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          從零開始51單片機(jī)教程——9:單片機(jī)尋址方式與指令系統(tǒng)

          作者: 時(shí)間:2012-02-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          什么是方式與指令系統(tǒng)

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

          一、概述

          1、指令的格式

          我們已知,要讓計(jì)算機(jī)做事,就得給計(jì)算機(jī)以指令,并且我們已知,計(jì)算機(jī)很“笨”,只能懂得數(shù)字,如前面我們寫進(jìn)機(jī)器的75H,90H,00H等等,所以指令的第一種格式就是機(jī)器碼格式,也說是數(shù)字的形式。但這種形式實(shí)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(jià),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(jì)算機(jī)和單片機(jī)只懂機(jī)器碼格式,所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼格式,這種轉(zhuǎn)換有兩種辦法:手工匯編和機(jī)器匯編。手工匯編實(shí)際上就是查表,因?yàn)檫@兩種格式純粹是格式不一樣,所以是一一對(duì)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(jì)算機(jī)軟件,用計(jì)算機(jī)軟件來替代手工查表,這就是機(jī)器匯編。

          二、單片機(jī)的

          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(duì)應(yīng)的位置中去,為什么要送數(shù)據(jù)呢?第一個(gè)因?yàn)樗腿氲臄?shù)能讓燈全滅掉,第二個(gè)是為了要實(shí)現(xiàn)延時(shí),從這里我們能看出來,在用單片機(jī)的編程語言編程時(shí),經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)的傳遞,事實(shí)上數(shù)據(jù)傳遞是單片機(jī)編程時(shí)的一項(xiàng)重要工作,一共有28條指令(單片機(jī)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(gè)詞MOV是命令動(dòng)詞,也就是決定做什么事情的,MOV是MOVE少寫了一個(gè)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(gè)“源”也就是你要送什么數(shù),必須要有一個(gè)“目的”,也就是你這個(gè)數(shù)要送到什么地方去,顯然在上面那條單片機(jī)指令中,要送的數(shù)(源)就是0FFH,而要送達(dá)的地方(目的地)就是P1這個(gè)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(gè)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(shí)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(jī)延時(shí)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(shí)程序延時(shí)的時(shí)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(shí)時(shí)間為0.13S燈滅,燈滅后延時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)候,這個(gè)數(shù)并不能直接給出,需要變化,這就引出了一個(gè)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。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(gè)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(gè)周期,而第二條則只需要1個(gè)周期,第一條指令變成最終的目標(biāo)碼要兩個(gè)字節(jié)(E5H 00H),而第二條則只要一個(gè)字節(jié)(E8h)就能了。

          這么斤斤計(jì)較!不就差了一個(gè)周期嗎,如果是12M的晶體震蕩器的話,也就1個(gè)微秒時(shí)間了,一個(gè)字節(jié)又能有多少?

          不對(duì),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(jī)做的是實(shí)時(shí)控制的事,所以必須如此“斤斤計(jì)較”。字節(jié)數(shù)同樣如此。

          再來提一個(gè)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(gè)問題,要求從30H單元開始,取20個(gè)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(gè)數(shù)呢?是31H單元的,怎么取呢?還是只能用MOV A,31H,那么20個(gè)數(shù),不是得20條指令才能寫完嗎?這里只有20個(gè)數(shù),如果要送200個(gè)或2000個(gè)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(huì)出現(xiàn)這樣的狀況?是因?yàn)槲覀冎粫?huì)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(gè)寄存器單元中,根據(jù)這個(gè)寄存器單元中的數(shù)值決定該到哪個(gè)單元中取數(shù)據(jù),比如,當(dāng)前這個(gè)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(gè)問題了。怎么個(gè)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(gè)數(shù)后,將這個(gè)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(duì)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(gè)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(gè)值作為地址,取這個(gè)地址單元的內(nèi)容送入A中,此時(shí),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(biāo)號(hào)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(shí)相當(dāng)于執(zhí)行了MOV A,31H(因?yàn)榇藭r(shí)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(shí)現(xiàn)了我們的要求:從30H單元開始將20個(gè)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)。



          關(guān)鍵詞: 單片機(jī) 尋址 指令集

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