8课:单片机寻址方式与指令系统 -

标题: 8课:单片机寻址方式与指令系统 [打印本页]

作者: admin 时间: 2013-5-21 03:04
标题: 8课:单片机寻址方式与指令系统
  通过前面的学习，我们已经了解了单片机内部的结构，并且也已经知道，要控制单片机，让它为我们干学，要用指令，我们已学了几条指令，但很零散，从现在开始，我们将要系统地学习8051单片机的指令部份。一、概述
1、指令的格式
我们已知，要让计算机做事，就得给计算机以指令，并且我们已知，计算机很“笨”，只能懂得数字，如前面我们写进机器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一种格式就是机器码格式，也说是数字的形式。但这种形式实在是为难我们人了，太难记了，于是有另一种格式，助记符格式，如MOV P1，#0FFH，这样就好记了。这两种格式之间的关系呢，我们不难理解，本质上它们完全等价，只是形式不一样而已。
2、汇编
  我们写指令使用汇编格式，而计算机和单片机只懂机器码格式，所以要将我们写的汇编格式的指令转换为机器码格式，这种转换有两种办法：手工汇编和机器汇编。手工汇编实际上就是查表，因为这两种格式纯粹是格式不一样，所以是一一对应的，查一张表格就行了。不过手工查表总是嫌麻烦，所以就有了计算机软件，用计算机软件来替代手工查表，这就是机器汇编。
二、单片机的寻址
  让我们先来复习一下我们学过的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH这些指令都是将一些数据送到对应的位置中去，为什么要送数据呢？第一个因为送入的数能让灯全灭掉，第二个是为了要实现延时，从这里我们能看出来，在用单片机的编程语言编程时，经常要用到数据的传递，事实上数据传递是单片机编程时的一项重要工作，一共有28条指令（单片机共111条指令）。下面我们就从数据传递类指令开始吧。
  分析一下MOV P1，#0FFH这条指令，我们不难得出结论，第一个词MOV是命令动词，也就是决定做什么事情的，MOV是MOVE少写了一个E，所以就是“传递”，这就是指令，规定做什么事情，后面还有一些参数，分析一下，数据传递必须要有一个“源”也就是你要送什么数，必须要有一个“目的”，也就是你这个数要送到什么地方去，显然在上面那条单片机指令中，要送的数（源）就是0FFH，而要送达的地方（目的地）就是P1这个寄存器。在数据传递类指令中，均将目的地写在指令的后面，而将源写在最后。
  这条指令中，送给P1是这个数本身，换言之，做完这条指令后，我们能明确地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何时候都能直接给出数本身的。例如，在我们前面给出的单片机延时程序例是这样写的：
MAIN： SETB P1.0 　　　　；（１）
　　　LCALL DELAY ；（２）
　　　　CLR P1.0 　　　　；（３）
　　　LCALL DELAY 　　；（４）
　　　　AJMP MAIN 　　　；（５）
；以下子程序
DELAY： MOV R7，#250　　；（６）
D1： MOV R6，#250 　　；（７）
D2： DJNZ R6，D2 　　　；（８）
　　 DJNZ R7，D1　　　；（９）
　　RET 　　　　　　　；（１０）
　　 END 　　　　　　；（１１）
表1
-----------------------------------------------------
MAIN： SETB P1.0 　　　　；（１）
　　　MOV 30H，#255
　　　 LCALL DELAY ；
　　　 CLR P1.0 　　　　；（３）
　　　 MOV 30H,#200
　　　 LCALL DELAY 　　；（４）
　　　 AJMP MAIN 　　　；（５）
；以下子程序
DELAY： MOV R7，30H　　；（６）
D1： MOV R6，#250 　　；（７）
D2： DJNZ R6，D2 　　　；（８）
　　 DJNZ R7，D1　　　；（９）
　　RET 　　　　　　　；（１０）
　　 END 　　　　　　；（１１）
表2
　这样一来，我每次调用延时程序延时的时间都是相同的（大致都是0.13S)，如果我提出这样的要求：灯亮后延时时间为0.13S灯灭，灯灭后延时0.1秒灯亮，如此循环，这样的程序还能满足要求吗？不能，怎么办？我们能把延时程序改成这样(见表2)：调用则见表2中的主程，也就是先把一个数送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根据30H单元中传过来的数确定。这样就能满足要求。

从这里我们能得出结论，在数据传递中要找到被传递的数，很多时候，这个数并不能直接给出，需要变化，这就引出了一个概念：如何寻找操作数，我们把寻找操作数所在单元的地址称之为寻址。在这里我们直接使用数所在单元的地址找到了操作数，所以称这种办法为直接寻址。除了这种办法之外，还有一种，如果我们把数放在工作寄存器中，从工作寄存器中寻找数据，则称之为寄存器寻址。例：MOV A，R0就是将R0工作寄存器中的数据送到累加器A中去。提一个问题：我们知道，工作寄存器就是内存单元的一部份，如果我们选择工作寄存器组0，则R0就是RAM的00H单元，那么这样一来，MOV A，00H，和MOV A，R0不就没什么区别了吗？为什么要加以区别呢？的确，这两条指令执行的结果是完全相同的，都是将00H单元中的内容送到A中去，但是执行的过程不一样，执行第一条指令需要2个周期，而第二条则只需要1个周期，第一条指令变成最终的目标码要两个字节（E5H 00H），而第二条则只要一个字节（E8h）就能了。

  这么斤斤计较！不就差了一个周期吗，如果是12M的晶体震荡器的话，也就1个微秒时间了，一个字节又能有多少？
不对，如果这条指令只执行一次，也许无所谓，但一条指令如果执行上1000次，就是1毫秒，如果要执行1000000万次，就是1S的误差，这就很可观了，单片机做的是实时控制的事，所以必须如此“斤斤计较”。字节数同样如此。
再来提一个问题，现在我们已知，寻找操作数能通过直接给的方式（立即寻址）和直接给出数所在单元地址的方式（直接寻址），这就够了吗？
看这个问题，要求从30H单元开始，取20个数，分别送入A累加器。
就我们目前掌握的办法而言，要从30H单元取数，就用MOV A，30H，那么下一个数呢？是31H单元的，怎么取呢？还是只能用MOV A，31H，那么20个数，不是得20条指令才能写完吗？这里只有20个数，如果要送200个或2000个数，那岂不要写上200条或2000条命令?这未免太笨了吧。为什么会出现这样的状况？是因为我们只会把地址写在指令中，所以就没办法了，如果我们不是把地址直接写在指令中，而是把地址放在另外一个寄存器单元中，根据这个寄存器单元中的数值决定该到哪个单元中取数据，比如，当前这个寄存器中的值是30H，那么就到30H单元中去取，如果是31H就到31H单元中去取，就能解决这个问题了。怎么个解决法呢？既然是看的寄存器中的值，那么我们就能通过一定的办法让这里面的值发生变化，比如取完一个数后，将这个寄存器单元中的值加1，还是执行同一条指令，可是取数的对象却不一样了，不是吗。通过例程来说明吧。
MOV R7，#20
　　 MOV R0，#30H
LOOP：MOV A，@R0
　　 INC R0
　　 DJNZ R7,LOOP
这个例程中大部份指令我们是能看懂的，第一句，是将立即数20送到R7中，执行完后R7中的值应当是20。第二句是将立即数30H送入R0工作寄存器中，所以执行完后，R0单元中的值是30H，第三句，这是看一下R0单元中是什么值，把这个值作为地址，取这个地址单元的内容送入A中，此时，执行这条指令的结果就相当于MOV A，30H。第四句，没学过，就是把R0中的值加1，因此执行完后，R0中的值就是31H，第五句，学过，将R7中的值减1，看是否等于0，不等于0，则转到标号LOOP处继续执行，因此，执行完这句后，将转去执行MOV A，@R0这句话，此时相当于执行了MOV A，31H（因为此时的R0中的值已是31H了），如此，直到R7中的值逐次相减等于0，也就是循环20次为止，就实现了我们的要求：从30H单元开始将20个数据送入A中。
这也是一种寻找数据的办法，由于数据是间接地被找到的，所以就称之为间址寻址。注意，在间址寻址中，只能用R0或R1存放等寻找的数据。

作者: 812125810 时间: 2013-5-23 23:04
很好！

作者: 阿格拉瑞 时间: 2013-5-25 22:00
顶一顶

作者: 不加糖的咖啡 时间: 2013-8-1 17:19
非常不错

作者: danpianji889 时间: 2013-8-13 15:14
我还是理解不是很多的

作者: humerss 时间: 2013-9-4 16:15
要去实践才好啊

作者: humerss 时间: 2013-9-4 16:15

作者: wuspace 时间: 2013-9-12 15:47
不错。学习中

作者: xiafei 时间: 2013-12-7 15:31
不错值得学习

作者: 追风逐月 时间: 2013-12-16 14:49
很好，易懂

作者: 隆威 时间: 2014-2-7 20:12
谢谢了看了有难度不过还是有信心

作者: 隆威 时间: 2014-2-8 15:46
楼主辛苦了

作者: 呜呜呜呜 时间: 2014-3-5 12:48
如何理解主程序，子程序？不用子程序还能执行程序不？

作者: 呜呜呜呜 时间: 2014-3-6 21:53
这里怎么不用返回程序呀

作者: jiajun678 时间: 2014-4-4 22:00
受益匪浅。

作者: lixichunedu 时间: 2014-4-5 15:52
受益匪浅，解释得很清晰。机器的工作也是按照我们人类的思维去创造的。讲得很好。

作者: 雪中梅花 时间: 2014-5-19 13:37
楼主辛苦了。

作者: 雨中的角落 时间: 2014-6-22 11:16
想买个单片机使用试试看

作者: 霸道小皇帝 时间: 2014-7-15 11:32
讲解的很棒

作者: 神一般的存在 时间: 2014-7-16 14:51
通熟易懂

作者: 亭子 时间: 2014-7-24 17:23
有点眉目啦

作者: SHANGYU 时间: 2014-9-9 09:11
很好的教材！

作者: yingtn 时间: 2014-9-11 17:37
匯編語言程序多,是否可有C語言學習呢？

作者: 白菜94 时间: 2014-10-26 12:22
nice nice

作者: 巡航12 时间: 2014-11-18 16:54
写的真好，好多书是写给懂了的人看的，没懂的再看也不懂，这里不懂的人也能看懂，出书吧，盼着

作者: xiejian5164 时间: 2014-11-30 11:39
deng xuexi

作者: ardu 时间: 2014-12-18 20:03
初学者

作者: wwtian 时间: 2014-12-19 09:36
谢谢老师，讲得真好，相当容易接受！谢谢您无偿又耐心奉献！

作者: 徘徊快乐 时间: 2014-12-19 21:39
很好。

作者: 山一样的男人 时间: 2015-1-4 11:05
8课比7课好了解的多了继续

作者: O_o_Hong 时间: 2015-2-5 20:19
不错的教程呢，比较精华，谢了

作者: 挪亚易 时间: 2015-2-21 11:33
确实讲的比教材易懂

作者: zzqzhang 时间: 2015-2-24 15:31
谢谢分享，好好学习。

作者: dimozun 时间: 2015-3-31 15:25
基本明白了，不错！！！

作者: b4082 时间: 2015-4-6 10:56
感谢分享，谢谢！

作者: 崔三爷 时间: 2015-4-18 17:45
给力给力给雷、黎

作者: cikesheshou 时间: 2015-4-29 23:53
开始难了

作者: 201330030167 时间: 2015-4-30 18:45
很给力

作者: hzy 时间: 2015-5-8 18:07
真好啊，有电子版的吗？

作者: 疯子945 时间: 2015-5-26 22:35
主好強大，頂！

作者: zhghan62 时间: 2015-8-18 23:16
讲的很生动，是普及单片机的好教材‘

作者: hzb123 时间: 2015-8-23 07:59
易懂，很不错

作者: pandslu 时间: 2015-8-23 23:20
路过看看很好

作者: 1qaz2wsx77 时间: 2015-10-25 20:54
通俗易懂。找这些资料也不容易呀

作者: satan 时间: 2016-1-4 23:47
很好，好好学习

作者: 嗯哼 时间: 2016-2-1 10:20
下一刻的链接咋没啦

作者: cloudflyxia 时间: 2016-3-22 21:30
上大学学的汇编，早还给老师了

作者: 阿小哥 时间: 2016-4-9 23:26
你的照片挡我手机上的字了，能移开吗？

作者: 阿小哥 时间: 2016-4-9 23:33
你的照片挡住我手机上的字了，能移开吗？

作者: 阿小哥 时间: 2016-4-10 00:12
好懂！我只有一本单片机的书，看了好久也不懂多少。看了你的文章就懂多了！谢谢！！！！！！

作者: lgs 时间: 2016-4-20 20:14
希望加入操作数等术语的定义，虽然可以自行百度。

作者: kkkklkl 时间: 2016-5-24 11:26
从此，讨好I人／九O星＼＼i／

作者: zwk34 时间: 2016-8-12 21:49
很好，讲的很细致。

作者: WWWJJJGGG 时间: 2016-9-12 23:18
很好，但有些看得不是很懂。

作者: B型血 时间: 2016-11-9 20:08
这一节好理解

作者: 51爱飞 时间: 2017-2-5 15:26
顶一个，很好

作者: AD-Asiens 时间: 2017-2-9 14:31
冒昧的问下，单片机入门必须要学习汇编和指令系统吗，有么有直接C语言用来编程的教学资料啊？

作者: zhhl008 时间: 2017-2-9 23:22
看不太懂

作者: 新月传说 时间: 2017-2-15 17:02
后面的例题是将30H至后面的20个数累加到A去吗?没学过，刚看看

作者: AD-Asiens 时间: 2017-2-22 16:00
要是能把C51也对照写出来就好了。

作者: zrx15756000859 时间: 2017-3-9 13:13
不错，爱看书更容易让人理解

作者: tramp·· 时间: 2017-4-6 21:30
不错。。。。

作者: yonghu 时间: 2017-5-27 18:24
看到是汇编语言就不想看了

作者: lianglj0 时间: 2017-6-16 16:47
大赞，非常好的入门教程

作者: lianglj0 时间: 2017-6-16 16:48
还有吗？怎么看不到了

作者: MEIXIUQUAN 时间: 2017-8-15 06:06
不错，非常好，讲的很明白

作者: jiangmin 时间: 2017-9-22 01:15
讲的很细致。

作者: hsyxyz123 时间: 2017-11-23 15:38
看来这个寻址方式和ARM的寻址方式很象呀。

作者: wy_168 时间: 2017-11-23 20:51
很好。

作者: 150230117 时间: 2017-12-20 18:22
很好，值得学习

作者: liuzclzc 时间: 2018-1-16 20:29
这节学的指令的汇编格式

作者: BXG 时间: 2018-1-18 15:29
非常不错

作者: wc905705586 时间: 2018-1-24 09:02
那A中的值是不是一直被覆盖吗？这个主要是用A做什么用呢。不理解。

作者: wuzjh 时间: 2018-1-31 16:53
请教admin老师：寄存器或单元里的数据被读取或被送出后，该单元或寄存器中原先的数据是否还存在或保留呢？谢谢了！

作者: wuzjh 时间: 2018-1-31 19:28

wuzjh 发表于 2018-1-31 16:53
请教admin老师：寄存器或单元里的数据被读取或被送出后，该单元或寄存器中原先的数据是否还存在或保留呢？ ...

同时请教行内其他专家，还有谁能赐教上述问题。谢谢了！

作者: chldxj912 时间: 2018-3-21 15:48
不错。学习学习

作者: MrCcccc 时间: 2018-3-25 23:00
点赞！！谢谢分享！

作者: ghdok 时间: 2018-4-1 18:27
学习中

作者: ghdok 时间: 2018-4-1 18:28
谢谢学习

作者: exkrqo 时间: 2018-4-18 13:07
说的非常清楚明白，给力

作者: 57185490 时间: 2018-5-2 18:27
这一篇比较容易看懂
最好就是这样给个程序
再逐条分析

作者: niuniniu 时间: 2018-6-18 16:22
这个是汇编吧不是c语言吧

作者: niuniniu 时间: 2018-6-18 16:23
不像是c语言

作者: keneng 时间: 2018-6-25 16:28
继续学习，认真学习。

作者: jxhjjm 时间: 2018-6-28 11:08

非常不错

作者: 陶陶高中 时间: 2018-7-13 10:00
不错啊

作者: yaojc1 时间: 2018-7-26 09:07
谢谢分享！

作者: songyuan 时间: 2018-7-26 11:04
受益匪浅，解释得很清晰。机器的工作也是按照我们人类的思维去创造的。讲得很好。

作者: zhoujd 时间: 2018-8-2 07:05
这个要慢慢看，慢慢理解

作者: Tom－Cao 时间: 2018-9-8 08:58
复杂问题简单化，讲解的通俗易懂！赞

作者: Miaoanjun 时间: 2018-9-9 16:52
很好好理解多啦

作者: 暗黑暗夜 时间: 2018-9-30 07:30
真的很不错

作者: qq1879316784 时间: 2018-10-11 21:14
解释的好

作者: hlfqzy 时间: 2018-10-13 08:07
非常不错

作者: YSG6649 时间: 2019-3-20 15:05
赞一个！

作者: 只有五毛的忧伤 时间: 2019-3-26 20:32
设计cpu的时候是根据指令系统来设计的，可是我们在用单片机的时候不是把汇编程序编译成hex文件再存到ram里面么，那这样的话还怎么根据51的汇编指令设计单片机相应的cpu core呢

作者: 大地的 时间: 2020-1-21 23:11

霸道小皇帝发表于 2014-7-15 11:32
**** 作者被禁止或删除内容自动屏蔽 ****

讲的很好

作者: 老顽童63 时间: 2020-8-22 01:19

我一口气从开始学习到这里，很感谢你，通俗易懂

作者: cedtek 时间: 2020-12-29 16:29
寄存器寻址和从缓存中取数据有些相同点，效率相比直接从ROM中取数据都有提高，设计这些电路的前辈们太伟大了

作者: 孤独的狂欢 时间: 2021-6-20 22:30
这是不是就是算法逻辑

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