单片机指令及接线

学习单片机，除了搞清单片机内部功能、存储空间分配及I/O接口外，还应掌握其指令系统。

MCS－51共有111条指令，现介绍我们总结出的快速记忆MCS－51指令的方法，供大家参考，超简单哦。

大家都知道，汇编语言指令由操作码、操作数两部分组成。

MCS－51使用汇编语言指令，它共有44个操作码助记符，33种功能，其操作数有＃data、direct、Rn、@Ri等。

这里先介绍指令助记符及其相关符号的记忆方法。

一、助记符号的记忆方法
1、表格列举法
把44个指令助记符按功能分为五类，每类列表记忆。

此处从略，请读者自己总结。

2、英文还原法
单片机的操作码助记符是该指令功能的英文缩写，将缩写还原成英语原文，再对照汉语有助于理解其助记符含义，从而加强记忆。

例如：
增量INC－Incremect减量DNC－Decrement
短转移SJMP－Short jump 长转移LJMP－Long jump
比较转移CJNE－Compare jump not equality
绝对转移AJMP－Absolute jump空操作NOP－No operation
交换XCH－Exchange加法ADD－Addition
乘法MUL－Multiplication除法DIV－Division
左环移RL－Rotate left进位左环移RLC－Rotateleft carry 右环移RR－Rotate right进位右环移RRC－Rotateright carry
3、功能模块记忆法
单片机的44个指令助记符，按所属指令功能可分为五大类，每类又可以按功能相似原则为2～3组。

这样，化整为零，各个击破，实现快速记忆。

1）数据传送组。

2）加减运算组
MOV 内部数据传送ADD 加法
MOVC 程序存储器传送ADDC 带进位加法
MOVX 外部数据传送SUBB 带进位减法
3）逻辑运算组。

4）子程序调用组。

ANL 逻辑与LCALL 长调用
ORL 逻辑或ALALL 绝对调用
XRL 逻辑异或RET 子程序返回
二、指令的记忆方法
1、指令操作数的有关符号
MCS－51的寻址方式共有六种：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间址、变址寻址、相对寻址。

我们必须掌握其表示的方法。

1）立即数与直接地址。

?ata表示八位立即数，＃data16表示是十六位立即数，data
或direct表示直接地址。

2）Rn(n=0－7)、A、B、CY、DPTR寄存器寻址变量。

3）@R0、@R1、@DPTR、SP表示寄存器间址变量。

4）DPTR＋A、PC＋A表示变址寻址的变量。

5）PC＋rel（相对量）表示相对寻址变量。

记住指令的助记符，掌握不同寻址方式的指令操作数的表示方法，为我们记忆汇编指令打下了基础。

MCS－51指令虽多，但按功能可分为五类，其中数据传送类28条，算术运算类24条，逻辑操作类25条，控制转移类17条，布尔位操作类17条。

在每类指令里，根据其功能，抓住其源、目的操作数的不同组合，再辅之以下方法，是完全能记住的。

我们约定，可能的目的操作数按（＃[email=data/direct/A/Rn/@Ri]data/direct/A/Rn/@Ri[/email]）顺序表示。

对于MOV指令，其目的操作数按A、Rn、direct、@Ri的顺序书写，则可以记住MOV 的15条指令。

例如以累加器A为目的操作数，可写出如下4条指令。

MOV A，＃data/direct/A/Rn/@Ri
以此类推，写出其它指令。

MOV Rn，＃data/direct/A
MOV direct，＃data/direct/A/Rn/@Ri
MOV @Ri，＃data/direct/A
2、指令图示记忆法
图示记忆法是把操作功能相同或相似、但其操作数不同的指令，用图形和箭头将目的、源操作数的关系表示出来的一种记忆方法。

例如：由助记符MOV、MOVX、MOVC组成的送数组指令，可以用图1、2帮助记忆。

由助记符CJNE形成的四条指令，也可以用图示法表示，如图3。

CJNE A，＃data，rel CJNE A，direct，rel
CJNE @Rn，＃data，rel CJNE @Ri，＃data，rel
另外，对于由（ANL、ORL、ARL）形成的18条逻辑操作指令，有关A的四条环移指令，也可以用图示法表示，请读者自行画出记忆。

3、相似功能归类法
在MCS－51指令中，我们发现部分指令其操作码不同，但功能相似，而操作数则完全一样。

相似功能归类法就是把具有这样特点的指令放在一起记忆，只要记住其中的一条，其余的也就记住了。

如加、减法的十二条指令，与、或、非的十八条指令，现列举如下。

ADD/ADDC/SUBB A，＃data/direct/Rn/@Ri
ANL/ORL/XRL A，＃data/direct/Rn/@Ri
ANL/ORL/XRL direct，＃data/a
上述每一排指令，功能相似，其操作数都相同。

其它的如加1(INC)、减1(DEC)指令也可照此办理。

4、口诀记忆法
对于有些指令，我们可以把相关的功能用精练的语言编成一句话来记忆。

如PUSH direct 和POP direct这两条指令。

初学者常常分不清堆栈SP的变化情况，为此编成这样一句话：(SP 的内容)加1(direct的内容)再入栈，(SP的内容)弹出(到direct单元)SP才减1。

又如乘法指令中积的存放，除法指令中被除数和除数以及商的存放，都可以编成口诀记忆如下。

MUL AB高位积(存于)B，低位积(存于)A。

DIV AB A除以B，商(存于)A余(下)B。

上面介绍了几种快速记忆单片机指令的方法，希望能起到抛砖引玉的作用，相信读者在学习单片机的过程中能找到适合自己的方法来记忆。

但是，有了好的方法还不够，还需要实践，即多读书上的例题和别人编写的程序，自己再结合实际编写一些程序。

只有这样，才能更好更快地掌握单片机指令系统。

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附：单片机名词解释
总线: 指能为多个部件服务的信息传送线，在微机系统中各个部件通过总线相互通信。

地址总线: 它是传送由CPU发出的用于选择要访问的器件或部件的地址。

数据总线: 它是用来传送微型机系统内的各种类型的数据。

汇编：是能完成一定任务的机器指令的集合。

二进制数: 只有0和1两个数码，基数为二。

16进制数: 采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F等16个数码，其中A-F相应的十进数为10-15，基数是16。

指令: 是计算机所能执行的一种基本操作的描述，是计算机软件的基本单元。

存储器: 用来存放计算机中的所有信息：包括程序、原始数据、运算的中间结果及最终结果等。

暂存器: 用来暂存由数据总线或通用寄存器送来的操作数，并把它作为另一个操作数。

中断: 中断是单片机实时地处理内部或外部事件的一种内部机制。

当某种内部或外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。

掉电保护: 指在正常供电电源掉电时，迅速用备用直流电源供电，以保证在一段时间内信息不会丢失，当主电源恢复供电时，又自动切换为主电源供电。

RAM 随机存取存储器: 主要用来存放各种输入数据、输出数据、中间结果、最终结果以及与外存交换的信息等，当掉电后，RAM中所存储的信息都将消失。

ROM 只读存储器: ROM 通过特别手段可将信息存入其中，并能长期的保存被存储的信息，一般的情况，CPU只能对它进行写入操作，当断电后，ROM中所存储的信息不会消失。

寄存器寻址: 操作数在寄存器中，由指令操作码中的rrr三位的值和PSW中RS1及RS0的状态，选中某个工作寄存器区的某个寄存器，然后进行相应的指令操作。

波特率: 即每秒钟传送二进制数的位数，波特率越高，数据传输的速度越快。

UART 通用异步接收器/发送器: 用于数据的串/并转换，硬件UART由三部分组成：接收部分、发送部分和控制部分，接收和发送都具有双缓冲结构。

D/A转换: 即将二进制数量转换成与其量值成正比的电流信号或电压信号。

A/D转换: 即将模拟量转换成相应的数字量，然而送计算机处理
进行存储器扩展时，可供使用的编址方法有两种，即：线选法和译码法。

5.4.1线选法
所谓线选法，就是直接以系统的地址作为存储芯片的片选信号，为此只需把高位地址线与存储芯片的片选信号直接连接即可。

特点是简单明了，不需增加另外电路。

缺点是存储空间不连续。

适用于小规模单片机系统的存储器扩展。

【例5-1】现有2K*8位存储器芯片，需扩展8K*8位存储结构采用线选法进行扩展。

扩展8KB的存储器结构需2KB的存储器芯片4块。

2K的存储器所用的地址线为A0～A10共11
根地址线和片选信号与CPU的连接如表5-1所示。

表5-1 80C51与存储器的线路连接
扩展存储器的硬件连接如图5.5所示。

这样得到四个芯片的地址分配如表5-2所示
5.4.2译码法
所谓译码法就是使用译码器对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为存储芯片的片选信号。

这是一种最常用的存储器编址方法，能有效地利用空间，特点是存储空间连续，适用于大容量多芯片存储器扩展。

常用的译码芯片有：74LS139（双2－4译码器）和74LS138（3－8译码器）等，它们的CMOS型芯片分别是74HC139和74HC138。

l 74LS139译码器74LS139是2－4译码器，即对2个输入信号进行译码，得到4个输出状态。

其中：为使能端，低电平有效。

A、B为选择端，即译码信号输入。

～为译码输出信号，低电平有效。

74LS139的真值表如表5-3所示。

l 74LS138译码器
74LS138是3－8译码器，即对3个输入信号进行译码，得到8个输出状态。

其中：G1、、为使能端，用于引入控制信号。

、低电平有效，G1高电平有效。

图5.6 译码器管脚图
74LS138的真值表如表5-4所示。

【例5-2】现有2K*8位存储芯片，需扩展8K*8位存储结构采用译码法进行扩展。

扩展8KB的存储器结构需2KB的存储芯片4块。

2K的存储器所用的地址
线为A0～A10共11根地址线和片选信号与CPU的连接如表5-5所示。

表5-5 80C51与存储器的线路连接
P2.3、P2.4作为二-四译码器的译码地址，译码输出作为扩展4个存储器芯片的片选信号，P2.5、P2.6、P2.7悬空。

扩展连线图如图5.7所示。

图5.7 采用译码器扩展8KB存储器连线图
这样得到4个芯片的地址分配如表5-6所示。

表5-6 译码方式地址分配表。