2022年单片机-第讲2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1P30-2,3,4,8,2利用示波器可观察89C51的哪个管脚来判断单片机正在工作?,作业评讲,(2)锁存器,(3)缓冲器,(4)场效应管（FET）,(5)一个多路转接开关MUX(,P0口和P2口,),复习,1.P0P3端口功能总结:,(1),只有,P0口,是一个真正的,双向口,，,P1P3口,都是,准双向口,2.机器周期、指令周期与指令时序,单片机的初始化操作，摆脱死锁状态。,引脚RST加上,大于2个机器周期（即24个时钟振荡周期）的高电平就可使MCS-51复位。,复位时，PC初始化为0000H,，使MCS-51单片机从0000H单元开始执行程序。,除PC之外，复位操作还对其它一些寄存器有影响，见书,(P34),复位电路通常采用,上电自动复位,和,按钮复位,两种方,式。,最简单的上电自动复位电路:,按键手动复位，有,电平方式,和,脉冲方式,两种。,电平方式：,第3章 89C51的指令系统,介绍89C51,汇编语言,的指令系统。,3.1 指令系统概述,MCS-51的基本指令共,111条,，,按指令所占的字节来分：,(1)单字节指令49条；,(2)双字节指令45条；,(3)三字节指令17条。,按指令的执行时间来分,：,(1)1个机器周期（12个时钟振荡周期）的指令64条；,(2)2个机器周期（24个时钟振荡周期）的指令45条；,(3)只有,乘、除两条指令,的执行时间为,4个机器周期,（48个时钟振荡周期）。,12MHz晶振:机器周期为1,s。,3.2 指令格式,两部分组成，即,操作码,和,操作数,。,操作码,用来规定指令进行什么操作,操作数,则是指令操作的对象,有单字节指令、双字节指令、三字节不同长度的指令，格式不同：,（1）单字节指令：,指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中。,（2）双字节指令：,一个字节为操作码，另一个字节是操作数。,（3）三字节指令：,操作码占一个字节，操作数占二个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。,3.3 指令系统的寻址方式,寻址方式,就是在指令中说明操作数所在地址的方法。,共,7种,寻址方式。,1寄存器寻址方式,操作数在寄存器中,MOV A，Rn ；（Rn）A，n=07,表示把寄存器Rn的内容传送给累加器A,寻址范围包括：,（1）4组通用工作寄存区共32个工作寄存器。,（2）部分特殊功能寄存器，例如A、B 以及数据指针寄存器DPTR等。,2直接寻址方式,操作数直接以单元地址的形式给出：,MOV A，40H,寻址范围：,(1)内部RAM的128个单元,(2)特殊功能寄存器。除了以单元地址的形式外,还,可用寄存器符号,的形式给出。例如：,MOV A，80H 与 MOV A，P0是等价的,。,直接寻址方式是访问特殊功能寄存器的唯一寻址方式,3.寄存器间接寻址方式,寄存器中存放的是操作数的地址,在寄存器的名称前面加,前缀标志“”,访问内部RAM或外部数据存储器的低256个字节时，,只能采用R0或R1作为间址寄存器,。例如,：,MOV A，Ri,；i=0或1,其中Ri中的内容为40H，把内部RAM中40H单元的内容送到A。,寻址范围：,（1）访问内部RAM低128个单元，其通用形式为Ri,（2）对片外数据存储器的64K字节的间接寻址，例如：,MOVX A，DPTR,（3）片外数据存储器的低256字节,例如：,MOVX A，Ri,（4）堆栈区,堆栈操作指令PUSH（压栈）和POP（出栈）使用堆栈指针（SP）作间址寄存器,4立即寻址方式,操作数在指令中直接给出，需在操作数前面加前缀标志“#”。例如：,MOV A，#40H,5基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式,本寻址方式是以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器。,例如：,指令 MOVC A，A+DPTR 其中A的原有内容为05H，DPTR的内容为0400H，该指令执行的结果是把程序存储器0405H单元的内容传送给A。,说明：,（1）本寻址方式是专门针对程序存储器的寻址方式，寻址范围可达到64KB。,（2）,本寻址方式的指令只有3条：,MOVC A，A+DPTR,MOVC A，A+PC,JMP A+DPTR,6位寻址方式,MCS-51有位处理功能，可以对数据位进行操作，例如：,MOV C，40H,是把位40H的值送到进位位C。,寻址范围包括：,（1）内部RAM中的位寻址区。位有两种表示方法，例如，40H；另一种是单元地址加上位，例如，(28H).0，指的是28H单元中的最低位。它们是等价的。,（2）特殊功能寄存器中的可寻址位,可寻址位在指令中有如下4种的表示方法：,a.直接使用位地址,。例如PSW.5的位地址为0D5H。,方法。例如：PSW.5是F0标志位，可使用F0表示该位。,的表示方法。例如:(0D0H).5。,的表示方法。例如:PSW.5。,7相对寻址方式,在相对寻址的转移指令中，给出了地址偏移量，以“rel”表示，即把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址：,目的地址=转移指令所在的地址+转移指令的字节数,+rel,偏移量rel是一带符号的8位二进制数补码数,。,范围是：128,+127,向地址增加方向最大可转移（127+转移指令字节）个单元地址，向地址减少方向最大可转移（128-转移指令字节）个单元地址。,7种寻址方式及寻址空间，见表3-1（P43)。,XCH A,R7 ;(A)与(R7)互换,例如：当（SP）=60H,（A）=30H,（B）=70H时，执行下列指令,（1）内部RAM中的位寻址区。,结果为:（A）=85H，Cy=1，Ac=1，OV=0，P=1（A中1 的位数为奇数）,具体是通过执行指令：DA A 来自动实现的。,ADDCA,Rn;(A)+(Rn)+CA，n=07 ADDCA,direct;(A)+(direct)+CA ADDCA,Ri ;(A)+(Ri)+CA，i=0,1,addr11 11位目的地址,(2)MOVC A,A+DPTR,(3)只有乘、除两条指令的执行时间为4个机器周期（48个时钟振荡周期）。,ORL direct,#data,（a）累加器低4位大于9或辅助进位位Ac=1，则进行低4位加6修正。,另一种是单元地址加上位，例如，(28H).,INC Ri ;i=0,1,2 算术操作类指令,操作码用来规定指令进行什么操作,3.4 MCS-51指令系统分类介绍,111条指令,，按功能分类，可分为下面,5大类,：,（1）数据传送类(28条),（2）算术操作类(24条,（3）逻辑运算类(25条),（4）控制转移类(17条),（5）位操作类(17条),指令中符号的意义:,Rn,当前寄存器区的8个工作寄存器R0R7(n=07),。,Ri,当前选中的寄存器区中可作间接寻址寄存器的2 个寄存器R0、R1(i=0,1)。,Direct,直接地址，即8位的内部数据存储器单元或特殊功能寄存器的地址。,#data,包含在指令中的8位立即数。,#data16,包含在指令中的16位立即数。,rel,相对转移指令中的偏移量，为8位的带符号补 码数,DPTR,数据指针，可用作16位的地址寄存器。,bit,内部RAM或特殊功能寄存器中的直接寻址位。,C（或Cy）,进位标志位或位处理机中的累加器。,addr11,11位目的地址,addr16,16位目的地址,间接寻址寄存器前缀，如Ri，A+DPTR,(X),X中的内容。,(X),由X寻址的单元中的内容。,箭头右边的内容被箭头左边的内容所取代。,3.4.1 数据传送类指令,使用最频繁的一类指令,通用格式：,MOV ，,属“,复制,”性质，而不是“剪切”,数据传送类指令,不影响标志位,Cy、Ac和OV，但不包括奇偶标志位P。,1以累加器为目的操作数的指令,MOV A,Rn ;(Rn)A，n=07,MOV A,Ri ;(Ri)A,i=0,1,MOV A,direct ;（direct）A,MOV A,#data ;#dataA,例如：,MOV A,R6 ;(R6)A，寄存器寻址,MOV A,70H ;(70H)A，直接寻址,MOV A,R0 ;(R0)A，间接寻址,MOV A,#78H ;78HA，立即寻址,2.以Rn为目的操作数的指令,MOV Rn,A ;(A)Rn,n=07,MOV Rn,direct ;（direct）Rn,n=07,MOV Rn,#dat ;#dataRn,n=07,功能：是把源操作数的内容送入当前一组工作寄存器区的R0R7中的某一个寄存器。,MOV direct,A;(A)direct,MOV direct,Rn;(Rn)direct,n=07,MOV direct1,direct2;,MOV direct,Ri;(Ri)direct,MOV direct,#data;#datadirect,功能：把源操作数送入直接地址指出的存储单元。direct指的是内部RAM或SFR的地址。,MOV Ri,A ;(A)(Ri),i=0,1,MOV Ri,direct ;（direct）(Ri),MOV Ri,#data ;#data(Ri),MOV DPTR,#data16 ;#data16DPTR,唯一的16位数据的传送指令,立即数的高8位送入DPH，立即数的低8位送入DPL。,6堆栈操作指令,MCS-51内部RAM中可以设定一个,后进先出,（LIFO-Last In First Out）的区域称作,堆栈,.,堆栈指针SP指出堆栈的栈顶位置。,(1)进栈指令,PUSH direct,先将栈指针SP加1，然后把direct中的内容送到栈指针SP指示的内部RAM单元中。,例如：,当（SP）=60H,（A）=30H,（B）=70H时，执行下列指令,PUSH A,CC,;(SP)+1=61HSP,(A)61H,PUSH B;,(SP)+1=62HSP,(B)62H,结果：(61H)=30H,(62H)=70H,(SP)=62H,(2)出栈指令,POP direct,SP指示的栈顶（内部RAM单元）内容送入direct字节单元中，栈指针SP减1.,例如:,当(SP)=62H，(62H)=70H，(61H)=30H,执行下列指令：,POP DPH;(SP)DPH,(SP)-1SP,POP DPL;(SP)DPL,(SP)-1SP,结果：(DPTR)=7030H，(SP)=60H,8位地址和数据均由P0口输出，可选用其它任何输出口线来输出高于8位的地址（一般选用P2口输出高8位的地址）。,MOV后,“X”,表示单片机访问的是片外RAM存储器或I/O。,共两条，用于读程序存储器中的数据表格的指令，均采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式。,(1)MOVC A,A+PC,以PC作基址寄存器，A的内容作为无符号整数和PC中的内容（下一条指令的起始地址）相加后得到一个16位的地址该地址指出的程序存储单元的内容送到累加器A。,注意：PSEN,*,信号有效,。,例如:,(A)=30H,执行地址1000H处的指令,1000H:MOVC A,A+PC,本指令占用一个字节，执行结果将程序存储器中1031H的内容送入A。,优点：,不改变特殊功能寄存器及PC的状态，根据A的内容就可以取出表格中的常数。,缺点：,表格只能存放在该条查表指令后面的256个单元之内，表格的大小受到限制，且表格只能被一段程序所利用。,(2)MOVC A,A+DPTR,以DPTR作为基址寄存器，A的内容作为无符号数和DPTR的内容相加得到一个16位的地址，把由该地址指出的程序存储器单元的内容送到累加器A.,例如 (DPTR)=8100H (A)=40H 执行指令,MOVC A,A+DPTR,本指令的执行结果只和指针DPTR及累加器A的内容有关，与该指令存放的地址及常数表格存放的地址无关，,因此表格的大小和位置可以在64K程序存储器中任意安排,，一个表格可以为各个程序块公用。,两条指令是在MOV的后面加C，“C”是CODE的第一个字母，即代码的意思。,9字节交换指令,XCH A,Rn,XCH A,direct,XCH A,Ri,例如：,(A)=80H，(R7)=08H，(40H)=F0H,(R0)=30H，(30H)=OFH,执行下列指令：,XCH A,R7 ;(A)与(R7)互换,XCH A,40H ;(A)与(40H)互换,XCH A,R0 ;(A)与(R0)互换,结果：(A)=0FH,(R7)=80H,(40H)=08H,(30H)=F0H,10半字节交换指令,XCHD A,Ri,累加器的低4位与内部RAM低4位交换。例如：,(R0)=60H,(60H)=3EH,(A)=59H,执行完 XCHD A,RO 指令,则(A)=5EH,(60H)=39H。,3.4.2 算术操作类指令,单字节的加、减、乘、除法指令，都是针对8位二进制无符号数。,执行的结果对Cy、Ac、OV 三种标志位有影响。,但增1和减1指令不影响上述标志。,1加法指令,共有4条加法运算指令：,ADD A,Rn ;(A)+(Rn)A，n=07,ADD A,direct ;(A)+(direct)A,ADD A,Ri ;(A)+(Ri)A,i=0,1,ADD A,#data ;(A)+#dataA,一个加数总是来自累加器A，而另一个加数可由不同的寻址方式得到。结果总是放在A中。,使用加法指令时，,要注意累加器A中的运算结果对各个标志位的影响：,（1）如果位7有进位，则置“1”进位标志Cy，否则清“0”Cy,（2）如果位3有进位，置“1”辅助进位标志Ac，否则清“0”Ac（Ac为PSW寄存器中的一位）,（3）,如果位6有进位，而位7没有进位，或者位7有进位，而位6没有，则溢出标志位OV置“1”，否则清“0”OV。,溢出标志位OV的状态，只有在带符号数加法运算时才有意义。当两个带符号数相加时，OV=1，表示加法运算超出了累加器A所能表示的带符号数的有效范围,例(A)=53H，(R0)=FCH，执行指令,ADD A,R0,结果为:(A)=4FH，Cy=1，Ac=0，OV=0，P=1,注意：上面的运算中，由于位6和位7同时有进位，所以标志位OV=0。,例,(A)=85H,(R0)=20H,（20H）=AFH，执行指令：,ADD A,R0,结果为:（A）=34H，Cy=1，Ac=1，OV=1，P=1,注意：由于位7有进位，而位6无进位，所以标志位OV=1,2带进位加法指令,标志位Cy参加运算，因此是三个数相加。共4条：,ADDCA,Rn;(A)+(Rn)+CA，n=07 ADDCA,direct;(A)+(direct)+CA ADDCA,Ri ;(A)+(Ri)+CA，i=0,1,ADDCA,#data;(A)+#data+CA,例：,（A）=85H,（20H）=FFH,Cy=1，执行指令：,ADDC A,20H,结果为:（A）=85H，Cy=1，Ac=1，OV=0，P=1（A中1 的位数为奇数）,4十进制调整指令,用于对BCD码十进制数加法运算结果的内容修正。,指令格式：DA A,两个BCD码按二进制相加之后，必须经本指令的调整 才能得到正确的压缩BCD码的和数。,二进制数的加法运算原则并不能适用于十进制数的加法运算，有时会产生错误结果。例如：,（a）3+6=9 0011+0101=1001 运算结果正确,（b）7+8=15 0111+1000=1111 运算结果不正确,（c）9+8=17 1001+1000=00001 C=1 结果不正确,二进制数加法指令不能完全适用于BCD码十进制数的加法运算，,对结果作有条件的修正 十进制调整,出错原因和调整方法：,BCD码只用了了其中的10个，6个没用到的编码。,（1010，1011，1100，1101，1110，1111）为,无效码,凡结果进入或者跳过无效码编码区时，其结果就是错误的,。,调整的方法是把结果加6调整,，即所谓十进制调整修正。,修正方法应是：,（a）累加器低4位大于9或辅助进位位Ac=1，则进行低4位加6修正。,（b）累加器高4位大于9或进位位Cy=1，则进行高4位加6修正。,（c）加器高4位为9，低4位大于9，则高4位和低4位分别加6修正。,具体是通过执行指令：DA A 来自动实现的,。,例,（A）=56H,（R5）=67H，把它们看作为两个压缩的BCD数，进行BCD数的加法。执行指令：,ADD A,R5,DA A,由于高、低4位分别大于9，所以要分别加6进行十进制调整对结果进行修正。,结果为：（A）=23H，Cy=1,可见，56+67=123，结果是正确的。,5带借位的减法指令,4条指令：,SUBB A,Rn ;（A）-（Rn）-CyA，n=07,SUBB A,direct;（A）-（direct）-CyA,SUBB A,Ri;（A）-（(Ri)）-CyA,i=0,1,SUBB A,#data ;（A）-#data-CyA,从累加器A中的内容减去指定的变量和进位标志Cy的值，结果存在累加器A中。,如果位7需借位则置“1”Cy，否则清“0”Cy；,如果位3需借位则置“1”Ac，否则清“0”Ac；,如果位6需借位而位7不需要借位，或者位7需借位，位6不需借位，则置“1”溢出标志位OV，否则清“0”OV。,例,（A）=C9H,（R2）=54H,Cy=1，执行指令:,SUBB A,R2,结果：（A）=74H,Cy=0,Ac=0,OV=1（位6向位7借位）,6减1指令,4条指令：,DEC A；(A)-1A,DEC Rn ；(Rn)-1Rn，n=07,DEC direct；(direct)-1direct,DEC Ri；(Ri)-1（Ri），i=0,1,减1指令不影响标志位。,7乘法指令,MUL AB ；ABBA,如果积大于255，则置“1”溢出标志位OV,8除法指令,DIV AB ；A/BA（商），余数B,如果B的内容为“0”（即除数为“0”），则存放结果的A、B中的内容不定，并置“1”溢出标志位OV。,3.4.3 逻辑运算指令,1.简单逻辑操作指令,(1)CLR A,功能是累加器,A清“0”,。不影响Cy、Ac、OV等标志。,(2)CPL A,功能是将累加器A的内容,按位逻辑取反,，不影响标志,。,2左环移指令,RL A,功能是累加器A的8位向左循环移位，位7循环移入位0，不影响标志。,3带进位左环移指令,RLC A,功能是将累加器A的内容和进位标志位Cy一起向左环移一位，Acc.7移入进位位Cy，Cy移入Acc.0，不影响其它标志。,4右环移指令,RR A,功能是累加器A的内容向右环移一位，Acc.0移入Acc.7，不影响其它标志。,5带进位环移指令,RRC A,这条指令的功能是累加器A的内容和进位标志Cy一起向右环移一位，Acc.0进入Cy，Cy移入Acc.7。,6累加器半字节交换指令,SWAP A,将累加器A的高半字节（Acc.7Acc.4）和低半字节（Acc.3Acc.0）互换。,例,（A）=0C5H，执行指令：,SWAP A,结果：（A）=5CH,7逻辑与指令,ANL A,Rn ;（A）（Rn）A，n=07,ANL A,direct;（A）（direct）A,ANL A,#data ;（A）#dataA,ANL A,Ri ;（A）(（Ri）)A，i=01,ANL direct,A;（direct）(A)direct,ANL direct,#data,;（direct）#datadirect,例,（A）=07H,（R0）=0FDH,执行指令：,ANL A,R0,结果：（A）=05H,9逻辑异或指令,XRL A,Rn ；(A)(Rn)A,XRL A,direct ；(A)（direct）A,XRL A,Ri,；(A)(（Ri）)A,i=0,1,XRL A,#data ；(A)#dataA,XRL direct,A,；（direct）（A）direct,XRL direct,#data,；（direct）#data direct,例 （A）=90H,（R3）=73H 执行指令：,XRL A,R3,结果：（A）=E3H,课堂作业,课后作业,P53-1,