第二十二課:51單片機的尋址方式
學習匯編程序設(shè)計,要先了解CPU的各種尋址法,,才能有效的掌握各個命令的用途,,尋址法是命令運算碼找操作數(shù)的方法。
指令的尋址方式 MOV P1,,#0FFH這條指令,,第一個詞MOV是命令動詞,也就是決定做什么事情的,,MOV是MOVE少寫了一個E,所以就是“傳遞”,,這就是指令,,規(guī)定做什么事情,數(shù)據(jù)傳遞必須要有一個“源”也就是你要送什么數(shù),,必須要有一個“目的”,,也就是你這個數(shù)要送到什么地方去,顯然在上面那條指令中,,要送的數(shù)(源)就是0FFH,,而要送達的地方(目的地)就是P1這個寄存器。
尋址方式:指定操作數(shù)所在單元的方法,。
注意:源操作數(shù),、目的操作數(shù)都有各自的尋址方式。 掌握指令的7種尋址方式的作用以及不同尋址方式所查詢的存儲空間及范圍,,對于常用的指令,,能夠給出指令的尋址方式。
在我們學習的8051單片機中,,有7種尋址方法,,下面我們將逐一進行分析,。
立即尋址
所要找的操作數(shù)是一二進制數(shù)或十進制數(shù),出現(xiàn)在指令中,,用“#”作前綴
MOV A,,#20H
在這種尋址方式中,指令多是雙字節(jié)的,,一般第一個字節(jié)是操作碼,,第二個字節(jié)是操作數(shù)。該操作數(shù)直接參與操作,,所以又稱立即數(shù),,有“#”號表示。立即數(shù)就是存放在程序存儲器中的常數(shù),,換句話說就是操作數(shù)(立即數(shù))是包含在指令字節(jié)中的,。
例如:
MOV A,#3AH
這條指令的指令代碼為74H,、3AH,,是雙字節(jié)指令,這條指令的功能是把立即數(shù)3AH送入累加器A中,。
MOV DPTR,,#8200H
在前面學單片機的專用寄存器時,我們已學過,,DPTR是一個16位的寄存器,,它由DPH及DPL兩個8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數(shù)的高8位(即82H)送入DPH寄存器,,把立即數(shù)的低8位(即00H)送入DPL寄存器,。
這里也特別說明一下:在80C51單片機的指令系統(tǒng)中,僅有一條指令的操作數(shù)是16位的立即數(shù),,其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址,,即把立即數(shù)的高8位送入DPH,低8位送入DPL,。
直接尋址
指令中直接給出操作數(shù)的地址,。
MOV A,30H
MOV 30H,,DPH
直接尋址方式是指在指令中操作數(shù)直接以單元地址的形式給出,,也就是在這種尋址方式中,操作數(shù)項給出的是參加運算的操作數(shù)的地址,,而不是操作數(shù),。
例如:MOV A,30H
這條指令中操作數(shù)就在30H單元中,,也就是30H是操作數(shù)的地址,,并非操作數(shù),。
在80C51單片機中,直接地址只能用來表示特殊功能寄存器,、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器以及位地址空間,,具體的說就是:
1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM低128單元,。在指令中是以直接單元地址形式給出,。
我們知道低128單元的地址是00H-7FH。在指令中直接以單元地址形式給出這句話的意思就是這0-127共128位的任何一位,,例如0位是以00H這個單元地址形式給出,、1位就是以01H單元地址給出、127位就是以7FH形式給出,。
2,、位尋址區(qū)。20H-2FH地址單元,。
3,、特殊功能寄存器。專用寄存器除以單元地址形式給出外,,還可以以寄存器符號形式給出,。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE,#85H 前面的學習我們已知道,,中斷允許寄存器IE的地址是80H,,那么也就是這條指令可以以MOV IE,#85H 的形式表述,,也可以MOV 80H,,#85H的形式表述。
關(guān)于數(shù)據(jù)存儲器RAM的內(nèi)部情況,,請查看我們課程的第十二課。
直接尋址是唯一能訪問特殊功能寄存器的尋址方式,!
大家來分析下面幾條指令:
MOV 65H,,A ;將A的內(nèi)容送入內(nèi)部RAM的65H單元地址中
MOV A,,direct ,;將直接地址單元的內(nèi)容送入A中
MOV direct,direct;將直接地址單元的內(nèi)容送直接地址單元
MOV IE,#85H ,;將立即數(shù)85H送入中斷允許寄存器IE
前面我們已學過,,數(shù)據(jù)前面加了“#”的,表示后面的數(shù)是立即數(shù)(如#85H,,就表示85H就是一個立即數(shù)),,數(shù)據(jù)前面沒有加“#”號的,,就表示后面的是一個地址地址(如,MOV 65H,,A這條指令的65H就是一個單元地址),。
寄存器尋址
操作數(shù)存放在工作寄存器R0 ~ R7中,或寄存器B中,。
MOV A,,R2
寄存器尋址的尋址范圍是:
1、4個工作寄存器組共有32個通用寄存器,,但在指令中只能使用當前寄存器組(工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學習中,,我們已知道,是由程序狀態(tài)字PSW中的RS1和RS0來確定的),,因此在使用前常需要通過對PSW中的RS1,、RS0位的狀態(tài)設(shè)置,來進行對當前工作寄存器組的選擇,。
2,、部份專用寄存器。例如,,累加器A,、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進位位CY,。
寄存器尋址方式是指操作數(shù)在寄存器中,,因此指定了寄存器名稱就能得到操作數(shù)。
例如:MOV A,,R0
這條指令的意思是把寄存器R0的內(nèi)容傳送到累加器A中,,操作數(shù)就在R0中。
INC R3
這條指令的意思是把寄存器R3中的內(nèi)容加1
從前面的學習中我產(chǎn)應(yīng)可以理解到,,其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態(tài)字確定的工作寄存器組的R0-R7進行讀/寫操作,。
寄存器間接尋址
指令中寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)存放的地址,指令中間接尋址寄存器前用
“@”表示前綴,。
舉“兩個抽屜,,兩把鑰匙”的例子。
MOV R0,,#30H
MOV A,,@R0
MOV A,#20H
MOV R1,,#40H
MOV @R1,,A
寄存間接尋址方式是指寄存器中存放的是操作數(shù)的地址,即操作數(shù)是通過寄存器間接得到的,因此稱為寄存器間接尋址,。
MCS-51單片機規(guī)定工作寄存器的R0,、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器的256個單元,。為什么會是256個單元呢,?我們知道,R0或者R1都是一個8位的寄存器,,所以它的尋址空間就是2的八次方=256,。
例:MOV R0,#30H ,;將值30H加載到R0中
MOV A,,@R0 ;把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中
MOVX A,,@R0 ,;把外部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中
大家想想,如果用DPTR做為間址寄存器,,那么它的尋址范圍是多少呢,?DPTR是一個16位的寄存器,所以它的尋址范圍就是2的十六次方=65536=64K,。因用DPTR做為間址寄存器的尋址空間是64K,,所以訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時,我們通常就用DPTR做為間址寄存器,。
例:MOV DPTR,,#1234H ;將DPTR值設(shè)為1234H(16位)
MOVX A,,@DPTR ,;將外部RAM或I/O地址1234H內(nèi)的值放到累加器A中
在執(zhí)行PUSH(壓棧)和POP(出棧)指令時,采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址,。
例:PUSH 30H ,;把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到堆棧區(qū)中
堆棧區(qū)是由SP寄存器指定的,如果執(zhí)行上面這條命令前,,SP為60H,,命令執(zhí)行后會把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到RAM的61H內(nèi)。
那么做為寄存器間接尋址用的寄存器主要有哪些呢,?我們前面提到的有四個,R0,、R1,、DPTR、SP
寄存器間接尋址范圍總結(jié):
1、內(nèi)部RAM低128單元,。對內(nèi)部RAM低128單元的間接尋址,,應(yīng)使用R0或R1作間址寄存器,其通用形式為@Ri(i=0或1),。
2,、外部RAM 64KB。對外部RAM64KB的間接尋址,,應(yīng)使用@DPTR作間址尋址寄存器,,其形式為:@DPTR。
例如MOVX A,,@DPTR,;其功能是把DPTR指定的外部RAM的單元的內(nèi)容送入累加器A中。
外部RAM的低256單元是一個特殊的尋址區(qū),,除可以用DPTR作間址寄存器尋址外,,還可以用R0或R1作間址寄存器尋址。
例如MOVX A,,@R0,;這條指令的意思是,把R0指定的外部RAM單元的內(nèi)容送入累加器A,。
堆棧操作指令(PUSH和POP)也應(yīng)算作是寄存器間接尋址,,即以堆棧指針SP作間址寄存器的間接尋址方式。
寄存器間接尋址方式不可以訪問特殊功能寄存器??!
寄存器間接尋址也須以寄存器符號的形式表示,為了區(qū)別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區(qū)別,,在寄存器間接尋址方式式中,,寄存器的名稱前面加前綴標志“@”。
基址寄存器加變址寄存器的變址尋址
操作數(shù)地址 = 變地址 + 基地址
基地址寄存器 DPTR 或 PC
變址寄存器 @A
該尋址方式常用于訪問程序存儲器,,查表,。
MOV A,@A + DPTR
這種尋址方式以程序計數(shù)器PC或DPTR為基址寄存器,,累加器A為變址寄存器,,變址尋址時,把兩者的內(nèi)容相加,,所得到的結(jié)果作為操作數(shù)的地址,。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數(shù)據(jù)表格,即查表操作,。
變址尋址只能讀出程序內(nèi)存入的值,,而不能寫入,,也就是說變址尋址這種方式只能對程序存儲器進行尋址,或者說它是專門針對程序存儲器的尋址方式,。
例:MOVC A,,@A+DPTR
這條指令的功能是把DPTR和A的內(nèi)容相加,再把所得到的程序存儲器地址單元的內(nèi)容送A
假若指令執(zhí)行前A=54H,,DPTR=3F21H,,則這條指令變址尋址形成的操作數(shù)地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內(nèi)容是7FH,,則執(zhí)行這條指令后,,累加器A中的內(nèi)容就是7FH。
變址尋址的指令只有三條,,分別如下:
JMP @A+DPTR
MOVC A,,@A+DPTR
MOVC A,@A+PC
第一條指令JMP @A+DPTR
這是一條無條件轉(zhuǎn)移指令,,這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內(nèi)容做為一個16位的地址,,執(zhí)行JMP這條指令是,程序就轉(zhuǎn)移到A+DPTR指定的地址去執(zhí)行,。
第二,、三條指令MOVC A,@A+DPTR和MOVC A,,@A+PC指令
這兩條指令的通常用于查表操作,,功能完全一樣,但使用起來卻有一定的差別,,現(xiàn)詳細說明如下,。
我們知道,PC是程序指針,,是十六位的,。DPTR是一個16位的數(shù)據(jù)指針寄存器,按理,,它們的尋址范圍都應(yīng)是64K,。我們在學習特殊功能寄存器時已知道,程序計數(shù)器PC是始終跟蹤著程序的執(zhí)行的,。也就是說,,PC的值是隨程序的執(zhí)行情況自動改變的,我們不可以隨便的給PC賦值,。而DPTR是一個數(shù)據(jù)指針,,我們就可以給空上數(shù)據(jù)指針DPTR進行賦值。我們再看指令MOVC A,,@A+PC這條指令的意思是將PC的值與累加器A的值相加作為一個地址,,而PC是固定的,,累加器A是一個8位的寄存器,它的尋址范圍是256個地址單元,。講到這里,大家應(yīng)可明白,,MOVC A,,@A+PC這條指令的尋址范圍其實就是只能在當前指令下256個地址單元。所在,,這在我們實際應(yīng)用中,,可能就會有一個問題,如果我們需要查詢的數(shù)據(jù)表在256個地址單元之內(nèi),,則可以用MOVC A,,@A+PC這條指令進行查表操作,如果超過了256個單元,,則不能用這條指令進行查表操作,。剛才我們已說到,DPTR是一個數(shù)據(jù)指針,,這個數(shù)據(jù)指針我們可以給它賦值操作的,。通過賦值操作。我們可以使MOVC A,,@A+DPTR這條指令的尋址范圍達到64K,。這就是這兩條指令在實際應(yīng)用當中要注意的問題。
變址尋址方式是MCS-51單片機所獨有的一種尋址方式,。
位尋址
80C51單片機有位處理功能,,可以對數(shù)據(jù)位進行操作,因此就有相應(yīng)的位尋址方式,。所謂位尋址,,就是對內(nèi)部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內(nèi)的某個位,直接加以置位為1或復位為0,。
位尋址的范圍,,也就是哪些部份可以進行位尋址:
1、我們在學習51單片機的存儲器結(jié)構(gòu)時,,我們已知道在單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM的低128單元中有一個區(qū)域叫位尋址區(qū),。它的單元地址是20H-2FH。共有16個單元,,一個單元是8位,,所以位尋址區(qū)共有128位。這128位都單獨有一個位地址,,其位地址的名字就是00H-7FH,。
這里就有一個比較麻煩的問題需要大家理解清楚了,。我們在前面的學習中00H、01H,。,。。,。7FH等等,,所表示的都是一個字節(jié)(或者叫單元地址),而在這里,,這些數(shù)據(jù)都變成了位地址,。我們在指令中,或者在程序中如何來區(qū)分它是一個單元地址還是一個位地址呢,?這個問題,,也就是我們現(xiàn)在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實,,區(qū)分這些數(shù)據(jù)是位地址還是單元地址,,我們都有相應(yīng)的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統(tǒng)學習中再加以論述,。
2,、對專用寄存器位尋址。這里要說明一下,,不是所有的專用寄存器都可以位尋址的,。具體哪些專用寄存器可以哪些專用寄存器不可以,請大家回頭去看看我們前面關(guān)于專用寄存器的相關(guān)文章,。一般來說,,地址單元可以被8整除的專用寄存器,通常都可以進行位尋址,,當然并不是全部,,大家在應(yīng)用當中應(yīng)引起注意。
相對尋址
把指令中給定的地址偏移量與本指令所在單元地址(PC內(nèi)容)相加得到真正有效的操作數(shù)所存放的地址,。
舉“李同學20歲,,張同學比李同學大3歲”的例子。
JC 60H ,;設(shè)(PC) = 2000H,,
則當C = 1時,
轉(zhuǎn)移的目的地址 = (PC)+ 2 + 60H
專用寄存器的位尋址表示方法:
下面我們以程序狀態(tài)字PSW來進行說明
1,、直接使用位地址表示:看上表,,PSW的第五位地址是D5,所以可以表示為D5H
MOV C,,D5H
2,、位名稱表示:表示該位的名稱,,例如PSW的位5是F0,所以可以用F0表示
MOV C,,F(xiàn)0
3,、單元(字節(jié))地址加位表示:D0H單元位5,表示為DOH.5
MOV C,D0H.5
4,、專用寄存器符號加位表示:例如PSW.5
MOV C,PSW.5
這四種方法實現(xiàn)的功能都是相同的,,只是表述的方式不同而已。
例題:
1. 說明下列指令中源操作數(shù)采用的尋址方式,。
MOV R5,R7 答案:寄存器尋址方式
MOV A,,55H 直接尋址方式
MOV A,,#55H 立即尋址方式
JMP @A+DPTR 變址尋址方式
MOV 30H,C 位尋址方式
MOV A,,@R0 間接尋址方式
MOVX A,@R0 間接尋址方式
改錯題
請判斷下列的MCS-51單片機指令的書寫格式是否有錯,,若有,請說明錯誤原因,。
MOV R0,,@R3 答案: 間址寄存器不能使用R2~R7。
MOVC A,,@R0+DPTR 變址尋址方式中的間址寄存器不可使用R0,,只可使用A。
ADD R0,,R1 運算指令中目的操作數(shù)必須為累加器A,,不可為R0。
MUL AR0 乘法指令中的乘數(shù)應(yīng)在B寄存器中,,即乘法指令只可使用AB寄存器組合,。