51单片机寻址方式.docx
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51单片机寻址方式
51单片机的寻址方式
寻址方式：
指定操作数所在单元的方法。
在我们学习的8051单片机中，有7种寻址方法，下面我们将逐一进行分析。
一、立即寻址
用“#”作前缀
MOVA，#20H
在这种寻址方式中，指令多是双字节的。
立即数就是存放在程序存储器中的常数，换句话说就是操作数（立即数）是包含在指令字节中的。
例如：
MOV A，#3AH
这条指令的指令代码为74H、3AH，是双字节指令，这条指令的功能是把立即数3AH送入累加器A中。
MOV DPTR，#8200H在前面学单片机的专用寄存器时，我们已学过，DPTR是一个16位的寄存器，它由DPH及DPL两个8位的寄存器组成。
这条指令的意思就是把立即数的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即数的低8位（即00H）送入DPL寄存器。
二、直接寻址
指令中直接给出操作数的地址。
MOV A，30H；这条指令中操作数就在30H单元中，也就是30H是操作数的地址，并非操作数。
MOV 30H，DPH
在80C51单片机中，直接地址只能用来表示内部数据存储器、位地址空间以及特殊功能寄存器，具体的说就是：
1、内部数据存储器RAM低128单元。
在指令中是以直接单元地址形式给出。
我们知道低128单元的地址是00H-7FH。
在指令中直接以单元地址形式给出这句话的意思就是这0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H这个单元地址形式给出、1位就是以01H单元地址给出、127位就是以7FH形式给出。
2、位寻址区。
20H-2FH地址单元。
3、特殊功能寄存器。
专用寄存器除以单元地址形式给出外，还可以以寄存器符号形式给出。
例如下面我们分析的一条指令MOV IE，#85H前面的学习我们已知道，中断允许寄存器IE的地址是80H，那么也就是此指令也可以以MOV 80H，#85H的形式表述。
直接寻址是唯一能访问特殊功能寄存器的寻址方式！
大家来分析下面几条指令：
MOV 65H，A ；将A的内容送入内部RAM的65H单元地址中
MOV A，direct ；将直接地址单元的内容送入A中
MOV direct,direct；将直接地址单元的内容送直接地址单元
MOV IE,#85H ；将立即数85H送入中断允许寄存器IE
前面我们已学过，数据前面加了“#”的，表示后面的数是立即数（如#85H，就表示85H就是一个立即数），数据前面没有加“#”号的，就表示后面的是一个地址地址（如，MOV65H，A这条指令的65H就是一个单元地址）。
3、寄存器寻址
操作数存放在工作寄存器R0~R7中，或寄存器B中。
MOVA，R2
寄存器寻址的寻址范围是：
1、4个工作寄存器组共有32个通用寄存器，但在指令中只能使用当前寄存器组（工作寄存器组的选择在前面专用寄存器的学习中，我们已知道，是由程序状态字PSW中的RS1和RS0来确定的），因此在使用前常需要通过对PSW中的RS1、RS0位的状态设置，来进行对当前工作寄存器组的选择。
2、部分专用寄存器。
例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和进位位CY。
寄存器寻址方式是指操作数在寄存器中，因此指定了寄存器名称就能得到操作数。
例如：
MOVA，R0这条指令的意思是把寄存器R0的内容传送到累加器A中，操作数就在R0中。
INCR3这条指令的意思是把寄存器R3中的内容加1
从前面的学习中我们应可以理解到，其实寄存器寻址方式就是对由PSW程序状态字确定的工作寄存器组的R0-R7进行读/写操作。
4、寄存器间接寻址
指令中寄存器的内容作为操作数存放的地址，指令中间接寻址寄存器前用“@”表示前缀。
寄存间接寻址方式是指寄存器中存放的是操作数的地址，即操作数是通过寄存器间接得到的，因此称为寄存器间接寻址。
A:
MCS-51单片机规定工作寄存器的R0、R1做为间接寻址寄存器。
用于寻址内部或外部数据存储器的256个单元。
为什么会是256个单元呢？
我们知道，R0或者R1都是一个8位的寄存器，所以它的寻址空间就是2的八次方=256。
例：
MOV R0，#30H ；将值30H加载到R0中
MOV A，@R0 ；把内部RAM地址30H内的值放到累加器A中
MOVXA，@R0 ；把外部RAM地址30H内的值放到累加器A中
B:
大家想想，如果用DPTR做为间址寄存器，那么它的寻址范围是多少呢？
DPTR是一个16位的寄存器，所以它的寻址范围就是2的十六次方=65536=64K。
因用DPTR做为间址寄存器的寻址空间是64K，所以访问片外数据存储器时，我们通常就用DPTR做为间址寄存器。
例：
MOV DPTR，#1234H ；将DPTR值设为1234H（16位）
MOVX A，@DPTR ；将外部RAM或I/O地址1234H内的值放到累加器A中
C:
在执行PUSH（压栈）和POP（出栈）指令时，采用堆栈指针SP作寄存器间接寻址。
例：
PUSH 30H ；把内部RAM地址30H内的值放到堆栈区中
堆栈区是由SP寄存器指定的，如果执行上面这条命令前，SP为60H，命令执行后会把内部RAM地址30H内的值放到RAM的61H内。
那么做为寄存器间接寻址用的寄存器主要有哪些呢？
我们前面提到的有四个，R0、R1、DPTR、SP
寄存器间接寻址范围总结：
A、内部RAM低128单元。
对内部RAM低128单元的间接寻址，应使用R0或R1作间址寄存器，其通用形式为@Ri（i=0或1）。
B、外部RAM64KB。
对外部RAM64KB的间接寻址，应使用@DPTR作间址寻址寄存器，其形式为@DPTR。
例如MOVXA，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的单元的内容送入累加器A中。
外部RAM的低256单元是一个特殊的寻址区，除可以用DPTR作间址寄存器寻址外，还可以用R0或R1作间址寄存器寻址。
例如MOVX A，@R0；这条指令的意思是，把R0指定的外部RAM单元的内容送入累加器A。
C、堆栈操作指令（PUSH和POP）也应算作是寄存器间接寻址，即以堆栈指针SP作间址寄存器的间接寻址方式。
寄存器间接寻址方式不可以访问特殊功能寄存器！
！
寄存器间接寻址也须以寄存器符号的形式表示，为了区别寄存器寻址和寄存器间接寻址的区别，在寄存器间接寻址方式中，寄存器的名称前面加前缀标志“@”。
5、基址寄存器加变址寄存器的变址寻址
MOVA，@A+DPTR
操作数地址=变地址+基地址
基地址寄存器DPTR或PC；变址寄存器@A
该寻址方式常用于访问程序存储器，查表。
这种寻址方式以程序计数器PC或DPTR为基址寄存器，累加器A为变址寄存器，变址寻址时，把两者的内容相加，所得到的结果作为操作数的地址。
这种方式常用于访问程序存储器ROM中的数据表格，即查表操作。
变址寻址只能读出程序内存入的值，而不能写入，也就是说变址寻址这种方式只能对程序存储器进行寻址，或者说它是专门针对程序存储器的寻址方式。
例：
MOVC A，@A+DPTR
这条指令的功能是把DPTR和A的内容相加，再把所得到的程序存储器地址单元的内容送A。
假若指令执行前A=54H，DPTR=3F21H，则这条指令变址寻址形成的操作数地址就是54H+3F21H=3F75H。
如果3F75H单元中的内容是7FH，则执行这条指令后，累加器A中的内容就是7FH。
变址寻址的指令只有三条，分别如下：
JMP @A+DPTR
MOVC A，@A+DPTR
MOVC A，@A+PC
第一条指令JMP@A+DPTR
这是一条无条件转移指令，这条指令的意思就是DPTR加上累加器A的内容做为一个16位的地址，执行JMP这条指令是，程序就转移到A+DPTR指定的地址去执行。
第二、三条指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令
这两条指令的通常用于查表操作，功能完全一样，但使用起来却有一定的差别，现详细说明如下：
我们知道，PC是程序指针，是十六位的。
DPTR是一个16位的数据指针寄存器，按理，它们的寻址范围都应是64K。
我们在学习特殊功能寄存器时已知道，程序计数器PC是始终跟踪着程序的执行的。
也就是说，PC的值是随程序的执行情况自动改变的，我们不可以随便的给PC赋值。
而DPTR是一个数据指针，我们就可以给空的数据指针DPTR进行赋值。
我们再看指令MOVC A，@A+PC这条指令的意思是将PC的值与累加器A的值相加作为一个地址，而PC是固定的，累加器A是一个8位的寄存器，它的寻址范围是256个地址单元。
讲到这里，大家应可明白，MOVC A，@A+PC这条指令的寻址范围其实就是只能在当前指令下256个地址单元。
所在，这在我们实际应用中，可能就会有一个问题，如果我们需要查询的数据表在256个地址单元之内，则可以用MOVC A，@A+PC这条指令进行查表操作，如果超过了256个单元，则不能用这条指令进行查表操作。
刚才我们已说到，DPTR是一个数据指针，这个数据指针我们可以给它赋值操作的。
通过赋值操作。
我们可以使MOVC A，@A+DPTR这条指令的寻址范围达到64K。
这就是这两条指令在实际应用当中要注意的问题。
变址寻址方式是MCS-51单片机所独有的一种寻址方式。
6、位寻址
80C51单片机有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此就有相应的位寻址方式。
所谓位寻址，就是对内部RAM或可位寻址的特殊功能寄存器SFR内的某个位，直接加以置位为1或复位为0。
位寻址的范围，也就是哪些部份可以进行位寻址：
A、我们在学习51单片机的存储器结构时，我们已知道在单片机的内部数据存储器RAM的低128单元中有一个区域叫位寻址区。
它的单元地址是20H-2FH。
共有16个单元，一个单元是8位，所以位寻址区共有128位。
这128位都单独有一个位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。
这里就有一个比较麻烦的问题需要大家理解清楚了。
我们在前面的学习中00H、01H。
。
。
。
7FH等等，所表示的都是一个字节（或者叫单元地址），而在这里，这些数据都变成了位地址。
我们在指令中，或者在程序中如何来区分它是一个单元地址还是一个位地址呢？
这个问题，也就是我们现在正在研究的位寻址的一个重要问题。
其实，区分这些数据是位地址还是单元地址，我们都有相应的指令形式的。
这个问题我们在后面的指令系统学习中再加以论述。
B、对专用寄存器位寻址。
这里要说明一下，不是所有的专用寄存器都可以位寻址的。
具体哪些专用寄存器可以哪些专用寄存器不可以，请大家回头去看看我们前面关于专用寄存器的相关文章。
一般来说，地址单元可以被8整除的专用寄存器，通常都可以进行位寻址，当然并不是全部，大家在应用当中应引起注意。
（后面有详细介绍）
7、相对寻址
把指令中给定的地址偏移量与本指令所在单元地址（PC内容）相加得到真正有效的操作数所存放的地址。
举“李同学20岁，张同学比李同学大3岁”的例子。
JC60H；设（PC）=2000H，
则当C=1时，
转移的目的地址=（PC）+2+60H
-------------------------------------------------------------------------
专用寄存器的位寻址表示方法：
下面我们以程序状态字PSW来进行说明
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
P
1、直接使用位地址表示：
看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示为D5H
MOV C，D5H
2、位名称表示：
表示该位的名称，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示
MOV C，F0
3、单元（字节）地址加位表示：
D0H单元位5，表示为DOH.5
MOV C,D0H.5
4、专用寄存器符号加位表示：
例如PSW.5
MOVC,PSW.5
这四种方法实现的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。
例题：
1.说明下列指令中源操作数采用的寻址方式。
MOVR5，R7
答案：
寄存器寻址方式
MOVA，55H
直接寻址方式
MOVA，＃55H
立即寻址方式
JMP@A+DPTR
变址寻址方式
MOV30H，C
位寻址方式
MOVA，@R0
间接寻址方式
MOVXA,@R0
间接寻址方式
改错题
请判断下列的MCS-51单片机指令的书写格式是否有错，若有，请说明错误原因。
MOVR0，@R3
答案：
间址寄存器不能使用R2～R7。
MOVCA，@R0+DPTR
变址寻址方式中的间址寄存器不可使用R0，只可使用A。
ADDR0，R1
运算指令中目的操作数必须为累加器A，不可为R0。
MULAR0
乘法指令中的乘数应在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器组合。
MCS51单片机指令系统与汇编语言程序设计
1．8051单片机的指令系统有何特点？
解：
8051的指令系统由111条指令组成。
如果按字节数分类，有49条单字节指令46条双字节指令和16条三字节指令，以单字节指令为主；如果按照指令执行时间分类，有64条单周期指令、45条双周期指令和２条四周期指令，以单周期指令为主。
8051的指令系统具有以下特点：
（1）存储效率高、执行速度快，可以进行直接地址到直接地址的数据传送，能把一个并行I/O口中的内容传送到内部RAM单元中而不必经过累加器A或工作寄存器Rn。
这样可以大大提高传送速度和缓解累加器A的瓶颈效应。
（2）用变址寻址方式访问程序存储器中的表格，将程序存储器单元中的固定常数或表格字节内容传送到累加器A中。
这为编成翻译算法提供了方便。
（3）在算术运算指令中设有乘法和除法指令
（4）指令系统中一些对I/O口进行操作的指令具有“读——修改——写”的功能。
这一功能指:
在执行读锁存器的指令时，CPU首先完成将锁存器的值通过缓冲器BUF2度入内部，进行修改、改变，然后重新写到锁存器中去。
这种类型指令包含所有的逻辑操作和位操作指令。
（5）8051单片机内部有一个布尔处理器，对为地址空间具有丰富的位操作指令。
布尔操作类指令有17条，包括布尔传送指令、布尔状态控制指令、布尔逻辑操作指令、布尔条件转移指令。
2．8051单片机指令系统按功能可分为几类？
具有几种寻址方式？
它们的寻址范围如何？
解：
MCS-51单片机指令系统按功能可分为5类：
（1）数据传送指令
（2）算术运算指令
（3）逻辑运算和移位指令
（4）控制转移指令
（5）位操作指令
MCS-51单片机的指令系统提供了七种寻址方式，其对应的寻址范围如下表：
寻址方式
使用的变量
寻址范围
立即寻址
程序存储器
直接寻址
内部RAM低128个字节；
特殊功能寄存器SFR
寄存器寻址
R0~R7；A、B、DPTR、C
寄存器间接寻址
@R0、@R1、SP
内部RAM、堆栈指针SP
@R0、@R1、@DPTR
外部RAM
变址寻址
@A+PC、@A+DPTR
程序存储器
相对寻址
PC+偏移量
程序存储器
位寻址
内部RAM低128B位寻址区
可位寻址的特殊功能寄存器位
3．访问特殊功能寄存器和外部数据存储器应采用哪种寻址方式？
解:
访问特殊功能寄存器，应采用直接寻址、位寻址方式。
访问外部数据存储器，应采用寄存器间接寻址方式。
在0～255B范围内，可用寄存器R0、R1间接寻址：
MOVXA，@R0或MOVXA，@R1
MOVX@R0，A或MOVX@R1，A
在0～64KB范围内，可用16位寄存器DPTR间接寻址：
MOVXA，@DPTR
MOVX@DPTR，A
4．“DAA”指令的作用是什么？
怎样使用？
解：
这条指令是在进行BCD码加法运算时，跟在“ADD”和“ADDC”指令之后，用来对BCD码的加法运算结果自动进行修正的，使其仍为BCD码表达形式。
在计算机中，遇到十进制调整指令时，中间结果的修正是由ALU硬件中的十进制修正电路自动进行的。
用户不必考虑何时该加“6”，使用时只需在上述加法指令后面紧跟一条“DAA”指令即可。
5．片内RAM20H~2FH单元中的128个位地址与直接地址00H~7FH形式完全相同，如何在指令中区分出位寻址操作和直接寻址操作？
解:
虽然内部RAM位寻址区的位地址范围00H～7FH与低128个单元的单元地址范围00H～7FH形式完全相同，但是在应用中可以通过指令的类型区分单元地址和位地址。
位寻址的操作只适用于下列位指令，而直接寻址操作对这些指令是无效的。
MOVC，bit
MOVbit，C
CLRbit
SETBbit
CPLbit
ANLC，bit
ANLC，/bit
JBbit，rel
JNBbit，rel
6．8051单片机指令系统中有长跳转LJMP，长调用LCALL指令，为何还没有设置了绝对跳转AJMP，绝对调用ACALL指令？
在实际使用是应怎样考虑？
解:
在实际应用中，可从寻址范围和指令长度两个方面来选择长跳转指令LJMP和短跳转指令AJMP、长调用指令LCALL和短调用指令ACALL。
长跳转LJMP在64KB范围内转移，而短跳转AJMP只能在2KB空间转移。
长调用LCALL调用位于64KB程序空间的子程序，而短调用ACALL调用位于2KB程序空间范围的子程序。
AJMP、ACALL指令代码长度为２个字节；LJMP、LCALL指令代码长度为３个字节。
7．SJMP，AJMP和LJMP指令在功能上有何不同？
解:
指令的转移范围不同。
SJMP是256B范围内的相对转移指令，AJMP是2KB范围内的无条件短跳转指令，LJMP是64KB范围内的无条件长跳转指令。
8．MOVCA，@DPTR与MOVXA，@DPTR指令有何不同？
解:
指令的转移范围不同。
SJMP是256B范围内的相对转移指令，AJMP是2KB范围内的无条件短跳转指令，LJMP是64KB范围内的无条件长跳转指令。
9．在“MOVCA，@A+DPTR”和“MOVCA，@A+PC”中，分别使用了DPTR和PC作基址，请问这两个基址代表什么地址？
使用中有何不同？
解:
使用@A+DPTR基址变址寻址时，DPTR为常数且是表格的首地址，A为从表格首址到被访问字节地址的偏移量。
使用@A+PC基址变址寻址时，PC仍是下条指令首地址，而A则是从下条指令首地址到常数表格中的被访问字节的偏移量。
10．设片内RAM中的（40H）=50H，写出执行下列程序段后寄存器A和R0，以及片内RAM中50H和51H单元的内容为何值？
MOVA，40H
MOVR0，A
MOVA，#00
MOV@R0，A
MOVA，#30H
MOV51H，A
MOV52H，#70H
解：
结果为：
（A）＝30H（R0）=50H（50H）＝00H（51H）＝30H
11．设堆栈指针（SP）=60H，片内RAM中的（30H）=24H，（31H）=10H。
执行下列程序段后，61H，62H，30H，31H，DPTR及SP中的内容将有何变化？
解：
结果为：
（61H）=24H（62H）=10H（30H）=00H
（31H）=0FFHDPTR=2410H SP=60H
12．在8051的片内RAM中，已知（20H）=30H，（30H）=40H，（40H）=50H，（50H）=55H。
分析下面各条指令，说明源操作数的寻址方式，分析按顺序执行各条指令后的结果。
MOVA，40H
MOVR0，A
MOVP1，#0F0H
MOV@R0，20H
MOV50H，R0
MOVA，@R0
MOVP2，P1
解：
指令源操作数的寻址方式执行指令后的结果
MOVA,40H直接寻址（A）=50H
MOVR0,A寄存器寻址（R0）=50H
MOVP1,#80H立即寻址（P1）=80H
MOV@R0,20H寄存器间接寻址（50H）=30H
MOVDPTR,#2000H立即寻址（DPTR）=2000H
MOV40H,30H直接寻址（40H）=40H
MOVR0,30H直接寻址（R0）=40H
MOVD0H,R0直接寻址（D0H）=40H
MOV10H,#10H立即寻址（10H）=10H
MOVA,@R0寄存器间接寻址（A）=50H
MOVP2,P1寄存器寻址（P2）=80H
13．完成以下的数据传送过程。
（1）R1的内容传送到R0。
（2）片外RAM20H单元的内容送R0。
（3）片外RAM20H单元的内容送片内RAM20H
（4）片外RAM1000H单元的内容送片内RAM20H
（5）片外RAM20H单元的内容送R0。
（6）片外RAM2000H单元的内容送片内RAM20H
（7）片外RAM20H单元的内容送片外RAM20H
解:
（1）R1的内容传送到R0；
MOVA,R1
MOVR0,A
（2）片外RAM20H单元内容送R0；
MOVDPTR,#0020H
MOVXA,@DPTR
MOVR0,A
（3）片外RAM20H单元的内容送片内RAM20H单元；
MOVDPTR,#0020H
MOVXA,@DPTR
MOV20H,A
（4）片外RAM1000H单元的内容送片内RAM20H单元；
MOVDPTR,#1000H
MOVXA,@DPTR
MOV20H,A
（5）ROM2000H单元的内容送R0单元；
MOVA,#00H
MOVDPTR,#2000H
MOVCA,@A+DPTR
MOVR0H,A
（6）ROM2000H单元的内容送片内RAM20H单元；
MOVA,#00H
MOVDPTR,#2000H
MOVCA,@A+DPTR
MOV20H,A
（7）ROM2000H单元的内容送片外RAM20H单元。
MOVA,#00H
MOVDPTR,#2000H
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#0020H
MOVX@DPTR,A
14．设有两个4位BCD码，分别存放在片内RAM的23H，22H单元和33H，32H单元中，求它们的和，并送入43H，42H单元中去。
（以上均为低位字节，高位在高字节）。
解:
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0030H
START：
MOVA，22H
ADDA，32H
DAA
MOV42H，A
MOVA，23H
ADDCA，33H
DAA
MOV43H，A
SJMP$
END
15．编程将片内RAM的40H~60H单元中内容送到片外RAM以3000H开始的单元中。
解:
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0030H
MAIN：
MOVR7，#20H
M
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