單片機學習知識點全攻略（二）

導語：單片機對于初學者來說確實很難理解，不少學過單片機的同學或電子愛好者，甚至在畢業(yè)時仍舊是一無所獲。基于此，電子發(fā)燒友網(wǎng)將整合《單片機學習知識點全攻略》，共分為四個系列，以饗讀者，敬請期待！此系列對于業(yè)內(nèi)電子工程師也有收藏和參考價值。

本單片機系列關(guān)鍵知識點一覽：

系列二

　　8：單片機尋址方式與指令系統(tǒng)

　　9：單片機數(shù)據(jù)傳遞類指令

　　10：單片機數(shù)據(jù)傳送類指令

　　11：單片機算術(shù)運算指令

　　12：單片機邏輯運算類指令

　　13：單片機邏輯與或異或指令祥解

　　14：單片機條件轉(zhuǎn)移指令

8、單片機尋址方式與指令系統(tǒng)

　　通過前面的學習，我們已經(jīng)了解了單片機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并且也已經(jīng)知道，要控制單片機，讓它為我們干學，要用指令，我們已學了幾條指令，但很零散，從現(xiàn)在開始，我們將要系統(tǒng)地學習8051單片機的指令部份。

　　一、概述

　　1、指令的格式

　　我們已知，要讓計算機做事，就得給計算機以指令，并且我們已知，計算機很“笨”，只能懂得數(shù)字，如前面我們寫進機器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一種格式就是機器碼格式，也說是數(shù)字的形式。但這種形式實在是為難我們?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，只是形式不一樣而已。

　　2、匯編

　　我們寫指令使用匯編格式，而計算機和單片機只懂機器碼格式，所以要將我們寫的匯編格式的指令轉(zhuǎn)換為機器碼格式，這種轉(zhuǎn)換有兩種辦法：手工匯編和機器匯編。手工匯編實際上就是查表，因為這兩種格式純粹是格式不一樣，所以是一一對應的，查一張表格就行了。不過手工查表總是嫌麻煩，所以就有了計算機軟件，用計算機軟件來替代手工查表，這就是機器匯編。

　　二、單片機的尋址

　　讓我們先來復習一下我們學過的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH這些指令都是將一些數(shù)據(jù)送到對應的位置中去，為什么要送數(shù)據(jù)呢？第一個因為送入的數(shù)能讓燈全滅掉，第二個是為了要實現(xiàn)延時，從這里我們能看出來，在用單片機的編程語言編程時，經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)的傳遞，事實上數(shù)據(jù)傳遞是單片機編程時的一項重要工作，一共有28條指令（單片機共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，第一個詞MOV是命令動詞，也就是決定做什么事情的，MOV是MOVE少寫了一個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“源”也就是你要送什么數(shù)，必須要有一個“目的”，也就是你這個數(shù)要送到什么地方去，顯然在上面那條單片機指令中，要送的數(shù)（源）就是0FFH，而要送達的地方（目的地）就是P1這個寄存器。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延時程序例是這樣寫的：

　　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　 ?。唬ǎ叮?/p>

　　D1： MOV R6，#250 　?。唬ǎ罚?/p>

　　D2： DJNZ R6，D2 　　　；（８）

　　DJNZ R7，D1　　?。唬ǎ梗?/p>

　　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 　　?。唬ǎ担?/p>

　?。灰韵伦映绦?/p>

　　DELAY： MOV R7，30H　 ?。唬ǎ叮?/p>

　　D1： MOV R6，#250 　　；（７）

　　D2： DJNZ R6，D2 　　?。唬ǎ福?/p>

　　DJNZ R7，D1　　??；（９）

　　RET 　　　　　　　；（１０）

　　END 　　　　 　??；（１１）

　　這樣一來，我每次調(diào)用延時程序延時的時間都是相同的（大致都是0.13S），如果我提出這樣的要求：燈亮后延時時間為0.13S燈滅，燈滅后延時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)，很多時候，這個數(shù)并不能直接給出，需要變化，這就引出了一個概念：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尋址。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個周期，而第二條則只需要1個周期，第一條指令變成最終的目標碼要兩個字節(jié)（E5H 00H），而第二條則只要一個字節(jié)（E8h）就能了。

　　這么斤斤計較！不就差了一個周期嗎，如果是12M的晶體震蕩器的話，也就1個微秒時間了，一個字節(jié)又能有多少？

　　不對，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，單片機做的是實時控制的事，所以必須如此“斤斤計較”。字節(jié)數(shù)同樣如此。

　　再來提一個問題，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？

　　看這個問題，要求從30H單元開始，取20個數(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，那么下一個數(shù)呢？是31H單元的，怎么取呢？還是只能用MOV A，31H，那么20個數(shù)，不是得20條指令才能寫完嗎？這里只有20個數(shù)，如果要送200個或2000個數(shù)，那豈不要寫上200條或2000條命令？這未免太笨了吧。為什么會出現(xiàn)這樣的狀況？是因為我們只會把地址寫在指令中，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寄存器單元中，根據(jù)這個寄存器單元中的數(shù)值決定該到哪個單元中取數(shù)據(jù)，比如，當前這個寄存器中的值是30H，那么就到30H單元中去取，如果是31H就到31H單元中去取，就能解決這個問題了。怎么個解決法呢？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，比如取完一個數(shù)后，將這個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中的值應當是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，把這個值作為地址，取這個地址單元的內(nèi)容送入A中，此時，執(zhí)行這條指令的結(jié)果就相當于MOV A，30H。第四句，沒學過，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，學過，將R7中的值減1，看是否等于0，不等于0，則轉(zhuǎn)到標號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，此時相當于執(zhí)行了MOV A，31H（因為此時的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，就實現(xiàn)了我們的要求：從30H單元開始將20個數(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)。

9、單片機數(shù)據(jù)傳遞類指令

　　單片機數(shù)據(jù)傳遞類指令

　　（3）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，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，低8位送入DPL。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。則就相當于執(zhí)行了MOV DPTR，#3512H。

　　數(shù)據(jù)傳遞類指令綜合練習：

　　給出每條指令執(zhí)行后的結(jié)果

　　上機練習：

　　說明：用括號括起來代表內(nèi)容，如（23H）則代表內(nèi)部RAM23H單元中的值，（A）則代表累加器A單元中的值。

　　進入DOS狀態(tài)，進入WAVE所在的目錄，例D：WAVE

　　鍵入MCS51，出現(xiàn)如下畫面

《單片機數(shù)據(jù)傳遞指令》圖1

　　按File-》Open，出現(xiàn)對話框后，在Name處輸入一個文件名（見圖2），如果是下面列表中已存在的，則打開這個文件，如果不存在這個文件，則新建一個文件（見圖3）

圖2

　　在空白處將上面的程序輸入。見圖4。用ALT+A匯編通過。用F8即可單步執(zhí)行，在執(zhí)行過程中注意觀察屏幕左邊的工作寄存器及A累加器中的值的變化。