單片機教程八:單片機尋址方式與指令系統

通過前面的學習，我們已經了解了單片機內部的結構，并且也已經知道，要控制單片機，讓它為我們干學，要用指令，我們已學了幾條指令，但很零散，從現在開始，我們將要系統地學習8051單片機的指令部份。

一、概述

1、指令的格式

我們已知，要讓計算機做事，就得給計算機以指令，并且我們已知，計算機很“笨”，只能懂得數字，如前面我們寫進機器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一種格式就是機器碼格式，也說是數字的形式。但這種形式實在是為難我們人了，太難記了，于是有另一種格式，助記符格式，如MOV P1，#0FFH，這樣就好記了。 這兩種格式之間的關系呢，我們不難理解，本質上它們完全等價，只是形式不一樣而已。

2、匯編

我們寫指令使用匯編格式，而計算機和單片機只懂機器碼格式，所以要將我們寫的匯編格式的指令轉換為機器碼格式，這種轉換有兩種辦法：手工匯編和機器匯編。手工匯編實際上就是查表，因為這兩種格式純粹是格式不一樣，所以是一一對應的，查一張表格就行了。不過手工查表總是嫌麻煩，所以就有了計算機軟件，用計算機軟件來替代手工查表，這就是機器匯編。

二、單片機的尋址

讓我們先來復習一下我們學過的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH這些指令都是將一些數據送到對應的位置中去，為什么要送數據呢？第一個因為送入的數能讓燈全滅掉，第二個是為了要實現延時，從這里我們能看出來，在用單片機的編程語言編程時，經常要用到數據的傳遞，事實上數據傳遞是單片機編程時的一項重要工作，一共有28條指令（單片機共111條指令）。下面我們就從數據傳遞類指令開始吧。

分析一下MOV P1，#0FFH這條指令，我們不難得出結論，第一個詞MOV是命令動詞，也就是決定做什么事情的，MOV是MOVE少寫了一個E，所以就是“傳遞”，這就是指令，規定做什么事情，后面還有一些參數，分析一下，數據傳遞必須要有一個“源”也就是你要送什么數，必須要有一個“目的”，也就是你這個數要送到什么地方去，顯然在上面那條單片機指令中，要送的數（源）就是0FFH，而要送達的地方（目的地）就是P1這個寄存器。在數據傳遞類指令中，均將目的地寫在指令的后面，而將源寫在最后。

這條指令中，送給P1是這個數本身，換言之，做完這條指令后，我們能明確地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何時候都能直接給出數本身的。例如，在我們前面給出的單片機延時程序例是這樣寫的：

MAIN： SETB P1.0 　　　　；（１）

　　　LCALL DELAY ；（２）

　　　　CLR P1.0 　　　　 ；（３）

　　　LCALL DELAY 　　；（４）

　　　　AJMP MAIN 　　　；（５）

；以下子程序

DELAY： MOV R7，#250　 　；（６）

D1： MOV R6，#250 　　；（７）

D2： DJNZ R6，D2 　　　；（８）

　　 DJNZ R7，D1　　　；（９）

　 　RET 　　　　　　　；（１０）

　　 END 　　　　 　　；（１１）

表1

-----------------------------------------------------

MAIN： SETB P1.0 　　　　；（１）

　　　MOV 30H，#255

　　　 LCALL DELAY ；

　　　 CLR P1.0 　　　　 ；（３）

　　　 MOV 30H,#200

　　　 LCALL DELAY 　　；（４）

　　　 AJMP MAIN 　　　；（５）

；以下子程序

DELAY： MOV R7，30H　 　；（６）

D1： MOV R6，#250 　　；（７）

D2： DJNZ R6，D2 　　　；（８）

　　 DJNZ R7，D1　　　；（９）

　 　RET 　　　　　　　；（１０）

　　 END 　　　　 　　；（１１）

表2

　這樣一來，我每次調用延時程序延時的時間都是相同的（大致都是0.13S)，如果我提出這樣的要求：燈亮后延時時間為0.13S燈滅，燈滅后延時0.1秒燈亮，如此循環，這樣的程序還能滿足要求嗎？不能，怎么辦？我們能把延時程序改成這樣(見表2)：調用則見表2中的主程，也就是先把一個數送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根據30H單元中傳過來的數確定。這樣就能滿足要求。

從這里我們能得出結論，在數據傳遞中要找到被傳遞的數，很多時候，這個數并不能直接給出，需要變化，這就引出了一個概念：如何尋找操作數，我們把尋找操作數所在單元的地址稱之為尋址。在這里我們直接使用數所在單元的地址找到了操作數，所以稱這種辦法為直接尋址。除了這種辦法之外，還有一種，如果我們把數放在工作寄存器中，從工作寄存器中尋找數據，則稱之為寄存器尋址。例：MOV A，R0就是將R0工作寄存器中的數據送到累加器A中去。提一個問題：我們知道，工作寄存器就是內存單元的一部份，如果我們選擇工作寄存器組0，則R0就是RAM的00H單元，那么這樣一來，MOV A，00H，和MOV A，R0不就沒什么區別了嗎？為什么要加以區別呢？的確，這兩條指令執行的結果是完全相同的，都是將00H單元中的內容送到A中去，但是執行的過程不一樣，執行第一條指令需要2個周期，而第二條則只需要1個周期，第一條指令變成最終的目標碼要兩個字節（E5H 00H），而第二條則只要一個字節（E8h）就能了。

這么斤斤計較！不就差了一個周期嗎，如果是12M的晶體震蕩器的話，也就1個微秒時間了，一個字節又能有多少？

不對，如果這條指令只執行一次，也許無所謂，但一條指令如果執行上1000次，就是1毫秒，如果要執行1000000萬次，就是1S的誤差，這就很可觀了，單片機做的是實時控制的事，所以必須如此“斤斤計較”。字節數同樣如此。

再來提一個問題，現在我們已知，尋找操作數能通過直接給的方式（立即尋址）和直接給出數所在單元地址的方式（直接尋址），這就夠了嗎？

看這個問題，要求從30H單元開始，取20個數，分別送入A累加器。

就我們目前掌握的辦法而言，要從30H單元取數，就用MOV A，30H，那么下一個數呢？是31H單元的，怎么取呢？還是只能用MOV A，31H，那么20個數，不是得20條指令才能寫完嗎？這里只有20個數，如果要送200個或2000個數，那豈不要寫上200條或2000條命令?這未免太笨了吧。為什么會出現這樣的狀況？是因為我們只會把地址寫在指令中，所以就沒辦法了，如果我們不是把地址直接寫在指令中，而是把地址放在另外一個寄存器單元中，根據這個寄存器單元中的數值決定該到哪個單元中取數據，比如，當前這個寄存器中的值是30H，那么就到30H單元中去取，如果是31H就到31H單元中去取，就能解決這個問題了。怎么個解決法呢？既然是看的寄存器中的值，那么我們就能通過一定的辦法讓這里面的值發生變化，比如取完一個數后，將這個寄存器單元中的值加1，還是執行同一條指令，可是取數的對象卻不一樣了，不是嗎。通過例程來說明吧。

MOV R7，#20

　　 MOV R0，#30H

LOOP：MOV A，@R0

　　 INC R0

　　 DJNZ R7,LOOP

這個例程中大部份指令我們是能看懂的，第一句，是將立即數20送到R7中，執行完后R7中的值應當是20。第二句是將立即數30H送入R0工作寄存器中，所以執行完后，R0單元中的值是30H，第三句，這是看一下R0單元中是什么值，把這個值作為地址，取這個地址單元的內容送入A中，此時，執行這條指令的結果就相當于MOV A，30H。第四句，沒學過，就是把R0中的值加1，因此執行完后，R0中的值就是31H，第五句，學過，將R7中的值減1，看是否等于0，不等于0，則轉到標號LOOP處繼續執行，因此，執行完這句后，將轉去執行MOV A，@R0這句話，此時相當于執行了MOV A，31H（因為此時的R0中的值已是31H了），如此，直到R7中的值逐次相減等于0，也就是循環20次為止，就實現了我們的要求：從30H單元開始將20個數據送入A中。

這也是一種尋找數據的辦法，由于數據是間接地被找到的，所以就稱之為間址尋址。注意，在間址尋址中，只能用R0或R1存放等尋找的數據。