第二十三課:數據傳送類指令分析
數據傳送類指令的通用格式是:
MOV <目的操作數>,<源操作數>
源操作數可以是:累加器A、通用寄存器Rn(n=0-7)、直接地址direct、間接地址和立即數;
目的操作數可以是:累加器A、通用寄存器Rn(n=0-7)、直接地址direct和間接地址;
數據傳送指令共有29條,數據傳送指令一般的操作是把源操作數傳送到目的操作數,指令執行完成后,源操作數不變,目的操作數等于源操作數。如果要求在進行數據傳送時,目的操作數不丟失,則不能用直接傳送指令,而采用交換型的數據傳送指令,數據傳送指令不影響標志C,AC和OV,但可能會對奇偶標志P有影響。
[1]. 以累加器A為目的操作數類指令(4條)
這4條指令的作用是把源操作數指向的內容送到累加器A。有直接、立即數、寄存器和寄存器間接尋址方式:
MOV A,direct ;(data)→(A) 直接單元地址中的內容送到累加器A,direct是直接地址
MOV A,#data ;#data→(A) 立即數送到累加器A中
MOV A,Rn ;(Rn)→(A) Rn中的內容送到累加器A中,Rn=R1-R7
MOV A,@Ri ;((Ri))→(A) Ri內容指向的地址單元中的內容送到累加器A,Ri=R0或R1
下面舉個例子跟大家說明:
MOV A,R1 ;將工作寄存器R1中的值送入到累加器A中,R1中的值保持不變。
MOV A,50H;將內存50H單元中的值送入到累加器A中,50H單元中的值保持不變。
MOV A,@R1;先看R1中是什么值,把這個值當做地址,并將這個地址單元中的值送入累加器A中,前面我們已學過,這是寄存器間接尋址方式。
[2]. 以寄存器Rn為目的操作數的指令(3條)
這3條指令的功能是把源操作數指定的內容送到所選定的工作寄存器Rn中,源操作數不變。有直接、立即和寄存器尋址方式:
MOV Rn,data ;(data)→(Rn) 直接尋址單元中的內容送到寄存器Rn中
MOV Rn,#data ;#data→(Rn) 立即數直接送到寄存器Rn中
MOV Rn,A ;(A)→(Rn) 累加器A中的內容送到寄存器Rn中
[3]. 以直接地址為目的操作數的指令(5條)
這組指令的功能是把源操作數指定的內容送到由直接地址data所選定的片內RAM中。有直接、立即、寄存器和寄存器間接4種尋址方式:
MOV data,data ;(data)→(data) 直接地址單元中的內容送到直接地址單元
MOV data,#data ;#data→(data) 立即數送到直接地址單元
MOV data,A ;(A)→(data) 累加器A中的內容送到直接地址單元
MOV data,Rn ;(Rn)→(data) 寄存器Rn中的內容送到直接地址單元
MOV data,@Ri ;((Ri))→(data) 寄存器Ri中的內容指定的地址單元中數據送到直接地址單元
試比較一下MOV 50H,#60H與MOV 50H,60H的區別
[4]. 以間接地址為目的操作數的指令(3條)
這組指令的功能是把源操作數指定的內容送到以Ri中的內容為地址的片內RAM中。有直接、立即和寄存器3種尋址方式:
MOV @Ri,data ;(data)→((Ri)) 直接地址單元中的內容送到以Ri中的內容為地址的RAM單元
MOV @Ri,#data ;#data→((Ri)) 立即數送到以Ri中的內容為地址的RAM單元
MOV @Ri,A ;(A)→((Ri)) 累加器A中的內容送到以Ri中的內容為地址的RAM單元
試比較一下MOV R0,20H與MOV @R0,20H的區別
[5]. 查表指令(2條)
這組指令的功能是對存放于程序存儲器中的數據表格進行查找傳送,使用變址尋址方式:
MOVC A,@A+DPTR ;((A))+(DPTR)→(A) 表格地址單元中的內容送到累加器A中
MOVC A,@A+PC ;((PC))+1→(A),((A))+(PC)→(A) 表格地址單元中的內容送到累加器A中
本指令是將ROM的數據送入A中,本指令也被稱為查表指令,常用此指令來查一個已做好在ROM中的表格。
說明:
1、此條指令引出了一個特殊的尋址方式,即變址尋址,在上節課時我們已進行過講解,本指令是要在ROM的一個地址單元中找出數據,顯然必須知道這個單元的地址,這個單元的地址是這樣確定的:在執行本指令立腳點DPTR中有一個數,A中有一個數,執行指令時,將A和DPTR中的數加起來,就成為要查找單元的地址。
2、查找到的結果被放在A中,因此,本條指令執行前后,A中的值不一定相同。
例:有一個數在R0中,要求用查表的方法確定它的平方值(此數的取值范圍是0-5)
MOV DPTR,#TABLE
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
TABLE:DB 0,1,4,9,16,25
設R0中的值為2,送入A中,而DPTR中的值則為TABLE,則最終確定的ROM單元的地址就是TABLE+2,也就是到這個單元中去取數,取到的是4,顯然它正是2的平方。其它數據也可以類推
標號的真實含義:從這個地方也可以看到另一個問題,我們使用了標號來替代具體的單元地址。事實上,標號的真實含義就是地址數值。在這里它代表了0,1,4,9,16,25這幾個數據在ROM中存放的起點位置。我們經常看到的指令,如LCALL DELAY指令中,DELAY則代表了以DELAY為標號的那段程序在ROM中存放的起始地址。事實上,CPU正是通過這個地址才找到這段程序的。
可以通過以下的例子再來看看標號的含義:
MOV DPTR,#100H
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
.....
ORG 0100H
DB 0,1,4,9,16,25
如果R0中的值為2,則最終地址為100H+2為102H,到102H單元中找到的是4。這樣應看明白了吧?
那么為什么不這樣寫程序,要用標號呢?不是增加疑惑嗎?
如果這樣寫程序的話,在寫程序時,我們就必須確定這張表格在ROM中的具體的位置,如果寫完程序后,又想在這段程序前插入一段程序,那么這張表格的位置就又要改變了,要改為ORG 100H這句話了,我們是經常需要修改程序的,那么麻煩,所以就用標號來替代,只要一編譯程序,位置就自動發生變化,我們把這個麻煩的事交給計算機去做了。
[6]. 累加器A與片外數據存儲器RAM傳送指令(4條)
這4條指令的作用是累加器A與片外RAM間的數據傳送。使用寄存器尋址方式:
MOVX @DPTR,A ;(A)→((DPTR)) 累加器中的內容送到數據指針指向片外RAM地址中
MOVX A, @DPTR ;((DPTR))→(A) 數據指針指向片外RAM地址中的內容送到累加器A中
MOVX A, @Ri ;((Ri))→(A) 寄存器Ri指向片外RAM地址中的內容送到累加器A中
MOVX @Ri,A ;(A)→((Ri)) 累加器中的內容送到寄存器Ri指向片外RAM地址中
說明:
1、在89C51中,與外部存儲器RAM打交道的只可以是累加器A,所有需要送入外部RAM的數據必須要通過A送出去。而所有要讀入外部RAM中的數據也必需要通過A讀入。在此我們可以看出外部RAM的區別了。
內部RAM間可以直接進行數據傳遞,而外部則不行。比如,要將外部RAM中某單元(設為110H單元的數據)送入另外一個單元(設為200H單元),也必須要先將110H單元中的內容讀入A,然后再送入200H單元中去。
2、要讀寫外部的RAM,當然也必須要先知道RAM的地址,在后兩條指令中,地址是被地址放在DPTR中的,而前兩條指令,由于Ri(即R0或R1)只是一個8位的寄存器,所以只能提供低8位地址,因為有時擴展的外部RAM的數量比較少,少于或等于256個,就只需提供8位地址就足夠了。請大家再復習下我們前面《51單片機的尋址方式》這節課。
3、使用時應當首先將要讀或寫的地址送入DPTR或Ri中,然后再用讀寫命令。
例:將外部RAM中100H單元中的內容送入外部RAM中200H單元中。
MOV DPTR,#0100H
MOVX A,@DPTR
MOV DPTR,#0200H
MOVX @DPTR,A
[7]. 堆棧操作類指令(2條)
這4類指令的作用是把直接尋址單元的內容傳送到堆棧指針SP所指的單元中,以及把SP所指單元的內容送到直接尋址單元中。這類指令只有兩條,下述的第一條常稱為入棧操作指令,第二條稱為出棧操作指令。需要指出的是,單片機開機復位后,(SP)默認為07H,但一般都需要重新賦值,設置新的SP首址。入棧的第一個數據必須存放于SP+1所指存儲單元,故實際的堆棧底為SP+1所指的存儲單元。
PUSH data ;(SP)+1→(SP),(data)→(SP) 堆棧指針首先加1,直接尋址單元中的數據送到堆棧指針SP所指的單元中
POP data ;(SP)→(data)(SP)-1→(SP), 堆棧指針SP所指的單元數據送到直接尋址單元中,堆棧指針SP再進行減1操作
第一條指令稱為推入,就是將direct中的內容送入堆棧中,第二條指令稱為彈出,就是將堆棧中的內容送回到direct中,推入指令的執行過程是:首先將P中的值加1,然后把SP中的值當做地址,將direct中的值送入以SP中的值為地址的RAM單元中去。
例:
MOV SP,#5FH
MOV A,#100
MOV B,#20
PUSH ACC
PUSH B
執行第一條PUSH ACC指令是這樣的:將SP中的值加1,即變為60H,然后將A中的值送到60H單元中,因此執行完本條指令后,內存60H單元中的值就是100,同樣執行PUSH B時,是將SP+1,即變為61H,然后將B中的值送入到61H單元中,即執行完本條指令后61H單元中的值變為20。
POP指令的執行也是這樣的,首先將SP中的值做為地址,并將此地址中的數送到POP指令的那個direct中,然后SP減1。
接上例:
POP B
POP ACC
則執行過程是:將SP中的值(現在是61H)作為地址,取61H單元中的數值(現在是20),送到B中,所以執行完本條指令后B中的值是20,然后SP減1,因此本條指令執行完后,SP的值變為60H,然后搪行POP ACC,將SP中的值(60H)作為地址,從該地址中取數(現在是100),并送到ACC中,所以執行完本條指令后,ACC中的值是100。
這有什么意義呢?ACC中的值本來就是100,B中的值本來就是20,是的,在本例中,的確沒有意義,但在實際工作中,則在PUSH B后往事要執行其它的指令,而且這些指令會把A中的值,B中的值改掉,所以在程序結束,如果我們要把A和B中的值恢復原值,那么這些指令就沒有意義了。
還有一個問題,如果我們不用堆棧,比如說在PUSH ACC指令處用MOV 60H,A在PUSH B處用指令MOV 61H,B,然后用MOV A,60H,MOV B,61H來替代兩處POP指令,不也是一樣嗎?是的,從結果上看是一樣的,但從過程看是不一樣的,PUSH和POP指令都是單字節,單周期指令,而MOV指令則是雙字節,雙周期指令,更何況,堆棧的作用不止于此,所以一般的計算機上都設有堆棧,而我們在編寫子程序,需要保存數據時,通常不采用后面的方法,而是用堆棧的方法來實現。
例:寫出以下程序的運行結果
MOV 30H,#12
MOV 31H,#23
PUSH 30H
PUSH 31H
POP 30H
POP 31H
結果是30H中的值變為23,而31H中的值則變為12。也就是兩者進行了數據交換。從這個例子可以看出:使用堆棧時,入棧的書寫順序和出棧的書寫順序必須相反,才能保證數據被送回原位,否則就出錯了。
另外特別注意事項:
進行堆棧操作時,我們不能:
PUSH R0
PUSH R1
而只能:
PUSH 00H
PUSH 01H
POP也是一樣。
[8]. 交換指令(5條)
這5條指令的功能是把累加器A中的內容與源操作數所指的數據相互交換。
XCH A,Rn ;(A)←→(Rn)累加器與工作寄存器Rn中的內容互換
XCH A,@Ri ;(A)←→((Ri))累加器與工作寄存器Ri所指的存儲單元中的內容互換
XCH A,data ;(A)←→(data)累加器與直接地址單元中的內容互換
XCHD A,@Ri ;(A3-0)←→((Ri)3-0)累加器與工作寄存器Ri所指的存儲單元中的內容低半字節互換
SWAP A ;(A3-0)←→(A7-4)累加器中的內容高低半字節互換
[9]. 16位數據傳送指令(1條)
這是89C51單片機唯一的一條16位立即數傳遞指令,其功能是將一個16位的立即數送入數據指針DPTR中去。其中高8位送入DPH,低8位送入DPL。
MOV DPTR,#data16 ;#dataH→(DPH),#dataL→(DPL)16位常數的高8位送到DPH,低8位送到DPL
例如:MOV DPTR,#2345
則執行完程序后,DPL中的值為23,DPL中的值為45。