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8課:單片機尋址方式與指令系統

作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:x  更新時間:2007年08月16日   【字體:

   通過前面的學習,我們已經了解了單片機內部的結構,并且也已經知道,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,從現在開始,我們將要系統地學習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,也說是數字的形式。但這種形式實在是為難我們人了,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系呢,我們不難理解,本質上它們完全等價,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換為機器碼格式,這種轉換有兩種辦法: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據送到對應的位置中去,為什么要送數據呢?第一個因為送入的數能讓燈全滅掉,第二個是為了要實現延時,從這里我們能看出來,在用單片機的編程語言編程時,經常要用到數據的傳遞,事實上數據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)。下面我們就從數據傳遞類指令開始吧。

  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,規定做什么事情,后面還有一些參數,分析一下,數據傳遞必須要有一個“源”也就是你要送什么數,必須要有一個“目的”,也就是你這個數要送到什么地方去,顯然在上面那條單片機指令中,要送的數(源)就是0FFH,而要送達的地方(目的地)就是P1這個寄存器。在數據傳遞類指令中,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   ;(6)

D1: MOV R6,#250   ;(7)

D2: DJNZ R6,D2    ;(8)

   DJNZ R7,D1   ;(9)

   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    ;(5)

;以下子程序

DELAY: MOV R7,30H   ;(6)

D1: MOV R6,#250   ;(7)

D2: DJNZ R6,D2    ;(8)

   DJNZ R7,D1   ;(9)

   RET        ;(10)

   END        ;(11)

表2

 這樣一來,我每次調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,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):調用則見表2中的主程,也就是先把一個數送入30H,在子程序中R7中的值并不固定,而是根據30H單元中傳過來的數確定。這樣就能滿足要求。

 

   從這里我們能得出結論,在數據傳遞中要找到被傳遞的數,很多時候,這個數并不能直接給出,需要變化,這就引出了一個概念:如何尋找操作數,我們把尋找操作數所在單元的地址稱之為尋址。在這里我們直接使用數所在單元的地址找到了操作數,所以稱這種辦法為直接尋址。除了這種辦法之外,還有一種,如果我們把數放在工作寄存器中,從工作寄存器中尋找數據,則稱之為寄存器尋址。例:MOV A,R0就是將R0工作寄存器中的數據送到累加器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不就沒什么區別了嗎?為什么要加以區別呢?的確,這兩條指令執行的結果是完全相同的,都是將00H單元中的內容送到A中去,但是執行的過程不一樣,執行第一條指令需要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(E5H 00H),而第二條則只要一個字節(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,一個字節又能有多少?

   不對,如果這條指令只執行一次,也許無所謂,但一條指令如果執行上1000次,就是1毫秒,如果要執行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”。字節數同樣如此。

再來提一個問題,現在我們已知,尋找操作數能通過直接給的方式(立即尋址)和直接給出數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,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,就用MOV A,30H,那么下一個數呢?是31H單元的,怎么取呢?還是只能用MOV A,31H,那么20個數,不是得20條指令才能寫完嗎?這里只有20個數,如果要送200個或2000個數,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,根據這個寄存器單元中的數值決定該到哪個單元中取數據,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生變化,比如取完一個數后,將這個寄存器單元中的值加1,還是執行同一條指令,可是取數的對象卻不一樣了,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20送到R7中,執行完后R7中的值應當是20。第二句是將立即數30H送入R0工作寄存器中,所以執行完后,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容送入A中,此時,執行這條指令的結果就相當于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,則轉到標號LOOP處繼續執行,因此,執行完這句后,將轉去執行MOV A,@R0這句話,此時相當于執行了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20次為止,就實現了我們的要求:從30H單元開始將20個數據送入A中。

這也是一種尋找數據的辦法,由于數據是間接地被找到的,所以就稱之為間址尋址。注意,在間址尋址中,只能用R0或R1存放等尋找的數據。

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