mcs-51單片機(jī)單片微型計算機(jī)十六進(jìn)制邏輯的研究

mcs-51單片機(jī)單片微型計算機(jī)十六進(jìn)制邏輯的研究

mcs-51單臺微型計算機(jī)是中國大學(xué)機(jī)械課的經(jīng)典內(nèi)容，也是許多大學(xué)機(jī)械課的重要組成部分。學(xué)好它,不僅能使我們對各類單片機(jī)應(yīng)用融會貫通;也是我們快速學(xué)好8086/8088系列微機(jī)匯編語言的強(qiáng)有力幫助。匯編語言是計算機(jī)中最難學(xué)習(xí)和運(yùn)用的部分,同時也是最基礎(chǔ)、有用的部分。匯編的基本單位是指令,是對指令的理解與運(yùn)用,疑難正是從指令開始。因此,MCS-51單片機(jī)的指令集是較經(jīng)典和重要的了。降低單片機(jī)初學(xué)者入門的門檻高度,既是我們需要研究的課題,也是我們從事單片機(jī)教學(xué)工作者的任務(wù)。結(jié)合自己幾年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),以指令集為切入點(diǎn),筆者以為學(xué)好這門課不需要過多的時間為代價,是有捷徑可走的。教本一般都是Intel技術(shù)資料的原版直譯。先決條件是我們老師要吃透,然后換一種方式講解給學(xué)生,于教于學(xué),也許都輕松多了。下面就指令的有關(guān)疑難點(diǎn)一一例證予以解說,以期能拋磚引玉,使學(xué)習(xí)者得到更多的啟迪。一、雙音節(jié)指令的編碼一些教師尤其是青年教師,在教學(xué)生把AJMP、ACALL指令翻譯成機(jī)器代碼時,易于把十六進(jìn)制目標(biāo)地址(K3K2k1k0H)寫成二進(jìn)制的形式,再填入二進(jìn)制位中,得到機(jī)器碼的二進(jìn)制形式,最后再化為十六進(jìn)制形式,速度慢,易寫錯,老師也習(xí)慣了,因?yàn)镮ntel公司技術(shù)資料原文和諸多譯本都是如此介紹的,但學(xué)生卻很費(fèi)解。其實(shí)這類指令也像其它指令一樣方便,能夠直接寫出十六進(jìn)制機(jī)器代碼。引入概念:假設(shè)要跳轉(zhuǎn)或調(diào)用的實(shí)際地址為K3K2k1k0H,對AJMP指令,它的十六進(jìn)制機(jī)器碼為:對ACALL指令,它的十六進(jìn)制機(jī)器為:從上面的格式里可以看出,這類雙字節(jié)指令只有最高半字節(jié)需要運(yùn)算即乘以2或乘以2加1,其余部分都是可以直接寫出的。特別說明:當(dāng)最高半字節(jié)K2×2或K2×2+1的運(yùn)算結(jié)果大于半個字節(jié)(即超出1位十六進(jìn)制數(shù))時,對超出部分的高位1我們認(rèn)為是溢出了,不予理睬,也只取運(yùn)算結(jié)果中那低半字節(jié)(的十六進(jìn)制數(shù)),來組成這雙字節(jié)指令的最高半字節(jié)。例1:用AJMP指令使程序跳轉(zhuǎn)到1253H,(AJMP1253H)。解:由于此處K2=2H,k1k0=53HAJMP指令中K2作乘以2運(yùn)算K2x2=4H故十六進(jìn)制機(jī)器碼為:41H,53H例2:用AJMP指令使程序跳轉(zhuǎn)到5F86H,(5F86H)。解:由于此處K2=FH,k1k0=86HAJMP指令中K2作乘以2運(yùn)算K2×2=1EH,對高位1不予理睬。故十六進(jìn)制機(jī)器碼為:E1H,86H(對1EH的高位1不予理睬)。例3:用ACALL指令調(diào)用1253H開始的程序,(ACALL1253H)。解:由于此處K2=2H,k1k0=53HACALL指令中K2作乘以2加1運(yùn)算K2×2+1=5H故十六進(jìn)制機(jī)器碼為:51H,53H例4:用ACALL指令調(diào)用5F86H開始的程序,(ACALL5F86H)。解:由于此處K2=FH,k1k0=86HACALL指令中K2作乘以2加1運(yùn)算K2×2+1=1FH,對高位不予理睬。故十六進(jìn)制機(jī)器碼為:F1H,86H例5:分別求AJMP4A89H和ACALL0B3CH的機(jī)器碼。解:AJMP4A89H的機(jī)器碼為:41H,89HCALL0B3CH的機(jī)器碼為:71H,3CH二、sjmp-18h的機(jī)器碼相對偏移指令中偏移量為負(fù)時,用“00-k1k0”的方法可快速得到相對轉(zhuǎn)移指令十六進(jìn)制機(jī)器碼。例1:求SJMP-18H的機(jī)器碼。解:由于k1k0=18H,所以單字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)00H?18HE8H00Η-18ΗE8ΗSJMP的操作碼為80H故SJMP-18H的十六進(jìn)制機(jī)器碼為:80H,E8H。例2:求SJMP-5H的機(jī)器碼。解:由于k1k0=05H,故SJMP的機(jī)器碼為:80H,FBH。三、指示程序教師在授課時,不妨特別提醒學(xué)生:MCS-51還有一些沒有公布的“指令”。其實(shí)它們是指令的特殊形式或者指令集。如停機(jī)指令,它的助記符為SJMP0FEH,機(jī)器碼為80HFEH。這對學(xué)生進(jìn)一步理解指令和編出清晰的程序很有好處。在此列出部分“增補(bǔ)指令”表1.十