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当前位置:电子发烧友网 > 图书频道 > 电子 > 《单片机原理与应用》 > 第3章 MCS-51单片机指令系统

第3节 寻址方式

在前面的任务中,我们还看到,控制彩灯数据有的直接在指令中提供了,有些却预先制成了表格存放,还有的必须从其他的片内RAM单元中相互传送,和我们找东西一样,这就涉及到东西存放的地方。单片机中数据的存取同样也必须考虑这个问题。我们有个专业术语叫“寻址”。

寻址的“地址”即为操作数所在单元的地址,绝大部分指令执行时都需要用到操作数,那么到哪里去取得操作数呢?最易想到的就是告诉CPU操作数所在的地址单元,从那里可取得响应的操作数,这便是“寻址”之意。MCS-51的寻址方式很多,使用起来也相当方便,功能也很强大,灵活性强。这便是MCS-51指令系统“好用”的原因之一。下面我们分别讨论几种寻址方式的原理。

(1)         直接寻址

指令中操作数直接以单元地址形式出现,例如:

        MOV  A,68H

这条指令的意义是把内部RAM中的68H单元中的数据内容传送到累加器A中。值得注意的是直接寻址方式只能使用8位二进制地址,因此这种寻址方式仅限于内部RAM进行寻址。低128位单元在指令中直接以单元地址的形式给出。对于特殊功能寄存器可以使用其直接地址进行访问,还可以以它们的符号形式给出,只是特殊功能寄存器只能用直接寻址方式访问,而无其它方法。

如任务中的  MOV    P1,#55H其中目标操作数就是直接寻址方式。

(2)         寄存器寻址

寄存器寻址对选定的8个工作寄存器R0-R7进行操作,也就是操作数在寄存器中,因此指定了寄存器就得到了操作数,寄存器寻址的指令中以寄存器的符号来表示寄存器,或A、B、DPTR隐含在操作码中时,也属于寄存器寻址。例如:

        MOV  A,R1

这条指令的意义是把所用的工作寄存器组中的R3的内容送到累加器A中。

值得一提的是工作状态寄存器的选择是通过程序状态字寄存器来控制的,在这条指令前,应通过PSW设定当前工作寄存器组。

如任务中的  MOV     P1,A源操作数就是寄存器寻址

(3)         寄存器间接寻址

    寄存器寻址方式,寄存器中存放的是操作数,而寄存器间接寻址方式,寄存器中存放的则为操作数的地址,也即操作数是通过寄存器指向的地址单元得到的,这便是寄存器间接寻址名称的由来。

    例如指令:

        MOV  A,@R0

这条指令的意义是R0寄存器指向地址单元中的内容送到累加器A中。假如R0=#56H,那么是将56H单元中的数据送到累加器A中。

寄存器间接寻址方式可用于访问内部RAM或外部数据存储器。访问内部RAM或外部数据存储器的低256字节时,可通过R0和R1作为间接寄存器。然而有必要指出,内部RAM的高128字节地址与专用积存器的地址是重叠的,所以这种寻址方式不能用于访问特殊功能寄存器。

外部数据存储器的空间为64kB,这时可采用DPTR作为间址寄存器进行访问,指令如下:

        MOVX  A,@DPTR

    这条指令的意义是与上述类似,不再赘述。

(4)         立即寻址

立即寻址就是把操作数直接在指令中给出,即操作数包含在指令中,指令操作码的后面紧跟着操作数,一般把指令中的操作数称为立即数,因此而得名。为了与直接寻址方式相区别,在立即数前加上“#”符号,例如:

        MOVX  A,#0EH

这条指令的意义是将0EH这个操作数送到累加器A中。

在前面任务中有多条这样的指令。大家可以自己找找。

(5)         变址寻址

变址寻址是以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,将两寄存器的内容相加形成16位地址形成操作数的实际地址。例如:

 

        MOVC  A,@A+DPTR

        MOVX  A,@A+PC

        JMP   @A+DPTR

 

在这三条指令中,A作为偏移量寄存器,DPTR或PC作为变址寄存器,A作为无符号数与DPTR或PC的内容相加,得到访问的实际地址。其中前两条是程序存储器读指令,后一条是无条件转移指令。

(6)         位寻址

在MCS-51单片机中,RAM中的20H—2FH字节单元对应的位地址为00H—7FH,特殊功能寄存器中的某些位也可进行为寻址,这些单元既可以采用字节方式访问它们,也可采用位寻址的方式访问它们。

(7)         相对寻址

相对寻址方式是为了程序的相对转移而设计的,其夜里是以PC的内容为基址,加上给出的偏移量作为转移地址,从而实现程序的转移。转移的目的地址可参见如下表达式:

        目的地址=转移指令地址+转移指令字接数+偏移量

值得注意的是,偏移量是有正负号之分的,偏移量的取值范围是当前PC值的-128~+127之间。

如前面任务中的  TIME1:‥

TIME2:‥

……

DJNZ  R7,TIME2

DJNZ  R6,TIME1

                    ……

其中DJNE‥指令中的TIME1、TIME2就属此类,这里目的地址我们是用符号地址表示的。

4.      指令在CPU内部的执行过程?

指令是以二进制的形式存放在程序存储器中的,CPU执行指令的过程是不断的从程序存储器取指令,指令译码器对指令进行译码,并发出与指令相应的微操作信号,完成指令的执行。在这一过程当中,需要根据相应的时序进行操作,程序存储器操作时序如图3.3所示

图3.3  MCS-51单片机取指时序