2019-01-05 常用接口、指令系统

8051/8751的最小系统

存储器概述

• 存储器分类

  

• ROM

ROM是只读存储器， 具有非易失性，即掉电后其上的信息不消失，常常用于存储程序和固定的数据表格

• RAM

RAM是随机读写存储器，信息由CPU通过MOVX指令读写。 RAM具有易失性，即掉电后其上的信息消失，故用于存储临时性数据

• MCS51单片机存储器扩展

  

  

• 线选法
  直接以系统的地址位作为存储芯片的片选信号
  优缺点：简单明了，且不需增加电路。但存储空间的使用是断续的，不能有效地利用空间，扩充容量受限，只适用于小规模系统的存储器扩展

• 译码法
  对系统的高位地址进行译码，以其译码输出作为片选信号。高效率地利用存储空间，适用于大容量多芯片扩展
  常用的译码芯片有：74LS139（双2-4译码器）、74LS138(3-8译码器)和74LS154(4-16译码器)等

MCS51指令系统

• 符号说明

  

• 寻址方式

• 直接寻址

指令码中含有操作数的地址, 根据操作数的地址直接可以找到操作数

• MOV A, 32H ;(0E532H)
• 在MCS -51 单片机指令系统中, 直接寻址方式中可以访问 2种存储器空间:
• 1. RAM的低 128 个字节单元（00H～7FH）
• 2. 特殊功能寄存器。 特殊功能寄存器只能用直接寻址方式进行访问

• 立即寻址

指令码中含有操作数

MOV A, #05H ;(7405H)

• 寄存器寻址

指令码中含有操作数的寄存器号，MCS-51根据该寄存器号可以找到操作数

MOV A, R0 ;(0E8H)

• 寄存器间接寻址

指令码中含有操作数地址所在的寄存器号。MCS-51根据指令码中的寄存器号便可以找到操作数地址，再根据操作数地址便可以找到操作数

MOV R0, #3AH ;(783AH)
MOV A, @R0 ;(0E6H)

1. 寄存器间接寻址只能使用寄存器R0、R1 作为地址指针,寻址内部RAM区的数据;当访问外部RAM时, 可使用R0、 R1及DPTR作为地址指针
2. 寄存器间接寻址符号为“@”
3. 寄存器间址不可以访问SFR

• 变址寻址

1. 指令码内隐含基地址寄存器DPTR/PC的寄存器号；
2. 基地址寄存器DPTR/PC内含有基地址，累加器A中含有地址偏移量rel；
3. 操作数地址=基地址+地址偏移量

• 这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格

MOVC A, @A+DPTR ;(93H )
MOVC A, @A+PC ;(83H)

• 相对寻址

相对寻址不是要找操作数，是寻找将要执行的指令所在的目标地址。MCS-51中的间接转移指令采用这种寻址方式，是以PC的内容为基本地址, 加上指令中给定的偏移量作为转移地址。指令中给出的偏移量是一个 8 位带符号的常数, 其范围为－128～+127

SJMP 80H ;(8080H)

• 位寻址

指令码中含有位地址，操作数是八位二进制数中的某位

SETB 00H ;(D200H)

• 位寻址指令中位地址的表示方法
• 1. 直接位地址： SETB 07H
• 2. 采用第几单元第几位： SETB 20H.7
• 3. 寄存器名+位数： MOV ACC.7, C
• 4. 用伪指令定义

• 寻址方式对比

  

• 习题

  

(a) immediate (g) direct addressing
(b) direct addressing (h) direct addressing
(c) direct addressing (i) register indirect
(d) immediate (j) direct addressing
(e) direct addressing (k) register indirect
(f) immediate

• 数据传送类指令

• 内部数据传送指令速记图

  

数据传送类指令可以实现片内RAM之间；A与片外RAM及ROM之间的数据传送，只要不对PSW进行直接操作，不影响标志位

• 立即型数据传送指令

  

• 直接型数据传送指令

  

• 寄存器寻址型数据传送指令类

  

• 寄存器间接寻址型数据传送指令类

  

• 习题

  

(a) 立即数大于255，超界！属于逻辑错误；(b)OK；(c)OK；(d)原因同(a)；(e)OK
(f)OK。当十六进制数以字母开头时，前面加0，否则程序编译时提示“句法错误”。
(g)非法的工作寄存器，合法的只有R0~R7

• 小结

  

• 外部ROM/RAM数据传送指令

• DPTR赋值指令

MOV DPTR, #2000H

• 对外部RAM的数据传送指令

• 片外数据存储器不能直接寻址

• 对外部ROM的数据传送指令

• 作用：又称查表指令，可直接求取常数表中的函数值或存放系统的不变参数
• DPTR为基址寄存器: 查表范围为 64KB 程序存储器任意空间，称为远程查表指令
• PC为基址寄存器: 常数表只能在查表指令后256B范围内。（PC内容为下一条指令的起始地址。）

• MOVX和MOVC区别

1. MOVC是与ROM之间的数据传送，而MOVX是与外部RAM数据传送；
2. MOV就是移动的意思，C就是Code，代码的意思，X就是eXternal，外部的意思 MOVC就是读代码存储器，MOVX就是读写外部存储器，即外部RAM ；
3. MOVC是读取ROM中的数据，只能读不能写（一般来说主要是用来读取常量或常量表） MOVX是读写外部扩展的RAM和扩展的IO口，可以读也可以写

• 数据交换指令速记

• 累加器高低4位交换指令

XCH A, Rn
XCH A, Direct
XCH A, @Ri
SWAP A

• 半字节交换指令

XCHD A, @Ri
把累加器A中低4位和Ri中地址所指单元中低4位交换

• 位操作类指令速记图

• 除位传送类指令外，数据传送类不影响进位标志Cy和AC，但是会影响奇偶标志P

• 算术运算指令

• 加法指令

• 不带进位位的加法指令

ADD A , #data8\direct@Ri\Rn

• 带进位位的加法指令

ADDC A , #data8\direct@Ri\Rn
指令中的所加的Cy为指令执行前原有的Cy的内容，执行后所形成新的Cy保留在PSW中

• 加1指令

INC A\direct@Ri\Rn\DPTR

• 不论两操作数是否带符号,机器均按带符号数运算

• 减法指令

• 减法指令

SUBB A ， #data8\direct@Ri\Rn
所有减法指令都是带减进位位的

• 减1指令

DEC A\direct@Ri\Rn

• 乘法指令

MUL AB ;AXB=BA

• 除法指令

• 逻辑及移位类指令

• 控制转移类指令

• 条件转移指令

  

• 调用与返回指令

• 子程序返回指令

RET
用途: 子程序末尾、返回主程

• 中断返回指令

RETI
用途：中断程序尾、返回断点