【導(dǎo)讀】學(xué)單片機(jī)之初,你必須懂一些數(shù)字電路,若對(duì)數(shù)字電路中的一般概念都很模糊,最好還是再補(bǔ)習(xí)一下再來(lái)學(xué)單片機(jī)。學(xué)習(xí)單片機(jī),除了搞清單片機(jī)內(nèi)部功能、存儲(chǔ)空間分配及I/O接口外,還應(yīng)掌握其指令系統(tǒng)。MCS-51共有111條指令,現(xiàn)介紹我們總結(jié)出的快速記憶MCS-51指令的方法,供大家參考。
單片機(jī)是一種集成在電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
MCS-51是指由美國(guó)INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱(chēng),這一系列單片機(jī)包括了好些品種,如8031,8051,8751,8032,8052,8752等,其中8051是最早最典型的產(chǎn)品。
學(xué)習(xí)單片機(jī),除了搞清單片機(jī)內(nèi)部功能、存儲(chǔ)空間分配及I/O接口外,還應(yīng)掌握其指令系統(tǒng)。MCS-51共有111條指令,現(xiàn)介紹我們總結(jié)出的快速記憶MCS-51指令的方法,供大家參考。
大家都知道,匯編語(yǔ)言指令由操作碼、操作數(shù)兩部分組成。MCS-51使用匯編語(yǔ)言指令,它共有44個(gè)操作碼助記符,33種功能,其操作數(shù)有#data、direct、Rn、@Ri等。這里先介紹指令助記符及其相關(guān)符號(hào)的記憶方法。
一、助記符號(hào)的記憶方法
1 表格列舉法
把44個(gè)指令助記符按功能分為五類(lèi),每類(lèi)列表記憶。此處從略,請(qǐng)讀者自己總結(jié)。
2 英文還原法
單片機(jī)的操作碼助記符是該指令功能的英文縮寫(xiě),將縮寫(xiě)還原成英語(yǔ)原文,再對(duì)照漢語(yǔ)有助于理解其助記符含義,從而加強(qiáng)記憶。例如:
增量 INC-Incremect
減量 DNC-Decrement
短轉(zhuǎn)移 SJMP-Short jump
長(zhǎng)轉(zhuǎn)移 LJMP-Long jump
比較轉(zhuǎn)移 CJNE-Compare jump not equality
絕對(duì)轉(zhuǎn)移 AJMP-Absolute jump
空操作 NOP-No operation
交換 XCH-Exchange
加法 ADD-Addition
乘法 MUL-Multiplication
除法 DIV-Division
左環(huán)移 RL-Rotate left
進(jìn)位左環(huán)移 RLC-Rotate left carry
右環(huán)移 RR-Rotate right
進(jìn)位右環(huán)移RRC-Rotate right carry
3 功能模塊記憶法
單片機(jī)的44個(gè)指令助記符,按所屬指令功能可分為五大類(lèi),每類(lèi)又可以按功能相似原 則為2~3組。這樣,化整為零,各個(gè)擊破,實(shí)現(xiàn)快速記憶。
1)數(shù)據(jù)傳送組
2)加減運(yùn)算組:
MOV 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送
ADD 加法
MOVC 程序存儲(chǔ)器傳送
ADDC 帶進(jìn)位加法
MOVX 外部數(shù)據(jù)傳送
SUBB 帶進(jìn)位減法
3)邏輯運(yùn)算組
4)子程序調(diào)用組:
ANL 邏輯與
LCALL 長(zhǎng)調(diào)用
ORL 邏輯或
ALALL 絕對(duì)調(diào)用
XRL 邏輯異或
RET 子程序返回
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二、指令的記憶方法
1 指令操作數(shù)的有關(guān)符號(hào)
MCS-51的尋址方式共有六種:立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間址、變 址尋址、相對(duì)尋址。我們必須掌握其表示的方法。
1)立即數(shù)與直接地址。ata表示八位立即數(shù),#data16表示是十六位立即數(shù),data或 direct表示直接地址。
2)Rn(n=0-7)、A、B、CY、DPTR寄存器尋址變量。
3)@R0、@R1、@DPTR、SP表示寄存器間址變量。
4)DPTR+A、PC+A表示變址尋址的變量。
5)PC+rel(相對(duì)量)表示相對(duì)尋址變量。
記住指令的助記符,掌握不同尋址方式的指令操作數(shù)的表示方法,為我們記憶匯編指 令打下了基礎(chǔ)。MCS-51指令雖多,但按功能可分為五類(lèi), 其中數(shù)據(jù)傳送類(lèi)28條,算術(shù)運(yùn)算類(lèi)24條,邏輯操作類(lèi)25條,控制轉(zhuǎn)移類(lèi)17條,布爾位操作 類(lèi)17條。在每類(lèi)指令里,根據(jù)其功能,抓住其源、 目的操作數(shù)的不同組合,再輔之以下方法,是完全能記住的。 我們約定,可能的目的操作數(shù)按(# data/direct/A/Rn/@Ri )順序表示。
對(duì)于MOV指令,其目的操作數(shù)按A、Rn、direct、@Ri的順序書(shū)寫(xiě),則可以記住MOV的15 條指令。例如以累加器A為目的操作數(shù),可寫(xiě)出如下4條指令。
MOV A,# data/direct/A/Rn/@Ri
以此類(lèi)推,寫(xiě)出其它指令。
MOV Rn,#data/direct/A
MOV direct,# data/direct/A/Rn/@Ri
MOV @Ri,#data/direct/A
2 指令圖示記憶法
圖示記憶法是把操作功能相同或相似、但其操作數(shù)不同的指令,用圖形和箭頭將目 的、源操作數(shù)的關(guān)系表示出來(lái)的一種記憶方法。 例如:由助記符MOV、MOVX、MOVC組成的送數(shù)組指令,可以用圖1、2幫助記憶。
由助記符CJNE形成的四條指令,也可以用圖示法表示,如圖3。 CJNE A,#data,rel CJNE A,direct,rel CJNE @Rn,#data,rel CJNE @Ri,#data,rel
另外,對(duì)于由(ANL、ORL、ARL)形成的18條邏輯操作指令,有關(guān)A的四條環(huán)移指令, 也可以用圖示法表示,請(qǐng)讀者自行畫(huà)出記憶。
3 相似功能歸類(lèi)法
在MCS-51指令中,我們發(fā)現(xiàn)部分指令其操作碼不同,但功能相似,而操作數(shù)則完全一 樣。相似功能歸類(lèi)法就是把具有這樣特點(diǎn)的指令放在一起記憶, 只要記住其中的一條,其余的也就記住了。如加、減法的十二條指令,與、或、非的十八 條指令,現(xiàn)列舉如下。
ADD/ADDC/SUBB A,# data/direct/Rn/@Ri
ANL/ORL/XRL A,# data/direct/Rn/@Ri
ANL/ORL/XRL direct,#data/a
上述每一排指令,功能相似,其操作數(shù)都相同。其它的如加1(INC)、減1(DEC)指令也 可照此辦理。
4 口訣記憶法
對(duì)于有些指令,我們可以把相關(guān)的功能用精練的語(yǔ)言編成一句話(huà)來(lái)記憶。如PUSH direct和POP direct這兩條指令。 初學(xué)者常常分不清堆棧SP的變化情況,為此編成這樣一句話(huà):(SP的內(nèi)容)加1(direct的內(nèi) 容)再入棧,(SP的內(nèi)容)彈出(到direct單元)SP才減1。 又如乘法指令中積的存放,除法指令中被除數(shù)和除數(shù)以及商的存放,都可以編成口訣記憶如下:
MUL AB
高位積(存于)B,低位積(存于)A。
DIV AB
A除以B,商(存于)A余(下)B。
上面介紹了幾種快速記憶單片機(jī)指令的方法,希望能起到拋磚引玉的作用,相信讀者在學(xué)習(xí)單片機(jī)的過(guò)程中能找到適合自己的方法來(lái)記憶。但是,有了好的方法還不夠,還需要實(shí)踐,即多讀書(shū)上的例題和別人編寫(xiě)的程序,自己再結(jié)合實(shí)際編寫(xiě)一些程序。只有這樣, 才能更好更快地掌握單片機(jī)指令系統(tǒng)。
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建議
學(xué)單片機(jī)之初,你必須懂一些數(shù)字電路,若對(duì)數(shù)字電路中的一般概念都很模糊,最好還是再補(bǔ)習(xí)一下再來(lái)學(xué)單片機(jī)。接下來(lái)你最好先選一種單片機(jī)機(jī)種進(jìn)行學(xué)習(xí),因?yàn)槟壳皢纹瑱C(jī)機(jī)種較多,其結(jié)構(gòu)和指令均不相同,若這種學(xué)兩天,那種學(xué)兩天往往會(huì)灘多嚼不爛。這里建議你最好先學(xué)8051單片機(jī),因?yàn)?051方面的書(shū)籍、資料、器材都較多。PIC和AVR以及其它類(lèi)型的單片機(jī)雖有其長(zhǎng)處,但現(xiàn)在的書(shū)籍、資料以及器件供應(yīng)并不理想,不太適合初學(xué)者選擇。若你對(duì)這些并不在意的話(huà)那選擇后者進(jìn)行學(xué)習(xí)也未尚不可。
我們建議你選擇8051單片機(jī)開(kāi)始學(xué)習(xí)的原因還在于8051家族的派生品很多,例如ATMEL公司的AT89C51系列單片機(jī)就是完全兼容MSC-51 8051系列的(也就是說(shuō),AT89C51的指令、管腳、內(nèi)部主要結(jié)構(gòu),以及用法與MSC-51相同),他不但兼容,而且還有不少創(chuàng)新,比如他的程序存儲(chǔ)器可以電擦、寫(xiě),一片IC就擁有了過(guò)去單片機(jī)的最小系統(tǒng),不需要以前所謂的373和EPROM元件;所以,實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路連接、電路板自制都比較容易,加上目前其價(jià)格較底,你學(xué)習(xí)的片子也可以做產(chǎn)品,做產(chǎn)品的片子也可以做實(shí)驗(yàn),當(dāng)然AVR系列也有這些特點(diǎn);而PIC及其它系列在這一點(diǎn)上則顯得不太理想。
購(gòu)買(mǎi)單片機(jī)的書(shū)籍最好是書(shū)的前面你能看懂,而書(shū)的后面你不懂,若前后都看不懂的書(shū)最好先別買(mǎi),因?yàn)檫@本書(shū)短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)你起多大作用。當(dāng)然若不是把書(shū)當(dāng)資料查也不必買(mǎi)前后你都懂的書(shū),因?yàn)樗鼘?duì)你來(lái)說(shuō)有點(diǎn)淺。應(yīng)以原理書(shū)籍為主。其次可以購(gòu)買(mǎi)一些應(yīng)用方面的書(shū)籍以便參考。
電子技術(shù)本身與實(shí)驗(yàn)離不開(kāi),若光靠看書(shū)是很難理解其原理和學(xué)會(huì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)的。你應(yīng)該購(gòu)置相關(guān)單片機(jī)的芯片、
編程器、實(shí)驗(yàn)板,以及開(kāi)發(fā)他的相關(guān)軟件。并以邊看書(shū)邊實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)其效果將明顯好的多!由于初學(xué),不可能購(gòu)置很多昂貴的設(shè)備,建議學(xué)習(xí)用的單片機(jī)芯片其程序儲(chǔ)存器是可以反復(fù)可擦寫(xiě)的,如AT89C系列或AVR系列。這樣,在學(xué)習(xí)燒寫(xiě)時(shí)是無(wú)后顧之憂(yōu)的。
現(xiàn)在來(lái)談?wù)剢纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)的步驟。想讓單片機(jī)按你的意思(想法)完成一項(xiàng)任務(wù),必須先編寫(xiě)供其使用的程序,編寫(xiě)單片機(jī)的程序應(yīng)使用該單片機(jī)可以識(shí)別的“語(yǔ)言”,否則你將是對(duì)“石”彈琴。目前較流行的有匯編和C語(yǔ)言;匯編語(yǔ)言可以精確的控制單片機(jī)工作的每一步,而C語(yǔ)言則注重結(jié)果,不必關(guān)心單片機(jī)具體的每一步。習(xí)慣上宜先學(xué)匯編語(yǔ)言后學(xué)C語(yǔ)言,這樣可以對(duì)單片機(jī)有一個(gè)更深的了解,再說(shuō),就是用C語(yǔ)言編程,在需要精確控制時(shí)還需要嵌入?yún)R編語(yǔ)句。當(dāng)然,也有一開(kāi)始就用C語(yǔ)言的,后來(lái)再學(xué)匯編;若你學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)的 Turbo C ,開(kāi)始就學(xué)單片機(jī)的C也許會(huì)更快一些。
單片機(jī)程序是用文本編輯器編寫(xiě)的純文本文件,象我們平常在windows計(jì)事本中用漢語(yǔ)寫(xiě)計(jì)劃一樣,先這件事后那件事的去寫(xiě),以所使用單片機(jī)語(yǔ)言的語(yǔ)法,按我們的想法把單片機(jī)要做的事“一件一件”的依次寫(xiě)下來(lái),遇到“有些事”是重復(fù)的,就指明在什么什么地方已有說(shuō)明(跳轉(zhuǎn)),在正常安排中若有其它突發(fā)事件出現(xiàn),必須寫(xiě)一段突發(fā)事件處理計(jì)劃(中斷)... ...。最后保存文件的擴(kuò)展名應(yīng)與所使用的語(yǔ)言要求的名字一致;我們漢語(yǔ)的文章一般保存為*.txt擴(kuò)展名,而匯編語(yǔ)言的文件擴(kuò)展名一般應(yīng)為*.asm;有的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)則有自己的規(guī)定,如用 Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng),編寫(xiě)的匯編程序擴(kuò)展名為*.a51;當(dāng)然Keil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)也有自己的編輯器,不必用Windows中的記事本。
無(wú)論我們使用匯編語(yǔ)言,還是C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序,只是給我們看的,這個(gè)程序還必須經(jīng)過(guò)與該語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的軟件將我們能看懂的匯編或C“翻譯”(編譯)成所用單片機(jī)可以識(shí)別的代碼。將單片機(jī)可以識(shí)別的代碼燒寫(xiě)(編程)到單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中,單片機(jī)裝的實(shí)際電路中才能依你的“計(jì)劃”去工作。
對(duì)于8051系列單片機(jī)來(lái)說(shuō),Keil C開(kāi)發(fā)系統(tǒng)具有編輯、編譯、模擬單片機(jī)C語(yǔ)言程序的功能,也能編輯、編譯、模擬匯編語(yǔ)言程序;對(duì)于初學(xué)者,開(kāi)始編寫(xiě)的程序難免出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤或其它不規(guī)范的語(yǔ)句,由于Keil C編譯時(shí)對(duì)錯(cuò)誤語(yǔ)句提示的是英文,不太好理解,若用匯編的話(huà),可使用DOS下的宏匯編編譯器ASM51;他可以對(duì)出錯(cuò)語(yǔ)句進(jìn)行中文提示;你源程序的注釋部分還可以使用中文,這更便于你今后對(duì)程序的維護(hù)。
編譯出的代碼一般擴(kuò)展名為*.hex或*.bin;這個(gè)代碼文件必須送到單片機(jī)中單片機(jī)在電路中才能按你的“計(jì)劃”去工作。將這個(gè)代碼文件送到單片機(jī)中的工具就是編程器,與電腦連接的編程器一般都通過(guò)并口或者串口與編程器的硬件連接,也有相應(yīng)的服務(wù)程序;在連接好電腦與編程后運(yùn)行其服務(wù)程序,在服務(wù)程序中先選擇所要編程的單片機(jī)型號(hào),再調(diào)入前面所得到的代碼文件,接下來(lái)就用編程器將這個(gè)代碼文件燒寫(xiě)到單片機(jī)中。到此,單片機(jī)開(kāi)發(fā)的一個(gè)過(guò)程就大致完成。
當(dāng)然,你不可能一次就把你的“計(jì)劃”用單片機(jī)的語(yǔ)言完美正確的將源程序?qū)懞茫ň褪俏覀兤匠V朴喌挠?jì)劃在實(shí)際中也有修改的),這就需要反復(fù)修改源程序,反復(fù)編譯、燒寫(xiě)到單片機(jī)中、反復(fù)將單片機(jī)裝到電路中去實(shí)驗(yàn)。由于單片機(jī)執(zhí)行每一條語(yǔ)句所用的時(shí)間很短,有時(shí)你無(wú)法得到其中間的結(jié)果,也無(wú)法判斷程序出錯(cuò)的位置,這時(shí)你可以使用軟件模擬的方法,讓程序一步一步的執(zhí)行,每執(zhí)行一步,通過(guò)查看單片機(jī)中各關(guān)鍵數(shù)據(jù)的變化情況,來(lái)找到錯(cuò)誤或沒(méi)按你“計(jì)劃”執(zhí)行的語(yǔ)句,從而達(dá)到排錯(cuò)的目的。若你資金不成問(wèn)題的話(huà),也可以購(gòu)買(mǎi)單片機(jī)仿真器,他可以取代實(shí)際電路中的單片機(jī),在電腦的控制下一步一步的去排錯(cuò)。實(shí)際上無(wú)論軟件模擬(仿真)還是硬件仿真,其功能遠(yuǎn)不止這里講的這一點(diǎn)點(diǎn)。