51单片机指令详解

转载凌烟慕鱼的作品
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.不带进位位的加法指令
add a,#data ;例:add a,#10h
add a,direct ;例:add a,10h
add a,rn ;例:add a,r7
add a,@ri ;例:add a,@r0
用途:将a中的值与其后面的值相加,最终结果否是回到a中。
例:
mov a,#30h
add a,#10h
则执行完本条指令后,a中的值为40h。
2.带进位位的加法指令
addc a,rn
addc a,direct
addc a,@ri
addc a,#data
用途:将a中的值和其后面的值相加,并且加上进位位c中的值。
说明:由于51单片机是一种8位机,所以只能做8位的数学运算,但8位运算的范围只有0-255,这在实际工作中是不够的,因此就要进行扩展,一般是将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可以达到0-65535。如何合并呢?其实很简单,让我们看一个10进制数的例子:
66+78。
这两个数相加,我们根本不在意这的过程,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置(0-9)。
在做低位时产生了进位,我们做的时候是在适当的位置点一下,然后在做高位加法是将这一点加进去。那么计算机中做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c,在psw中。在进行高位加法是将这个c加进去。例: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则到了psw中的cy位了,换言之,cy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
subb a,rn
subb a,direct
subb a,@ri
subb a,#data
设(每个h,(r2)=55h,cy=1,执行指令subb a,r2之后,a中的值为73h。
说明:没有不带借位的减法指令,如果需要做不带位的减法指令(在做第一次相减时),只要将cy清零即可。

4.乘法指令
mul ab
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,0v置1(溢出),否则ov为0,而cy总是0。
例:(a)=4eh,(b)=5dh,执行指令
mul ab后,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
div ab
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(a/b)。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还没接触到小数时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和ov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
inc a
inc rn
inc direct
inc @ri
inc dptr
用途很简单,就是将后面目标中的值加1。例:(a)=12h,(r0)=33h,(21h)=32h,(34h)=22h,dptr=1234h。执行下面的指令:
inc a (a)=13h
inc r2 (r0)=34h
inc 21h (21h)=33h
inc @r0 (34h)=23h
inc dptr 9; ( dptr)=1235h
结果如上所示。
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 #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
dec a
dec rn
dec direct
dec @ri
与加1指令类似,就不多说了。
逻辑运算类指令:
1. 对累加器a的逻辑操作:
clr a ;将a中的值清0,单周期单字节指令,与mov a,#00h效果相同。
cpl a ;将a中的值按位取反
rl a ;将a中的值逻辑左移
rlc a ;将a中的值加上进位位进行逻辑左移
rr a ;将a中的值进行逻辑右移
rrc a ;将a中的值加上进位位进行逻辑右移
swap a ;将a中的值高、低4位交换。
例:(a)=73h,则执行cpl a,这样进行:
73h化为二进制为01110011,
逐位取反即为 10001100,也就是8ch。
rl a是将(a)中的值的第7位送到第0位,第0位送1位,依次类推。
例:a中的值为68h,执行rl a。68h化为二进制为01101000,按上图进行移动。01101000化为11010000,即d0h。
rlc a,是将(a)中的值带上进位位(c)进行移位。
例:a中的值为68h,c中的值为1,则执行rlc a
1 01101000后,结果是0 11010001,也就是c进位位的值变成了0,而(a)则变成了d1h。
rr a和rrc a就不多谈了,请大家参考上面两个例子自行练习吧。
swap a,是将a中的值的高、低4位进行交换。
例:(a)=39h,则执行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16进制数,每1个16进位数字代表4个二进位。注意,如果是这样的:(a)=39,后面没h,执行swap a之后,可不是(a)=93。要将它化成二进制再算:39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113。
2.逻辑与指令
anl a,rn ;a与rn中的值按位’与’,结果送入a中
anl a,direct ;a与direct中的值按位’与’,结果送入a中
anl a,@ri ;a与间址寻址单元@ri中的值按位’与’,结果送入a中
anl a,#data ;a与立即数data按位’与’,结果送入a中
anl direct,a ;direct中值与a中的值按位’与’,结果送入direct中
anl direct,#data ;direct中的值与立即数data按位’与’,结果送入direct中。
这几条指令的关键是知道什么是逻辑与。这里的逻辑与是指按位与
例:71h和56h相与则将两数写成二进制形式:
(71h) 01110001
(56h) 00100110
结果 00100000 即20h,从上面的式子可以看出,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。
理解了逻辑与的运算规则,结果自然就出来了。看每条指令后面的注释
下面再举一些例子来看。
mov a,#45h ;(a)=45h
mov r1,#25h ;(r1)=25h
mov 25h,#79h ;(25h)=79h
anl a,@r1 ;45h与79h按位与,结果送入a中为 41h (a)=41h
anl 25h,#15h ;25h中的值(79h)与15h相与结果为(25h)=11h)
anl 25h,a ;25h中的值(11h)与a中的值(41h)相与,结果为(25h)=11h
在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。逻辑或是按位“或”,即有“1”为1,全“0”为0。例:
10011000
或 01100001
结果 11111001
而异或则是按位“异或”,相同为“0”,相异为“1”。例:
10011000
异或 01100001
结果 11111001
而所有的或指令,就是将与指令中的anl 换成orl,而异或指令则是将anl 换成xrl。
3…逻辑或指令:
orl a,rn ;a和rn中的值按位’或’,结果送入a中
orl a,direct ;a和与间址寻址单元@ri中的值按位’或’,结果送入a中
orl a,#data ;a和立direct中的值按位’或’,结果送入a中
orl a,@ri ;a和即数data按位’或’,结果送入a中
orl direct,a ;direct中值和a中的值按位’或’,结果送入direct中
orl direct,#data ;direct中的值和立即数data按位’或’,结果送入direct中。
4.逻辑异或指令:
xrl a,rn ;a和rn中的值按位’异或’,结果送入a中
xrl a,direct ;a和direct中的值按位’异或’,结果送入a中
xrl a,@ri ;a和间址寻址单元@ri中的值按位’异或’,结果送入a中
xrl a,#data ;a和立即数data按位’异或’,结果送入a中
xrl direct,a ;direct中值和a中的值按位’异或’,结果送入direct中
xrl direct,#data ;direct中的值和立即数data按位’异或’,结果送入direct中。
控制转移类指令
一、无条件转移类指令
1.短转移类指令
ajmp addr11
2.长转移类指令
ljmp addr16
3.相对转移指令
sjmp rel
上面的三条指令,如果要仔细分析的话,区别较大,但初学时,可不理会这么多,统统理解成:jmp标号,也就是跳转到一个标号处。事实上,ljmp标号,在前面的例程中我们已接触过,并且也知道如何来使用了。而ajmp和sjmp也是一样。那么他们的区别何在呢?在于跳转的范围不一样。好比跳远,ljmp一下就能跳64k这么远(当然近了更没关系了)。而ajmp最多只能跳2k距离,而sjmp则最多只能跳256这么远。原则上,所有用sjmp或ajmp的地方都可以用ljmp来替代。因此在初学时,需要跳转时可以全用ljmp,除了一个场合。什么场合呢?先了解一下ajmp,ajmp是一条双字节指令,也就说这条指令本身占用存储器(rom)的两个单元。而ljmp则是三字节指令,即这条指令占用存储器(rom)的三个单元。下面是第四条跳转指令。
二、间接转移指令
jmp @a+dptr
这条指令的用途也是跳转,转到什么地方去呢?这可不能由标号简单地决定了。让我们从一个实际的例子入手吧。
mov dptr,#tab ;将tab所代表的地址送入dptr
mov a,r0 ;从r0中取数(详见下面说明)
mov b,#2
mul a,b ;a中的值乘2(详见下面的说明)
jmp a,@a+dptr ;跳转
tab: ajmp s1 ;跳转表格
ajmp s2
ajmp s3
应用背景介绍:在单片机开发中,经常要用到键盘,见上面的9个按键的键盘。我们的要求是:当按下功能键a…………g时去完成不同的功能。这用程序设计的语言来表达的话,就是:按下不同的键去执行不同的程序段,以完成不同的功能。怎么样来实现呢?
前面的程序读入的是按键的值,如按下’a’键后获得的键值是0,按下’b’键后获得的值是’1’等等,然后根据不同的值进行跳转,如键值为0就转到s1执行,为1就转到s2执行。。。。如何来实现这一功能呢?
先从程序的下面看起,是若干个ajmp语句,这若干个ajmp语句最后在存储器中是这样存放的,也就是每个ajmp语句都占用了两个存储器的空间,并且是连续存放的。而ajmp s1存放的地址是tab,到底tab等于多少,我们不需要知道,把它留给汇编程序来算好了。
下面我们来看这段程序的执行过程:第一句mov dptr,#tab执行完了之后,dptr中的值就是tab,第二句是mov a,r0,我们假设r0是由按键处理程序获得的键值,比如按下a键,r0中的值是0,按下b键,r0中的值是1,以此类推,现在我们假设按下的是b键,则执行完第二条指令后,a中的值就是1。并且按我们的分析,按下b后应当执行s2这段程序,让我们来看一看是否是这样呢?第三条、第四条指令是将a中的值乘2,即执行完第4条指令后a中的值是2。下面就执行jmp @a+dptr了,现在dptr中的值是tab,而a+dptr后就是tab+2,因此,执行此句程序后,将会跳到tab+2这个地址继续执行。看一看在tab+2这个地址里面放的是什么?就是ajmp s2这条指令。因此,马上又执行ajmp s2指令,程序将跳到s2处往下执行,这与我们的要求相符合。
请大家自行分析按下键“a”、“c”、“d”……之后的情况。
这样我们用jmp @a+dptr就实现了按下一键跳到相应的程序段去执行的这样一个要求。再问大家一个问题,为什么取得键值后要乘2?如果例程下面的所有指令换成ljmp,即:
ljmp s1,ljmp s2……这段程序还能正确地执行吗?如果不能,应该怎么改?
三、条件转移指令:
条件转移指令是指在满足一定条件时进行相对转移。 1…判a内容是否为0转移指令
jz rel
jnz rel
第一指令的功能是:如果(a)=0,则转移,否则顺序执行(执行本指令的下一条指令)。转移到什么地方去呢?如果按照传统的方法,就要算偏移量,很麻烦,好在现在我们可以借助于机器汇编了。因此这第指令我们可以这样理解:jz 标号。即转移到标号处。下面举一例说明:
mov a,r0
jz l1
mov r1,#00h
ajmp l2
l1: mov r1,#0ffh
l2: sjmp l2
end
在执行上面这段程序前如果r0中的值是0的话,就转移到l1执行,因此最终的执行结果是r1中的值为0ffh。而如果r0中的值不等于0,则顺序执行,也就是执行 mov r1,#00h指令。最终的执行结果是r1中的值等于0。
第一条指令的功能清楚了,第二条当然就好理解了,如果a中的值不等于0,就转移。把上面的那个例子中的jz改成jnz试试吧,看看程序执行的结果是什么?
2.比较转移指令
cjne a,#data,rel
cjne a,direct,rel
cjne rn,#data,rel
cjne @ri,#data,rel
第一条指令的功能是将a中的值和立即数data比较,如果两者相等,就顺序执行(执行本指令的下一条指令),如果不相等,就转移,同样地,我们可以将rel理解成标号,即:cjne a,#data,标号。这样利用这条指令,我们就可以判断两数是否相等,这在很多场合是非常有用的。但有时还想得知两数比较之后哪个大,哪个小,本条指令也具有这样的功能,如果两数不相等,则cpu还会反映出哪个数大,哪个数小,这是用cy(进位位)来实现的。如果前面的数(a中的)大,则cy=0,否则cy=1,因此在程序转移后再次利用cy就可判断出a中的数比data大还是小了。
例:
mov a,r0
cjne a,#10h,l1
mov r1,#0ffh
ajmp l3
l1: jc l2
mov r1,#0aah
ajmp l3
l2: mov r1,#0ffh
l3: sjmp l3
上面的程序中有一条指令我们还没学过,即jc,这条指令的原型是jc rel,作用和上面的jz类似,但是它是判cy是0,还是1进行转移,如果cy=1,则转移到jc后面的标号处执行,如果cy=0则顺序执行(执行它的下面一条指令)。
分析一下上面的程序,如果(a)=10h,则顺序执行,即r1=0。如果(a)不等于10h,则转到l1处继续执行,在l1处,再次进行判断,如果(a)>10h,则cy=1,将顺序执行,即执行mov r1,#0aah指令,而如果(a)10h,则(r1)=0aah,如果(r0)<10h,则(r1)=0ffh。
弄懂了这条指令,其它的几条就类似了,第二条是把a当中的值和直接地址中的值比较,第三条则是将直接地址中的值和立即数比较,第四条是将间址寻址得到的数和立即数比较,这里就不详谈了,下面给出几个相应的例子。
cjne a,10h ;把a中的值和10h中的值比较(注意和上题的区别)
cjne 10h,#35h ;把10h中的值和35h中的值比较
cjne @r0,#35h ;把r0中的值作为地址,从此地址中取数并和35h比较
3.循环转移指令
djnz rn,rel
djnz direct,rel
第一条指令在前面的例子中有详细的分析,这里就不多谈了。第二条指令,只是将rn改成直接地址,其它一样,也不多说了,给一个例子。
djnz 10h,loop
调用与返回指令
(1)主程序与子程序 在前面的灯的实验中,我们已用到过了子程序,只是我们并没有明确地介绍。子程序是干什么用的,为什么要用子程序技术呢?举个例子,我们数据老师布置了10道算术题,经过观察,每一道题中都包含一个(3*5+2)*3的运算,我们可以有两种选择,第一种,每做一道题,都把这个算式算一遍,第二种选择,我们可以先把这个结果算出来,也就是51,放在一边,然后要用到这个算式时就将51代进去。这两种方法哪种更好呢?不必多言。设计程序时也是这样,有时一个功能会在程序的不同地方反复使用,我们就可以把这个功能做成一段程序,每次需要用到这个功能时就“调用”一下。
(2)调用及回过程:主程序调用了子程序,子程序执行完之后必须再回到主程序继续执行,不能“一去不回头”,那么回到什么地方呢?是回到调用子程序的下面一条指令继续执行(当然啦,要是还回到这条指令,不又要再调用子程序了吗?那可就没完没了了……)。
位及位操作指令
通过前面那些流水灯的例子,我们已经习惯了“位”一位就是一盏灯的亮和灭,而我们学的指令却全都是用“字节”来介绍的:字节的移动、加法、减法、逻辑运算、移位等等。用字节来处理一些数学问题,比如说:控制冰箱的温度、电视的音量等等很直观,可以直接用数值来表在。可是如果用它来控制一些开关的打开和合上,灯的亮和灭,就有些不直接了,记得我们上次课上的流水灯的例子吗?我们知道送往p1口的数值后并不能马上知道哪个灯亮和来灭,而是要化成二进制才知道。工业中有很多场合需要处理这类开关输出,继电器吸合,用字节来处理就显示有些麻烦,所以在8031单片机中特意引入一个位处理机制。
一、.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。
二、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。
三、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。
1…位传送指令
mov c,bit
mov bit,c
这组指令的功能是实现位累加器(cy)和其它位地址之间的数据传递。
例:mov p1.0,cy ;将cy中的状态送到p1.0引脚上去(如果是做算术运算,我们就可以通过观察知道现在cy是多少啦)。
mov p1.0,cy ;将p1.0的状态送给cy。
2…位修正指令
位清0指令
clr c ;使cy=0
clr bit ;使指令的位地址等于0。例:clr p1.0 ;即使p1.0变为0
位置1指令
setb c ;使cy=1
setb bit ;使指定的位地址等于1。例:setb p1.0 ;使p.0变为1
位取反指令
cpl c ;使cy等于原来的相反的值,由1变为0,由0变为1。
cpl bit ;使指定的位的值等于原来相反的值,由0变为1,由1变为0。
例:cpl p1.0
以我们做过的实验为例,如果原来灯是亮的,则执行本指令后灯灭,反之原来灯是灭的,执行本指令后灯亮。
四、位逻辑运算指令
1…位与指令
anl c,bit ;cy与指定的位地址的值相与,结果送回cy
anl c,/bit ;先将指定的位地址中的值取出后取反,再和cy相与,结果送回cy,但注意,指定的位地址中的值本身并不发生变化。
例:anl c,/p1.0
设执行本指令前,cy=1,p1.0等于1(灯灭),则执行完本指令后cy=0,而p1.0也是等于1。
可用下列程序验证:
org 0000h
ajmp start
org 30h
start: mov sp,#5fh
mov p1,#0ffh
setb c
anl c,/p1.0
mov p1.1,c ;将做完的结果送p1.1,结果应当是p1.1上的灯亮,而p1.0上的灯还是不亮。
2…位或指令
orl c,bit
orl c,/bit
这个的功能大家自行分析吧,然后对照上面的例程,编一个验证程序,看看你相得对吗?
五、位条件转移指令
1…判cy转移指令
jc rel
jnc rel
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…判位变量转移指令
jb bit,rel
jnb bit,rel
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 略

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