【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)響應(yīng)中斷的同時，IDL位被硬件自動清0，單片機(jī)就退出待機(jī)方式，而進(jìn)入正常工作方式。在中斷服務(wù)程序中安排一條RETI指令，就可以使單片機(jī)恢復(fù)正常工作，從設(shè)置待機(jī)方式指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序。
在待機(jī)方式下，振蕩器仍然在工作，因此，硬件復(fù)位只需保持兩個機(jī)器周期的高電平就可以完成。RST端復(fù)位信號直接將IDL位清O，從而退出待機(jī)方式。CPU則從進(jìn)入待機(jī)方式的下一條指令開始重新執(zhí)行程序。
2．掉電保護(hù)方式 ．
①PCON寄存器的PD位控制單片機(jī)進(jìn)入掉電保護(hù)方式。
80C51單片機(jī)在檢測到電源故障時，除進(jìn)行信息保護(hù)外，還應(yīng)把PD位置1，使之進(jìn)入掉電保護(hù)方式。此時單片機(jī)一切工作都停止，只有內(nèi)部RAM單元的內(nèi)容被保護(hù)。
②只能依靠復(fù)位退出掉電保護(hù)方式。
80C51單片機(jī)備用電源由VCC端引人。當(dāng)VCC恢復(fù)正常后，只要硬件復(fù)位信號維持10 ms，就能使單片機(jī)退出掉電保護(hù)方式，CPU則從進(jìn)入待機(jī)方式的下一條指令開始重新執(zhí)行
【2—2】單片機(jī)“面向控制”應(yīng)用的特點(diǎn)，在硬件結(jié)構(gòu)方面有哪些體現(xiàn)?
【答】單片機(jī)“面向控制”應(yīng)用的特點(diǎn)，在硬件結(jié)構(gòu)方面有以下幾個方面的體現(xiàn)：
提供了數(shù)量多、功能強(qiáng)、使用靈活的I／O口和串行口。在80C51單片機(jī)系統(tǒng)中，還特別設(shè)置了布爾(位)處理機(jī)，對并行I／O口的口線直接進(jìn)行位的控制，對“面向控制”的應(yīng)用帶來了極大方便。
設(shè)置多個中斷源，并具有可編程的中斷優(yōu)先級，對于實(shí)時控制非常有利。
提供了多個定時器／計(jì)數(shù)器，有的單片機(jī)內(nèi)部還具有監(jiān)視定時器，有利于提高單片機(jī)的實(shí)時控制能力和控制的可靠性。
第三章 【單片機(jī)的指令系統(tǒng)】 思考與練習(xí)題解析
【3—1】什么是指令及指令系統(tǒng)?
【答】控制單片機(jī)進(jìn)行某種操作的命令稱為“指令”。單片機(jī)就是根據(jù)指令來指揮和控制
單片機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。指令由二進(jìn)制代碼表示，指令通常包括操作碼和操作數(shù)兩部分：操作碼規(guī)定操作的類型，操作數(shù)給出參加操作的數(shù)或存放數(shù)的地址。
所有指令的集合稱為“指令系統(tǒng)”。80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)專用于80C51系列單片機(jī)，
是一個具有255種操作碼(OOH～FFH，除A5H外)的集合。
【3—2】80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)具有哪些特點(diǎn)?
【答】80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)容易理解和閱讀。只要熟記代表33種功能的42種助記即可。有的功能如數(shù)據(jù)傳送，可以有幾種助記符，如MOV、MOVc、MOVX。而指令功能助
記符與操作數(shù)各種尋址方式的結(jié)合，共構(gòu)造出111種指令，而同一種指令所對應(yīng)的操作碼可以多至8種(如指令中Rn對應(yīng)寄存器R0～R7)。
80C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)具有較強(qiáng)的控制操作類指令，容易實(shí)現(xiàn)“面向控制”的功能；具有位操作類指令，有較強(qiáng)的布爾變量處理能力。
【3—3】簡述80C51指令的分類和格式。
【答】80C51的指令系統(tǒng)共有111條指令，按其功能可分為5大類：數(shù)據(jù)傳送類指令(28條)、算術(shù)運(yùn)算類指令(24條)、邏輯運(yùn)算類指令(25條)、控制轉(zhuǎn)移類指令(17條)和布爾操作(位)類指令(17條)。
指令的表示方法稱之為“指令格式”，其內(nèi)容包括指令的長度和指令內(nèi)部信息的安排等。在80C51系列的指令系統(tǒng)中，有單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)等不同長度的指令。
單字節(jié)指令：指令只有一個字節(jié)，操作碼和操作數(shù)同在一個字節(jié)中。
雙字節(jié)指令：包括兩個字節(jié)。其中一個字節(jié)為操作碼，另一個字節(jié)是操作數(shù)。
三字節(jié)指令：操作碼占一個字節(jié)，操作數(shù)占兩個字節(jié)。其中操作數(shù)既可能是數(shù)據(jù)，也可能是地址。
【3—4】簡述80C51的指令尋址方式，并舉例說明。
【答】執(zhí)行任何一條指令都需要使用操作數(shù)，尋址方式就是在指令中給出的尋找操作數(shù)或操作數(shù)所在地址的方法。
80C5l系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中共有以下7種尋址方式。
①立即尋址。在指令中直接給出操作數(shù)。出現(xiàn)在指令中的操作數(shù)稱為“立即數(shù)”，為了與直接尋址指令中的直接地址相區(qū)別，在立即數(shù)前面必須加上前綴“”。
例如：MOV DPTR，1234H ；1234H為立即數(shù)，直接送DPTR
②直接尋址。在指令中直接給出操作數(shù)單元的地址。
例如： MOV A，55H ；55H是操作數(shù)單元的地址，55H單元內(nèi)的數(shù)據(jù)才是操作數(shù)，取出后送累加器A
③寄存器尋址。在指令中將指定寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。因此，指定了寄存器就能得
到操作數(shù)。寄存器尋址方式中，用符號名稱來表示寄存器。
例如： INC R7 ；R7的內(nèi)容為操作數(shù)，加1后再送回R7
④寄存器間接尋址。在指令中給出的寄存器內(nèi)容是操作數(shù)的地址，從該地址中取出的才
是操作數(shù)?？梢钥闯?，在寄存器尋址方式中，寄存器中存放的是操作數(shù)；而在寄存器間接尋址
方式中，寄存器中存放的則是操作數(shù)的地址。
寄存器間接尋址須以寄存器符號名稱的形式表示。為了區(qū)別寄存器尋址和寄存器間接尋
址，在寄存器間接尋址中，應(yīng)在寄存器的名稱前面加前綴“@”。
例如： ORL A．@Ro； 當(dāng)R0寄存器的內(nèi)容是60H時，該指令功能是以RO寄存器的內(nèi)容60H為地址，將60H地址單元的內(nèi)容與累加器A中的數(shù)相“或”，其結(jié)果仍存放在A中。
⑤相對尋址。在指令中給出的操作數(shù)為程序轉(zhuǎn)移的偏移量。相對尋址方式是為實(shí)現(xiàn)程序的相對轉(zhuǎn)移而設(shè)立的，為相對轉(zhuǎn)移指令所采用。
在相對轉(zhuǎn)移指令中，給出地址偏移量(在80C51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，以“rel”表示，為8位帶符號數(shù))，把PC的當(dāng)前值加上偏移量就構(gòu)成了程序轉(zhuǎn)移的目的地址。而PC的當(dāng)前值是指執(zhí)行完轉(zhuǎn)移指令后的PC值，即轉(zhuǎn)移指令的PC值加上轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)。轉(zhuǎn)移的目的地址可用如下公式表示：
目的地址=(轉(zhuǎn)移指令所在地址+轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù))+rel
例如：SJMP 80H ；80H為程序轉(zhuǎn)移的偏移量，即一128。當(dāng)前PC值減去128后即為轉(zhuǎn)移地址
⑥變址尋址。以DPTR或PC作基址寄存器，累加器A作變址寄存器，以兩者內(nèi)容相加形成的16位程序存儲器地址作為操作數(shù)地址。又稱“基址寄存器+變址寄存器間接尋址”。變址尋址方式只能對程序存儲器進(jìn)行尋址。
例如： MOVC A，@A+DPTR ；功能是把DPTR和A的內(nèi)容相加，所得到的程序存儲器地址單元的內(nèi)容送A
⑦位尋址。80C51系列單片機(jī)有位處理功能，可以對數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作，因此，就有相應(yīng)的位尋址方式。位尋址的尋址范圍：
●片內(nèi)RAM中的位尋址區(qū)。
可位尋址的特殊功能寄存器位。
例如：MOV c，80H ；功能是把位尋址區(qū)的80H位(即P0．0)狀態(tài)送累加位C
【3—5】訪問特殊功能寄存器SFR，可使用哪些尋址方式?
【答】訪問特殊功能寄存器SFR的惟一尋址方式是直接尋址方式。這時除了可以單元地址形式(如90H)給出外，還可以寄存器符號形式(如P1)給出。雖然特殊功能寄存器可以使用寄存器符號標(biāo)志，但在指令代碼中還是按地址進(jìn)行編碼的。
【3—6】若訪問外部RAM單元，可使用哪些尋址方式?
【答】訪問外部RAM單元的惟一尋址方式是寄存器間接尋址方式。片外RAM的64 KB單元，使用DPTR作為間址寄存器，其形式為@DPTR，例如“MOVX A，@DPTR”的功能是把DPTR指定的片外RAM單元的內(nèi)容送累加器A。
片外RAM低256個單元，除了可使用DPTR作為間址寄存器外，也可使用：R0或R1作間址寄存器。例如“MOVX A，@R039?！窗裄0指定的片外RAM單元的內(nèi)容送累加器A。
【3—7】若訪問內(nèi)部RAM單元，可使用哪些尋址方式?
【答】片內(nèi)RAM的低128單元可以使用寄存器間接尋址方式，但只能采用R0或R1為間址寄存器，其形式為@Ri(i=0，1)。
片內(nèi)RAM的低128單元可以使用直接尋址方式，在指令中直接以單元地址形式給出。
片內(nèi)RAM的低128單元中的20H～2FH有128個可尋址位，還可以使用位尋址方式，對這128個位的尋址使用直接位地址表示。
【3—8】若訪問程序存儲器，可使用哪些尋址方式?
【答】訪問程序存儲器可使用的尋址方式有立即尋址方式、變址尋址方式和相對尋址方式三種。立即尋址是指在指令中直接給出操作數(shù)。變址尋址方式只能對程序存儲器進(jìn)行尋址，或者說這是專門針對程序存儲器的尋址方式。相對尋址方式是為實(shí)現(xiàn)程序的相對轉(zhuǎn)移而設(shè)立的。這三種尋址方式所得到的操作數(shù)或操作數(shù)地址都在程序存儲器中。
【3—9】MOV、MOVC、MOⅥ(指令有什么區(qū)別?分別用于哪些場合?為什么?
【答】MOV指令用于對內(nèi)部RAM的訪問。MOVC指令用于對程序存儲器的訪問，從程序存儲器中讀取數(shù)據(jù)(如表格、常數(shù)等)。MOVX指令采用間接尋址方式訪問外部數(shù)據(jù)存儲器．有Ri和DPTR兩種間接尋址方式。執(zhí)行MOVX指令時，在P3．7引腳上輸出RD有效信號．或在P3．6引腳上輸出WR有效信號，可以用做外部數(shù)據(jù)存儲器或I／O的讀／寫選通信號，與單片機(jī)擴(kuò)展電路有關(guān)。
【3—10】說明“DA A”指令功能，并說明二一十進(jìn)制調(diào)整的原理和方法。
【答】“DA A”指令的功能是對兩個BCD碼的加法結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。兩個壓縮型BCD碼按二進(jìn)制數(shù)相加之后，必須經(jīng)過該指令的調(diào)整才能得到壓縮型BCD碼的和數(shù)?！癉A A”指令對兩個BCD碼的減法結(jié)果不能進(jìn)行調(diào)整。
BCD碼采用4位二進(jìn)制數(shù)編碼，并且只采用了其中的10個編碼，即0000～1001，分別代表BCD碼0～9，而10lO～1111為無效碼。當(dāng)兩個BCD碼相加結(jié)果大于9時，說明已進(jìn)入無效編碼區(qū)；當(dāng)兩個BCD碼相加結(jié)果有進(jìn)位時，說明已跳過無效編碼區(qū)。若結(jié)果進(jìn)入或跳過無效編碼區(qū)，則結(jié)果是錯誤的，相加結(jié)果均比正確結(jié)果小6(差6個無效編碼)。
十進(jìn)制調(diào)整的修正方法為：當(dāng)累加器低4位大于9或半進(jìn)位標(biāo)志AC=1時，進(jìn)行低4位加6修正；當(dāng)累加器高4位大于9或進(jìn)位標(biāo)志CY=l時，進(jìn)行高4位加6修正。
【3一11】說明80C51單片機(jī)的布爾處理機(jī)的構(gòu)造及功能。
【答】80C51單片機(jī)內(nèi)部有一個布爾(位)處理機(jī)，具有較強(qiáng)的布爾變量處理能力。布爾處理機(jī)實(shí)際上是一位微處理機(jī)，它包括硬件和軟件。布爾處理機(jī)以進(jìn)位標(biāo)志CY作為位累加器，以80C51單片機(jī)內(nèi)部RAM的20H～2FH單元及部分特殊功能寄存器為位存儲器，以80C51單片機(jī)的PO、PP2和P3為位I／O。
對位地址空間具有豐富的位操作指令，包括布爾傳送指令、布爾狀態(tài)控制指令、位邏輯操作指令及位條件轉(zhuǎn)移指令，為單片機(jī)的控制帶來很大方便。
【3—12】試分析以下程序段的執(zhí)行結(jié)果。
【答】結(jié)果如下：
MOV SP，60tt ；(SP)=60H
NOV A，88tt ；(A)=88H
MOV B．0FFH ；(B)=FFH
PUSH ACC ；(SP)=61H，(61H)=88H
PUSH B ；(SP)=62H，(62H)=FFH
POP ACC ；(A)=FFH，(SP)=61H
POP B ；(B)=88H，(SP)=60H
程序段的執(zhí)行結(jié)果：累加器A和寄存器B的內(nèi)容通過堆棧進(jìn)行了交換。
注意：80C51單片機(jī)的堆棧是按照先進(jìn)后出的原則進(jìn)行管理的。
【31】已知(A)=7AH，(RO)=30H，(30H)=A5 H，(PSW)=80H。請?zhí)顚懜鳁l指令單獨(dú)執(zhí)行后的結(jié)果。
【答】結(jié)果如下：
(1) XCH A，R0 ；(A)=30H，(R0)：7AH
(2) XCH A，30H ；(A)=A5H，(30H)=7AH,(PSW)=81H
(3) XCH A，@R0 ；(A)=R5H，(30H)=7AH，(PSW)=81H
(4) XCHD A，@R0 ；(A)=75H，(30H)=AAH，(PSW)=81H
(5) SWAP A ；(A)=A7H
(6) ADD A，R0 ；(A)=AAH，(PSW)=04H
(7) ADD A，30H ；(A)=1FH，(PSW)=81H
(8) ADD A，30H ；(A)=AAH，(PSW)=04H
(9) ADDC A，30H ；(A)=20H，(PSW)=01H
(10) SUBB A，30H ；(A)=D4H，(PSW)=84H
(11) SUBB A，30H ；(A)=49H，(PSW)=01H
【3—14】已知(30H)=40H，(40H)=10 H，(10H)=00H，(P1)=CAH，請寫出執(zhí)行以下程序段后有關(guān)單元的內(nèi)容。
【答】有關(guān)單元的內(nèi)容如下：
MOV R0，30H ；(RO)=30H
MOV A，@R0 ；(A)=40H
MOV Rl，A ；(R1)=40H
MOV B，@R1 ；(B)=1OH
MOV @R1，P1 ；(40H)=CAH
MOV A，@RO ；(A)=40H
MOV 10H，20H ；(10H)=20H
MOV 30H，10H ；(30H)=20H
執(zhí)行以上程序段后，有關(guān)單元的內(nèi)容分別為：(30H)=20H，(40H)=CAH，(10H)=20H，(P1)=CAH。
【315】已知(R1)=20 H，(20 H)=AAH，請寫出執(zhí)行完下列程序段后A的內(nèi)容。
【答】各指令的執(zhí)行結(jié)果如下：
MOV A，55H ；(A)=55H
ANL A，0FFH ；(A)=55H
ORL 20H，A ；(20H)=FFH
XRL A，@R1 ；(A)=AAH
CPL A ；(A)=55H
執(zhí)行完程序段后，A的內(nèi)容為5 5 H。
【316】閱讀下列程序，說明其功能。
【答】對程序注釋如下：
MOV R0，30H ；(RO)=30H
M0V A，@R0 ；取數(shù)
RL A ；(A)2
MOV R1，A
RL A ；(A)x 4
RL A ；(A)8
ADD