2022年单片机技术与实践教案chap2.ppt

第三章：单片机的指令系统第三章：单片机的指令系统本章重点：本章重点：时序分析时序分析;延时分析延时分析;寻址方式；寻址方式；MCS-51MCS-51指令集；指令集；伪指令；伪指令；第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践5151系列单片机指令集含有系列单片机指令集含有111111条指令条指令 每条指令在执行时要花去一定的每条指令在执行时要花去一定的时间时间，以机器，以机器周期为单位。周期为单位。按指令执行时间分类：按指令执行时间分类：单周期单周期(64(64条条););双周期双周期(45(45条条);4);4周期周期(2(2条条)按指令的功能分类按指令的功能分类，可分为，可分为5 5大类：大类：数据传送类（数据传送类（2828条）；算术运算类（条）；算术运算类（2424条）条）逻辑运算及移位类（逻辑运算及移位类（2525条）；控制转移类（条）；控制转移类（1717条）条）位操作类（位操作类（1717条）条）每条指令在程序存储器每条指令在程序存储器ROMROM中占据一定的中占据一定的空间空间，以字节为单位。以字节为单位。按指令所占字节数分类：按指令所占字节数分类：单字节单字节(49(49条条););双字节双字节(45(45条条);3);3字节字节(17(17条条)第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践MCS-51MCS-51单片机指令系统有如下特点：单片机指令系统有如下特点：（1 1）指令执行时间快。）指令执行时间快。（2 2）指令短，约有一半的指令为单字节指令。）指令短，约有一半的指令为单字节指令。（3 3）用一条指令即可实现）用一条指令即可实现2 2个一字节的相乘或个一字节的相乘或 相除。相除。（4 4）具有丰富的位操作指令。）具有丰富的位操作指令。（5 5）可直接用传送指令实现端口的输入输出操）可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。作。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践1、时序分析、时序分析计算机工作时，是在计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行制下一拍一拍地进行的。这个脉冲是由单片的。这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是序就是CPUCPU在执行指令时所需控制信号的时在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作。控时序进行工作。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践计算机是在统一的时钟脉冲控制下工作的，计算机是在统一的时钟脉冲控制下工作的，那么，它的时钟脉冲是怎么来的呢？那么，它的时钟脉冲是怎么来的呢？要给我们的计算机要给我们的计算机CPUCPU提供时序，就需提供时序，就需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。5151系列单片机内部有一个系列单片机内部有一个高增益反相放大器高增益反相放大器，这，这个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2通常通常外接一个外接一个晶振两个电容晶振两个电容1 1M MCS-51CS-51系列系列 方式一：利用内部的振荡器，在引脚Xtal1和Xtal2两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30pf左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在之间选择。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践1 1M MCS-51CS-51系列系列XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2外部时钟信号外部时钟信号方式二：是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。80518051外时钟源接法图外时钟源接法图第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践1 1M MCS-51CS-51系列系列XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2外部时钟信号外部时钟信号方式二：对于CHMOS型的单片机（例如80C51），因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，故采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1而XTAL2悬空。如下图本脚悬空本脚悬空80C5180C51外时钟源接法图外时钟源接法图第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践 目前各大厂商推出的各类单片机产品都采用了目前各大厂商推出的各类单片机产品都采用了CHMOSCHMOS工艺。工艺。80C5180C51系列单片机采用两种半导体工艺系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种是生产。一种是HMOSHMOS工艺工艺,即高密度短沟道即高密度短沟道MOSMOS工艺工艺。另外一种是另外一种是CHMOSCHMOS工艺，即互补金属氧化物的工艺，即互补金属氧化物的HMOSHMOS工艺工艺。CHMOSCHMOS是是CMOSCMOS和和HMOSHMOS的结合，除的结合，除保持了保持了HMOSHMOS的高速度和高密度的特点之外，还具有的高速度和高密度的特点之外，还具有CMOSCMOS低功耗的特点。低功耗的特点。例如例如80518051的功耗为的功耗为630mw630mw，而，而80C5180C51的功耗只有的功耗只有120mw120mw。在便携式、手提式或野外。在便携式、手提式或野外作业仪器设备上低功耗是非常有意义的。因此，在这作业仪器设备上低功耗是非常有意义的。因此，在这些产品中必须使用些产品中必须使用CHMOSCHMOS的单片机芯片。的单片机芯片。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践回顾内容回顾内容振荡（时钟）周期振荡（时钟）周期 =晶振频率晶振频率foscfosc的倒数；的倒数；1 1个机器周期个机器周期 =6=6个状态周期个状态周期;1212个振荡周期（时钟周期）个振荡周期（时钟周期）;1 1个指令周期个指令周期 =1=1、2 2、4 4个机器周期个机器周期P1P2S1振荡振荡(时钟时钟)周期周期机器周期机器周期机器周期机器周期指令周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2状态周期状态周期第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践通常含一个机器周期的指令称为单周期指通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。MCS-51MCS-51指令系统中，按它们的长度可分指令系统中，按它们的长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。执为单字节指令、双字节指令和三字节指令。执行这些指令需要的时间是不同的，也就是它们行这些指令需要的时间是不同的，也就是它们所需的机器周期是不同的，有下面几种形式：所需的机器周期是不同的，有下面几种形式：单字节指令单机器周期；单字节指令双机器周期；单字节指令单机器周期；单字节指令双机器周期；双字节指令单机器周期；双字节指令双机器周期；双字节指令单机器周期；双字节指令双机器周期；三字节指令双机器周期；三字节指令双机器周期；单字节指令四机器周期单字节指令四机器周期(如单字节的乘除法指令如单字节的乘除法指令)第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践图中的ALE脉冲是为了锁存地址的选通信号，显然，每出现一次该信号单片机即进行一次读指令操作。从时序图中可看出，该信号是时钟频率6分频后得到，在一个机器周期中，ALE信号两次有效。个机器周期个机器周期ALE第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践单字节单周期指令例：INC AALE个机器周期个机器周期单字节单周期指令：单字节单周期指令：单字节单周期指令只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践双字节单周期指令例：ADD A，DATA双字节单周期指令：双字节单周期指令：这类指令两次的ALE信号都是有效的，只是第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。ALE第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践单字节双周期指令：单字节双周期指令：两个机器周期需进行四读指令操作，但只有一次读操作是有效的，后三次的读操作均为无效操作。ALE单字节双周期指令例：INC DPTR第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践 若若MCS-51MCS-51单单片片机机外外接接晶晶振振为为f fosc=osc=12MHz12MHz时时，则单片机的四个周期的具体值为：则单片机的四个周期的具体值为：T Tosc=osc=振荡周期振荡周期1/12MHz1/12MHz1/12s1/12sT Tcy=cy=机器周期振荡周期机器周期振荡周期*1212 1s1s指令周期指令周期1 14s4s 在在MCS-51MCS-51指令系统中，单字节、双字节指令系统中，单字节、双字节指令占绝大多数，三字节指令很少（指令占绝大多数，三字节指令很少（1313条）。条）。单字节或双字节指令可能是单周期或双周期单字节或双字节指令可能是单周期或双周期的，三字节指令是双周期的，乘除指令是四的，三字节指令是双周期的，乘除指令是四周期的，因此，振荡频率为周期的，因此，振荡频率为12MHz12MHz时，指令时，指令执行时间分别为执行时间分别为1s1s、2s2s、4s4s。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践 在在MCS-51MCS-51指指令令中中，一一般般指指令令主主要要由由操操作作码、操作数组成。码、操作数组成。指令应具有以下功能：指令应具有以下功能：（1 1）操作码指明执行什么性质和类型的操）操作码指明执行什么性质和类型的操 作。例如，数的传送、加法、减法等。作。例如，数的传送、加法、减法等。（2 2）操作数指明操作的数本身或者是操作）操作数指明操作的数本身或者是操作 数所在的地址。数所在的地址。（3 3）指定操作结果存放的地址。）指定操作结果存放的地址。2、指令格式、指令格式第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践单字节指令单字节指令 操作码和操作数在同一个字节中。操作码和操作数在同一个字节中。双字节指令双字节指令 前一个字节为操作码，后一个字节为操前一个字节为操作码，后一个字节为操作数。作数。三字节指令三字节指令 前一个字节为操作码，后两个字节为操前一个字节为操作码，后两个字节为操作数。作数。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践指令描述符号介绍指令描述符号介绍 RnRn当当前前选选中中的的寄寄存存器器区区中中的的8 8个个工工作寄存器作寄存器R0R0R7R7（n=0n=07 7）。）。RiRi当当前前选选中中的的寄寄存存器器区区中中的的2 2个个工工作寄存器作寄存器R0R0、R1R1（i=0i=0，1 1）。）。directdirect8 8位位的的内内部部数数据据存存储储器器单单元元中中的的地址。地址。#表表明明其其后后跟跟的的是是立立即即数数（就就是是数数字量本身），字量本身），有有8 8位、位、1616位常数。位常数。addr16 addr161616位目的地址。位目的地址。addr11addr1111 11位目的地址。位目的地址。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践 rel rel 8 8位带符号的偏移字节，简称偏移量。位带符号的偏移字节，简称偏移量。DPTRDPTR 数据指针，可用作数据指针，可用作1616位地址寄存器。位地址寄存器。bit bit 内部内部RAMRAM或专用寄存器中的直接寻址位。或专用寄存器中的直接寻址位。A A 累加器。累加器。B B 专用寄存器，用于乘法和除法指令中。专用寄存器，用于乘法和除法指令中。C C 进位标志或进位位，或布尔处理机中的进位标志或进位位，或布尔处理机中的 累加器。累加器。寄存器间接寻址或基址寄存器的前缀，寄存器间接寻址或基址寄存器的前缀，如如RiRi，DPTRDPTR。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践 /位位操操作作数数的的前前缀缀，表表示示对对该该位位数数操作取反，如操作取反，如/bit/bit。（）片内片内RAMRAM的直接地址或寄存器。的直接地址或寄存器。（()()）由由寻址的单元中的内容。寻址的单元中的内容。箭头左边的内容被箭头右边的内箭头左边的内容被箭头右边的内 容所代替。容所代替。箭箭头头右右边边的的内内容容被被箭箭头头左左边边的的 内所代替。内所代替。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、延时分析、延时分析观察观察仿真教学练习仿真教学练习1 1单灯亮灭概念单灯亮灭概念1 1下的仿真实下的仿真实验例题验例题LJ20080304LJ20080304。结果有两个问题：第一，计算机执行指令的时结果有两个问题：第一，计算机执行指令的时间很快，执行完后，灯是灭了，但在极短时间间很快，执行完后，灯是灭了，但在极短时间（微秒级）后，计算机又执行了指令，灯又亮（微秒级）后，计算机又执行了指令，灯又亮了，所以根本分辨不出灯曾灭过。第二，在执了，所以根本分辨不出灯曾灭过。第二，在执行完后，跳转再去执行指令，结果闪烁不定行完后，跳转再去执行指令，结果闪烁不定（又称余辉或鬼影）。（又称余辉或鬼影）。（实物与仿真效果差实物与仿真效果差别别）第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、解决方案、解决方案为了解决这两个问题，我们可以做如下设为了解决这两个问题，我们可以做如下设想，第一，在执行完后，延时一段时间（几秒想，第一，在执行完后，延时一段时间（几秒或零点几秒）再执行第二条指令，就可以分辨或零点几秒）再执行第二条指令，就可以分辨出灯曾灭过了。第二在执行完第二条指令后，出灯曾灭过了。第二在执行完第二条指令后，让计算机再去执行第一条指令，不断地在原地让计算机再去执行第一条指令，不断地在原地兜圈，我们称之为兜圈，我们称之为“循环循环”，这样就可以完成，这样就可以完成任务了。任务了。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、程序分析程序分析；主程序：；主程序：LOOP：SETBP1.0引脚灯灭引脚灯灭LCALLDELAY;延时延时CLRP1.0引脚灯亮引脚灯亮LCALLDELAY;延时延时AJMPLOOP;跳转跳转；以下是延时子程序；以下是延时子程序DELAY：MOVR7，#250;工作寄存器工作寄存器R7赋值赋值D1：MOVR6，#250;工作寄存器工作寄存器R6赋值赋值D2：DJNZR6，D2;R6如果不等于如果不等于0，就转移至，就转移至D2DJNZR7，D1;R7如果不等于如果不等于0，就转移至，就转移至D1RET;子程序返回指令子程序返回指令END;程序结束指令程序结束指令LEDLED亮灭有定之观察实例：亮灭有定之观察实例：仿真教学练习仿真教学练习1 1单单灯亮灭概念灯亮灭概念第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践DELAY：MOVR7，#250;将将250传送至传送至R7D1：MOVR6，#250;将将250传送至传送至R7D2：DJNZR6，D2;原地转圈原地转圈250次次DJNZR7，D1;RET指令分析：指令分析：MOVMOV：意思是传递数据。从指令意思是传递数据。从指令MOV RiMOV Ri，#250#250中来分中来分析，析，RiRi是一个接受者，是一个接受者，250250是被传递的数。是被传递的数。(i=6(i=6、7)7)DJNZDJNZ：指令的执行过程，它将其后面的指令的执行过程，它将其后面的第一个参数第一个参数中中的值减的值减1 1，然后看一下，这个值是否等于，然后看一下，这个值是否等于0 0，如果等于，如果等于0 0，就往下执行，如果不等于，就往下执行，如果不等于0 0，就转移至，就转移至第二个参数第二个参数所所指位置。指位置。最终最终DJNZ R6DJNZ R6，D2D2指令将被执行指令将被执行250*250=62500250*250=62500次次第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践我们来计算刚才的延时，首先必须要知道我们来计算刚才的延时，首先必须要知道晶振的频率，我们设所用晶振为晶振的频率，我们设所用晶振为12M12M，则一个，则一个机器周期就是机器周期就是1 1微秒。而微秒。而DJNZDJNZ指令是双周期指指令是双周期指令令，所以执行一次要，所以执行一次要2 2个微秒个微秒。一共执行。一共执行6250062500次，正好次，正好125000125000微秒微秒，也就是，也就是125125毫秒毫秒。要点分析：要点分析：1 1、一个单元中的数是否可以超过、一个单元中的数是否可以超过255;255;2 2、如何分配两个数。、如何分配两个数。、延时估算延时估算第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践在单片机的控制应用中在单片机的控制应用中,常有延时的需要，常有延时的需要，CPUCPU过一段时间再去作某件事情过一段时间再去作某件事情,称之为延时。称之为延时。延时有两种方法，延时有两种方法，即软件延时和硬件延时即软件延时和硬件延时.硬件硬件延时是延时是通过定时通过定时/计数器来实现计数器来实现的，这种方法不的，这种方法不占用占用CPUCPU的工作时间。的工作时间。软件延时一般采用循环软件延时一般采用循环程序程序，通过，通过CPUCPU执行一个具有固定延迟时间的执行一个具有固定延迟时间的循环体来实现的。循环体来实现的。、延时精确计算过程延时精确计算过程第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践延时程序的延时时间主要与两个因素有关，延时程序的延时时间主要与两个因素有关，一是所用晶振，二是延时程序中的循环次数，一是所用晶振，二是延时程序中的循环次数，一旦晶振确定之后，则主要是如何设计与计算一旦晶振确定之后，则主要是如何设计与计算需给定的延时循环次数。需给定的延时循环次数。设单片机的晶振频率为设单片机的晶振频率为6MHz6MHz，则一机器周期，则一机器周期为为2us2us；设单片机的晶振频率为设单片机的晶振频率为12MHz12MHz，则一机器周期，则一机器周期为为1us1us；第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践汇编语言常用延时程序所用到的指令汇编语言常用延时程序所用到的指令指令指令占用的机器周期数占用的机器周期数MOVRn,#Data1DJNZRn,Rel2RET2NOP1ACALLAddr112LCALLAddr162ADDA,Ri1INCDPTR2用得最多的用得最多的延时指令延时指令第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践基本延时程序模式及延时时间的计算基本延时程序模式及延时时间的计算分以下几种情况分以下几种情况:1、单循环延时程序、单循环延时程序DEL2:MOVR0,#X;1周期周期DEL1:DJNZR0,DEL1;2周期周期RET;2周期周期延时时间延时时间=2*X*T+1*T+2*T=(2X+3)T整个程序的整个程序的延时时间范围为延时时间范围为:5us=t=1030us;以晶振频率以晶振频率6MHz为例为例第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践延时时间的范围的计算延时时间的范围的计算设设X是装入寄存器是装入寄存器R0的时间常数，的时间常数，R0是是8位寄存器位寄存器(以下的以下的R1、R2、Ri均为均为8位位)，因为，因为0=R0=255，R0=0，延时时间最，延时时间最长，长，R0=1，延时时间最短。当，延时时间最短。当Ri=0时，由时，由汇编语言的特征知其将从零开始判断，共汇编语言的特征知其将从零开始判断，共256次，所以应在公式中代入次，所以应在公式中代入256，因此这，因此这个程序的最长定时时间为个程序的最长定时时间为1030us。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践2、双重循环延时程序、双重循环延时程序:DEL3:MOVR1,#Y;1周期周期DEL2:MOVR0,#X;1周期周期DEL1:DJNZR0,DEL1;2周期周期DJNZR1,DEL2;2周期周期RET;2周期周期延时时间延时时间=(2*X+1+2)*Y*T+1*T+2*T=(2XY+3)T整个程序的整个程序的延时范围为延时范围为:12us=t=263668us;第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践3、三重循环延时程序、三重循环延时程序DEL4:MOVR2,#Z;1周期周期DEL3:MOVR1,#Y;1周期周期DEL2:MOVR0,#X;1周期周期DEL1:DJNZR0,DEL1;2周期周期DJNZR1,DEL2;2周期周期DJNZR2,DEL3;2周期周期RET;2周期周期延时时间延时时间=(2*X+1+2)*Y+1+2*Z*T+1*T+2*T=(2XYZ+3YZ+3Z+3)T整个程序的整个程序的延时时间范围为延时时间范围为:第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践练习练习1：设计一个延时：设计一个延时100微秒的程序微秒的程序设单片机的晶振频率为设单片机的晶振频率为12MHz，则一机器，则一机器周期为周期为1us，打算延时，打算延时100us，只要用下面的代，只要用下面的代码，就可以满足一般的需要：码，就可以满足一般的需要：MOVR0,#049;1周期周期Loop:DJNZR0,loop;2周期周期RET;2周期周期一个周期一个周期=1us。上述程序延时时间上述程序延时时间=2*49*1+1*1+2*1=101us若将立即数的值改为若将立即数的值改为048,则延时时间为则延时时间为=99us第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践简单简单:MOVR0,#048;1周期周期NOP;1周期周期Loop:DJNZR0,Loop;2周期周期RET;2周期周期说明说明:延时精确调整可用延时精确调整可用NOPNOP空操作空操作指令进行调控指令进行调控,该指令机器周期为该指令机器周期为1.1.如何精确到如何精确到100us呢呢?搞定搞定!第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践练习练习1：设计一个延时：设计一个延时100毫秒的程序毫秒的程序练习练习2：设计一个延时：设计一个延时1秒的程序秒的程序立即寻址立即寻址直接寻址直接寻址寄存器寻址寄存器寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址变址寻址变址寻址(基址寄存器基址寄存器+变址寄存器间接寻址变址寄存器间接寻址)相对寻址相对寻址位寻址位寻址寻址方式：指令按地址获得操作数的方式寻址方式：指令按地址获得操作数的方式七种寻址方式七种寻址方式,一条指令可能含多种寻址方式。一条指令可能含多种寻址方式。、单片机指令的寻址方式第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践1、立即寻址指指令令中中直直接接给给出出操操作作数数的的寻寻址址方方式式。立立即即操操作作数用前面加有数用前面加有#号的号的8 8位或位或1616位数来表示。位数来表示。例如：例如：MOVMOVA A，#60H#60H ；A#60H A#60H MOVMOVDPTRDPTR，#3400H#3400H；DPTR#3400HDPTR#3400HMOVMOV30H30H，#40H#40H ；30H30H单元单元#40H#40H 上上述述三三条条指指令令执执行行完完后后，累累加加器器A A中中数数据据为为 立立 即即 数数 据据 60H60H，DPTRDPTR寄寄 存存 器器 中中 数数 据据 为为3400H3400H，30H30H单元中数据为立即数单元中数据为立即数40H40H。注意：符号注意：符号“#”#”表明其后跟的是立即数表明其后跟的是立即数,立即数立即数就是数字量本身。就是数字量本身。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、直接寻址指指令令中中直直接接给给出出操操作作数数地地址址的的寻寻址址方方式式，能能进进行行直直接寻址的存储空间有接寻址的存储空间有SFRSFR寄存器和内部数据寄存器和内部数据RAMRAM。例如：MOV R1，1FH ；(R1)（1FH）MOV 30H，4AH；(30H)（4AH）在本单片机中规定：访问特殊功能寄存器访问特殊功能寄存器SFRSFR只能采用直只能采用直接寻址方式。例接寻址方式。例如：MOV A,SP ；(A)(SP)MOV A,81H ；(A)(SP)MOV P1,#5AH ；(P1)(#5AH)MOV 90H,#5AH ；(P1)(#5AH)MOV B,30H ；(B)(30H)相同相同相同相同第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、寄存器寻址、寄存器寻址以以通通用用寄寄存存器器的的内内容容为为操操作作数数的的寻寻址址方方式式。通用寄存器指通用寄存器指A A、B B、DPTRDPTR以及以及R0R0R7R7 。从寄存器中读取操作数或存放操作数进寄存器从寄存器中读取操作数或存放操作数进寄存器例如：例如：CLR CLR A A ；A0A0 INC INC DPTRDPTR ；(DPTR)(DPTR+1)(DPTR)(DPTR+1)ADD ADDR5R5，#20H#20H；(R5)(R5+#20H)(R5)(R5+#20H)MOV A MOV A，B B ；（；（A A）（B B）MOV 30HMOV 30H，R0 R0 ；（；（30H30H）（R0R0）MOV AMOV A，R1 R1 ；（A A）（R1R1）第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址 寄寄存存器器中中的的内内容容是是一一个个地地址址，由由该该地地址址单单元元寻寻址址到到所所需需的的操操作作数数。间间接接寻寻址址的的存存储储器器空空间间包包括内部数据括内部数据RAMRAM和外部数据和外部数据RAMRAM。能用于寄存器间接寻址的寄存器有能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0R0，R1R1，DPTRDPTR，SPSP。其中其中R0R0、R1R1必须是工作寄存器组必须是工作寄存器组 中的寄存器。中的寄存器。SPSP仅用于堆栈操作。仅用于堆栈操作。注意注意：1 1）“间接间接”表示某寄存器中的表示某寄存器中的“内容内容”只是一个只是一个“单元地址单元地址”，这个地址单元中存放的数据才是要找，这个地址单元中存放的数据才是要找的的“操作数操作数”。2 2）符号）符号“”表示表示“在在”，其含义与读音皆同，其含义与读音皆同“at”at”。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践例如：例如：MOV R0MOV R0，A A ；内部；内部RAM(R0)ARAM(R0)A 其指令操作过程示意图如图其指令操作过程示意图如图3-13-1所示。所示。片内片内RAM30HR034HA30H34H图图3-1 MOV 3-1 MOV R0R0，A A间接寻址示意图间接寻址示意图R0R0指定存贮地址指定存贮地址第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践又如：又如：MOVX AMOVX A，R1R1；AA外部外部RAM(P2R1)RAM(P2R1)其指令操作过程示意图如图其指令操作过程示意图如图3-23-2所示。所示。片 外RAM34HP245HA3410H45H10HR1图图3-2 MOVX A3-2 MOVX A，R1R1间接寻址示意图间接寻址示意图 生成地址生成地址第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践再如：再如：MOVX DPTRMOVX DPTR，A A；外部；外部RAM(DPTR)ARAM(DPTR)A 其指令操作过程示意图如图其指令操作过程示意图如图3-33-3所示。所示。片 外RAM2000HDPTR30HA2000H30H图图3-3 3-3 MOVX MOVX DPTRDPTR，A A间接寻址示意图间接寻址示意图第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践5 5、变址寻址、变址寻址变变址址寻寻址址只只能能对对程程序序存存储储器器中中数数据据进进行行操操作作。由由于于程程序序存存储储器器是是只只读读的的，因因此此变变址址寻寻址址只只有有读读操操作作而而无无写写操操作作，在指令符号上采用在指令符号上采用MOVCMOVC的形式（如图的形式（如图3-43-4所示）。所示）。例如：例如：MOVC AMOVC A，A+DPTR A+DPTR；AA（A+DPTRA+DPTR）设：设：A A中已存有中已存有#10H#10H，DPTRDPTR中已存有中已存有#2000H#2000H 操作：将操作：将10H+2000H=2010H10H+2000H=2010H单元中的数放进累加器单元中的数放进累加器A A又如，又如，MOVC AMOVC A，A+PC A+PC ；AA（A+PCA+PC）这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是PCPC。第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践相对寻址以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式。相对寻址用于修改PC值，主要用于实现程序的分支转移。SJMP rel 操作：跳转到的目的地址=当前16位PC值+rel 注意：1）“当前PC值”指程序中下一条指令所在的首地址，是一个16位数；2）符号“rel”表示“偏移量”,是一个带符号的单字 节数,范围是:-128+127(80H7FH),第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践程序存储器(2000H)200AHSJMP200AH08H2000H+208HPC2000H例如，例如，SJMP 08H SJMP 08H ；PCPC+2+08HPCPC+2+08H 图图3-5 3-5 相对寻址示意图相对寻址示意图第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践位寻址位寻址位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。位寻址其实是一种直接寻址方式，不过其地址是位地址。指令中直接给出了操作数所在的位地址。例如：SETB 10H ；将10H位置1若22H单元中存放着数据40H，22H单元的D0位的位地址为10H，执行上述指令后（22H）=41H。又如：MOV 32H，C ；32H进位位C ORL C，32H ；CC32H第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践分类指令数据传送类指令算术运算类指令逻辑运算与循环类指令程序转移类指令调用子程序及返回指令位操作指令空操作指令第第3 3章章 单片机指令系统单片机指令系统宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践宜春学院新概念教材系列之单片机技术与实践数据传送类指令数据传送类指令共28条，是将源操作数送到目的操作数。指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8种。源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方式寻址，目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻址方式。MCS-51单片机片内数据传送途径如图3-6所示。第第3 3章章 单