单片机原理及应用-第二章学习教案.ppt

汇编语言格式 MAIN: ADD AX , BX, CX ;主程序 (2080H 44H CX BX AX) 标号：操作码 操作数1，操作数2，操作数3 ；注释 标号：指令的符号地址，通常(tngchng)是程序的分支指令前或子程序的第一条指令前面要加标号。标号必须顶格书写，标号长度一般为8个以内的字符或数字，但第一个字符必须为英文字母。标号以冒号结束。 操作码：指令的助记符，表示一条指令的操作功能 操作数：操作码（指令）要求操作的数据（地址值或数据值） 源操作数：参与操作的数据（地址或数据），其值在指令操作前后不发生变化 目的操作数：指令执行后数据存放的地址（存放指令的操作结果），操作后其地址内容通常(tngchng)要发生变化。 例：ADD AX,BX AX:目的操作数；BX：源操作数 注释：编程人员对指令或程序编制所作的说明，不能转换为机器语言。第1页/共33页第一页，共34页。 二.伪指令： 提供给编译程序(chngx)使用的指令。对用户所编制的应用程序(chngx)而言不产生任何影响（不生成目标程序(chngx)，不影响程序(chngx)的运行） ORG：定义程序(chngx)起始地址 ORG 2080H EQU：赋值伪指令 AX EQU 20H DB：定义数据字节 DB 20h,21h,22h,23h,24h,25h,26h,27h DW：定义数据字 DW 2000h,2001h,2002h,2003h,2004h,2005h,2006h,2007h END：编译结束第2页/共33页第二页，共34页。 2.2操作数类型(lixng)及定位规则 一.无符号操作数类型位数 数据表达范围定位规则字节型8位025500HFFH无字型16位0655350000HFFFFH存储字的低位字节地址必须为偶数双字型32位0（232-1）00000000HFFFFFFFFH存储双字的最低位字节地址必须被4整除二.符号(fho)操作数类型位数 数据表达范围(补码)定位规则短整型8位 0 +127 ；（-128）（-1）00H7FH；80HFFH无整型16位 0 +32767；（-32768）（-1）0000H7FFFH8000HFFFFH存储整型数据的低位字节地址必须为偶数长整型32位 0 （231-1）（-231）（-1）00000000H7FFFFFFFH80000000HFFFFFFFFH存储长整型数据的最低位字节地址必须被4整除第3页/共33页第三页，共34页。 负数采用补码形式表示，便于将减法运算转换为加法运算 例：64H-10H 100-16=84 (54H) =64H+(-10H)补 =64H+F0H =1 54H 高位：1 为借位位，够减，借位C=1 求补运算：模减求补数据，8位数据，模=100H (-10H)补=100H-10H=F0H 三.位型数据（bit） 位型数据: 0,1 两种状态 在8098（80C196）单片机指令系统(zh ln x tn)中，逻辑操作指令，位测试指令用到位型数据。 例：JBS 20H,7,Addr第4页/共33页第四页，共34页。 2.3操作数寻址 寻址：寻找操作数据的真实地址(dzh)。 寻址方式的判断：以源操作数的寻址方式作为一条指令寻址方式的判断依据。 8098（80C196）包含有6种基本寻址方式（衍生8种寻址方式） 一.寄存器直接寻址 操作数据直接放在片内寄存器中，指令中的操作数为寄存器地址(dzh)（注意：存放数据的寄存器地址(dzh)必须符合操作数定位规则。） 例：ADD AX,BX,CX 16位操作指令，AX,BX,CX的低位地址(dzh)必须定义为偶数。 二.间接寻址 需要操作的数据的地址(dzh)存放在某寄存器中，而操作数据则存放在64K存储空间的任一地址(dzh)单元中。通过这种方式寻找片外存储单元。存放地址(dzh)的寄存器称为间址寄存器。 例：ADD AX,BX第5页/共33页第五页，共34页。 三.自动增量寻址 指令在完成(wn chng)间接寻址后，间址寄存器的地址值自动增量 ADD AX,BX+ 16位操作，自动增2 ADDB AX,BX+ 8位操作，自动增1 例：编程将从5000H地址单元开始的100个16位数据转存到6000H地址单元开始的存储器中。(数据块的传送) LD AX,#5000H LD BX,#6000H LDB CL,#100 LOOP:LD DX,AX+ ST DX.BX DJNZ CL,LOOP RET 四.立即寻址 操作数为指令的一部分，直接参与指令的操作。一条指令中只能有一个操作数采用立即寻址操作。作为立即寻址的操作数前面必须加#号。操作数的最高位为AF值，在AF值前面要填加0值。 LD AX,#5000H ; LD AX,#0AF50H第6页/共33页第六页，共34页。 五.短变址寻址 在指令(zhlng)的一个源操作数（间址寄存器）中，存放一个16位的基地址，而一个8位的符号数作为偏移地址，两者的代数和为操作数的有效地址。（寻址空间范围为基地址上127个地址单元，下128个地址单元） LD AX,12HBX ;(BX)+12H操作数实际地址 LD AX,80HBX ;(BX)-128操作数实际地址 六.长变址寻址 在指令(zhlng)的一个源操作数（间址寄存器）中，存放一个16位的基地址，而一个16位的无符号数作为偏移地址，两者的和为操作数的有效地址。 LD AX,1234HBX ;(BX)+1234H操作数实际地址 注意： 1.偏移地址与基地址之和不能大于存储空间的最大地址值（FFFFH）,否则会导致寻找地址的无效。 2.只能寻址大于基地址的存储空间，无法寻址小于基地址的存储空间。第7页/共33页第七页，共34页。 七.零寄存器寻址（长变址寻址的衍生） 指令的间址寄存器为零寄存器R0，而一个16位的无符号数作为偏移地址(dzh)，两者的和为操作数的有效地址(dzh)。 LD AX,1234HR0 ;(0)+1234H操作数实际地址(dzh) 偏移地址(dzh)的范围：0000HFFFFH 八.栈指针寄存器寻址（长变址寻址的衍生） 指令的间址寄存器为栈指针寄存器SP，而一个16位的无符号数作为偏移地址(dzh)，两者的和为操作数的有效地址(dzh)。 LD AX,1234HSP ;(SP)+1234H操作数实际地址(dzh)第8页/共33页第八页，共34页。2.4程序(chngx)状态字PSWPSW通过(tnggu)各种标志提示，让编程者判断指令执行后的数据状态。对于影响标志的指令，在指令执行后，PSW中的相关标志将发生变化。结构（16位，低8位为 INT-MASK，高8位为PSW）Z N VVTC X ISTZ:零标志 Z=0 指令的运行结果(ji gu)不为0 Z=1 指令的运行结果(ji gu)为0N:负标志 N=0 指令的运行结果(ji gu)不为负数 N=1 指令的运行结果(ji gu)为负数 （注意：负标志反映参与指令操作数据的真实运行结果(ji gu)。并非指令操作的实际结果(ji gu)） 例：53H-52H=01H编程： LDB AL,#53H SUBB AL,#52HALU将SUBB转换为加法运算：53H+（-52H）补= 53H+AEH=101H(AL)=01H Z=0 , N=0, C=1(够减，无借位) 第9页/共33页第九页，共34页。 例：52H-53H=(-1H) 编程： LDB AL,#52H SUBB AL,#53H ALU将SUBB转换为加法运算：52H+（-53H）补= 53H+ADH=0FFH (AL)=FFH Z=0 , N=1, C=0(不够减，有借位) 例：7FH+7FH=FEH 编程： LDB AL,#7FH ADDB AL,#7FH (AL)=FEH Z=0 , N=0, C=0 解释：2个正数相加，结果应该还为正数，但通过加法指令运算获得的结果（FEH）确是负数，此时，N表达真实(zhnsh)结果值（N=0），而不是实际运算获得的结果值。第10页/共33页第十页，共34页。V:溢出标志 V=0 指令的运行结果在指令所表达的数据范围之内。 V=1 指令的运行结果超出指令所表达的数据范围。例：7FH+7FH=FEH编程： LDB AL,#7FH ADDB AL,#7FH (AL)=FEH Z=0 , N=0, V=1,C=0 解释：2个正数相加，结果应该还为正数，但通过8位加法( jif)指令运算获得的结果（FEH）为负数，获得的运算结果超出了该指令所表达的数据范围，V=1.8位操作指令表达的数据范围： 0+127（7FH）, -128(80H)-1(FFH)编程改进： LD AX,#007FH ADD AX,#007FH (AX)=00FEH Z=0 , N=0, V=0,C=0 解释：2个正数相加，结果应该还为正数，通过16位加法( jif)指令运算获得的结果（00FEH）为正数，获得的运算结果在该指令所表达的数据范围，V=0.16位操作指令表达的数据范围： 0+32767（7FFFH）, -32768(8000H)-1(FFFFH)第11页/共33页第十一页，共34页。 VT:溢出陷阱标志： VT随V置位而置位，但不随V清0而清0。除非执行VT清0指令（CLR VT） 使用VT标志可以在执行完一段程序后通过判断VT是否为1，来判断这段程序在运行过程中数据是否产生过溢出。 C:进位（借位）标志： 加法运算： C=0 无进位 C=1 有进位 减法运算： C=1 无借位 C=0 有借位 减法运算的借位标志的设置(shzh)反映了ALU的真实运算结果。该标志的设置(shzh)与微机原理课程中C标志不同，注意不要混淆。 I:中断标志：I=1 开中断（EI） I=0 关中断（DI） ST:拈着标志：ST=1表示右移过程中有“1”移入C中，随后又从C中移出。 用于判断数据的四舍五入的。第12页/共33页第十二页，共34页。 2.5指令系统祥解 一.指令的分类 MCS-96单片机的指令系统中包含有100条基本指令（99条为用户(yngh)使用，1条不对用户(yngh)开放），衍生出330条编程指令。助记符操作数操作 标志注ZNCVVTSTADD/ADDB2DD+A -2条基本指令（2操作数16位加法）（2操作数8位加法）2个操作数寄存器D与存储器任何地址A内容相加后的和值送往寄存器D影响影响影响影响可由0变1不影响第13页/共33页第十三页，共34页。2操作数16位加法基本指令指令对应（衍生(yn shn)）6条具体指令指令机器码状态周期ADD AX,BXADD AX,#1234HADD AX,BXADD AX,BX+ADD AX,5BXADD AX,1234HBXBX AX34 12 AXBX AX (BX偶地址)66 BX AX (BX奇地址)BX 05 AX67 BX 34 12 AX456/127/136/127/13第14页/共33页第十四页，共34页。第15页/共33页第十五页，共34页。第16页/共33页第十六页，共34页。 按基本指令分为11类： 1.数据运算类（28） （加、减、乘、除、比较） 2.逻辑运算（8） （逻辑与、或、异或） 3.数据传送（10） （正向传送、反向传送、扩展传送、堆栈操作） 4.转移与调用（6） （程序无条件转移与子程序调用） 5.条件转移（16） （条件满足程序转移，否则顺序执行） 6.判位转移（2） （判断寄存器的某位为1，为0程序转移） 7.循环转移（1） （寄存器内容减1不等于0转移） 8.单寄存器操作（12） （对某个寄存器内容做增，减，扩展操作） 9.移位（9） （寄存器左移，逻辑右移(yu y)，算术右移(yu y)） 10.专用控制（8） （对标志操作，空操作，复位） 11.规格化（1） 12.调试指令（1）（TRAP 软件陷阱，用户不可用）第17页/共33页第十七页，共34页。 二.指令分类介绍 1.数据运算(yn sun)类 加法：P28表2-3 36条加法指令（8位、16位加法，带进位位加法） ADD/ADDB/ADDC/ADDCB 影响标志，当运行结果超出数据表达范围，标志V将表达数据溢出。 例：55H+55H=AAH （溢出例子） LDB ax,#55H ADDB ax,#55H (ax)=AAH Z=0 N=0 C=0 V=1 VT=1 减法：P29表2-4 36条减法指令（8位、16位减法，带借位位减法） SUB/SUBB/SUBC/SUBCB (ALU将减法转换为加法运算(yn sun) 影响标志，当运行结果超出数据表达范围，标志V将表达数据溢出。运行结果有借位:C=0，无借位:C=1 够减：64H-10H=54H LDB ax,#64H SUBB ax,#10H (64H+F0H=154H) (ax)=54H Z=0 N=0 C=1 V=0 VT=0第18页/共33页第十八页，共34页。不够减：10H-64H=-54H LDB ax,#10H SUBB ax,#64H (10H+9CH=0ACH)(ax)=ACH Z=0 N=1 C=0 V=0 VT=0溢出：（-128）-1=（-129） LDB ax,#80H SUBB ax,#01H (80H+FFH=17FH PSW=78H) (ax)=7FH Z=0 N=1 C=1 V=1 VT=1乘法P31表2-6 24条无符号数乘法指令（8位、16位无符号数乘法） MULU / MULUBP32表2-7 24条符号数乘法指令（8位、16位符号数乘法） MUL / MULB 不影响标志， 8位8位：结果为16位（注意(zh y)乘积寄存器地址要符合数据定位规则） 16位16位：结果为32位（注意(zh y)乘积寄存器地址要符合数据定位规则）、例：81H 80H无符号数乘法： 符号数乘法： 129 128=16512 （-127） （-128）=16256LDB ax,#81H LDB ax,#81H MULUB ax,#80H MULB ax,#80H(ax)=4080H (ax)=3F80H第19页/共33页第十九页，共34页。 除法 P33表2-8 12条无符号数除法指令 （ 3216位、 168位无符号数乘法(chngf)） DIVU / DIVUB P33表2-9 12条符号数除法指令 （ 3216位、 168位符号数乘法(chngf)） DIV / DIVB 影响溢出标志V、VT 3216位：商在结果寄存器的低16位，余数在结果寄存器的高16位 16位8位：商在结果寄存器的低8位，余数在结果寄存器的高8位 例：2551 ; 2561 LD ax,#255 ; LD ax,#256 DIVUB ax,#1 ; DIVUB ax,#1 (AH)=00H (AL)=FFH V=0 VT=0 ; (AH)=00H (AL)=00H V=1 VT=1 商无溢出 ；商产生了溢出，商值大于8位第20页/共33页第二十页，共34页。 比较 P30表2-5 12条比较指令（8位、16位比较） 比较两数的大小，对两个比较数进行减法运算，其结果只影响标志，不改变两个比较数的数值。 CMP / CMPB 比较指令执行(zhxng)后的标志设置情况与减法指令相同。 根据标志来判断无符号数和符号数的大小 例：比较 7FH与80H的大小 无符号数：7FH80H 符号数： 7FH80H 编程：LDB ax,#7FH CMPB ax,#80H (7FH-80H=7FH+80H=0FFH) (ax)=7FH Z=0 N=0 C=0 V=1 VT=1 无符号数判别： Z=0 两数不相等 C=0 有借位，7FH 80H 符号数判别： Z=0 两数不相等 N=0 结果应该为正数（正-负=正+正），7FH 80H第21页/共33页第二十一页，共34页。 2.逻辑运算类 逻辑与 P34表2-10 、2-11 24条“与” 指令（8位、16位） 两数相与，对应(duyng)各位中只要有1位为0，结果的对应(duyng)位便为0 AND/ANDB 逻辑或 P35表2-12 12条“或”指令（8位、16位） 两数相或，对应(duyng)各位中只要有1位为1，结果的对应(duyng)位便为1 OR/ORB 逻辑异或（ P35表2-13 12条“异或”指令（8位、16位） 两数异或，对应(duyng)各位值相同，结果的对应(duyng)位便为0，否则为1 XOR/XORB第22页/共33页第二十二页，共34页。 3.数据传送类 （数据传送类指令均不影响标志位） 正向传送（装载）P36 表2-14 12条指令 （16位，8位数据传送） （数据从存储(cn ch)空间向片内寄存器传送，寄存器与寄存器之间传送） LD/LDB 反向传送（存储(cn ch)） P36 表2-15 12条指令 （16位，8位数据传送） （数据从片内寄存器向存储(cn ch)空间传送，寄存器与寄存器之间传送） ST/STB 判断反向传送指令的寻址方式是由第2操作数（目的操作数）的寻址方式决定。 数据类型变换传送（数据扩展传送） P37 表2-16 12条指令将数据在传送过程中由8位扩展为16位） 无符号数扩展传送：LDBZE 符号数扩展传送： LDBSE 例：如果是2个8位数据相除，必须先将8位被除数扩展为16位。 LDBZE AX,AL DIVUB AX,BL第23页/共33页第二十三页，共34页。堆栈操作 将寄存器或存储空间数据压入堆栈（进栈）或将数据从堆栈弹入寄存器及存储空间（出栈），堆栈操作指令一定要针对16位数据。P38表2-17 14条指令进栈 PUSHF 将程序状态字PSW压入堆栈（压栈后PSW清0，影响标志(biozh)） PUSH 将某个寄存器内容压入堆栈出栈 POPF 将压入堆栈的PSW内容从堆栈弹入PSW POP 将压入堆栈的某个寄存器内容弹入寄存器。操作原则：向低位地址生长 进栈与出栈指令必须成对出现 遵循后进先出的原则。4.转移与调用类短转移与短调用(转移或调用地址的偏移量为11位符号数，范围为1K) SJMP/SCALL长转移与长调用(转移或调用地址的偏移量为16位符号数，范围为32K) LJMP/LCALL 转移与调用的区别：转移后指令从新的地址开始执行程序。调用为从新的地址开始执行子程序，并在子程序执行结束后要返回到调用指令的下一条指令地址开始执行。返回： RET子程序结束指令，执行这条指令后，程序将返回到调用指令的下一条指令地址开始执行。调用和返回指令的执行，CPU有一个对堆栈的操作过程。（PC进栈与出栈操作）第24页/共33页第二十四页，共34页。 5.条件转移类（满足指令条件，程序发生(fshng)转移。指令条件，通过测试对应标志位获得） 条件转移指令的跳转范围（偏移量：8位符号数-128+127） 指令：P40 表2-19 16条指令第25页/共33页第二十五页，共34页。 标志Z与C的组合，用于判断无符号数. Z=0 两数不相等 Z=1 两数相等 C=0 无进位或有借位( ji wi)； C=1 有进位或无借位( ji wi) 标志Z与N的组合，用于判断符号数. Z=0 两数不相等 Z=1 两数相等 N=0 结果应该为正数 N=1 结果应该为负数 例：比较7FH与80H的大小，当被比较数大于比较数，程序转移到标号NEXT处执行。 编程1：LDB AX,#7FH CMPB AX,#80H ； (7FH 80H?) JH NEXT ；(无符号数判断，C=1转移;不满足条件，即7FH 80H；程序不转移) 编程2：LDB AX,#7FH CMPB AX,#80H (7FH 80H?) JGT NEXT (符号数判断，N=0转移:满足条件，即 7FH 80H，程序转移) 运行比较指令后的标志设置状态： (AX)=7FH Z=0 N=0 C=0 V=1 VT=1第26页/共33页第二十六页，共34页。 6.位测试转移类 P40 表2-20 8条指令（满足指令测试条件，程序发生(fshng)转移。指令条件，通过测试寄存器的对应位获得） 条件转移指令的跳转范围（偏移量：8位符号数-128+127） JBS AL,*,Addr ;*=07 JBC AL,*,Addr ;*=07 例：已知，寄存器DL的内容为88H，需要测试DL的第7位为“1”程序转移至标号NEXT处，为“0”转移到标号NEXT1处。请编程。 LDB DL,#88H or LDB DL.#88H JBS DL,7,NEXT ;(转移) JBC DL,7,NEXT1 ；(不转移，顺序执行) SJMP NEXT1 SJMP NEXT ： ： ： ： NEXT: ： ： NEXT1: ： ：第27页/共33页第二十七页，共34页。 7.循环转移(zhuny)类（当循环寄存器的操作结果减1不等于0，程序转移(zhuny)，否则顺序执行） 条件转移(zhuny)指令的跳转范围（偏移量：8位符号数-128+127） DJNZ AL,Addr 指令通常用于计数，数据块的传送等 例：将地址3000H开始的100个字节数据传送到5000H地址开始的地址单元中。 MOVE:LD AX,#3000H LD BX,#5000H LDB CL,#100 LOOP: LDB DL,AX+ STB DL,BX+ DJNZ CL,LOOP RET第28页/共33页第二十八页，共34页。 8.单寄存器操作类 P41 表2-21 12条指令 （对某个字或字节寄存器进行相关操作） INC/INCB 寄存器内容增1 DEC/DECB 寄存器内容减1 NEG/NEGB 寄存器内容求补 NOT/NOTB 寄存器内容求反 CLR/CLRB 寄存器内容清0 EXT/EXTB 将整型数据扩展为长整型/将短整型数据扩展为整型 适用(shyng)于32位16位除法指令运算前，将16位被除数扩展为32位 例：已知16位被除数存放在AX寄存器中，16位除数放在CX中，编程完成除法运算。 EXT AX ; AX内容由16位扩展为32位，AX的低位地址能被4整除。 DIV AX,CX第29页/共33页第二十九页，共34页。 9.移位操作类 P42 表2-22 18条指令 （对某个32位，16位或8位寄存器进行数据移位操作） 左移：SHLL/SHL/SHLB 执行左移指令，每移一位，最高位进入C,最低位补0，相当于进行乘2操作。 逻辑右移： SHRL/SHR/SHRB 执行逻辑右移指令，每移一位，最低位进入C,最高位补0，相当于进行除2操作。 算术右移： SHRAL/SHRA/SHRAB 执行算术右移指令，每移一位，最低位进入C,最高位则根据移位前的位值填补(tinb)，移位前为“0”补0，移位前为“1”补1，相当于进行符号数除2操作。第30页/共33页第三十页，共34页。 10.专用控制类 P43 表2-23 8条指令 用于对PSW中的某些标志(biozh)作清“0”或置“1”操作等 CLR C c=0 SET C c=1 CLR VT VT=0 EI I=1 DI I=0 NOP 空操作 SKIP 2个字节的空操作 RST（FFH） 复位指令(执行结果，相当于把RESET引脚拉低2个Ts，使得系统复位，重新启动系统，系统进行初始化，并从2080H取指开始执行程序。RST并不编在应用程序中，而是将无用的程序存储空间用FFH填充。一旦程序指针PC由于受到外界干扰，进入无程序代码的程序空间，就可以取到RST指令，使得系统恢复正常运行) 11.规格化指令：长整数操作数左移，直至其最高位为“1”结束，并将移位次数存入第2操作数（字节寄存器）中。主要用于浮点程序编制。 NORML AX,BL 第31页/共33页第三十一页，共34页。第二章小结一、了解汇编语言格式 了解汇编语言的指令与伪指令的作用，两者的不同点。 了解汇编语言与机器语言之间的关系二、操作数类型与定位规则 7种操作数，其中16位数据以上(yshng)的操作数存放地址的设置要求符合定位规则三、操作数寻址 寻址的基本概念， 指令寻址方式的确定方法 六种基本寻址方式对不同数据空间的操作关系四、程序状态字PSW 指令对PSW的影响情况 PSW随指令不同的操作，变化规则 重点：Z,C,N,V,VT五、常用指令的了解 (寄存器寻址，立即数寻址，寄存器间接寻址三种方式对应的8位，16位指令) LD/LDB ；ST/STB ; ADD/ADDB ; SUB/SUBB ; CMP/CMPB ; MULU/MULUB DIVU/DIVUB ; PUSHF/POPF ; PUSH AX/POP AX ; LJMP/LCALL ; RET ; JE ; JH ; JNH ; CLR/CLRB ; SHL ; SHR ; EI DI ; 第32页/共33页第三十二页，共34页。谢谢您的观看(gunkn)！第33页/共33页第三十三页，共34页。NoImage内容(nirng)总结汇编语言格式。负数采用补码形式表示，便于将减法运算(yn sun)转换为加法运算(yn sun)。例：7FH+7FH=FEH。除非执行VT清0指令（CLR VT）。该标志的设置与微机原理课程中C标志不同，注意不要混淆。DD+A。9.移位（9）。5.条件转移类（满足指令条件，程序发生转移。用于对PSW中的某些标志作清“0”或置“1”操作等。谢谢您的观看第三十四页，共34页。