授课日期 班次 授课时数2 课题:任务二:PI口外接8只LED发光二极管模拟剎灯(二) 教学目的:掌握MCS-51指令的寻指方式以及指令在CPU内部的执行过程 重点:MCS51指令的寻指方式 难点:MCS-51指令的寻指方式、指令在CPU内部的执行过程 教具:多媒体 作业:3.13.5 自用参考书:《单片机应用技术》耿长清主编、《单片机应用技术》刘守义主编 教学过程 复习提问 描述任务二并画出其硬件电路。 2.MCS-51的有哪些数据传送类指令 二、新授 由上节课任务二控制彩灯数据有的直接在指令中提供了,但如何在片内传送? 以生活中如找东西来引入本节内容 寻址的概念 2指令的寻址方式 直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、变址寻址 位寻址、相对寻址 3指令在CPU内部的执行过程 4应用举例 5课堂小结 课后小结:
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 任务二： P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯（二） 教学目的：掌握MCS-51指令的寻指方式以及指令在CPU内部的执行过程 重点： MCS-51指令的寻指方式 难点： MCS-51指令的寻指方式、指令在CPU内部的执行过程 教具： 多媒体 作业： 3.1 3.5 自用参考书：《单片机应用技术》耿长清主编、《单片机应用技术》刘守义主编 教学过程： 一、复习提问 1.描述任务二并画出其硬件电路。 2. MCS-51的有哪些数据传送类指令？ 二、新授 由上节课任务二控制彩灯数据有的直接在指令中提供了，但如何在片内传送？ 以生活中如找东西来引入本节内容 1.寻址的概念 2.指令的寻址方式 直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、变址寻址 位寻址、相对寻址 3.指令在CPU内部的执行过程 4.应用举例 5.课堂小结 课后小结：
在一日外地一展 3.1.4相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 直接寻址 指令中操作数直接以单元地址形式出现,例如: Mov A 68H 这条指令的意义是把内部RAM中的68H单元中的数据内容传送到 累加器A中。值得注意的是直接寻址方式只能使用8位二进制地址, 因此这种寻址方式仅限于内部RAM进行寻址。低128位单元在指令中 直接以单元地址的形式给出。对于特殊功能寄存器可以使用其直接 地址进行访问,还可以以它们的符号形式给出,只是特殊功能寄存 器只能用直接寻址方式访问
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢直接寻址 指令中操作数直接以单元地址形式出现，例如： MOV A,68H 这条指令的意义是把内部RAM中的68H单元中的数据内容传送到 累加器A中。值得注意的是直接寻址方式只能使用8位二进制地址， 因此这种寻址方式仅限于内部RAM进行寻址。低128位单元在指令中 直接以单元地址的形式给出。对于特殊功能寄存器可以使用其直接 地址进行访问，还可以以它们的符号形式给出，只是特殊功能寄存 器只能用直接寻址方式访问
在一日外地一展 3.1.4相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 寄存器寻址 寄存器寻址对选定的8个工作寄存器R0-R7进行操作,也就是操作数 在寄存器中,因此指定了寄存器就得到了操作数,寄存器寻址的指令 中以寄存器的符号来表示寄存器,例如 MOV ARI 这条指令的意义是把所用的工作寄存器组中的R3的内容送到累加器 A中。 值得一提的是工作状态寄存器的选择是通过程序状态字寄存器来控 制的,在这条指令前,应通过PSW设定当前工作寄存器组
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢寄存器寻址 寄存器寻址对选定的8个工作寄存器R0-R7进行操作，也就是操作数 在寄存器中，因此指定了寄存器就得到了操作数，寄存器寻址的指令 中以寄存器的符号来表示寄存器，例如： MOV A,R1 这条指令的意义是把所用的工作寄存器组中的R3的内容送到累加器 A中。 值得一提的是工作状态寄存器的选择是通过程序状态字寄存器来控 制的，在这条指令前，应通过PSW设定当前工作寄存器组
在一日外地一展 3.14相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 寄存器间接寻址 寄存器寻址方式,寄存器中存放的是操作数,而寄存器间接寻址方式, 寄存器中存放的则为操作数的地址,也即操作数是通过寄存器指向的地 址单元得到的,这便是寄存器间接寻址名称的由来 例如指令 MOV A. aRO 这条指令的意义是R0寄存器指向地址单元中的内容送到累加器A中 假如RO=#56H,那么是将56H单元中的数据送到累加器A中 寄存器间接寻址方式可用于访问内部RAM或外部数据存储器。访问内 部RAM或外部数据存储器的低256字节时,可通过RO和R1作为间接寄存 器。然而有必要指出,内部RAM的高128字节地址与专用积存器的地址 是重叠的,所以这种寻址方式不能用于访问特殊功能寄存器
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢寄存器间接寻址 寄存器寻址方式，寄存器中存放的是操作数，而寄存器间接寻址方式， 寄存器中存放的则为操作数的地址，也即操作数是通过寄存器指向的地 址单元得到的，这便是寄存器间接寻址名称的由来。 例如指令： MOV A,@R0 这条指令的意义是R0寄存器指向地址单元中的内容送到累加器A中。 假如R0=#56H，那么是将56H单元中的数据送到累加器A中。 寄存器间接寻址方式可用于访问内部RAM或外部数据存储器。访问内 部RAM或外部数据存储器的低256字节时，可通过R0和R1作为间接寄存 器。然而有必要指出，内部RAM的高128字节地址与专用积存器的地址 是重叠的，所以这种寻址方式不能用于访问特殊功能寄存器
在一日外地一展 3.14相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 立即寻址 立即寻址就是把操作数直接在指令中给出,即操作数包含在指令中, 指令操作码的后面紧跟着操作数,一般把指令中的操作数称为立即数, 因此而得名。为了与直接寻址方式相区别,在立即数前加上“#”符号, 例如 MovX A#OEH 这条指令的意义是将OEH这个操作数送到累加器A中
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢立即寻址 立即寻址就是把操作数直接在指令中给出，即操作数包含在指令中， 指令操作码的后面紧跟着操作数，一般把指令中的操作数称为立即数， 因此而得名。为了与直接寻址方式相区别，在立即数前加上“#”符号， 例如： MOVX A,#0EH 这条指令的意义是将0EH这个操作数送到累加器A中
在一日外地一展 3.14相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 变址寻址 变址寻址是以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄 存器,将两寄存器的内容相加形成16位地址形成操作数的实际地址 例如: Mov A @A+DPTR MOVX A@A+PC JMP @A+DPTR 在这三条指令中,A作为偏移量寄存器,DPTR或PC作为变址寄存 器,A作为无符号数与DPTR或PC的内容相加,得到访问的实际地址 其中前两条是程序存储器读指令,后一条是无条件转移指令
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢变址寻址 变址寻址是以DPTR或PC作为基址寄存器，以累加器A作为变址寄 存器，将两寄存器的内容相加形成16位地址形成操作数的实际地址。 例如： MOV A,@A+DPTR MOVX A,@A+PC JMP @A+DPTR 在这三条指令中，A作为偏移量寄存器，DPTR或PC作为变址寄存 器，A作为无符号数与DPTR或PC的内容相加，得到访问的实际地址。 其中前两条是程序存储器读指令，后一条是无条件转移指令
,在务一一口外接发一展 3.14相关知识 2、什么是指令的寻址方式?MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? 位寻址 在MCS-51单片机中,RAM中的20H-2FH字节单元对应的位地址为 0OH—7FH,特殊功能寄存器中的某些位也可进行为寻址,这些单元既可 以采用字节方式访问它们,也可采用位寻址的方式访问它们。 相对寻址 相对寻址方式是为了程序的相对转移而设计的,其夜里是以PC的内 容为基址,加上给出的偏移量作为转移地址,从而实现程序的转移。转 移的目的地址可参见如下表达式 目的地址=转移指令地址+转移指令字接数+偏移量 值得注意的是,偏移量是有正负号之分的,偏移量的取值范围是当 前PC值的-128—+127之间
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 2、什么是指令的寻址方式? MCS-51单片机指令系统采用了哪几种寻址方式? ➢位寻址 在MCS-51单片机中，RAM中的20H—2FH字节单元对应的位地址为 00H—7FH，特殊功能寄存器中的某些位也可进行为寻址，这些单元既可 以采用字节方式访问它们，也可采用位寻址的方式访问它们。 ➢相对寻址 相对寻址方式是为了程序的相对转移而设计的，其夜里是以PC的内 容为基址，加上给出的偏移量作为转移地址，从而实现程序的转移。转 移的目的地址可参见如下表达式： 目的地址=转移指令地址+转移指令字接数+偏移量 值得注意的是，偏移量是有正负号之分的，偏移量的取值范围是当 前PC值的-128—+127之间
在一日外地一展 3.14相关知识 3、指令在CPU内部的执行过程? 指令是以二进制的形式存放在程序存储器中的,CPU执行指令的过程是 不断的从程序存储器取指令,指令译码器对指令进行译码,并发出与指 令相应的微操作信号,完成指令的执行。在这一过程当中,需要根据相 应的时序进行操作,程序存储器操作时序如图所示 城荡脉冲几几几 ALE 读操作码读操仁码〔无效)读下一字节 1周期818384516 读录作码读第二字芎 读下一字节 1周斯用1令s1B2|s3|8s58 读操作码 读操作码(元效 读下一字节
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 3、指令在CPU内部的执行过程？ 指令是以二进制的形式存放在程序存储器中的，CPU执行指令的过程是 不断的从程序存储器取指令，指令译码器对指令进行译码，并发出与指 令相应的微操作信号，完成指令的执行。在这一过程当中，需要根据相 应的时序进行操作，程序存储器操作时序如图所示
在一日外地一展 3.1.4相关知识 4、应用举例 【例3.1】在程序存储器中从而2000单元开始依次存放置09的平方 值:0、1、4、9、…、81,要求依据累加器A中的值(0~9)来查找所对 应的平方值,分析下述程序的结果。 MOV DPTR, #2000H Mov A, #09H MoVC A, @A+DPTR 执行结果:(DPTR)=2000H,(A)=51H
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 4、应用举例 【例3.1】 在程序存储器中从而2000H单元开始依次存放置0~9的平方 值：0、1、4、9、…、81，要求依据累加器A中的值（0~9）来查找所对 应的平方值，分析下述程序的结果。 MOV DPTR，#2000H MOV A，#09H MOVC A，@A+DPTR 执行结果：（DPTR）=2000H，（A）=51H
在一日外地一展 31.4相关知识 4、应用举例 【例3.2】仍以上例程序存储器中2000J单元开始存放09的平方值,以PC 作为基址寄存器进行查表,设MOVC指令所在地址(PC)=1FOF。 解:偏移量=2000H-(1FFOH+1)=0FH 相应的程序如下: MOv A, #09H ADd A#OFH MOVC A, @A+PC 执行结果:(PC)=1FF1H,(A)=51H 这是以PC作为基址寄存器,CPU取完该指令操作码时PC会自动加工厂,指向下 条指令的第一个字节地址,即此时是用(PC)+1作为基址的,目标地址为 (A)+(PC)+1。另外,由于累加器A中的内容为8位无符号整数,这不使得本 指令査表范围只能在以PC当前值开始后256个字节范围内(即(PC lH10OH),使表格地址空间分配受到限制。同时编程时还需进行偏移量的计 算,即 MOVC A,@A+PC指令所在地址与表格存放首地址间的距离量计算,并需要 一条加法指令AD进行地址调整(ADD指令将在下节介绍)。偏移量计算公式为: 偏移量=表首地址一(MOVC指令所在地址+1)
3．1 任务二 P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯 3.1.4 相关知识 4、应用举例 【例3.2】 仍以上例程序存储器中 2000H单元开始存放0~9的平方值，以PC 作为基址寄存器进行查表，设MOVC指令所在地址（PC）=1FF0F。 解：偏移量=2000H—（1FF0H+1）=0FH 相应的程序如下： MOV A，#09H ADD A,#0FH MOVC A,@A+PC 执行结果：（PC）=1FF1H，（A）=51H 这是以PC作为基址寄存器，CPU取完该指令操作码时PC会自动加工厂，指向下 一条指令的第一个字节地址，即此时是用（PC）+1作为基址的，目标地址为 （A）+（PC）+1。另外，由于累加器A中的内容为8位无符号整数，这不使得本 指令查表范围只能在以 PC 当前值开始后 256个字节范围内 （即（PC） +1H~100H），使表格地址空间分配受到限制。同时编程时还需进行偏移量的计 算，即MOVC A，@A+PC指令所在地址与表格存放首地址间的距离量计算,并需要 一条加法指令ADD进行地址调整(ADD指令将在下节介绍)。偏移量计算公式为： 偏移量=表首地址—（MOVC指令所在地址+1）