1、第4章 单片机系统,本章要点 1.了解数制及转换，门电路知识 2.了解AT89S51单片机系统结构，组成原理，搭建简单系统。 3. 掌握 AT89S51单片机基本指令系统，编写简单应用程序。,第4章目录,4.1 单片机基础知识 4.2 单片机基本组成与工作原理 4.3单片机汇编语言及内部RAM操作指令 4.4单片机IO端口与应用实例 4.5单片机指令与汇编语言程序设计,4.3.2、寻址方式系统,4.3.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号,4.3.1、MCS-51单片机指令系统,目录,第4.3节单片机汇编语言与内部RAM操作指令,本节要点 1.掌握51单片机指令格式与寻址方式 2.掌握RA
2、M操作指令 3. 了解单片机运行过程,4.3.4、内部RAM的操作指令,4.3.5、单片机工作过程,4.3.1 MCS-51单片机指令系统,指令是指挥计算机工作的命令，一种计算机所能执行的指令集合称之为该种计算机的指令系统。,指 令,机器指令0010 0100 0000 1010B （二进制数表示） 24 0A（十六进制数表示） 汇编指令ADD A，#0AH,一、指令,MCS-51单片机用42种操作码助记符来描述33种操作功能。又因为该指令系统中的一种操作可以使用多种寻址方式，因此操作功能助记符与寻址方式组合可得到111条指令 数据传送类指令 算数运算类指令 逻辑操作类指令 控制转移类指令 位
3、操作类指令,二、51汇编语言指令的基本格式 指令的表示形式称指令格式。编写程序时必须严格按指令格式书写。,51系列单片机汇编语言指令格式由4部分构成： 标号：操作码 目的操作数，源操作数 ；注释。 LOOP：MOV A， 20H ；将20H单元内容送累加器A （1）标号：为该指令的符号地址，根据需要设置。标号以字母开头，由字母、数字和下画线组成的字符串，字符串的最后必须有“：” ，系统的保留字不能作为标号 。标号是该指令的符号地址，它的实质是反映该指令在ROM中的地址（存放位置），因此在同一个程序中标号不可重复。 标号在程序中主要是作为其它转移类指令的目的地址，或子程序的名称。 （2）操作码操
4、作码是每条汇编语言指令都必须有的，它是51系列单片机指令系统规定的助记符，规定某条指令的操作功能。 （3）操作数操作数是参与操作的数据或地址。不同功能的指令，操作数的个数是不同的，在03个之间。在书写时操作数和操作码之间要留有空格，当有多个操作数时，操作数之间要用“，”隔开，前面的操作数称为目的操作数，后面的称为源操作数。 （4）注释。是对该条指令的说明，便于阅读和理解程序功能。必须以“；”开始。,4.3.2、寻址方式系统,4.3.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号,4.3.1、MCS-51单片机指令系统,目录,第4.3节单片机汇编语言与内部RAM操作指令,4.3.4、内部RAM的操作指
5、令,4.3.5、单片机工作过程,4.3.2寻址方式,指令中，操作数可能是具体的数据，也可能是具体的存放数据的地址或符号，无论何种情况，都可由操作数取得参与指令运行的二进制数据。这个过程叫作寻址。,1 立即寻址方式,所谓立即寻址就是操作数在指令中直接给出。立即寻址方式的操作数称立即数，立即数只能是源操作数，不能作为目的操作数。立即数有8位立即数和16位立即数。使用时在立即数前加“#”标志。,例：MOV A， #20H ；将数20H送入累加器MOV DPTR, #20D8H；将数20D8H送入地址指针DPTR,;即20H送入DPTH,D8H送入DPTL,2 直接寻址方式,直接寻址就是操作数直接以单
6、元地址的形式给出。直接地址以存贮单元形式出现。例如指令： MOV A， 20H,3 寄存器寻址方式,寄存器寻址就是操作数在寄存器中。例如指令：MOV A， R2,4 寄存器间接寻址方式,寄存器间接寻址使用的寄存器为Ri和DPTR，使用时寄存器前面加“标志。即以下形式： MOV A，Ri MOVX A，DPTR 例如：（R1）80H、（80H）=33H，则执行指令MOV A，Ri后，累加器A的内容为33H而不是80H。,寄存器间接寻址是以寄存器中的内容为地址取得操作数的方法。和寄存器寻址相比，寄存器寻址时，寄存器中存放的是操作数，而寄存器间接寻址中时，寄存器中存放的是操作数的地址。,5 基址加变
7、址寻址方式,基址加变址寻址就是以DPTR或PC为基址寄存器，以A为变址寄存器，以两者内容相加形成16位地址作为操作数地址。 例如指令：MOVC A，A+DPTR,6 位寻址方式,位寻址方式就是以位为操作数。MCS-51单片机有相当强的位处理功能，可以对位进行直接操作。 例如指令：MOV C， 4AH,位寻址范围 1）内部RAM的位寻址区 2）可供位寻址的11个专用寄存器,7 相对寻址方式,相对寻址是在相对转移指令中，根据地址相对当前PC的偏移量得到操作数的方式。如：JZ rel,偏移量rel是一带符号8位二进数的补码数，范围为-128+127。实际书写程序时往往先用地址标号代替，在汇编为机器指
8、令时再计算出来。,例 指出下列每一条指令的寻址方式。MOV 2FH，#40HMOV A,R0MOV DPTR，#2020HMOV 45H，P0MOV A，R1MOVC A，A+PCJC LOOP,中的源操作数为立即寻址，目的操作数为直接寻址。 中的源操作数为寄存器间接寻址，目的操作数为寄存器寻址。 中的源操作数为16位立即寻址，目的操作数为寄存器寻址。 中的源操作数和目的操作数都是直接寻址。 中的源操作数和目的操作数都为寄存器寻址。 中的源操作数为基址加变址寻址，目的操作数为寄存器寻址。 中的操作数为相对寻址。,例 判断下列指令是否正确，若不正确请指出错误：MOV A,DPTRMOV DPTR
9、，#03HMOV #80H，R7MOV B，C,解不正确。A是8位寄存器，DPTR为16位寄存器，不匹配。正确。不正确。#80H为立即数，不能作为目的地址。不正确。B为8位字节寄存器，C为1位位累加器，不匹配。,4.2.2、寻址方式系统,4.2.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号,4.3.1、MCS-51单片机指令系统,目录,第4.3节单片机汇编语言与内部RAM操作指令,4.2.4、内部RAM的操作指令,4.2.5、单片机工作过程,4.3.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号 即操作数的符号。 （1）Rn：当前工作寄存器区的8个工作寄存器R0R7，n=07。 （2）Ri：当前工作寄存
10、器R0和R1，i=0，1。 （3）direct：8位的直接地址，代表内部RAM 00H7FH单元，以及特殊功能寄存器的字节地址或名称。 （4）Ri：8位的间接地址，也代表内部RAM 00H7FH的某一单元，此时工作寄存器Ri的内容是多少，就代表相应的单元。用间址寻址的优点之一是循环方便。 （5）#data：8位的立即数，所谓立即数就是指令中直接参与操作的数据。 （6）#data16：16位的立即数。 （7）bit：位地址。代表内部RAM 位寻址区 （20H2FH）中可寻址位以及SFR中的可寻址位。具体的形式可以是位地址、位编号以及位定义。 （8）addr16：十六位的目的地址。 （9）addr
11、11：11位的目的地址。 （10）rel：带符号的8位偏移地址。范围是 +127 128。 X：某寄存器或某单元(X)：某寄存器或某单元中的内容。：指令执行后数据传送的方向。,操作数在具体程序中是数字形式或标号，direct、data、bit可以用二进制数、十进制数或十六进制数书写，用十六进制数时，如果高位是A、B、C、D、E、F时，必须在数的前面加0，以便和标号区别开来。addr16、addr11、rel在程序中的形式就是编程者所起的标号名称。,4.3.2、寻址方式系统,4.3.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号,4.3.1、MCS-51单片机指令系统,目录,第4.3节单片机汇编语言与
12、内部RAM操作指令,4.3.4、内部RAM的操作指令,4.3.5、单片机工作过程,4.3.4、内部RAM的操作指令 1、内RAM间的数据传送指令 MOV 目的操作数，源操作数“MOV”是操作码，英语MOVE的简写，功能就是把源操作数传送到目的操作数，源操作数保持不变，操作数就是我们前面讲的A、Rn、direct、Ri、data。 （1）以累加器A为目的地址传送指令 1） MOV A，Rn ；ARn，Rn里的内容送；到累加器A 2） MOV A，direct；A（direct），direct；单元里的内容送A 3） MOV A，Ri ；A（Ri），内部RAM；某一单元里（以Ri里的；内容为地址的
13、单元）；的内容送到累加器A 4） MOV A，#data ；Adata 8位的立即；数送到累加器A,（2）以工作寄存器Rn 为目的地址传送指令1） MOV Rn，A ；RnA2） MOV Rn，direct ；Rn(direct)3） MOV Rn，#data ；Rndata 注意：工作寄存器相互间、Rn与Ri之间、R0与R1之间没有传送指令。 （3）以direct为目的地址传送指令 1）MOV direct，A ；（direct）A2）MOV direct，Rn ；（direct）Rn3）MOV direct1，direct2 ；（direct1）；（direct2）4）MOV direct
14、，Ri ；（direct）；（Ri）5）MOV direct，#data ；（direct）data,（4）以Ri为目的地址传送指令 1）MOV Ri，A ；（Ri）A 2）MOV Ri，direct ；（Ri）（direct） 3）MOV Ri，#data ；（Ri）data,2、累加器A的清零与取反指令 CLR A ；A0，将累加器A的内容；清为0CPL A ；将累加器A的内容按位；取反 3 16位数据传送指令MOV DPTR，#data16 ；data16DPTR,例 分析下面程序运行的结果MOV A，#30H ；A30H，即A=30HMOV R0，A ；R0A，即R0=30HMOV 7
15、0H，R0 ；（70H）R0，；即（70H）=30HMOV R0, #55H ；（R0）55H，；即（30H）=55HMOV R1，30H ；R1（30H），；即R1=（30H）=55HMOV 55H，#0AAH ；（55H）AAH，；即（55H）=AAHMOV 40H，R1 ；（40H）（R1），；即（40H）=（55H）=AAH,4、位操作指令 1）位置1指令SETB bit ；bit1SETB C ；C1 2）位清0指令CLR bit ；bit0CLR C ；C0 3）位取反指令CPL bit ；bitbitCPL C ；CC 4）位传送指令MOV bit，C ；bitCMOV C，bi
16、t ；Cbit,CLR 0D4H SETB 0D3H,CLR PSW.4 SETB PSW.3,CLR RS1 SETB RS0,三组指令的功能是一致的，都是选择工作寄存器1区作为当前工作寄存器。,注意：以字母为开头的地址前要加零，以和整个程序中转移的标号相区别。,位操作指令中bit的形式可以是位地址、位编号和位定义，例如：,4.3.2、寻址方式系统,4.3.3、51系列单片机汇编语言指令中常用符号,4.3.1、MCS-51单片机指令系统,目录,第4.3节单片机汇编语言与内部RAM操作指令,4.3.4、内部RAM的操作指令,4.3.5、单片机工作过程,4.3.5 单片机工作过程,单片机的工作过
17、程实质上是执行用户编制程序的过程，程序由一条条指令组成，所有指令的集合称为指令系统，厂商为每一条指令都给出助记符（英文缩写，便于记忆），助记符经便宜成为机器码，程序的机器码都已固化到存储器中，因此开机复位后，就可以执行指令。执行指令又是取指令和执行指令的周而复始的过程。MSC-51单片机用42种操作码助记符来描述33种操作功能。又因为该指令系统中的一种操作可以使用多种寻址方式，因此操作功能助记符与寻址方式组合可得到111条指令。 例:程序：MOV A,#E0H; 机器码 74H、E0H假设机器码74H、E0H 已存在0000H开始的单元中，则此表示把E0H这个值送入A累加器。下面我们来说明单片
18、机的工作过程。,接通电源开机后，PC =0000H，取指令过程如下： (1) PC中的0000H 送到片内的地址寄存器； (2)PC的内容自动加1变为0001H，指向下一个指令字 (3) 地址寄存器中的内容0000H通过地址总线送到存储器，经存储器中的地址译码选中0000H单元； (4)CPU通过控制总线发出读命令； (5)被选中单元的内容74H送内部数据总线上，该内容过内部数据总线送到单片机内部的指令寄存器。到此，取 指令过程结束，进入执行指令过程。执行指令的过程： (1) 指令寄存器中的内容经指令译码器译码后，说明这条指令是取数命令，即把一个立即数送A中；(2)PC的内容为0001H，送地
19、址寄存器，译码后选中0001H单元，同时PC的内容自动加1变为0002H；(3)CPU同样通过控制总线发出读命令；(4)0001H单元的内容E0H读出经内部数据总线送至A。至此，本指令执行结束。PC=0002H，机器又进入下一条指令的取指令过程。机器一直重复上述过程直到程序中的所有指令执行完毕，这就是单片机的基本工作过程。,4.3节 小结,本节介绍了51单片机的指令与寻址方式，介绍了内RAM操作指令，同时总结了单片机的运行过程。,实验一,1 实验目的与要求 目的：通过本实验，熟悉伟福单片机开发实验系统软、硬件的基本操作，同时学习简单的8051汇编语言程序的编写和调试方法。 要求：熟悉伟福LAB2000P单片机开发实验系统软、硬件，掌握伟福集成调试环境WAV6000的使用方法。 2 实验内容 1了解LAB2000仿真试验系统 查看实验仪电路布局，连接实验仪和PC机，按第一章介绍安装配置实验系统，通讯正常。 2存储器块清零程序,BLOCK EQU 6000H ;伪指令,将一个数值或寄存器名赋给一个指定的符号名MOV DPTR, #BLOCK ; 起始地址MOV R0, #256 ; 清零 256 字节MOV A, #0 LOOP: MOVX DPTR, AINC DPTRDJNZ R0, LOOP ; 记数减一,RO不为零跳转到LOOPLJMP $ ;原地跳转，没有会怎么样？END,
