特权同学

51手记之寄存器&寻址篇

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题记:刚开始练51时就用C语言,现在想再加强一下汇编,所以不得不对单片机的硬件结构,特别是地址空间的分配方面详细的做一下了解了。 于是决定拿起课本北航的《智能化测量控制仪表原理与设计》重新学一遍。书本是基础,然后应该把自己的一些应用体会实例什么的也加上去,这样学起来就事半功 倍了毕竟这是再学习不是入门了。

 

51单片机的存储器结构:

 

    在物理上可以分为4个 存储器空间:即片内ROM,片外ROM,片 内RAM,片外RAM。51/52单片机有64KB(2的16次方,16条 地址线寻址)的ROM地址空间。其中51有4KB的片内ROM,52有8KB的片内ROM。至于使用片内还是片外的存储器,可以靠控制信号EA脚 来设置,当从片内存储器开始取指令时,EA脚接正(对于ROM型 单片机,通常采取此方式),此时如果指令地址超过4KB空间,则自动从片外开始取指令。而如果不使 用片内存储器只从片外存储器取指令时,将EA接地即可。

 

ROM中有些单元是保留给系统使用的:0000-0002H单 元是所有执行程序的入口地址,复位后程序总是从0000H单元开始执行。(所以在汇编的开始总是一 句

ORG    0000

LJMP   nnnn       ;主程序中断入口

这个语句的意思是在0000这个地址上存放着LJMP nnnn这个语句,这里的nnnn是程序的入 口地址,也就是编程者希望上电后程序从哪个地方开始执行)。

0003-002AH单元均匀的分为5段, 用于5个中断服务程序的入口。(例如

    ORG   00BH

    LJMP  BT0         ;TO中断入口

也就是说00BH上存放着LJMP BTO这个语句,当产生TO中断时,前提当然 是此中断处于开启状态了,程序将执行该语句,然后跳转到BT0所指的地址上的程序继续执行)。

 

 

51/52的片内数据存储器RAM有256Byte,其中00H-7FH地址空间是直接寻 址区。该区从00H-1FH是工作寄存器区,有4组 工作寄存器组,至于使用哪一组则有PSW的RS0和RS1的状态决定。片内RAM的20H-2FH地址为位寻址区。片内RAM的80H-FFH地址空间是特殊功能寄存器(SFR) 区。52系列有26个特殊功能寄存器。下面 就把头文件reg52.h里的部分内容贴出来。(对于寄存器地址参考头文件就足够了,对于别的一些CPU也差不多)。

/*-------------------------------------------------------------------

REG52.H

 

Header file for generic 80C52 and 80C32 microcontroller.

Copyright (c) 1988-2001 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.

All rights reserved.

-------------------------------------------------------------------*/

 

/*  BYTE Registers  */

sfr P0    = 0x80;

sfr P1    = 0x90;

sfr P2    = 0xA0;

sfr P3    = 0xB0;

sfr PSW   = 0xD0;

sfr ACC   = 0xE0;

sfr B     = 0xF0;

sfr SP    = 0x81;

sfr DPL   = 0x82;

sfr DPH   = 0x83;

sfr PCON  = 0x87;

sfr TCON  = 0x88;

sfr TMOD  = 0x89;

sfr TL0   = 0x8A;

sfr TL1   = 0x8B;

sfr TH0   = 0x8C;

sfr TH1   = 0x8D;

sfr IE    = 0xA8;

sfr IP    = 0xB8;

sfr SCON  = 0x98;

sfr SBUF  = 0x99;

 

/*  8052 Extensions  */

sfr T2CON  = 0xC8;

sfr RCAP2L = 0xCA;

sfr RCAP2H = 0xCB;

sfr TL2    = 0xCC;

sfr TH2    = 0xCD;

 

关于MCU的时钟问题:

 

    一般用的是12MHz的 晶体,而MCU执行一个机器周期需要12各 时钟周期(所谓时钟周期,就是指晶体振荡一个周期的时间),那么正好是1us,一般的指令需要1-2个机器周期即可完成,乘除指令的运算量比较大需要4各 机器周期。

 

寻址方式:

    51单片机有7种 寻址方式。

1、寄存器寻址:前面提到 了内部RAM中的00H-1FH地址单元作 为工作寄存器使用。一共是有32各地址单元,分成四组,每组有8个寄存器,命名为R0-R7,每次可以使用其中的一 组。当使用R0-R7来表示操作数时,就属于寄存器寻址方式。

例如:MOV  A,R0;把寄存器R0的内容送入累加器A中

2、直接寻址:在指令中直 接给出操作数地址,就属于直接寻址方式。此时指令的操作数部分直接是操作数的地址。

例如:MOV A,2AH ;把RAM地 址2AH的内容送入累加器A中

3、立即寻址:

例如:MOV A,#3AH ;该指令就是表示把立即数3AH送入累加器A中,立即数前加上一个#,和直接寻址方式区分

4、寄存器间接寻址:若以 寄存器的名称直接给出操作数的地址,则称为寄存器间接寻址。

例如:MOV A,@R0 ;该指令是把RO里 的内容作为地址,这个地址的数据送入累加器A,注意前面需要加@

5、变址寻址:变址寻址是 以某个寄存器的内容为基本的地址,然后在这个基址上加以地址的偏移量,才是真正的操作数地址。

例如:MOV A,@A+DPTR ;地址是A+DPTR的 值,这个地址的内容送如累加器A

6、相对寻址:相对转移指 令需要用到相对寻址方式,此时操作数部分给出的是地址的相对偏移量部分。

目的地址 = 源地址+ 指令 字节数+ rel(rel可正可负)

例如:SJMP rel

7、位寻址:概念就不做解 释了。还是把reg52.h这个头文件贴出来说。

/*  BIT Registers  */

/*  PSW  */

sbit CY    = PSW^7;

sbit AC    = PSW^6;

sbit F0    = PSW^5;

sbit RS1   = PSW^4;

sbit RS0   = PSW^3;

sbit OV    = PSW^2;

sbit P     = PSW^0; //8052 only

 

/*  TCON  */

sbit TF1   = TCON^7;

sbit TR1   = TCON^6;

sbit TF0   = TCON^5;

sbit TR0   = TCON^4;

sbit IE1   = TCON^3;

sbit IT1   = TCON^2;

sbit IE0   = TCON^1;

sbit IT0   = TCON^0;

 

/*  IE  */

sbit EA    = IE^7;

sbit ET2   = IE^5; //8052 only

sbit ES    = IE^4;

sbit ET1   = IE^3;

sbit EX1   = IE^2;

sbit ET0   = IE^1;

sbit EX0   = IE^0;

 

/*  IP  */

sbit PT2   = IP^5;

sbit PS    = IP^4;

sbit PT1   = IP^3;

sbit PX1   = IP^2;

sbit PT0   = IP^1;

sbit PX0   = IP^0;

 

/*  P3  */

sbit RD    = P3^7;

sbit WR    = P3^6;

sbit T1    = P3^5;

sbit T0    = P3^4;

sbit INT1  = P3^3;

sbit INT0  = P3^2;

sbit TXD   = P3^1;

sbit RXD   = P3^0;

 

/*  SCON  */

sbit SM0   = SCON^7;

sbit SM1   = SCON^6;

sbit SM2   = SCON^5;

sbit REN   = SCON^4;

sbit TB8   = SCON^3;

sbit RB8   = SCON^2;

sbit TI    = SCON^1;

sbit RI    = SCON^0;

 

/*  P1  */

sbit T2EX  = P1^1; // 8052 only

sbit T2    = P1^0; // 8052 only

             

/*  T2CON  */

sbit TF2    = T2CON^7;

sbit EXF2   = T2CON^6;

sbit RCLK   = T2CON^5;

sbit TCLK   = T2CON^4;

sbit EXEN2  = T2CON^3;

sbit TR2    = T2CON^2;

sbit C_T2   = T2CON^1;

sbit CP_RL2 = T2CON^0;

 

从前面的特殊功能寄存器地址里已经了解了它们在RAM中的存 放地址,这里又对它们中的部分寄存器的各个位做了定义,也就是说,这些各个位做了定义的寄存器,它们的每一个位是可以单独进行操作的。

例如STEB EA;EA置1,表示开总中断,EA又是IE寄存器的最高位,这里单独对它进行操作,可以免去对整个IE寄 存器做赋值操作,优化程序

 

通过这些知识的复习,我觉得下一步该动手写程序感受一下了。