单片机的指令

接着上一课的数据传递类指令 这一课继续讲解其他的数据类指令 提示 下面的内容我们下册

中才会用到 这里只是为了把数据传递类指令讲完 才提前把它们讲一下 您不知道也没关系

一 数据传递类指令

6 累加器 A 与片外 RAM 之间的数据传递类指令

什么是片外 RAM即片外数据存储器呢 单片机不是有内部 RAM 吗 为什么还要片外 RAM 呢

难道单片机的内部 RAM 还不够用吗 的确如此 当单片机的内部 RAM 不够时 我们就要扩充 RAM 空间

那么单片机能扩充多少的外部 RAM 空间呢 89C51 单片机的片外 RAM 可以扩展到 64K 即从 0000H-FFFFH

那么它是怎样和累加器 A 进行数据传递的 随便说一下 与外部 RAM 进行数据传递必须通过累加器 A

它们之间的传递指令共有以下四条

1 MOVX A @Ri

2 MOVX @Ri A

3 MOVX A @DPTR

4 MOVX @DPTR A

指令说明

A 在 51 系列单片机中 所有要送入或读出外部 RAM 的数据必须先送到 A 中去 由此我们可以看 出内外部 RAM 的区别 内部 RAM 间可以直接进行数据的传递 而外部 RAM 则不行 比如 要将外部 RAM

中某一单元假设为 100H 单元的数据送入另一个单元假设为 200H 单元就必须先将 100H 单元中 的内容读入 A 中 然后再送到 200H 单元中去 在这里有一个问题 CPU 是如何区分内 外部 RAM 的

大家看这里的四条指令 其操作码都是 MOVX 而内部 RAM 的操作码则是 MOV CPU 就是根据不同的指令 来自动区分读写内 外部 RAM 的

B 要读出或写入外部的 RAM 当然还必须知道外部 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 位的工作寄存器 所以只能提供低 8

位的地址 所以不同的应用场合就要使用不同的读写指令

C 使用时应当首先将要读出或写入的地址送入 DPTR 或 Ri 中 然后再用读写指令

举例说明 将外部 RAM 中 100H 单元中的内容送入外部 RAM 中 200H 单元中

MOV DPTR #100H MOVX A @DPTR MOV DPTR,#200H MOVX @DPTR,A

7 累加器 A 与片外 ROM 之间的数据传递类指令

MOVC A A+@DPTR

前一小节讲了累加器 A 与外部 RAM 之间的数据传递类指令 接下来再来讲讲片外 ROM 与累加器 A

之间的数据传递类指令 在讲解之前 先来了解一下内部 ROM 和外部 ROM 的组成 89C51 的内部有 4K

的 FLASH ROM 空间 其地址为 000H-FFFH 片外可以扩展到 64KOOOOH-FFFFH在这 64K 的 ROM 空间

中 有 4K 字节的地址是片内和片外公用的即 000H-FFFH而 1000H-FFFFH 的空间是片外 ROM 专用的

讲到这里大家就会问 既然有 4K 的地址是公用的 那么 CPU 是如何区分的呢 不知大家是否还记得

在第二讲单片机的硬件电路中 有一个引脚 EA即 31 脚当 EA=1 CPU 从片内 ROM 的 4K 字节中取指

令 如果地址超过了 4KFFFH单片机就自动转向片外 ROM 取指令 大家注意 这个过程是自动完 成的 不需要人工干预 而当 EA=0 时 CPU 只从片外 ROM 取指令 所以在实际的应用中 如果只使用

内部 ROM 一般总是把 EA 脚接电源 我们的实验板就是这么做的

讲到这里 细心的朋友还会有一个问题当使用外部 ROM 和外部 RAM 时 它们的寻址范围都是

第十三课 单片机的指令 三

 

算术 逻辑运算类指令也是单片机中极为重要的指令系统 在很多教科书中都把它们归为一类

实际上它们还是有区别的 为了让大家便于记忆 这里把它们分了开来 在 51 单片机中 算术运算类 指令有 24 条 逻辑运算类指令有 25 条 这一课我们先来讲解算术运算类指令 下面我们分别加以讲解

一 算术运算类指令

1 不带进位的加法指令

 

指令说明 这些指令的意思就是把后面的值与 A 中的值相加 结果送到 A 中去

 

 

执行结果 A=40H

2 带进位的加法指令

 

 

 

 

指令说明 这些指令的作用都是将 A 中的值和其后面的值相加 并且加上进位位 CY 中的值 为 什么要这样做呢 我们知道 51 单片机是一种 8 位单片机 所以只能做 8 位的数学运算 也就是说最大 运算的范围只能是 0-255 这在实际工作中肯定是不够的 因此就要进行扩展 怎么扩展 就是将 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能达到 0-65535 如何合并

呢 其实很简单 让我们看一个十进制数的加法例子 66+78 这两个数相加 我们根本不会在意它的 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围0-9在做低位时产生了进位 我们通 常的办法是在适当的位置点一下 然后在做高位加法时将这一点加进去 其实计算机中做 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

CY 在 PSW 中 我们前面已经讲过 在进行高位加法时将这个 CY 加进去 例如做 2 个 16 进制数相加

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 则进到

了 PSW 中的 CY 位去了 换言之 CY 位就相当于是 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

 

 

 

 

指令说明 没有不带借位的减法指令 如果需要做不带借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

1MUL AB

 

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指令说明 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 PSW 的 0V 位置 1 溢出否则 OV 为 0而 CY 位总是为 0

例 A=4EH B=5DH

MUL AB

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

1DIV ABA/B

指令说明 此指令的功能是将 A 中的 8 位无符号数除以 B 中的 8 位无符号数什么是无符号数

简单的说就是没有负数的数 也就是整数 比如 1 2 3 1.2,4.5 等等这样的数除法一般会出现小

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 位和 OV 位都是 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

 

 

 

 

 

指令说明 从结果上看 INC A 和 ADD A #1 差不多 但 INC A 是单字节单周期指令 而 ADD A

#1 则是双字节双周期指令 而且 INC A 不会影响 PSW 位 如A=0FFH INC A 后A=00H 而 CY

依然保持不变 如果是 ADD A #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

 

指令说明 既然加 1 指令可以用于计数 定时 地址等加 1 那么有加也必然有减 所以减 1 指 令的功能与加 1 指令类似 这里就不多说了

8 十进制加法调整指令

DA A 这是一条对十进制加法进行调整的指令 等下册用到时再介绍

另外需要了解的是 在算术运算类指令中 除了加 1 和减 1 指令外 其他的算术运算类指令都要 把结果放到累加器 A 中 这与数据传递类指令有所不同

二 逻辑运算类指令

什么是逻辑运算 相信大家不会陌生 在数字电路中我们学过 与门或门非门 等 在 单片机中也有类似的运算 那么它们是如何分类的呢 接下来我们就来一一讲解 先来看对累加器 A

的逻辑运算指令

1 对累加器 A 的逻辑运算指令

1CLR A

指令说明 累加器 A 清零 效果同 MOV A #00H 是一样的 只不过它是单周期指令 而 MOV A

#00H 是双周期指令

2CPL A

 

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指令说明 将累加器 A 逐位取反 相当于数字电路的 非 逻辑 例如 A=12H CPL A 12H

化为二进制是 00010010 逻辑取反后为 11101101 即 A=EDH

(3) RL A

指令说明 将累加器 A 的值逻辑左移 例如 A=12H RL A 化为二进制为 00010010 逐位左移 后为 0010100 即 24H 这里把第 7 位移到了第 0 第 0 位移到了第 1 位 第 1 位移到了第 2 位 其余 的依次类推

4RLC A

指令说明 加上进位位 CY 并逻辑左移 例如 CY=1 A=12H RLC A 加上进位位 CY 后 1 00010010

逻辑左移变为 0 00100101即 CY=0 A=25H

5RR A

指令说明 将累加器 A 中的值逻辑右移 同 RL A 类似

6RRC A

指令说明 加上进位位 CY 并逻辑右移 同 RLC A 类似

7SWAP A

指令说明 将 A 中的值的高 低 4 位进行交换 例如 A=39H SWAP A 之后 A 中的值就是

93H 怎么正好是这么前后交换呢 因为这是一个十六进制数 每 1 个十六进位数代表 4 个二进制数

注意 如果是这样的 A=39D 后面没加 H 执行 SWAP A 之后 可不是A=93 要将它化成二 进制数再算 39D 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 113D

2 两个寄存器之间的逻辑运算指令

上面的指令都是针对累加器 A 的逻辑运算指令 也就是说对一个寄存器的逻辑运算 那么如果两 个寄存器之间的逻辑运算又是怎么样的呢 接着往下看

A 与 Rn 中的值按位 与' 结果送入 A 中

A 与 direct 中的值按位 与' 结果送入 A 中

A 与间址寻址单元@Ri 中的值按位 与' 结果送入 A 中

A 与立即数 data 按位 与' 结果送入 A 中

direct 中值与 A 中的值按位 与' 结果送入 direct 中

direct 中的值与立即数 data 按位 与' 结果送入 direct 中

指令说明 什么是逻辑 与 数字电路中我们已经学过 就是 F=A*B 简记为 全 1 出 1 有 0

出 0 如果忘了 没关系 找本书再看一下 这里就不详细的阐述了

例如 71H 和 56H 相 与将两数写成二进制形式 71H 01110001 和56H 00100110 逐 位相 与 结果 就是 00100000 即 20H 从上面的例子可以看出 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是不是符合逻辑 与 的结果

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

逐位相 或即有 1 出 1 全 0 出 0 例 71H 和 56H 相 或 结果就是 77H 而 异或 则是逐位 异

或即相同出 0 相异出 1 仍旧 71H 和 56H 相 异或结果是 57H 两个寄存器之间的逻辑 或

以及逻辑 异或 的指令如下

A 与 Rn 中的值按位 或' 结果送入 A 中

A 与 direct 中的值按位 或' 结果送入 A 中

A 与间址寻址单元@Ri 中的值按位 或' 结果送入 A 中

A 与立即数 data 按位 或' 结果送入 A 中

direct 中值与 A 中的值按位 或' 结果送入 direct 中

ORL direct,#data direct 中的值与立即数 data 按位 或' 结果送入 direct 中

A 与 Rn 中的值按位 异或' 结果送入 A 中

A 与 direct 中的值按位 异或' 结果送入 A 中

 

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XRL A,@Ri A 与间址寻址单元@Ri 中的值按位 异或' 结果送入 A 中

XRL A,#data A 与立即数 data 按位 异或' 结果送入 A 中

XRL direct,A direct 中值与 A 中的值按位 异或' 结果送入 direct 中

XRL direct,#data direct 中的值与立即数 data 按位 异或' 结果送 direct 中

连续好几节课将讲了许多的基本知识 大家是不是又觉得有些枯燥和无聊了 别急,接下来让 我们轻松一下 做一个实验来证明一下几节课所学的内容

三 LED 灯流动的实验 这是很经典的哦

1 实验程序

ORG
0000H
;

LJMP
START
;

ORG 30H ;

START:MOV SP,#5FH ; MOV A,#80H ; LOOP:MOV P1,A ; RL A ; LCALL DELAY ; LJMP LOOP ; DELAY:MOV R7,#255 ; D1:MOV R6,#255 ;

D2:NOP NOP NOP

NOP

DJNZ
R6,D2
;

DJNZ
R7,D1
;

RET

;

END

好久没做实验了 大家还记得实验的步骤吗 调试 编译 下载 看到了什么 有一个暗点在

流动 想象一下 如果我们把 P1.0-1.7 的 LED 换成 8 只可控硅来控制霓虹灯 是不是就有点实用价值

了

2 程序分析

前面的 ORG 0000H LJMP START ORG 30H 我们都讲过了 从 START 开始 MOV SP #5FH 这 叫初始化堆栈 在本程序中有无此句无关紧要 不过我们慢慢开始接触正规的编程 我也就慢慢地给大 家培养习惯吧 MOV A #80H 将 80H 这个数送到 A 中去 干什么呢 不知道 往下看 MOV P1 A

将 A 中的值送到 P1 端口去 此时 A 中的值是 80H 所以送出去的也就是 80H 因此 P1 口的值是 80H

也就是二进制 10000000 对应 P1.7-P1.0 这 8 位 我们应当知道 此时 P1.7 接的 LED8 是不亮的 而其 它的 LED 都是亮的 所以就形成了一个 暗点继续往下看 RL A 将 A 中的值进行左移 算一下

移之后的结果是什么 对了 是 01H 也就是二进制 00000001 这样 应当是接在 P1.0 上的 LED1 不亮

了 而其它的都亮了 从现象上看就是 暗点 移到了后面 然后是调用延时程序 这里有一条指令

NOP 它是空操作指令 也就是什么都不做 用于短暂的延时 其他的指令我们很熟悉了 就是让这个

暗点 暗一会儿 然后又跳转到 LOOP 处LJMP LOOP请大家计算一下 下面该哪个灯不亮了

对了 应当是接在 P1.1 上灯不亮了 这样依次不断的循环 就形成了 暗点流动 的现象

3 提几个要求继续实验

1如何实现亮点流动

2如何改变流动的方向