数据传递类指令
以累加器为目的操作数的指令
mov a,rn
mov a,direct
mov a,@ri
mov a,#data
第一条指令中,rn代表的是r0-r7。第二条指令中,direct就是指的直接地址,而第三条指令中,就是我们刚才讲过的。第四条指令是将立即数data送到a中。
下面我们通过一些例子加以说明:
mov a,r1 ;将工作寄存器r1中的值送入a,r1中的值保持不变。
mov a,30h ;将内存30h单元中的值送入a,30h单元中的值保持不变。
mov a,@r1 ;先看r1中是什么值,把这个值作为地址,并将这个地址单元中的值送入a中。如执行命令前r1中的值为20h,则是将20h单元中的值送入a中。
mov a,#34h ;将立即数34h送入a中,执行完本条指令后,a中的值是34h。
以寄存器rn为目的操作的指令
mov rn,a
mov rn,direct
mov rn,#data
这组指令功能是把源地址单元中的内容送入工作寄存器,源操作数不变。
以直接地址为目的操作数的指令
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
以间接地址为目的操作数的指令
mov @ri,a 例:mov @r0,a
mov @ri,direct mov @r1,20h
mov @ri,#data mov @r0,#34h
十六位数的传递指令
mov dptr,#data16
8051是一种8位机,这是唯一的一条16位立即数传递指令,其功能是将一个16位的立即数送入dptr中去。其中高8位送入dph(083h),低8位送入dpl(082h)。例:mov dptr,#1234h,则执行完了之后dph中的值为12h,dpl中的值为34h。反之,如果我们分别向dph,dpl送数,则结果也一样。如有下面两条指令:mov dph,#35h,mov dpl,#12h。则就相当于执行了mov dptr,#3512h。
累加器a与片外ram之间的数据传递类指令
movx a,@ri
movx @ri,a
movx #9; a,@dptr
movx @dptr,a
说明:
1)在51中,与外部存储器ram打交道的只可以是a累加器。所有需要送入外部ram的数据必需要通过a送去,而所有要读入的外部ram中的数据也必需通过a读入。在此我们可以看出内外部ram的区别了,内部ram间可以直接进行数据的传递,而外部则不行,比如,要将外部ram中某一单元(设为0100h单元的数据)送入另一个单元(设为0200h单元),也必须先将0100h单元中的内容读入a,然后再送到0200h单元中去。
2)要读或写外部的ram,当然也必须要知道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位的寄存器,所以只提供低8位地址。因为有时扩展的外部ram的数量比较少,少于或等于256个,就只需要提供8位地址就够了。
3)使用时应当首先将要读或写的地址送入dptr或ri中,然后再用读写命令。
例:将外部ram中100h单元中的内容送入外部ram中200h单元中。
mov dptr,#0100h
movx a,@dptr
mov dptr,#0200h
movx @dptr,a
程序存储器向累加器a传送指令
movc a,@a+dptr
本指令是将rom中的数送入a中。本指令也被称为查表指令,常用此指令来查一个已做好在rom中的表格(类似c语言中的指针)
说明:
此条指令引出一个新的寻址方法:变址寻址。本指令是要在rom的一个地址单元中找出数据,显然必须知道这个单元的地址,这个单元的地址是这样确定的:在执行本指令立脚点dptr中有一个数,a中有一个数,执行指令时,将a和dptr中的数加起为,就成为要查找的单元的地址。
1)查找到的结果被放在a中,因此,本条指令执行前后,a中的值不一定相同。
例:有一个数在r0中,要求用查表的方法确定它的平方值(此数的取值范围是0-5)
mov dptr,#table
mov a,r0
movc a,@a+dptr
table: db 0,1,4,9,16,25
设r0中的值为2,送入a中,而dptr中的值则为table,则最终确定的rom单元的地址就是table+2,也就是到这个单元中去取数,取到的是4,显然它正是2的平方。其它数据也可以类推。
标号的真实含义:从这个地方也可以看到另一个问题,我们使用了标号来替代具体的单元地址。事实上,标号的真实含义就是地址数值。在这里它代表了,0,1,4,9,16,25这几个数据在rom中存放的起点位置。而在以前我们学过的如lcall delay指令中,delay 则代表了以delay为标号的那段程序在rom中存放的起始地址。事实上,cpu正是通过这个地址才找到这段程序的。
可以通过以下的例子再来看一看标号的含义:
mov dptr,#100h
mov a,r0
movc a,@a+dptr
org 0100h.
db 0,1,4,9,16,25
如果r0中的值为2,则最终地址为100h+2为102h,到102h单元中找到的是4。这个可以看懂了吧?
那为什么不这样写程序,要用标号呢?不是增加疑惑吗?
答:如果这样写程序的话,在写程序时,我们就必须确定这张表格在rom中的具体的位置,如果写完程序后,又想在这段程序前插入一段程序,那么这张表格的位置就又要变了,要改org 100h这句话了,我们是经常需要修改程序的,那多麻烦,所以就用标号来替代,只要一编译程序,位置就自动发生变化,我们把这个麻烦事交给计算机��指pc机去做了。
堆栈操作
push direct
pop #9; direct
第一条指令称之为推入,就是将direct中的内容送入堆栈中,第二条指令称之为弹出,就是将堆栈中的内容送回到direct中。推入指令的执行过程是,首先将sp中的值加1,然后把sp中的值当作地址,将direct中的值送进以sp中的值为地址的ram单元中。例:
mov sp,#5fh
mov a,#100
mov b,#20
push acc
push b
则执行第一条push acc指令是这样的:将sp中的值加1,即变为60h,然后将a中的值送到60h单元中,因此执行完本条指令后, 内存60h单元的值就是100,同样,执行push b时,是将sp+1,即变为61h,然后将b中的值送入到61h单元中,即执行完本条指令后,61h单元中的值变为20。
pop指令的执行是这样的,首先将sp中的值作为地址,并将此地址中的数送到pop指令后面的那个direct中,然后sp减1。
接上例:
pop b
pop acc
则执行过程是:将sp中的值(现在是61h)作为地址,取61h单元中的数值(现在是20),送到b中,所以执行完本条指令后b中的值是20,然后将sp减1,因此本条指令执行完后,sp的值变为60h,然后执行pop acc,将sp中的值(60h)作为地址,从该地址中取数(现在是100),并送到acc中,所以执行完本条指令后,acc中的值是100。
这有什么意义呢?acc中的值本来就是100,b中的值本来就是20,是的,在本例中,的确没有意义,但在实际工作中,则在push b后往往要执行其他指令,而且这些指令会把a中的值,b中的值改掉,所以在程序的结束,如果我们要把a和b中的值恢复原值,那么这些指令就有意义了。
还有一个问题,如果我不用堆栈,比如说在push acc指令处用mov 60h,a,在push b处用指令mov 61h,b,然后用mov a,60h,mov b,61h来替代两条pop指令,不是也一样吗?是的,从结果上看是一样的,但是从过程看是不一样的,push和pop指令都是单字节,单周期指令,而mov指令则是双字节,双周期指令。更何况,堆栈的作用不止于此,所以一般的计算机上都设有堆栈,而我们在编写子程序,需要保存数据时,通常也不采用后面的方法,而是用堆栈的方法来实现。
例:写出以下程序的运行结果
mov 30h,#12
mov 31h,#23
push 30h
push 31h
pop 30h
pop 31h
结果是30h中的值变为23,而31h中的值则变为12。也就两者进行了数据交换。从这个例子可以看出:使用堆栈时,入栈的书写顺序和出栈的书写顺序必须相反,才能保证数据被送回原位,否则就要出错了。
算术运算类指令
1) 加法
a) 不带进位加法
影响程序状态字标志位psw中的cy(cy是进位标志位,即和的d7为有进位时(cy)=1,否则,(cy)= 0)、ac(ac为辅助进位标志位,当d3为有进位时为1,否则为0)、ov(和的d7和d6为只有一个进位时为1,否则为0)和p(当累加器acc中的1为奇数时为1,否则为0)
例如:(a)= 84h,(30h)= 8dh,执行指令 add a,30h 结果a=11h
b) 带进位加法
影响的程序状态字标志位与不带进位的加法相同。表达形式为addca,rn
c) 增一
例如:inc aa的数值自加一
d) 十进制调整
当累加器a中的低4位数出现了非bcd码或第四位产生进位时,应在第四位加六调整,以产生第四位正确的bcd码结果。
当累加器a中的高4位数出现了非bcd码或第四位产生进位时,应在第四位加六调整,以产生第四位正确的bcd码结果。
例如:(a)= 0101 0110b (r2)= 0110 0111b
add a,r2 da a 结果为123
2) 减法
a) 带错位减法
要是想实现不带错位减法只需要在每次执行带错位减法之前给cy清零即可。
例如:(a)= c9h,(r2)= 54h,cy = 1。执行 subb a,r2之后结果为a-cy-r2。
b) 减一
例如:dec a a自减一。
3) 乘法
乘法运算之后第八位放在累加器a中,高八位放在寄存器中。
例如:(a)= 50h,(b)= a0h。执行指令 mul ab后(a)= 00h,(b)= 32h
4) 除法
该指令的功能是将累加器a中的无符号8位二进制数除以b中的无符号8位二进制数,商的整数部分放在累加器a中,余数部分放在寄存器b中。
例如:(a)= fbh,(b)= 12h,执行指令 div ab后,(a) = 0dh,b = 11h。
3、 逻辑运算和循环类指令
1、 逻辑与anl:例如:(a)= c3h,(r0)= aah,执行指令 anl a,r0后,(a)= 82h。
2、 逻辑或orl例如:(a)= c3h,(r0)= 55h,执行指令 org a ,r0后,(a)= d7h。
3、 逻辑异或xrl:例如:(a)= c3h,(r0)= aah,执行指令 xrl a,r0后(a)= 69h。
4、 累加器清0:例如:执行指令clr a,那么无论累加器a之前是什么值,执行这条指令后都为0。
5、 累加器取反:例如:cpl a 那么累加器a = a非。
6、 循环移位:rr循环右移;rl循环左移;有时候循环移位可以很方便的把原来的数据乘以2。
4、控制转移类指令
a) 无条件转移指令
1. 短跳转指令:ajpm addr11;程序跳转到addr11指示的地址处。
2. 长跳转指令:ljpm addr16;程序跳转到addr16指示的地址处。
3. 相对跳转指令:sjmp rel; 程序跳转到rel相对地址处。
4. 散转移跳转指令:jmp @a+dptr;程序跳转到变址指出的地址处。
b) 条件转移指令
1. 判0跳转指令:jz rel; a为0,程序跳转到rel的相对地址出;
jnz rel; a不为0,程序跳转到rel的相对地址出;
2. 比较不等跳转指令:例如:cjne a,#data; a的内容与data的内容不等则跳转。
3. 减一不为0跳转指令:例如:djnz rn;rn内容减一不为零则跳转。
4. 子程序跳转:acall addr11;调用addr11 处理子程序;
lcall addr16;调用addr16处理子程序;
5. 返回:ret:子程序返回; reti:中断返回
6. nop:空操作,耗时一个机器周期。
5、位操作指令
mcs-51单片机的硬件结构中,有一个位处理器(又称布尔处理器),它有一套位变量处理的指令集。在进行位处理时,cy(就是我们前面讲的进位位)称“位累加器”。有自已的位ram,也就是我们刚讲的内部ram的20h-2fh这16个字节单元即128个位单元,还有自已的位i/o空间(即p0.0…。.p0.7,p1.0…….p1.7,p2.0……。.p2.7,p3.0……。.p3.7)。当然在物理实体上它们与原来的以字节寻址用的ram,及端口是完全相同的,或者说这些ram及端口都可以有两种用法。
首先,我们想要处理位操作,那么,我们必须知道两个关键字;1、bit代表一个位。2、c相当于a不过只能代表一个bit。
a) 位传送:其实和mov的普通用法没有什么区别,只是每次只传送一个bit。例如:c=1、(p3)= 1100 0101b、(p1)= 0011 0101b。执行一下指令:
mov p1.3,c
mov c,p3.3
mov p1.2,c
结果为:c=0,p3内容不变,p1的内容变为0011001b。
b) 位状态子设置:
1、位清零:clr c或bit可以实现给累加器c和地址内容清零。
2、位置位:setb c或bit可以实现给累加器c和地址内容设置为1。
c) 位逻辑运算:
1、位逻辑“与”:anl c,bit 执行这条指令之后bit的值不发生改变,把与的结果送给累加器c。
2、为逻辑“或”:orl c,bit 执行这条指令之后bit的值不发生改变,把或的结果送给累加器c。
3、位取反:cpl c;
d) 位跳转指令(条件转移)
1、判断c:jc c为0跳转
jnc c为0不跳转
第一条指令的功能是如果cy等于1就转移,如果不等于1就顺序执行。那么转移到什么地方去呢?我们可以这样理解:jc 标号,如果等于1就转到标号处执行。这条指令我们在上节课中已讲到,不再重复。
第二条指令则和第一条指令相反,即如果cy=0就转移,不等于0就顺序执行,当然,我们也同样理解: jnc 标号
2、判断bit: jb bit 位为1跳转
jbc bit 位为1跳转,同时把bit清零
jnb bit 位不为1跳转
第一条指令是如果指定的bit位中的值是1,则转移,否则顺序执行。同样,我们可以这样理解这条指令:jb bit,标号
第二条指令请大家先自行分析
下面我们举个例子说明:
org 0000h
ljmp start
org 30h
start:mov sp,#5fh
mov p1,#0ffh
mov p3,#0ffh
l1: jnb p3.2,l2 ;p3.2上接有一只按键,它按下时,p3.2=0
jnb p3.3,l3 ;p3.3上接有一只按键,它按下时,p3.3=0
ljm p l1
l2: mov p1,#00h
ljmp l1
l3: mov p1,#0ffh
ljmp l1
end
把上面的例子写入片子,看看有什么现象………
按下接在p3.2上的按键,p1口的灯全亮了,松开或再按,灯并不熄灭,然后按下接在p3.3上的按键,灯就全灭了。这像什么?这不就是工业现场经常用到的“启动”、“停止”的功能吗?
怎么做到的呢?一开始,将0ffh送入p3口,这样,p3的所有引线都处于高电平,然后执行l1,如果p3.2是高电平(键没有按下),则顺序执行jnb p3.3,l3语句,同样,如果p3.3是高电平(键没有按下),则顺序执行ljmp l1语句。这样就不停地检测p3.2、p3.3,如果有一次p3.2上的按键按下去了,则转移到l2,执行mov p1,#00h,使灯全亮,然后又转去l1,再次循环,直到检测到p3.3为0,则转l3,执行mov p1,#0ffh,例灯全灭,再转去l1,如此循环不已。
改程序还可以用jb来写.
位寻址区
在8031中,有一部份ram和一部份sfr是具有位寻址功能的,也就是说这些ram的每一个位都有自已的地址,可以直接用这个地址来对此进行操作。
内部ram的20h-2fh这16个字节,就是8031的位寻址区。看图1。可见这里面的每一个ram中的每个位我们都可能直接用位地址来找到它们,而不必用字节地址,然后再用逻辑指令的方式。
可以位寻址的特殊功能寄存器
8031中有一些sfr是可以进行位寻址的,这些sfr的特点是其字节地址均可被8整除,如a累加器,b寄存器、psw、ip(中断优先级控制寄存器)、ie(中断允许控制寄存器)、scon(串行口控制寄存器)、tcon(定时器/计数器控制寄存器)、p0-p3(i/o端口锁存器)。以上的一些sfr我们还不熟,等我们讲解相关内容时再作详细解释。
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