单片机原理实用教程徐爱钧版

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3.2 寻址方式
目的字节
所谓寻址，就是寻找操作数据的地址。 例如：MOV A, R0 所谓寻址方式就是通过确定操作数据所在的地址把操作数据提 取出来的方法。 源字节 在8051单片机中，有7种寻址方式： 1．寄存器寻址 2．直接寻址 3．立即寻址 4．寄存器间接寻址 5．变址寻址 6．相对寻址 7．位寻址
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第 3 章
指令系统复习
3.1 指令助记符和字节数
指令本身是一组二进制数代码，助记符一般采用有关英文单词 的缩写 。 操作码 740A 指令 2414 MOV A, #0AH ；将十六进制数0AH放入累加器A中
助记符
ADD A, #14H ； 累加器A中的内容与14H相加 操作数
一条指令通常由两部分组成：操作码和操作数。 操作码用来规定这条指令完成什么操作。操作数则表示
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3.3.2逻辑运算指令 逻辑运算指令分为简单逻辑操作指令、逻辑与指令、逻辑或指 令以及逻辑异或指令。 1．简单逻辑指令 CLR A；对累加器A清“0‖，不影响标志位。 CPL A；对进行累加器的内容逐位取反，结果仍存在A中。 SWAP A；将A的高半字节（A.7-A.4)与低半字节（A.3-A.0)交换 RL A；累加器A的内容向左环移一位 RLC A；累加器A的内容带进位位CY向左环移一位 RR A；累加器A的内容向右环移一位 RRC；累加器A的内容带进位位CY向右环移一位 2．逻辑与指令 ANL A, Rn 3．逻辑或指令 ORL A, Rn
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1.2 8051单片机的存储器结构
8051单片机在物理上它有4个存储器空间：片内程序存储器（4k） 和片外程序存储器；片内数据存储器和片外数据存储器。
图1.5 8051单片机存储器结构
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8051单片机通过不同的信号来选通 ROM或RAM。当从外部ROM中取指令时， 用选通信号PSEN，而从外部RAM中读写 数据时则采用读写信号RD或WR来选通， 因此不会因地址重叠而发生混乱。 8051系列单片机的片内数据存储器RAM 有256个字节，其中00H-7FH地址空间是直 接寻址区，该区域内00H-1FH地址为工作寄 存器区，安排了4组工作寄存器，每组占用8 个地址单元，记为R0-R7，在某一时刻， CPU只能使用其中任意一组工作寄存器，究 竟选择哪一组工作寄存器由程序状态字寄存 器PSW中RS0和RS1的状态决定。 片内RAM的20H-2FH地址单元为位寻址 区，共16个字节，每个字节的每一位都规定 了位地址，该区域内每个地址单元除了可以 进行字节操作之外，还可进行位操作，右图 所示为片内RAM的位地址分配。 8
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3.三字节指令则是一个字节的操作码，两个字节的操作数。操作数 可以是数据，也可以是地址，因此，可能有四种情况： 操作码 操作码 操作码 操作码 立即数 地 址 立即数 地 址 立即数 立即数 地 址 地 址 MOV DPTR, #1234H ANL direct, #data
8051单片机共有17条三字节指令，只占全部指令的15%。一般 而言，指令的字节数越则其执行速度越快，从这个角度来说，8051 单片机的指令系统是比较合理的。
MOVC A, @A+PC MOVC A, @A+DPTR
7．字节交换指令 XCH A, Rn ;n=0-7 8．半字节交换指令 XCHD A, @Ri ;i=0或1 将累加器A的低4位内容和R (i) 的低4位内容相互交换。 23
3.3.4控制转移指令 1．无条件短跳转指令 AJMP addrll 这是2K字节范围内的无条件跳转指令。 2．相对转移指令 SJMP rel 执行时跳转至(PC)+ rel+2。因此转移的目标地址可以在这条指 令前128个字节到后127个字节之间。 3．长跳转指令 LJMP addr16 4．散转指令 JMP @A+DPTR
2．带进位加法指令 ADDC A, Rn ;Rn(n=0-7)为工作寄存器 3．加1指令 INC A 不影响任何标志。
4．十进制调整指令 DA A 5．带进位减法指令 SUBB A, Rn ;Rn(n=0-7)。指令意义 (A)－(Rn)－(CY)→(A) 6．减1指令 DEC A 7．单字节乘法指令 MUL AB 乘积的低8位存放在累加器A中，高8位存放在寄存器B中。 8．单字节除法指令 DIV AB 商的整数部分存放在累加器A中，余数部分存放在寄存器B中
这组指令的功能是将累加器A的内容与第二操作数的内容相加， 结果送回到累加器A中。 在执行加法的过程中，如果位7有进位，则置“1‖进位标志CY， 否则清“0‖ CY。如果位3有进位，则置“1‖辅助进位标志AC。如 果位6有进位而位7没有进位，或者位7有进位而位6没有进位，则置 “1‖溢出标志OV，否则清“0‖ OV 19 。
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第2章
Proteus快速入门
英国Labcenter公司推出的Proteus软件采用虚拟仿真技术，很 好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题 。 该软件已有近20年的历史，它针对单片机应用，可以直接在 虚拟模型上进行软件编程和虚拟仿真，配合虚拟示波器、逻辑分 析仪等，用户能看到单片机系统运行后的输入输出效果。
第1章 复 习
1.1 8051单片机的特点与基本结构
无片内ROM型 ：8031
8051系列 带片内ROM型
片内掩膜ROM型 ：8051，4k一次编程 片内EPROM型 ：87C51，4k 片内EEROM型 ：89C51，4k, flash
8051单片机的基本组成包括：
．中央处理器CPU，它是单片机的核心，用于产生各种控制信号， 并完成对数据的算术逻辑运算和传送； ．内部数据存储器RAM，用以存放可以读写的数据； ．内部程序存储器ROM，用以存放程序指令或某些常数表格； ．4个8位的并行I/O接口P0, P1, P2和P3，每个口都可以用做输入 或者输出； ．内部时钟，但晶体和微调电容需要外接，振荡频率可以高达 40M HZ.
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3.3.1算术运算指令
算术运算指令包括加、减、乘、除法指令，加法指令又分为普 通加法指令、带进位加法指令和加1指令。
1．普通加法指令
ADD ADD ADD ADD
A, Rn ;Rn(n=0-7)为工作寄存器 A, direct ;direct为直接地址单元 A, @Ri ;Ri(i=0-1)为工作寄存器 A, #data ;#data为立即数
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3.3指令分类详解
8051单片机共有111条指令，按指令功能可分为算术运算指令、 逻辑运算指令、数据传送指令、控制转移指令及位操作指令等5大 类。 ⑴算术运算类指令（24条）；
⑵逻辑运算类指令（25条） ；
⑶数据传送类指令（28条） ； ⑷ 控制转移类指令(17 条)； ⑸ 布尔操作（位）类指令（17条）。
这组指令的功能是把源操作数的内容送入累加器 A。 22
4．堆栈操作指令 PUSH direct；进栈 POP direct；出栈 在8051单片机的特殊功能寄存器中有一个堆栈指针寄存器SP， 进栈（PUSH）指令的功能是首先将堆栈指针SP的内容加1，然后 将直接地址所指出的内容送入SP指出的内部RAM单元。 5．累加器A与外部数据存储器RAM之间的数据传送指令 MOVX A, @DPTR 6．查表指令 ;((DPTR)) → A
2.1集成环境ISIS
Proteus软件包提供一种界面友好的人机交互式集成环境ISIS， 其设计功能强大，使用方面。 ISIS在Windows环境下运行，它的主界面，由下拉菜单、快捷 工具栏、预览窗口、原理图编辑窗口、元器件列表窗口等组成。 File菜单：包括常用的文件功能，如创建一个新设计、打开己有设 计、保存设计、导入／导出文件、打印设计文档等。 View菜单：包括是否显示网格、设置网格间距、缩放原理图、显示 与隐藏各种工具栏等命令。 Edit菜单：包括撤销／恢复操作、查找与编辑、剪切、复制、粘贴 元器件、设置多个对象的层叠关系等命令。
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2 双字节指令：其中一个字节为操作码，另一个字节是操作数。
操作码
数据或地址码
例如 把8位二进制数传送到累加器A的指令：
MOV A, #data
其中#data表示8位二进制数，也叫立即数，这就是双节指令，其指 令码为： 01110100 #data
在80C51系列的指令系统中，共有45条双字节指令。
辅助进位标志
工作寄存器组选择
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奇偶校验标志
2．控制器
控制器包括定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、程序计 数器PC、数据指针DPTR 、堆栈指针SP、地址寄存器和地址缓冲 器等。
它的功能是对逐条指令进行译码，并通过定时和控制电路在规定 的时刻发出各种操作所需的内部和外部控制信号，协调各部分的工 作。 程序计数器PC：用于存放下一条将要执行指令的地址。当一条指 令按PC所指向的地址从程序存储器中取出之后，PC的值会自动增 加，即指向下一条指令。PC不属于特殊功能寄存器，不能被访问。 堆栈指针SP：用来指示堆栈的起始地址。 指令译码器：当指令送入指令译码器后，由译码器对该指令进行译 码，即把指令转变成为所需要的电平信号，CPU根据译码器输出的 电平信号使定时控制电路产生执行该指令所需要的各种控制信号。
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在8051单片机中，对于不同的指令，指令的字节数不相同。 8051单片机有单字节，双字节或三字节指令。
1、 单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一
个字节中。在80C51系列的指令系统中，共有49条单字节指令。
（1）单字节指令中既包含操作码信息，也包含操作数信息。 例如数据指针加1指令：INC DPTR，由于操作的内容和对象 都很明确，故不必再加操作数字节，其指令码为： 10100011 （2）用一个字节中的几位来表示操作数或操作数所在的位置。 如 MOV A，Rn 指令机器码为单字节 11101rrr ，其中rrr可表 示为000～111，分别代表R0～R7 操作码+地址码