AT89S52单片机寻址方式及指令系统.ppt

学习情景二,AT89S52单片机 寻址方式及指令系统,学习目标： 熟练掌握MCS-51单片机的寻址方式和指令系统 能编写简单完整的程序 掌握标志位 技能目标： 能够对工作任务进行分析，找出相应算法，绘制流程图。 能够根据流程图编写程序。 会使用Keil C51 Vision2集成开发环境，观察与修改存储器。,项目一 片内存储器及特殊功能寄存器,第一部分 项目要求 在Keil C51 Vision2集成开发环境下，在编辑窗口编辑给定程序，观察片内RAM工作寄存器区、内部RAM位寻址区、RAM间接与直接寄存器区、内部RAM间接寻址区、内部RAM特殊功能寄存器区、外部RAM区(XRAM)的数据，并根据要求进行修改，说明每条指令的寻址方式。,第二部分 相关知识,AT89S52单片机寻址方式 AT89S52单片机指令寻址 AT89S52单片机标志位 MSC-51单片机指令系统简介,一、AT89S52单片机寻址方式,寻址方式是指CPU寻找操作数或操作数地址的方法。具体来说寻址方式就是如何找到存放操作数的地址，把操作数提取出来的方法，它是计算机的重要性能指标之一，也是汇编语言程序设计中最基本的内容之一。,二、AT89S52单片机指令寻址,存放指令代码的地址称指令地址。指令存放是在程序存储器中，是按顺序存放的，执行时也是按指令地址顺序执行，除非是转移。 存放数据的地址称操作数地址。数据的存放是任意的，无规律。 操作数的来源为： A操作数在指令中 B操作数在存储器中 C操作数在寄存器中 D操作数在I/O端口中,寻址方式：7种 立即寻址 直接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址,（一）立即寻址 是指操作数在指令操作数域直接给出,例：MOV A, #25H ; A 25H MOV DPTR，#1856H ；DPTR1856H,图2.1 立即寻址（MOV A，#25H）,DPH,DPL,图2.2 立即寻址（MOV DPTR， #1856H）,（二）直接寻址 是指操作数的地址直接在指令操作数域给出,可访问种地址空间 (1) 内部RAM低128单元：007FH MOV A， 3CH ；A (3CH) (2)特殊功能寄存器SFR,唯一方式800FF MOV A， P1 ；A (P1口) MOV A， 90H (3) 211个位地址空间 MOV C，30H ；Cy(30H) MOV A，30H ；A (30H),例： MOV A ，30H；机器码为E530H 指令功能是把直接地址30H单元的内容送累加器A，即(30H) (A)如图所示。,34H,34H,例: MOV DPTR,#1234h (DPH)=12H (DPL)=34H,注意：立即数前加“ # ”号，以区别直接地址。 例如： MOV A，#30H ；(A) 30H MOV A， 30H ； (A) （30H）,（三）寄存器寻址操作数存放在寄存器中,MOV A,R0 MOV R0,#01001111B,工作寄存器（00H1FH) RS1 RS0 寄存器组 片内RAM地址 寄存器 0 0 第0组 00H07H R0R7 0 1 第1组 08H0FH R0R7 1 0 第2组 10H17H R0R7 1 1 第3组 18H1FH R0R7,SETB RS0 MOV R3,#56H,寄存器为 R0R7， A，B , DPTR，C,【例2-6】 MOV A，R1 ；A (R1),例如：MOV A ， R3 ;机器码为 0EBH 指令功能是把当前R3中的操作数送累加器A。 指令执行示意图如图所示。设（R3）=12H,（四）寄存器间接寻址,是指操作数存放在以寄存器内容为地址的单元中。寄存器中存放的是操作数的地址，而操作数在存储器中，通过寄存器可间接得到。用符号“”表示。 寄存器间接寻址可寻址范围如下： (1)内部RAM低128单元，地址范围00H7FH，用Ri(i=0,1)和SP作为间址寄存器； (2)与P2口配合使用，用Ri指示低8位地址，可寻址片外数据存储器或I/O口的64kB区域； (3)DPTR间接寻址寄存器，可寻址片外程序存储器或数据存储器包括I/O口的各自的64kB区域。,可间接寻址的寄存器为R0, R1，SP，DPTR,例如： MOV A ，R1 ;机器码 E7H 设（R1）=60H ， （60H）=50H ， 执行结果 （A)=50H,该指令执行过程如图所示。,（五）变址寻址,基址寄存器变址寄存器的间接寻址方式 DPTR/PC A MOVC A, A+DPTR (A) (DPTR) + (A) MOVC A, A+PC (A) (PC) + (A) ) JMP A+DPTR (PC)=(A)+(DPTR),MOVC A，A+DPTR ；A (A)+(DPTR) 指令功能为DPTR中的内容与A中的内容相加，其和所指示的单元的数送入累加器A，如图所示。,图2.6 变址寻址（MOVC A， A+DPTR）,（六）相对寻址 是以程序计数器PC的当前值为基地址，加上指令中给出的偏移量rel作为转移目的地址。 转移目的地址=下一条指令地址+rel 【例2-9】 JC 80H,JC rel； 4085H 设rel=85H ，Cy=1,目标地址,PC当前值,（七）位寻址 bit,位寻址是指对一些内部RAM和特殊功能寄存器进行位操作时的寻址方式。 位寻址范围： （1）内部RAM的位寻址区，共16个单元的128位，单元地址为20H2FH，位地址为00H7FH。可用直接位地址或字节地址加位的表示方法。,例如： MOV C ， 7AH 或 MOV C ， 2FH.2,(2) 特殊功能寄存器SFR可供位寻址的专用寄存器共11个，实有位地址位83位。位地址有4种表达方式 。 以对程序状态寄存器PSW辅助进位位AC进行操作为例： PSW Cy AC F0 RS1 RS0 OV P D0H D7H D6H D0H,1）直接使用位地址 3）单元地址加位的表示法 MOV C ，0D6H MOV C ，0D0H.6 2）位名称表示法 4）专用寄存器符号加位的表示法 MOV C ， AC MOV C ， PSW.6,寻址方式与寻址空间,寻址方式与寻址空间(续）,三、AT89S52 单片机标志位,四、AT89S52单片机指令系统简介,80C51指令系统有42种助记符，代表了33种功能，指令助记符与各种可能的寻址方式相结合，共构成111条指令。 指令分类： 数据传送类指令（28）传送类指令举例 算术运算类指令（24） 逻辑运算类指令（25） 控制转移类指令 （17） 布尔处理类指令（17）,指令是指单片机执行某种操作的命令。指令系统（或指令集）是指单片机能够识别和执行的全部指令。用汇编语言编写的程序称为源程序。为完成某项任务，人们按要求编排的指令操作序列称为程序。 【例2.11】 要做“10+20” 的加法，可写成： 汇编语言程序 机器语言程序 MOV A，#0AH 74 0AH ADD A，#14H 24 14H,（一）指令及程序的概念,1. 汇编语言指令格式 标号：操作码 目的操作数，源操作数；注释 例如： Loop： ADD A, R0 ；A + (R0) (A) 2机器语言指令格式,（二）指令格式,（三）指令系统中使用的常用符号 Rn：当前寄存器工作区中的寄存器，其中，n=07； direct：内部数据存储器地址，可指定一个内部RAM单元(0127)或一个专用寄存器(128255)； Ri：通过R1或R0间接寻址，指定数据存储器RAM中的一个单元(0255)； #data：在指令中指明8位常数； #datal6：在指令中指明16位常数； addrll：11位目的地址，用在ACALL或AJMP指令中，表示调用或转移地址，寻址范围为2KB； addrl6：16位目的地址，用在LCALL或LJMP指令中，表示调用或转换地址，寻址范围为64KB； rel：8位偏移量，用补码表示，用在SJMP等转移指令中，寻址范围为128127； bit：表示位寻址空间中的位地址，8位，寻址范围为0FFH。,（四）AT89S52指令系统助记符,指令系统有42种助记符，代表了33种功能，指令助记符与各种可能的寻址方式相结合，共构成111条指令。按指令的功能可分为五大类。为了便于理解，加强记忆，给出每个助记符的解释。,1. 数据传送类指令（7种助记符，28条指令）,MOV：对内部数据寄存器RAM和特殊功能寄存器SFR的数据进行传送。 MOVC：读程序存储器数据表格的数据传送。 MOVX：对外部RAM的数据传送。 XCH：字节交换。 XCHD：低半字节交换。 PUSH：入栈。 POP：出栈。,【例1】 MOV A，40H ；A(40H) MOV A，#40H ；A40H 注意 40H和#40H的区别 【例2】 MOV A， R1 ；A (R1) MOV A，R1 ；A (R1) 注意 R1和R1的区别 【例3】 MOV 90H， #40H ；P140H MOV P1， #40H ；PI40H MOV R0， #90H ；R090H MOV R0， #40H ；(90H)40H 注意： (1) 目的操作数不能采用立即寻址。 (2) Ri中的i范围为0和1。 (3) Rn中的n的范围为07。 (4) 每条指令中最多只能有1个Rn或Ri。,【例4】 以下指令都是错误的。 MOV #30H， 40H MOV A， R2 MOV R1， R3 MOV R1， R0 MOV R1， R2 MOV R0， R1 【例5】 MOV A， 60H ； A(60H)，目的操作数为寄存器寻址 MOV 0E0H， 60H ； A(60H)，目的操作数为直接寻址 MOV 09H， #40H ；09H40H，目的操作数为直接寻址 MOV R1， #40H ；R140H， 目的操作数为寄存器寻址,【例6】 分析程序的执行结果。 设内部RAM中30H单元的内容为80H，试分析执行下面程序后各有关单元的内容。 MOV 60H，#30H ； 60H30H MOV R0， #60H ； R060H MOV A， R0 ； A30H MOV R1， A ； R130H MOV 40H，R1 ； 40H80H 程序执行结果为： (A)=30H，(R0)=60H，(R1)=30H，(60H)=30H，(40H)=80H，(30H)=80H,【例7】 将内部RAM 80H单元的内容送入外部RAM 70H单元。程序如下： MOV R0，#80H MOV A，R0 MOV R0，#70H MOVX R0，A 此例中访问内部RAM和访问外部RAM均通过R0间接寻址，不同的是访问内部RAM用操作码MOV，访问外部RAM使用操作码MOVX，二者不能混淆。,PUSH direct ; sp (sp)+1, (sp) (direct) POP direct ; direct (sp) ,(sp) (sp)-1,堆栈操作指令,1、堆栈 一种数据结构，是 “先进后出”线性表。 2、堆栈操作： 压入 PUSH ， 弹出 POP 3、堆栈区： 占片内RAM 中连续的存储单元复位后，系统自动将SP指针指向07H 用户可将堆栈区设在30H7FH数据缓冲区内， MOV SP,#5FH,堆栈有两种类型：向上生长型和向下生长型，如图所示。 向上生长型堆栈，栈底在低地址单元。随着数据进栈，地址递增，SP 的内容越来越大，指针上移；反之，随着数据的出栈，地址递减，SP的内容越来越小，指针下移。如(b)图所示。,栈顶,栈顶,2.算术运算类指令 （8种助记符，24条指令）,ADD：加法。 ADDC：带进位加法。 SUBB：带借位减法。 DA：十进制调整。 INC：加1。 DEC：减1。 MUL：乘法。 DIV：除法。,【例8】 设20H21H单元存放一个16位二进制数X1(高8位存于21H单元)，30H31H单元存放另一个16位二进制数X2(高8位存于31H单元)。求X1+X2，和存于20H21H，设两数之和不超过16位。 解：程序如下： ORG 2000H MOV R0，#20H MOV R1，#30H MOV A, R0 ；取被加数低8位 ADD A, R1 ；求和的低8位 MOV R0，A ；存和的低8位 INC R0 ；指向被加数高8位 INC R1 ；指向加数高8位 MOV A, R0 ；取被加数高8位 ADDC A, R1 ；求和的高8位 MOV R0，A ；存和的高8位 SJMP $ ；停机 END 运算结果高8位存于21H单元，低8位存于20H单元。,【例9】 试分析执行以下程序后，各有关单元的结果。 解：程序如下： MOV R1，#7FH MOV 7EH，#00H MOV 7FH，#40H DEC R1 DEC R1 DEC R1 执行结果： (R1)=7EH (7EH)=0FFH (7FH)=3FH, 十进制调整指令 DA A ；调整累加器内容为BCD码 这条指令跟在ADD或ADDC指令后，将相加后存放在累加器中的结果进行十进制调整，完成十进制加法运算功能。 用BCD码表示的十进制数在进行相加时，应该是逢十进一，但AT89S52指令系统中没有逢十进一的指令，只有满十六进位的指令。 所以用ADD和ADDC做加法后，要跟一个DA A指令进行十进制调整。,DA A ；若AC=1或(A)309，则A(A)+06H ；若Cy=1或(A)749，则A(A)十60H 调整原则： 形式上非BCD码 需要加 06H、60H、66H调整 形式上是BCD码时: CY AC 调整原则 0 0 不调整 0 1 +06H 1 0 +60H 1 1 +66H,【例10】 编写程序完成78+93的BCD码加法程序，并对调整过程进行分析。 解：相应BCD码加法程序为： ORG 3000H MOV A，#78H ；(A)78H ADD A，#93H ；(A)78H+93H=0BH DA A SJMP $ END 执行结果： (A)=71H ，考虑进位标志(Cy)=1， 操作结果为171。,例11：已知第一个BCD码1234存放在30H和31H单元，其中（30H）= 34H，（31H）=12H； 第二个BCD码5678存放在40H和41H单元，其中（40H）= 78H，（41H）=56H， 求两数之和，结果存放在50H、51H单元中。 分析： 1 2 3 4 + 5 6 7 8 6 9 1 2 （51H）= 69H，（50H）=12H,CLR C ；清C MOV A，30H ；A=34H ADD A，40H ；A=34H+78H=ACH DA A ；低4位：C9 A=A+06H=ACH+06H=B2H 高4位：B9 A=A+60H=B2H+60H=12H CY=1 MOV50H，A ；（50H）= 12H MOVA，31H ； A=12H ADDCA，41H ； A=12H+56H+CY=69H DAA ；低4位：9 不用调整 高4位：6 不用调整 MOV51H，A ；（51H）=69H, 乘法指令,MUL AB ；AAB低字节，BAB高字节 指令功能：是把累加器A和寄存器B中两个8位无符号二进制数相乘，积的低8位存在累加器A中，积的高8位存在B寄存器中。 运算结果将对Cy、OV、P标志位产生如下影响： (1)进位标志位Cy总是清“0”； (2)P标志仍为A累加器的奇偶校验位； (3)当积大于255(B中的内容不为0)时，则OV=1， 否则OV=0。 【例12】 设(A)=80H，(B)=21H，执行指令： MUL A B 结果为 (A)=80H，(B)=16H，OV=1，Cy=0，P=1, 除法指令,DIV AB ：AAB(商)，BAB(余数) 该指令把累加器A中的8位无符号整数除以寄存器B中8位无符号整数，所得商存在A中，余数存在B中。对标志位的影响如下： (1)对Cy和P标志的影响与乘法时相同； (2)当除数为0时，除法没有意义，OV=1，否则OV=0，表示除法操作是合理的。 【例13】 设(A)=0B6H，(B)=0FH，执行指令： DIV AB 结果为 (A)=0CH，(B)=02H，OV=0，Cy=0，P=0,3. 逻辑运算及位移类指令（10种助记符，17条指令）,ANL：逻辑与。 ORL：逻辑或。 XRL：逻辑异或。 CRL：清0。 CPL：取反。 RL：循环左移。 RLC：带进位循环左移。 RR：循环右移。 RRC：带进位循环右移。 SWAP：低4位与高4位交换。,【例14】 将累加器A中的压缩BCD码拆成二个字节的非压缩BCD码，低位放入30H，高位放人31H单元中。 程序如下： PUSH ACC ；保存A中的内容 ANL A，#0FH ；清除高4位，保留低4位 MOV 30H，A ；低位存人30H POP ACC ；恢复A中原数据 SWAP A ；高、低4位互换 ANL A，#0FH ；清除高4位，保留低4位 MOV 31H，A ；高位存入31H,例15：将累加器A中的高4位由P1口的高4位输出，P1口的低4位不变。 编程如下： ANL A ，#11110000B ；（A）#11110000BA，保存A中的高4位，低4位为0 MOV 40H ， A ；（A） 40H， MOV A ，P1 ；（P1）A ANL A ，#00001111B ；（A） #00001111BA，保存P1中的低4位。 ORL A ，40H ；（40H）（A）A保留了A中的高4位，P1中的低4位 MOV P1，A ；（A）P1 由P1输出指定的内容 END,【例16】 编制程序把累加器A中低4位送人P1口低4位，P1口高4位不变。 程序如下： ANL A，#0FH ；取出A中低4位，高4 位为0 ANL P1，#0F0H ；使P1口低4位为0，高4 位不变 ORL P1，A ；字节装配,【例17】 执行下面的程序段，观察累加器A中内容的变化。 MOV A，#01H ；(A)01H RL A ；(A)02H RL A ；(A)04H RL A ；(A)08H,【例18】 编制程序将M1、M1+1单元中存放的16位二进制数扩大到二倍。(设该数低8位在M1单元中，扩大后小于65536)。 CLR C ；Cy0 MOV R0，#M1 ；操作数低8位地址送R0 MOV A，R0 ；A操作数低8位 RLC A ；低8位操作数左移，低位补0，最高位在Cy中 MOV R0，A ；送回M1单元 INC R0 ；R0指向MI+1单元 MOV A，R0 ；A操作数高8位 RLC A ；高8位操作数左移，M1最高位通过Cy移入最低位 MOV R0，A ；送回M1+1单元,4. 控制转移类指令（18种助记符，17条指令）,ACALL：子程序绝对调用。 LCALL：子程序长调用。 RET：子程序返回。 RETI：中断返回。 AJMP：绝对转移。 LJMP：长转移。 SJMP：短转移。 JMP：转移。 CJNE：比较不相等则转移。,DJNZ：减1后不为0则转移。 JZ：结果为0则转移。 JNZ：结果不为0（结果为1）则转移。 JC：有进位位则转移。 JNC：无进位位则转移。 JB：位为1则转移。 JNB：位为0则转移。 JBC：位为1则转移，并清除该位。 NOP：空操作。,1) 16位地址的无条件转移指令 LJMP addrl6 ；PCaddrl6 实现在64KB全地址空间范围内的无条件转移，因而又称为长转移指令。 2) 11位地址的无条件转移指令 AJMP addrll ；PC(PC)2，PC100addrl1 转移范围:2K，PC1511不变 指令常称为绝对转移指令。因为地址高5位保持不变，仅低11位发生变化，因此寻址范围为该指令地址加2后，向下的2K区域。, 无条件转移指令（4条）,00001a10a9a8,a7a6 . a0,2FFFH AJMP L1 当前(PC)=2FFFH+2=3001H 转移地址 PC=00110 保持高5位不变，L1地址标号范围 3000H37FFH 若L1=35BCH (5页)，则指令码为A1BCH 例：判断下面两种情况，AJMP是否能正确转移到L0处去。 AJMP L0 L0：MOVA,#12H 设“AJMP L0”存放在程序存储器27F0H单元，“MOV A,#12H”存放在程序存储器2800H单元。,设“AJMP L0”存放在程序存储器27FEH单元， “MOV A,#12H”存放在程序存储器2FBCH单元。 分析： 第一种情况：CPU执行到该条指令时，（AJMP是二字节指令） PC的当前值 = 27F0H+2 = 27F2H = 0010011111110010 目的地址 = 2800H = 0010100000000000 因为两条指令PC值的高5位不相同，所以无法正确转移。 第二种情况： PC的当前值 = 27FEH+2 = 2800H = 0010100000000000 目的地址 = 2FBCH = 0010111110111100 因为两条指令PC值的高5位相同，所以可以正确转移。,例19：根据累加器A中命令键键值，设计命令键操作程序入口跳转表： CLR C ；清进位 RLC A ；键值乘2，左移 MOV DPTR， #JPTAB ； 指向命令键跳转表首址 JMP A+DPTR ；散转入命令键入口 JPTAB： AJMP CCS0 ；双字节指令 AJMP CCS1 ；双字节指令 AJMP CCS2 ；双字节指令 从程序中看出，当（A）=00H，散转到CCS0；当（A）=01H时，散转到CCS1；由于AJMP是双字节指令，散转前A中键值先乘2。,【例20】 设累加器A中存放待处理命令的编号(0n；n85)程序存储器中存放着标号为PGTB的转移表，则执行以下程序，将根据A内命令编号转向相应的命令处理程序。 PG： MOV B，#3 ；A(A)*3 MUL AB MOV DPTR，#PGTB ；DPTR转移表首址 JMP A十DPTR PGTB： LIMP PG0 ；转向命令0处理入口 LIMP PGl ；转向命令1处理入口 LJMP PGn ；转向命令n处理入口,【例21】 编制程序，将内部RAM 70H字节起始的16个数送外部RAM 1000H字节起始的16个单元。 MOV R7，#16 ；数据长度送R7 MOV R0，#70H ；数据块起始地址送R0 MOV DPTR，#1000H ；存放区起始地址送DPTR LOOP： MOV A，R0 ；从内RAM取数据 MOVX DPTR，A ；数据送外RAM INC R0 ；修改数据地址 INC DPFR ；修改存放地址 DJNZ R7，LOOP ；数据未送完，则继续送，否则结束。,5. 位操作指令（布尔操作） （1种助记符，17条指令）,位传送指令 位修正指令 位逻辑运算指令 位条件转移指令,位地址范围：片内RAM字节地址20H0FH单元中连续的128个位，11个特殊功能寄存器。在80HFFH字节地址中。凡是能被8整除的特殊功能寄存器都具有可寻址的位地址。位累加器即为进位标志Cy, 位传送指令（2条） MOV C，bit ；Cy(bit) MOV bit，C ；bit(Cy) 位修正指令（6条） 位修正指令包括位清0、位置l和位取反。 (1) 位清0指令 CLR C ；Cy0 CLR bit ；bit0 (2) 位置l指令 SETB C ；Cy1 SETB bit ；bit1 (3) 位取反指令 CPL C ；Cy /Cy CPL bit ；bit(/bit ), 位逻辑运算指令（4条） 位逻辑运算指令包括按位“与”和按位“或”。 (1) 按位“与”指令 ANL C，bit ；Cy(Cy)(bit) ANL C，/bit ；Cy(Cy)(/bit ) 双字节指令，功能是把位累加器Cy中的内容与指定位中的内容或其反码“与”，结果在Cy中 (2) 按位“或”指令 ORL C，bit ；Cy(Cy)(bit) ORL C，/bit ；Cy(Cy)(/bit ) 双字节指令，功能是把位累加器Cy中的内容与指定位中的内容或其反码“或”，结果在Cy中。, 位条件转移指令（5条）,1) 判布尔累加器C转移指令 JC rel ；若Cy=1，则PC(PC)+2+ re1 ；若Cy=0，则PC(PC)+2 JNC rel ；若Cy=0，则PC(PC)+2+ re1 ；若Cy=1，则PC(PC)+2 (2) 判位变量转移指令 JB bit，rel ；若(bit)=1，则PC(PC)+3+ re1 ；若(bit)=0，则PC(PC)+3 JNB bit，rel ；若(bit)=0，则PC(PC)+3+ re1 ；若(bit)=1，则PC(PC)+3 (3)判位变量并清0转移指令 JBC bit，rel ；若(bit)=1，则PC(PC)+3+ re1，且bit0 ；若(bit)=0 ，则PC(PC)+3,对讨论题1交通信号灯控制器进行编程并调试。交通信号灯显示规则见下表。要求用软件实现延时，计算延时时间。并说明在设计过程中遇到的问题，是如何解决的。,讨论题2,