C8051第2章幻灯
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2章 51单片机的指令系统与汇编程序 2.1 51单片机的指令与指令系统 每个单片机的CPU都有自己的指令系统，由指令组成的程序称为指令程序， 单片机可以在指令程序的控制下，实现预定的各种动作。 单片机能够执行的指令为二进制或是十六进制表示机器码，这些机器码不 易记忆，。
用助记符编制的指令程序，再增加一些汇编器识别的命令，这样的程序称 为汇编程序。汇编器可以将这样的程序转换成CPU执行的机器码程序。
[标号：] 操作码 [操作数] [；注释和空格分 开。操作码与操作数之间用空格分开。操作数与注释之间用分号分开。为 使4部分之间分隔的空格数一致，可以使用Tab键分隔。双操作数之间用逗 号分隔。 标号由8个或8个以下的字符构成，第一个字符必须是字符。标号是符号地 址，表示所在行程序的地址。
；立即数data送直接地址（3字节，2周期）
；16位常数送数据指针 （3字节，2周期）
; 直接地址数据送A（2字节，1周期） ；A中的数送直接地址（2字节，1周期） ；直接地址送寄存器Rn （2字节，1周期） ；直接地址送间接地址 （2字节，2周期） ；直接地址1送直接地址2（3字节，2周期）
3. 间接地址
6. 外数据区寻址
MOVX A,@Ri
；Ri指定的外部RAM地址（8位地址）中的数据送A
MOVX A,@DPTR ；DPTR指定的外部RAM地址（16位地址）中的数据送A MOVX @Ri,A ；A送Ri指定的外部RAM地址（8位地址）
MOVX @DPTR,A ；A送DPTR指定的外部RAM地址（16位地址）
格式：字符名称 BIT 位地址
例如，A1 BIT P1.0 ；用字符A1替代P1.0
2.4.2 汇编器
汇编程序需要汇编器汇编才能得到单片机可以运行的机器指令程序，支持 51单片机的汇编器以Keil公司的A51使用最多，下面介绍。
汇编源文件经过A51汇编器编译生成目标文件（.OBJ）和列表文件（.LST）。
若操作数为常数，则称为立即寻址，而常数操作数称为立即数，为与地址 区别，在立即数前加“#”（若为地址，没有“#”）。例如：
MOV A，#12H ；将十六进制数12传送到累加器A
（4）寄存器间接寻址
将寄存器R0和R1中的内容、或是数据指针寄存器DPTR中的内容作为操作 数的地址称为间接寻址。该寻址方式不能访问特殊功能寄存器。 书写间接寻址指令时，需要在寄存器R0和R1前加符号“@”。 例如：MOV A，@R0 ；将R0中的内容作为地址，寻找操作数 寄存器间接寻址的范围： ⑴ 51单片机RAM的前128字节，52单片机RAM的256字节。 ⑵ 外部数据存储器的前256字节，但必须使用MOVX指令。 ⑶ 使用数据指针寄存器DPTR，可以在外部64KBRAM中寻址。例如，
MOVC A，@A+DPTR ;
将0211中的数1FH送到累加器A。
（6）相对寻址
以程序计数器PC中的数加指令给出的偏移量后形成地址的方式称为相对寻 址。这里偏移量是有符号8位数，范围是-128~+127，相对寻址只在相对转 移指令中用到。
相对转移指令的所在地址为源地址，转移后的地址称为目标地址，因此有
MOV DPTR，#1234H ；将立即数1234H传送到数据指针寄存器DPTR中
MOV R0，#70H ；将代表地址的立即数传送到R0
（5）变址寻址
以程序计数器PC或是数据指针寄存器DPTR中的内容作为基本地址，然后再 加上保存在累加器A中的地址偏移量形成的操作数的地址称为变址寻址（有 些书称为索引寻址），也就是以DPTR+A或是PC+A的值作为操作数的地址。 该寻址方式可访问程序存储器的内容。 例如，如果外部程序存储器地址0211H中的数为1FH，累加器A中的数为11H， DPTR中的数为0200H，则程序
目标文件可由链接/定位器BL51创建生成库文件，也可以与库文件链接并定 位生成绝对目标文件 （.ABS）和存储器影射文件（.M51）。 绝对目标文件由OH51转换成标准的十六进制（HEX）文件，以供Keil软件 中仿真器仿真，也可以直接写入单片机程序存贮器中使单片机运行。 （1）目标文件 目标文件就是单片机机器码语言，是汇编器经过两次扫描形成的。 第一次扫描汇编器建立建立符号表并定位指令位置。第二次扫描汇编器将 助记符转换成操作码，并对操作数求值后输出目标文件。由于目标文件是 二进制文件，因此不能用文本编辑器查看。
其中： ；分号是记录开始标志，Intel HEX文件的每一行都是以分号“；”开头。 ll 是记录长度，用来表示该记录的数据字节数。 aaaa 是装入地址，是该记录中第一个数据字节的16位地址值，是该记录在 FLASH中的起始绝对地址。
tt 记录类型，00表示数据记录，01表示文件结束（EOF）。
（3）存储器影射文件
该文件记录了链接/定位器LX51输出的一些信息。主要有：
每个页面包含页顺序号，日期和链接/定位器版本。 链接/定位器的的启动命令行。
输入文件模块名。
存储器影射图，包括起始和终止地址、容量、分类、定位类型与段名。 符号表，包括存储类型、定位地址与文本符号名。
程序容量。
警告与错误信息。
将EQU后面的文字或数字指定给EQU前面的符号。
格式：字符名称 EQU 被代替的文字与符号 例如，AA EQU R1 A10 EQU 10 ；符号AA与文字R1等值 ；符号A10与数字10等值
（4）DATA
将数据地址或代码地址赋予规定的字符名称。
格式：字符名称 DATA 表达式 该伪指令常用来定义单片机内部数据空间。 （5）DB 从指定的地址单元开始，定义多个8位内存单元的值。 格式：[标号：] DB 8位二进制数 （6）DW 从指定的地址单元开始，定义多个16位内存单元的值。 格式：[标号：] DW 16位二进制表
（7）DS 从指定的地址单元开始，保留多个字节地址空间。 格式：[标号：] DS 字节数 例如，ORG 2000H DS AH ；从程序存储器地址2000H开始，放置如下程序 ；从2000H开始，保留10个字节存储空间 ；从200AH开始，放置数字25H，26H，27H
DB 25H，26H，27H （8）BIT 将位地址赋予符号名称。
2.2寻址方式
寻找操作数的地址称为寻址。寻址方式确定了数据的来源与目的地，对于不同的指令， 操作数的来源与目的不同。
（1）寄存器寻址 寄存器寻址就是将通用寄存器R0~R7的内容作为操作数，这时操作码的低3位用于指 定寄存器。 例如；MOV A，R0 ；将寄存器R0中的8位数据送到累加器A 51单片机有4个寄存器组（地址00H~1FH），每次只能激活其中1组，由状态寄存器中 的RS1和RS2位选择。 有些指令中隐含寄存器，因此也属于寄存器寻址范围。 例如，INC A ；将累加器A中的数据加1 （2）直接寻址
目标地址=源地址+转移指令的字节数+偏移量 就是说转移指令执行完毕后的PC值加偏移量就是目标地址。
例如若SJMP指令地址保存在2000H和2001H，对于两字节转移指令：SJMP 3EH
则转移目标地址为：2002H+3EH=2040H 该种寻址模式的优点是程序源代码与存储位置无关，缺点是跳转范围有限。
MOV A,@Ri
MOV @Ri,A MOV dircet,@Ri
；间接地址送A（1字节，1周期）
；A送间接地址（1字节，1周期） ；间接地址送直接地址（2字节，2周期）
4. 寄存器寻址
MOV A,Rn MOV Rn,A MOV dircet,Rn 5. 变址寻址 MOVC A,@A+DPTR ；由((A)+(DPTR))寻址的程序地址的内容送A（3字 节，1周期） MOVC A,@A+PC 2周期） ；由((A)+(PC))；寻址的程序地址的内容送A（1字节， ；寄存器送A（1字节，1周期） ；A送寄存器（1字节，1周期） ；寄存器送直接地址（2字节，2周期）
（4）十六进制文件格式
写入单片机存储器的文件一般是Intel HEX文件格式（.HEX），由二进制-十 六进制文件转换程序OH51生成。一个Intel HEX文件的一行称为一个记录， 是由16进制字符组成，两个字符表示一个字节的值，Intel HEX文件通常由若 干个记录组成，每个记录的格式如下： ；ll aaaa tt dd … dd cc
操作数中的立即数可以是二进制（数字后加B），也可以是十六进制（数 字后加H）
2. 常用汇编器指令
汇编器指令又称为伪指令，这些指令用于控制汇编过程或是对符号、标号等赋值。 汇编完成后，程序中不包含伪指令。
（1）ORG ORG设定其后程序的起始地址。 格式：ORG 地址 例如，ORG 0000H AJMP MAIN （2）END END是汇编语言程序结束标志。 （3）EQU伪命令 ； ；如下程序从绝对地址0000H开始
指令中直接给出操作数地址就是直接寻址，直接寻址可以访问51单片机的内部RAM （00~7FH）与特殊功能寄存器（80H~FFH）。
例如： MOV 90H，A ；将累加器A中的内容送到端口P1。还可以写作MOV P1，A。 MOV A，3AH ；将3AH地址的内容传送到累加器A，记作：A←（3AH）
（3）立即寻址
（2）列表文件 列表文件也是在汇编器生成的，该文件是文本文件，可以用各种文本编辑 器查看，文件中包含： 程序列表：包括每一行指令的定位、操作码，行号和助记符，
符号列表：包括符号名、符号类型取值和属性。
在符号表中，B（Bit）表示位存储类型；C（Code）表示代码存储类型；D （Data）数据存储类型；I（IData）表示间接数据存储类型。ADDR表示符 号是地址；NUMB表示符号是数值；SEG表示符号是字段。跟随地址后的 字母A表示绝对地址或是不可以重定位地址；跟随地址后的字母R表示地址 是可重定位的。
7. 堆栈 PUSH dircet PUSH A POP dircet POP A 8 数据交换 XCH A,Rn XCH A,dircet XCH A,@Ri ；交换A和寄存器Rn中的内容 ；交换A和直接地址中的内容 ；交换A和间接地址中的内容 ；直接地址中的数据送堆栈，堆栈指针SP加1 ；A中的数据送堆栈，堆栈指针SP加1 ；堆栈中的数据送到直接地址，堆栈指针SP减1 ；堆栈中的数据送到A，堆栈指针SP减1
2.3 51单片机指令
关于指令符号一些约定：
Rn：寄存器R0~R7 direct：8位直接地址，可寻址RAM和特殊寄存器
@Ri：通过R0和R1间接寻址RAM
#data：8位立即数（常数） #data16：16位立即数（常数） addr16：用在LCALL和LJMP指令中的16位目的地址，寻址范围64K addr11：用在ACALL和AJMP指令中的11位目的地址，寻址范围2K rel：使用在SJMP指令中的有符号8位偏移地址（-128~+127） bit：RAM和特殊寄存器中的位地址 DEPT：数据指针，可作为16位的地址寄存器 （X）：X中的内容 （（X））：X寻址单元中的内容
@：间接寻址寄存器或基址寄存器前缀
1. 立即寻址
MOV A,#data
MOV Rn,#data MOV @Ri,#data
；立即数data送A （2字节，1周期）
；立即数data送寄存器 （2字节，2周期） ；立即数data送间接地址（2字节，1周期）
MOV dircet,#data
MOV DPTR,#data16 2. 直接寻址 MOV A,direct MOV dircet,A MOV Rn,dircet MOV @Ri,dircet MOV dircet1,dircet2
XCHD A,@Ri
；交换A和间接地址中的低4位
2.3.2 算术运算指令 2.3.3 逻辑运算指令 2.3.4控制转移指令 2.3.5位操作指令
2.4 汇编语言程序设计 2.4.1 汇编语言简介 1. 汇编语言程序格式 汇编语言是用单片机指令助记符、标号和伪指令等组成的程序，替代单片 机执行的二进制机器语言，方便了程序设计， （1）程序格式 汇编程序由标号、操作码、操作数和注释4部分组成，一般格式为：
用助记符编制的指令程序，再增加一些汇编器识别的命令，这样的程序称 为汇编程序。汇编器可以将这样的程序转换成CPU执行的机器码程序。
[标号：] 操作码 [操作数] [；注释和空格分 开。操作码与操作数之间用空格分开。操作数与注释之间用分号分开。为 使4部分之间分隔的空格数一致，可以使用Tab键分隔。双操作数之间用逗 号分隔。 标号由8个或8个以下的字符构成，第一个字符必须是字符。标号是符号地 址，表示所在行程序的地址。
；立即数data送直接地址（3字节，2周期）
；16位常数送数据指针 （3字节，2周期）
; 直接地址数据送A（2字节，1周期） ；A中的数送直接地址（2字节，1周期） ；直接地址送寄存器Rn （2字节，1周期） ；直接地址送间接地址 （2字节，2周期） ；直接地址1送直接地址2（3字节，2周期）
3. 间接地址
6. 外数据区寻址
MOVX A,@Ri
；Ri指定的外部RAM地址（8位地址）中的数据送A
MOVX A,@DPTR ；DPTR指定的外部RAM地址（16位地址）中的数据送A MOVX @Ri,A ；A送Ri指定的外部RAM地址（8位地址）
MOVX @DPTR,A ；A送DPTR指定的外部RAM地址（16位地址）
格式：字符名称 BIT 位地址
例如，A1 BIT P1.0 ；用字符A1替代P1.0
2.4.2 汇编器
汇编程序需要汇编器汇编才能得到单片机可以运行的机器指令程序，支持 51单片机的汇编器以Keil公司的A51使用最多，下面介绍。
汇编源文件经过A51汇编器编译生成目标文件（.OBJ）和列表文件（.LST）。
若操作数为常数，则称为立即寻址，而常数操作数称为立即数，为与地址 区别，在立即数前加“#”（若为地址，没有“#”）。例如：
MOV A，#12H ；将十六进制数12传送到累加器A
（4）寄存器间接寻址
将寄存器R0和R1中的内容、或是数据指针寄存器DPTR中的内容作为操作 数的地址称为间接寻址。该寻址方式不能访问特殊功能寄存器。 书写间接寻址指令时，需要在寄存器R0和R1前加符号“@”。 例如：MOV A，@R0 ；将R0中的内容作为地址，寻找操作数 寄存器间接寻址的范围： ⑴ 51单片机RAM的前128字节，52单片机RAM的256字节。 ⑵ 外部数据存储器的前256字节，但必须使用MOVX指令。 ⑶ 使用数据指针寄存器DPTR，可以在外部64KBRAM中寻址。例如，
MOVC A，@A+DPTR ;
将0211中的数1FH送到累加器A。
（6）相对寻址
以程序计数器PC中的数加指令给出的偏移量后形成地址的方式称为相对寻 址。这里偏移量是有符号8位数，范围是-128~+127，相对寻址只在相对转 移指令中用到。
相对转移指令的所在地址为源地址，转移后的地址称为目标地址，因此有
MOV DPTR，#1234H ；将立即数1234H传送到数据指针寄存器DPTR中
MOV R0，#70H ；将代表地址的立即数传送到R0
（5）变址寻址
以程序计数器PC或是数据指针寄存器DPTR中的内容作为基本地址，然后再 加上保存在累加器A中的地址偏移量形成的操作数的地址称为变址寻址（有 些书称为索引寻址），也就是以DPTR+A或是PC+A的值作为操作数的地址。 该寻址方式可访问程序存储器的内容。 例如，如果外部程序存储器地址0211H中的数为1FH，累加器A中的数为11H， DPTR中的数为0200H，则程序
目标文件可由链接/定位器BL51创建生成库文件，也可以与库文件链接并定 位生成绝对目标文件 （.ABS）和存储器影射文件（.M51）。 绝对目标文件由OH51转换成标准的十六进制（HEX）文件，以供Keil软件 中仿真器仿真，也可以直接写入单片机程序存贮器中使单片机运行。 （1）目标文件 目标文件就是单片机机器码语言，是汇编器经过两次扫描形成的。 第一次扫描汇编器建立建立符号表并定位指令位置。第二次扫描汇编器将 助记符转换成操作码，并对操作数求值后输出目标文件。由于目标文件是 二进制文件，因此不能用文本编辑器查看。
其中： ；分号是记录开始标志，Intel HEX文件的每一行都是以分号“；”开头。 ll 是记录长度，用来表示该记录的数据字节数。 aaaa 是装入地址，是该记录中第一个数据字节的16位地址值，是该记录在 FLASH中的起始绝对地址。
tt 记录类型，00表示数据记录，01表示文件结束（EOF）。
（3）存储器影射文件
该文件记录了链接/定位器LX51输出的一些信息。主要有：
每个页面包含页顺序号，日期和链接/定位器版本。 链接/定位器的的启动命令行。
输入文件模块名。
存储器影射图，包括起始和终止地址、容量、分类、定位类型与段名。 符号表，包括存储类型、定位地址与文本符号名。
程序容量。
警告与错误信息。
将EQU后面的文字或数字指定给EQU前面的符号。
格式：字符名称 EQU 被代替的文字与符号 例如，AA EQU R1 A10 EQU 10 ；符号AA与文字R1等值 ；符号A10与数字10等值
（4）DATA
将数据地址或代码地址赋予规定的字符名称。
格式：字符名称 DATA 表达式 该伪指令常用来定义单片机内部数据空间。 （5）DB 从指定的地址单元开始，定义多个8位内存单元的值。 格式：[标号：] DB 8位二进制数 （6）DW 从指定的地址单元开始，定义多个16位内存单元的值。 格式：[标号：] DW 16位二进制表
（7）DS 从指定的地址单元开始，保留多个字节地址空间。 格式：[标号：] DS 字节数 例如，ORG 2000H DS AH ；从程序存储器地址2000H开始，放置如下程序 ；从2000H开始，保留10个字节存储空间 ；从200AH开始，放置数字25H，26H，27H
DB 25H，26H，27H （8）BIT 将位地址赋予符号名称。
2.2寻址方式
寻找操作数的地址称为寻址。寻址方式确定了数据的来源与目的地，对于不同的指令， 操作数的来源与目的不同。
（1）寄存器寻址 寄存器寻址就是将通用寄存器R0~R7的内容作为操作数，这时操作码的低3位用于指 定寄存器。 例如；MOV A，R0 ；将寄存器R0中的8位数据送到累加器A 51单片机有4个寄存器组（地址00H~1FH），每次只能激活其中1组，由状态寄存器中 的RS1和RS2位选择。 有些指令中隐含寄存器，因此也属于寄存器寻址范围。 例如，INC A ；将累加器A中的数据加1 （2）直接寻址
目标地址=源地址+转移指令的字节数+偏移量 就是说转移指令执行完毕后的PC值加偏移量就是目标地址。
例如若SJMP指令地址保存在2000H和2001H，对于两字节转移指令：SJMP 3EH
则转移目标地址为：2002H+3EH=2040H 该种寻址模式的优点是程序源代码与存储位置无关，缺点是跳转范围有限。
MOV A,@Ri
MOV @Ri,A MOV dircet,@Ri
；间接地址送A（1字节，1周期）
；A送间接地址（1字节，1周期） ；间接地址送直接地址（2字节，2周期）
4. 寄存器寻址
MOV A,Rn MOV Rn,A MOV dircet,Rn 5. 变址寻址 MOVC A,@A+DPTR ；由((A)+(DPTR))寻址的程序地址的内容送A（3字 节，1周期） MOVC A,@A+PC 2周期） ；由((A)+(PC))；寻址的程序地址的内容送A（1字节， ；寄存器送A（1字节，1周期） ；A送寄存器（1字节，1周期） ；寄存器送直接地址（2字节，2周期）
（4）十六进制文件格式
写入单片机存储器的文件一般是Intel HEX文件格式（.HEX），由二进制-十 六进制文件转换程序OH51生成。一个Intel HEX文件的一行称为一个记录， 是由16进制字符组成，两个字符表示一个字节的值，Intel HEX文件通常由若 干个记录组成，每个记录的格式如下： ；ll aaaa tt dd … dd cc
操作数中的立即数可以是二进制（数字后加B），也可以是十六进制（数 字后加H）
2. 常用汇编器指令
汇编器指令又称为伪指令，这些指令用于控制汇编过程或是对符号、标号等赋值。 汇编完成后，程序中不包含伪指令。
（1）ORG ORG设定其后程序的起始地址。 格式：ORG 地址 例如，ORG 0000H AJMP MAIN （2）END END是汇编语言程序结束标志。 （3）EQU伪命令 ； ；如下程序从绝对地址0000H开始
指令中直接给出操作数地址就是直接寻址，直接寻址可以访问51单片机的内部RAM （00~7FH）与特殊功能寄存器（80H~FFH）。
例如： MOV 90H，A ；将累加器A中的内容送到端口P1。还可以写作MOV P1，A。 MOV A，3AH ；将3AH地址的内容传送到累加器A，记作：A←（3AH）
（3）立即寻址
（2）列表文件 列表文件也是在汇编器生成的，该文件是文本文件，可以用各种文本编辑 器查看，文件中包含： 程序列表：包括每一行指令的定位、操作码，行号和助记符，
符号列表：包括符号名、符号类型取值和属性。
在符号表中，B（Bit）表示位存储类型；C（Code）表示代码存储类型；D （Data）数据存储类型；I（IData）表示间接数据存储类型。ADDR表示符 号是地址；NUMB表示符号是数值；SEG表示符号是字段。跟随地址后的 字母A表示绝对地址或是不可以重定位地址；跟随地址后的字母R表示地址 是可重定位的。
7. 堆栈 PUSH dircet PUSH A POP dircet POP A 8 数据交换 XCH A,Rn XCH A,dircet XCH A,@Ri ；交换A和寄存器Rn中的内容 ；交换A和直接地址中的内容 ；交换A和间接地址中的内容 ；直接地址中的数据送堆栈，堆栈指针SP加1 ；A中的数据送堆栈，堆栈指针SP加1 ；堆栈中的数据送到直接地址，堆栈指针SP减1 ；堆栈中的数据送到A，堆栈指针SP减1
2.3 51单片机指令
关于指令符号一些约定：
Rn：寄存器R0~R7 direct：8位直接地址，可寻址RAM和特殊寄存器
@Ri：通过R0和R1间接寻址RAM
#data：8位立即数（常数） #data16：16位立即数（常数） addr16：用在LCALL和LJMP指令中的16位目的地址，寻址范围64K addr11：用在ACALL和AJMP指令中的11位目的地址，寻址范围2K rel：使用在SJMP指令中的有符号8位偏移地址（-128~+127） bit：RAM和特殊寄存器中的位地址 DEPT：数据指针，可作为16位的地址寄存器 （X）：X中的内容 （（X））：X寻址单元中的内容
@：间接寻址寄存器或基址寄存器前缀
1. 立即寻址
MOV A,#data
MOV Rn,#data MOV @Ri,#data
；立即数data送A （2字节，1周期）
；立即数data送寄存器 （2字节，2周期） ；立即数data送间接地址（2字节，1周期）
MOV dircet,#data
MOV DPTR,#data16 2. 直接寻址 MOV A,direct MOV dircet,A MOV Rn,dircet MOV @Ri,dircet MOV dircet1,dircet2
XCHD A,@Ri
；交换A和间接地址中的低4位
2.3.2 算术运算指令 2.3.3 逻辑运算指令 2.3.4控制转移指令 2.3.5位操作指令
2.4 汇编语言程序设计 2.4.1 汇编语言简介 1. 汇编语言程序格式 汇编语言是用单片机指令助记符、标号和伪指令等组成的程序，替代单片 机执行的二进制机器语言，方便了程序设计， （1）程序格式 汇编程序由标号、操作码、操作数和注释4部分组成，一般格式为：