位。2023/10/2959

在MCS-51系統(tǒng)中，位地址的表示可以用以下幾種方式：1．直接使用位地址（00H～7FH）。 例如：PSW的位6可表示為0D6H（位地址）。2．字節(jié)地址帶位號(hào)。 例如：PSW的位6可表示為0D0H.6；

20H.3表示20H單元的3位。3．特殊功能寄存器名帶位號(hào)。 例如：PSW的位6可表示為PSW.6；

P0.1表示P0口的1位。4．位符號(hào)地址，即位名稱的表示方法 例如：PSW的位6可表示為AC；

TR0是定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的啟動(dòng)位。

F0標(biāo)志位2023/10/2960例：

MOVC，40H ；CY?(位地址40H)

設(shè)指令執(zhí)行前CY=1，位地址40H存儲(chǔ)器單元如圖，執(zhí)行指令后，CY=？29H0110001028H11010110位尋址區(qū)02023/10/29613.2.5相對(duì)尋址（只用于轉(zhuǎn)移指令）

相對(duì)尋址是以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC值加上指令中給出的偏移量rel得到目的位置的地址。在MCS-51系統(tǒng)中，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令的操作數(shù)屬于相對(duì)尋址。在使用相對(duì)尋址時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：（1）當(dāng)前PC值是指轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行時(shí)的PC值，它等于轉(zhuǎn)移指令的地址加上轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)。實(shí)際上是轉(zhuǎn)移指令的下一條指令的地址。例如：若轉(zhuǎn)移指令的地址為2010H，轉(zhuǎn)移指令的長度為2字節(jié)，則轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行時(shí)的PC值為2012H。（2）偏移量rel是8位有符號(hào)數(shù)，以補(bǔ)碼表示，它的取值范圍為-128~+127。當(dāng)為負(fù)值時(shí)，向前轉(zhuǎn)移，當(dāng)為正數(shù)時(shí)向后轉(zhuǎn)移。相對(duì)尋址的目的地址為：目的地址=轉(zhuǎn)移指令的地址+轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)+rel=當(dāng)前PC+relPC--（前）+（后）2023/10/2962例如:SJMP08H;PC←PC+2+08H(PC)=2000H指令操作示意圖如下圖所示。程序存儲(chǔ)器(2000H)200AHSJMP200AH08H2000H+208HPC2000H2023/10/29633.3MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令

數(shù)據(jù)傳送類指令共28條，是將源操作數(shù)送到目的操作數(shù)。指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)被源操作數(shù)取代。數(shù)據(jù)傳送類指令用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP

8種。這類指令可分為三組：

普通傳送指令；數(shù)據(jù)交換指令；堆棧操作指令。2023/10/2964一、普通傳送指令普通傳送指令以助記符MOV為基礎(chǔ)。分成片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令和程序存儲(chǔ)器傳送指令。1．片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令MOV指令格式：MOV目的操作數(shù)，源操作數(shù)其中：源操作數(shù)可以為A、Rn、@Ri、direct、#data，目的操作數(shù)可以為A、Rn、@Ri、direct，組合起來總共16條。2023/10/2965（1）以A為目的操作數(shù)

MOVA，Rn ；A←Rn MOVA，direct ；A←（direct）

MOVA，@Ri ；A←（Ri）

MOVA，#data ；A←#data（2）以Rn為目的操作數(shù)

MOVRn，A ；Rn←A MOVRn，direct ；Rn←（direct）

MOVRn，#data ；Rn←#data（3）以直接地址direct為目的操作數(shù)

MOVdirect，A ；（direct）←A MOVdirect，Rn ；（direct）←Rn MOVdirect，direct ；（direct）←（direct）

MOVdirect，@Ri ；（direct）←（Ri）

MOVdirect，#data ；（direct）←#data按目的操作數(shù)的尋址方式劃分為五組：2023/10/2966（4）以間接地址@Ri為目的操作數(shù)

MOV@Ri，A ；（Ri）←A MOV@Ri，direct ；（Ri）←（direct）

MOV@Ri，#data ；（Ri）←#data（5）以DPTR為目的操作數(shù)

MOVDPTR，#data16；DPTR←#data16注意：

源操作數(shù)和目的操作數(shù)中的Rn和@Ri不能相互配對(duì)。如不允許有“MOVRn，Rn”，“MOV@Ri，Rn”這樣的指令，在MOV指令中，不允許在一條指令中同時(shí)出現(xiàn)工作寄存器，無論它是寄存器尋址還是寄存器間接尋址。

2023/10/2967MOVA，#30H MOV4FH，A MOVR0，#20H MOV@R0，4FH MOV21H，20H練習(xí)題：用兩種尋址方式實(shí)現(xiàn)，將片內(nèi)RAM60H單元的數(shù)據(jù)傳送給累加器A。解：MOVA,#60H（×）MOVR0，#60H（√）

MOVA，@R0；A=30H；(4FH)=30H；R0=20H；(20H)=30H；(21H)=30HMOVR0，60HMOVA，@R0

（×）

解：MOVA,60H

（√）

結(jié)果A=32H例：順序執(zhí)行下列指令序列，求每一步執(zhí)行結(jié)果。地址內(nèi)容…32H58H…60H32H2023/10/2968

說明：1、一條指令中不能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)工作寄存器。

非法指令： MOVR1，R2

MOVR2，@R02、間址寄存器只能使用R0、R1。

非法指令：MOVA，@R23、

SFR區(qū)只能直接尋址，不能用寄存器間接尋址。

非法指令：MOVR0，#80H

MOVA，@R04、指令表：注意表中指令字節(jié)數(shù)和機(jī)器周期數(shù)2023/10/29692．片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令MOVX

在MCS-51系統(tǒng)中只能通過累加器A與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，訪問時(shí)，只能通過@Ri和@DPTR以間接尋址方式進(jìn)行。MOVX指令共有四條：①DPTR作16位數(shù)據(jù)指針，尋址64KB片外RAM空間：

MOVXA，@DPTR

；A←（DPTR）

（讀）

MOVX@DPTR，A

；（DPTR）←A

（寫）②Ri作8位數(shù)據(jù)指針，尋址256B片外RAM空間：

MOVX A，@Ri

；A←(P2Ri)

（讀）

MOVX @Ri，A

；(P2Ri)←A

（寫）

其中前兩條指令通過DPTR間接尋址，可以對(duì)整個(gè)64KB片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問。后兩條指令通過@Ri間接尋址，只能對(duì)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低端的256字節(jié)訪問，訪問時(shí)將低8位地址放于Ri中。2023/10/2970例：實(shí)現(xiàn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送（2000H)→(2100H)。

MOVDPTR，#2000H MOVXA，@DPTR MOVDPTR，#2100H MOVX@DPTR，A ；DPTR=2000H

；A=X

；DPTR=2100H

；(2100H)=X習(xí)題：將片外RAM0000H單元的數(shù)據(jù)傳送到片內(nèi)RAM的60H單元。片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不能直接尋址。下列為非法指令：

MOVXA，2000HMOVX2100H，2000H思考題：為什么對(duì)DPTR的數(shù)據(jù)傳送使用內(nèi)部傳送指令？2023/10/29713．程序存儲(chǔ)器傳送指令MOVC

程序存儲(chǔ)器傳送指令只有兩條，一條用DPTR基址變址尋址。一條用PC基址變址尋址。這兩條指令通常用于訪問表格數(shù)據(jù)，因此以稱為查表指令。①DPTR為基址寄存器:

MOVC A，@A+DPTR；A?（A+DPTR）（讀） 查表范圍為64KB程序存儲(chǔ)器任意空間，稱為遠(yuǎn)程查表指令。②PC為基址寄存器:

MOVC A，@A+PC ；A?（A+PC）（讀） 常數(shù)表只能在查表指令后256B范圍內(nèi)，稱為近程查表指令。特點(diǎn)：

MOVCA，@A+DPTR指令可訪問整個(gè)ROM的64KB空間，表格可放在ROM

的任何位置，與MOVC指令無必然的關(guān)系。

MOVCA，@A+PC指令優(yōu)點(diǎn)：不改變PC的狀態(tài)，根據(jù)A的內(nèi)容取表格常數(shù)。缺點(diǎn)：（1）表格只能存放在查表指令以下的256個(gè)單元內(nèi)。（2）當(dāng)表格首地址與本指令間有其它指令時(shí)，須用調(diào)整偏移量，調(diào)整量為下一條指令的起始地址到表格首址之間的字節(jié)數(shù)。2023/10/2972例如：查表指令MOVCA，@A+PC所在的地址為2000H，表格的起始單元地址為2035H，表格的第4個(gè)元素（位移量為03H）的內(nèi)容為45H，則查表指令的處理過程如下：MOVA，#03H；表格元素相對(duì)于表首的位移量送累加器AADDA，#34H；當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC相對(duì)于表首的差值加到累加器A中MOVCA，@A+PC；查表，查得第4個(gè)元素內(nèi)容45H送累加器A

注意：查表指令的長度為1個(gè)字節(jié)，當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的值應(yīng)為查表指令的地址加1。地址內(nèi)容2000HMOVC2001H………2035H表格2036H…2037H45HPC→2023/10/2973【例3-1】寫出完成下列功能的程序段。（1）將R0的內(nèi)容送R6中程序?yàn)椋?/p>

MOVA，R0 MOVR6，A（2）將片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容送片外60H單元中程序?yàn)椋? MOVA，30H MOVR0，#60H MOVX@R0，A（3）將片處RAM1000H單元的內(nèi)容送片內(nèi)20H單元中程序?yàn)椋? MOVDPTR，#1000H MOVA，@DPTR MOV20H，A（4）將ROM2000H單元的內(nèi)容送片內(nèi)RAM的30H單元中程序?yàn)椋? MOVA，#0 MOVDPTR，#2000H MOVCA，@A+DPTR MOV30H，A2023/10/2974二、數(shù)據(jù)交換指令普通傳送指令實(shí)現(xiàn)將源操作數(shù)的數(shù)據(jù)傳送到目的操作數(shù)，指令執(zhí)行后源操作數(shù)不變，數(shù)據(jù)傳送是單向的。數(shù)據(jù)交換指令數(shù)據(jù)作雙向傳送，傳送后，前一個(gè)操作數(shù)原來的內(nèi)容傳送到后一個(gè)操作數(shù)中，后一個(gè)操作數(shù)原來的內(nèi)容傳送到前一個(gè)操作數(shù)中。數(shù)據(jù)交換指令要求第一個(gè)操作數(shù)須為累加器A，共有5條。

XCHA，Rn ；A←→Rn XCHA，direct ；A←→(direct) XCHA，@Ri ；A←→(Ri) XCHDA，@Ri ；A0～3←→(Ri)0～3 SWAPA ；A0～3←→A4～72023/10/2975【例3-2】若R0的內(nèi)容為30H，片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容為23H，累加器A的內(nèi)容為45H，則執(zhí)行

XCHA，@R0

指令后片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容為45H，累加器A中的內(nèi)容為23H。若執(zhí)行SWAPA指令，則累加器A的內(nèi)容為54H。習(xí)題：將片內(nèi)RAM60H單元與61H單元的數(shù)據(jù)交換。例：設(shè)A=29H，執(zhí)行指令XCHA，2AH后，

A=？，(2AH)=？38H29HXCH60H，61H；

←對(duì)嗎？不對(duì)??！29H2023/10/2976三、堆棧操作指令堆棧是在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲(chǔ)區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧和出棧由指針SP統(tǒng)一管理。在MCS-51系統(tǒng)中，堆棧操作指令有兩條：

PUSHdirect ；SP←(SP+1)，(SP)←(direct) POPdirect ；(direct)←(SP)，(SP)←(SP-1)

其中PUSH指令入棧，POP指令出棧。操作時(shí)以字節(jié)為單位。入棧時(shí)SP指針先加1，再入棧。出棧時(shí)內(nèi)容先出棧，SP指針再減1。用堆棧保存數(shù)據(jù)時(shí)，先入棧的內(nèi)容后出棧；后入棧的內(nèi)容先出棧。

【例3-3】若入棧保存時(shí)入棧的順序?yàn)椋?/p>

PUSHA PUSHB

則出棧的順序?yàn)椋?/p>

POPB POPA2023/10/2977

30H

61H

70H

62H

10H

60H

SP

PUSHA

（SP）+1=61H

SP(A)

61H例如：當(dāng)（SP）=60H,(A)=30H,(B)=70H時(shí)執(zhí)行下列指令PUSHB

（SP）+1=62H

SP(B)

62H

結(jié)果：（61H）=30H(62H)=70H(SP)=62H

棧底棧頂2023/10/297812H

60Ｈ

70H

62ＨSP例如：當(dāng)（SP）=62H,(62H)=70H,(61H)=30H時(shí)，執(zhí)行下列指令POPDPH

（（SP））

DPH(SP)-1

SPPOPDPL

（（SP））

DPL(SP)-1

SP

結(jié)果：（DPTR)=7030H(SP)=6０H

30H

61ＨSPDPHDPLSP2023/10/2979習(xí)題：找出指令錯(cuò)誤并改正：1．MOVA，#1000H；A←1000H（A裝1個(gè)字節(jié)數(shù)）2．MOVXA，1000H；A←(1000H)片外RAM(DPTR、Ri)3．MOVCA，1000H；A←(1000H)片外ROM(DPTR、PC)4．MOVX60H，A ；片外RAM(60H)←A（應(yīng)為MOV）5．MOVR0，60H；片內(nèi)RAM：(61H)←(60H)

MOV61H，@R0(片內(nèi)RAM可直接尋址)

6.XCHR1，R2 ；R1?R2(必須有A參加)7.MOVXDPTR，#2000H；DPTR←2000H(應(yīng)為MOV)8.MOVX60H，@DPTR ；片內(nèi)RAM←片外RAM(必須有A參加)2023/10/29803.3.2算術(shù)運(yùn)算指令一．加法指令1．一般的加法指令A(yù)DDADDA，Rn ；A←A+RnADDA，direct ；A←A+（direct）ADDA，@Ri ；A←A+（Ri）ADDA，#data ；A←A+#data2．帶進(jìn)位加指令A(yù)DDCADDCA，Rn ；A←A+Rn+CADDCA，direct ；A←A+（direct）+CADDCA，@Ri ；A←A+（Ri）+CADDCA，#data ；A←A+#data+C3．加1指令I(lǐng)NCA ；A←A+1INCRn ；Rn←Rn+1INCdirect ；（direct）←（direct）+1INC@Ri ；（Ri）←（Ri）+1INCDPTR ；DPTR←DPTR+1

其中，ADD和ADDC指令在執(zhí)行時(shí)要影響CY、AC、OV和P標(biāo)志位。而INC指令除了INCA要影響P標(biāo)志位外，對(duì)其它標(biāo)志位都沒有影響。在MCS-51單片機(jī)中，常用ADD和ADDC配合使用實(shí)現(xiàn)多字節(jié)加法運(yùn)算。2023/10/2981【例3-4】試把存放在R1R2和R3R4中的兩個(gè)16位數(shù)相加，結(jié)果存于R5R6中。處理時(shí)，R2和R4用一般的加法指令A(yù)DD，結(jié)果放于R6中，R1和R3用帶進(jìn)位的加法指令A(yù)DDC，結(jié)果放于R5中，程序如下：

MOV A，R2 ADD A，R4 MOV R6，A MOV A，R1 ADDCA，R3 MOV R5，AR1R2R3R4R5R6C+ADDADDCC2023/10/2982二．減法指令1．帶借位減法指令SUBBSUBBA，Rn ；A←A-Rn-CSUBBA，direct ；A←A-（direct）-CSUBBA，@Ri ；A←A-（Ri）-CSUBBA，#data ；A←A-#data-

C2．減1指令DECDECA ；A←A-1DECRn ；Rn←Rn-1DECdirect ；direct←（direct）-1DEC@Ri ；（Ri）←（Ri）-12023/10/29833．乘法指令MUL

在MCS-51單片機(jī)中，乘法指令只有一條：

MULAB

該指令執(zhí)行時(shí)將對(duì)存放于累加器A中的無符號(hào)被乘數(shù)和放于B寄存器中的無符號(hào)乘數(shù)相乘，積的高字節(jié)存于B寄存器中，低字節(jié)存于累加器A中。指令執(zhí)行后將影響CY和OV標(biāo)志，CY復(fù)位，對(duì)于OV：當(dāng)積大于255時(shí)（即B中不為0），OV為1；否則，OV為0。2023/10/29844．除法指令DIV

在MCS-51單片機(jī)中，除法指令也只有一條：

DIVAB

該指令執(zhí)行時(shí)將用存放在累加器A中的無符號(hào)被除數(shù)與存放在B寄存器中的無符號(hào)除數(shù)相除，除得的結(jié)果，商的存于累加器A中，余數(shù)存于B寄存器中。指令執(zhí)行后將影響CY和OV標(biāo)志，一般情況CY和OV都清0，只有當(dāng)B寄存器中的除數(shù)為0時(shí)，CY和OV才被置1。2023/10/29855．十進(jìn)制調(diào)整指令在MCS-51單片機(jī)中，十進(jìn)制調(diào)整指令只有一條：

DAA

它只能用在ADD或ADDC指令后面，用來對(duì)兩個(gè)二位的壓縮的BCD碼數(shù)通過用ADD或ADDC指令相加后存于累加器A中的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，使得它得到正確的十進(jìn)制結(jié)果。通過該指令可實(shí)現(xiàn)兩位十進(jìn)制BCD碼數(shù)的加法運(yùn)算。它的調(diào)整過程為：（1）若累加器A的低四位為十六進(jìn)制的A~F或輔助進(jìn)位標(biāo)志AC為1，則累加器A中的內(nèi)容作加06H調(diào)整。（2）若累加器A的高四位為十六進(jìn)制的A~F或進(jìn)位標(biāo)志CY為1，則累加器A中的內(nèi)容作加60H調(diào)整。2023/10/29862023/10/29873.3.3邏輯操作指令一．邏輯與指令A(yù)NLANLA，Rn ；A←A

RnANLA，direct ；A←A

（direct）ANLA，@Ri ；A←A((Ri))ANLA，#data ；A←AdataANLdirect，A ；（direct）←（direct）AANLdirect，#data；（direct）←（direct）data二．邏輯或指令ORLORLA，Rn ；A←ARnORLA，direct ；A←A（direct）ORLA，@Ri ；A←A((Ri))ORLA，#data ；A←AdataORLdirect，A ；（direct）←（direct）AORLdirect，#data；（direct）←（direct）data2023/10/2988三．邏輯異或指令XRLXRLA，Rn ；A←A

RnXRLA，direct ；A←A

（direct）XRLA，@Ri ；A←A((Ri))XRLA，#data ；A←AdataXRLdirect，A ；（direct）←（direct）

AXRLdirect，#data；（direct）←（direct）

data

在使用中，邏輯與用于實(shí)現(xiàn)對(duì)指定位清0，其余位不變；邏輯或用于實(shí)現(xiàn)對(duì)指定位置1，其余位不變；邏輯異或用于實(shí)現(xiàn)指定位取反，其余位不變?！纠?-7】寫出完成下列功能的指令段。1．對(duì)累加器A中的1、3、5位清0，其余位不變

ANLA，#11010101B2．對(duì)累加器A中的2、4、6位置1，其余位不變

ORLA，#01010100B3．對(duì)累加器A中的0、1位取反，其余位不變

XRLA，#00000011B2023/10/2989四．清零和求反指令1．清零指令：CLRA ；A←02．求反指令：CPLA ；A←ā

在MCS-51系統(tǒng)中，只能對(duì)累加器A中的內(nèi)容進(jìn)行清零和求反，如要對(duì)其它的寄存器或存儲(chǔ)單元進(jìn)行清零和求反，則須放在累加器A進(jìn)行，運(yùn)算后再放回原位置?！纠?-8】寫出對(duì)R0寄存器內(nèi)容求反的程序段。程序?yàn)椋?/p>

MOVA，R0 CPLA MOVR0，A2023/10/2990五．循環(huán)移位指令

MCS-51系統(tǒng)有四條對(duì)累加器A的循環(huán)移位指令，前兩條只在累加器A中進(jìn)行循環(huán)移位，后兩條還要帶進(jìn)位標(biāo)志CY進(jìn)行循環(huán)移位。每一次移一位。分別如下：

1）8位循環(huán)指令：

RLA

；A循環(huán)左移一位

RRA

；A循環(huán)右移一位2）9位循環(huán)指令：

RLCA；帶CY循環(huán)左移一位

RRCA；帶CY循環(huán)右移一位AAACAC2023/10/2991CLR CMOV A，R5RLC AMOV R5，AMOV A，R6RLC AMOV R6，A01CYR6R5CY；CY=0；R6=01010101B，R5=10101010B，CY=0；R6=01010101B，R5=01010100B，CY=1；R6=10101011B，R5=01010100B，CY=0用9位循環(huán)指令實(shí)現(xiàn)多字節(jié)移位：例：設(shè)R6=55H，R5=0AAH編程將寄存器R6R5中的雙字節(jié)數(shù)X左移一位?！纠?-9】若累加器A中的內(nèi)容為10001011B，CY=0，則執(zhí)行RLCA指令后累加器A中的內(nèi)容為00010110，CY=1。；R5=01010100B，CY=12023/10/29923.3.4控制轉(zhuǎn)移指令共有17條，包括：無條件轉(zhuǎn)移指令；條件轉(zhuǎn)移指令；子程序調(diào)用及返回指令。一、無條件轉(zhuǎn)移指令無條件轉(zhuǎn)移指令是指當(dāng)執(zhí)行該指令后，程序?qū)o條件地轉(zhuǎn)移到指令指定的地方去。無條件轉(zhuǎn)移指令包括長轉(zhuǎn)移指令、絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令、相對(duì)轉(zhuǎn)移指令和間接轉(zhuǎn)移指令。2023/10/2993一、無條件轉(zhuǎn)移指令指令：LJMP,AJMP,SJMP,JMP——4條LJMPaddr16長跳轉(zhuǎn)指令

——可在64KB范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)AJMPaddr11絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

——可在指令所在的2KB范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)SJMPrel相對(duì)跳轉(zhuǎn)指令

——可在當(dāng)前PC-128與+127范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)JMP@A+DPTR間接長跳轉(zhuǎn)指令

——可在以DPTR為基址+A為偏移量之和所指向的64KB程序范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)2023/10/29941．長轉(zhuǎn)移指令LJMP

指令格式：LJMPaddr16

；PC←addr16

指令后面帶目的位置的16位地址，執(zhí)行時(shí)直接將該16位地址送給程序指針PC，程序無條件地轉(zhuǎn)到16位目標(biāo)地址指明的位置去。指令中提供的是16位目標(biāo)地址，所以可以轉(zhuǎn)移到64KB程序存儲(chǔ)器的任意位置，故得名為“長轉(zhuǎn)移”。該指令不影響標(biāo)志位，使用方便。缺點(diǎn)是：執(zhí)行時(shí)間長，字節(jié)數(shù)多。2023/10/29952．絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令指令格式：AJMPaddr11

；PC10～0←addr11

AJMP指令后帶的是目的位置的低11位直接地址，執(zhí)行時(shí)，先將程序指針PC的值加2（該指令長度為2字節(jié)），然后把指令中的11位地址addr11送給程序指針PC的低11位，而程序指針的高5位不變，執(zhí)行后轉(zhuǎn)移到PC指針指向的新位置。由于11位地址addr11的范圍是00000000000~111