【正文】 作必須在一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下才能按照正確的順序執(zhí)行。時(shí)鐘脈沖由時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生，通常振蕩器輸出的時(shí)鐘頻率為為6～16MHz。MCS51時(shí)鐘電路如下圖所示。圖14 MCS51時(shí)鐘電路圖1．時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期也稱為振蕩周期，即振蕩器的振蕩頻率的倒數(shù)，是時(shí)序中最小的時(shí)間單位。例如：時(shí)鐘頻率為6MHz。時(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的基本工作脈沖，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。2．機(jī)器周期執(zhí)行一條指令的過程可分為若干個(gè)階段，每個(gè)一個(gè)階段完成一規(guī)定的操作，完一個(gè)規(guī)定操作所需要的時(shí)間稱為一個(gè)機(jī)器周期。一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)時(shí)鐘周期。3．指令周期指令周期定義為執(zhí)行一條指令所用的時(shí)間。MCS51單片機(jī)指令可分為單周期指令、雙周期指令、四周期指令三種。只有乘法指令和除法指令是四周期指令。 最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)電路圖如下圖所示：圖15 最小系統(tǒng)電路圖第二章 MCS51指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計(jì) 指令系統(tǒng)簡介；MCS51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)共有111條指令，其中有49條單字節(jié)指令、45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令。MCS51匯編語言指令格式由以下向個(gè)部分組成：[標(biāo)號(hào)：] 操作碼 [目的操作數(shù)] [源操作數(shù)] [：注釋]其中，[]中的項(xiàng)表示為可選項(xiàng)例如：LOOP： MOV A，Ri ：A←Ri 尋址方式；所謂尋址方式就是尋找或獲得操作數(shù)的方式。指令的一個(gè)重要組成部分是操作數(shù)。由尋址方式指定參與運(yùn)算的操作數(shù)或操作數(shù)所在單元的地址。尋址方式的一個(gè)重要問題是：何在整個(gè)存儲(chǔ)范圍內(nèi)，靈活、方便地找到所需要的單元。1．立即尋址在立即尋址方式中，操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中，指令的操作數(shù)可以是8位或16位數(shù)。例如：MOV A，20H；MOV DPTR，20000H2．直接尋址在直接尋址方式中，操作數(shù)的單元地址直接出現(xiàn)在指令中，這一尋址方式可進(jìn)行內(nèi)存儲(chǔ)單元的訪問。它包括：⑴．特殊功能寄存器地址空間。這也是唯一可尋址特殊功能寄存器（SFR）的尋址方式。例如：MOV TCON，AMOV A， P1⑵．內(nèi)部RAM的低128字節(jié)例如：MOV A，76H3．寄存器尋址在寄存器尋址方式中，寄存器中的內(nèi)容就是操作數(shù)。例如：MOV A，Ri 。假若Ri中存放在操作數(shù)為3BH，則指令執(zhí)行結(jié)果是A=3BH。4．寄存器間接尋址在寄存器間接尋址方式中，指定寄存器中的內(nèi)容是操作數(shù)的地址，該地址對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容才是操作數(shù)。例如：MOV A，@R05．變址尋址 變址尋址方式是以程序指針PC或數(shù)據(jù)指針DPTR為基址寄存器，以累加器A作為變址寄存器，兩者內(nèi)容相加（即基地址+偏移量）形成16位的操作數(shù)地址，變址尋址方式主要用于訪問固化在程序存儲(chǔ)器中的某個(gè)字節(jié)。變址尋址方式有兩類：⑴．用程序指針PC作基地址，A作變地址，形成操作數(shù)地址：@A+PC。⑵．用數(shù)據(jù)指針DPTR作基地址，A作變址，形成操作數(shù)地址：@A+DPTR。6．相對(duì)尋址相對(duì)尋址是以程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值作為基地址，與指令中的第二字節(jié)給出的相對(duì)偏移量rel進(jìn)行相加，所得和為程序的轉(zhuǎn)移地址。相對(duì)偏移量rel是一個(gè)用補(bǔ)碼表示的8位有符號(hào)數(shù)，rel的范圍為+127～128字節(jié)之間。例如：SJMP 08HJZ 30H7．位尋址位尋址給出的是直接地址。例如：SETB ET0 指令系統(tǒng)；單片機(jī)指令分為五類：1， 數(shù)據(jù)傳送類；2， 算術(shù)遠(yuǎn)算類；3， 邏輯轉(zhuǎn)移類；4， 控制轉(zhuǎn)移類；5， 位操作。1， 數(shù)據(jù)傳送類（29條）屬于這一類的助記符有：MOV 、MOVC、MOVX、XCH、XCHD、PUSH、POP①、MOV A ，Rn ②、MOV @Ri ， A @Ri Direct Direct data data ③、MOV Rn ，A ④、MOV Direct1 ， A Direct data data Direct2 @Ri Rn 注：★ 書寫時(shí)，不要漏掉“，”號(hào)。 ★執(zhí)行后不影響任何標(biāo)志位。例：設(shè)片內(nèi)RAM 30H單元內(nèi)容為40H，第40H單元內(nèi)容為10H，P1口作為輸入口，其輸入數(shù)據(jù)為CAH，求經(jīng)下列程序段執(zhí)行后的結(jié)果。MOV R0, 30HMOV A, @R0MOV R1, AMOV B, @R1MOV @R1, P1MOV P2, P1⑤、MOVX A ， @DPTR ⑥、MOVC A ，@A+DPTR @Ri @A+PC⑦、MOVX @DPTR ， A @Ri ， A⑧、XCH A ，Rn ⑨、XCHD A ，@Ri @Ri @DPTR Direct ⑩、MOV DPT，DATA16 ⑩、PUSH DirectPOP Direct注：由于復(fù)位后，SP的值為07H，這就會(huì)出現(xiàn)堆棧區(qū)與工作寄存器區(qū)兩者重疊。為此，必須在程序的開頭部分通過指令重新定義堆棧區(qū)域。如：MOV SP, 70H算術(shù)運(yùn)算類（24條形碼）屬于這一類的助記符有： ADD，ADDC，INC SUBB，DEC MUL，DIV，DA①、ADD Rn ②、INC A ADDC A ，@Ri Rn SUBB DATA @Ri DIRECT DIRECT DPTR③、DEC A ④、 MUL AB Rn DIV AB @Ri DA A DIRECT邏輯運(yùn)算類（24條）屬于這一類的助記符有：ANL，ORL，XRL，CPL，CLR① ANL A Rn ANL A，@Ri ANL A DIRECT ANL A DATA ② ANL direct, A ANL direct, data③ ORL A, Rn ORL A, direct ORL A, @Ri ORL A, data④ ORL direct, data ORL direct, A⑤ XRL A, Rn XRL A, direct XRL A, data XRL A, @Ri⑥ XRL direct, A XRL direct, data③ CPL A CLR A RL A RLC A RR A RRC A SWAP A 控制轉(zhuǎn)移類（17條）屬于這一類的助記符有：JMP，LJMP，AJMP， LCALL，ACALL，SJMPJZ，JNZ，DJNZ，CJNE①、JMP @A+DPTR ②、NOPLJMP addr16 RETAJMP addr11 RETILCALL addr16 ③、JZ relACALL addr11 JNZ relSJMP rel （地址范圍為） DJNZ Rn , rel Direct , rel④、CJNE Rn ， DATA， rel A， DATA， rel @Ri， DATA， rel A， Direct， rel位操作指令（17條）屬于這一類的助記符有：JB，JNB，JBC，CLR，SETB，CPL，ANL，ORL，MOV①、CLR C ②、SETB C BIT BIT③、CPL C ④、ANL C ，BIT BIT /BIT⑤、ORL C ，BIT ⑥、MOV C ，BIT C ，/BIT BIT ，C⑦、JB BIT ，REL ⑧、JC rel JNB BIT ，REL JNC rel JBC BIT ， REL、 匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；程序設(shè)計(jì)語言可分為三類：機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言。機(jī)器語言：當(dāng)指令和地址采用二進(jìn)制代碼表示時(shí)，稱之為機(jī)器語言。CPU直接識(shí)別和執(zhí)行的是機(jī)器語言代碼，但是，機(jī)器語言對(duì)人們來說不便于記憶和交流，而且極易出錯(cuò)，故一般不采用機(jī)器語言直接編程。但是，對(duì)于任何其他語言編寫的程序，或者說計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的每一操作，最終都必須轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言的指令代碼，CPU才能識(shí)別和執(zhí)行。匯編語言：是一種采用助記符來表示的機(jī)器語言，即用助符號(hào)來代表指令的操作碼和操作數(shù)，用標(biāo)號(hào)或符號(hào)代表地址、常數(shù)或變量。這種用助記符編寫的程序稱為源程序，匯編語言必須翻譯成機(jī)器語言的目標(biāo)代碼（目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。高級(jí)語言：使用接近人們習(xí)慣的自然語言的英語縮寫和數(shù)學(xué)表達(dá)的形式編寫程序，這樣就可以大大提高編程的效率。用高級(jí)語言編寫的源程序，需要經(jīng)編譯程序翻譯成機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序，計(jì)算機(jī)方能執(zhí)行。 偽指令MCS51單片機(jī)匯編語言中常用的偽指令如下：1．ORG（匯編起始地址）格式：ORG 16位地址2．END（結(jié)束匯編）格式：END功能：匯編語言源程序的結(jié)束標(biāo)志，即通知匯編程序不再繼續(xù)往下匯編。3．EQU（等值）格式：標(biāo)志符 EQU 數(shù)或匯編符號(hào)功能：把數(shù)或匯編符號(hào)賦給標(biāo)識(shí)符，且只能賦值一次。如：LOOP EQU 20H4．DB（定義字節(jié)）格式： [標(biāo)號(hào)：] DB 項(xiàng)或項(xiàng)表功能：將項(xiàng)或項(xiàng)表中的字節(jié)（8位）數(shù)據(jù)依次存入標(biāo)號(hào)所示的存儲(chǔ)單元中。使用時(shí)，項(xiàng)與項(xiàng)之間用“，”分隔；字符型數(shù)據(jù)用“”括起來；數(shù)據(jù)可采用二進(jìn)制、十六進(jìn)制及ASCLL碼等形式表示。例如：TAB： DB 12H，0AFH，“9”5．DW（定義字）格式：[標(biāo)號(hào)：] DW 項(xiàng)或項(xiàng)表功能：功能：將項(xiàng)或項(xiàng)表中的字（16位）數(shù)據(jù)依次存入標(biāo)號(hào)所示的存儲(chǔ)單元中。例如：TAB： DW 0112H，04AFH6．DS（定義存儲(chǔ)單元）格式：標(biāo)號(hào)：DS 數(shù)字功能：從標(biāo)號(hào)所指示的單元開始，根據(jù)數(shù)字的值保留一定數(shù)量的字節(jié)存儲(chǔ)單元，留給以后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用。例如：SPACE：DS 107．BIT（地址符號(hào)命令）格式：標(biāo)識(shí)符 BIT 位地址功能：將位地址賦以標(biāo)識(shí)符。例如：A1 BIT 經(jīng)以上定義后，A1就可當(dāng)作位地址來使用。MOV C，A1 程序設(shè)計(jì)實(shí)例；程序1：求符號(hào)函數(shù)。 設(shè)X、Y分別為30H、31H單元。分析：由設(shè)計(jì)要求可以看出，程序有三條路徑需要選擇，因此需要采用分支程序設(shè)計(jì)，其流程圖如圖21所示。開始0→YX=0？X0？2→Y1→Y結(jié)束YYNN圖21 符號(hào)函數(shù)流程圖程序如下： ORG 2000H X EQU 30H Y EQU 31H MOV A, X JZ LOOP0 ；A為0值，轉(zhuǎn)LOOP0 JB , LOOP1 ；最高位為1，為負(fù)數(shù) MOV A, 01H ；A←1 SJMP LOOP0 LOOP1:MOV A, 02H ；A←2 LOOP0: MOV Y, A ；Y←A SJMP $ END程序2：在內(nèi)部RAM的42H開始的連續(xù)單元中存放一組8位無符號(hào)數(shù)，該數(shù)組長度n（n≤3DH）存放在41H中，找出這組數(shù)中的最大數(shù)，并將其存入內(nèi)部RAM的40H單元中。分析：可以先將第一個(gè)數(shù)組元素送40H單元內(nèi)，然后將數(shù)組中的其它數(shù)依次與其比較，若大于40H中的值，