单片微型计算机原理与接口技术-髙锋版-课后答案全集

单片微型计算机原理与接口技术_髙锋版课后答案第三章【单片机的指令系统】思考与练习题解析【3—1】什么是指令及指令系统?【答】控制单片机进行某种操作的命令称为“指令”。单片机就是根据指令来指挥和控制单片机各部分协调工作。指令由二进制代码表示，指令通常包括操作码和操作数两部分：操作码规定操作的类型，操作数给出参加操作的数或存放数的地址。所有指令的集合称为“指令系统”。80C51单片机的指令系统专用于80C51系列单片机，是一个具有255种操作码(OOH～FFH，除A5H外)的集合。【3—2】80C51单片机的指令系统具有哪些特点?【答】80C51单片机的指令系统容易理解和阅读。只要熟记代表33种功能的42种助记即可。有的功能如数据传送，可以有几种助记符，如MOV、MOVc、MOVX。而指令功能助记符与操作数各种寻址方式的结合，共构造出111种指令，而同一种指令所对应的操作码可以多至8种(如指令中Rn对应寄存器R0～R7)。80C51单片机的指令系统具有较强的控制操作类指令，容易实现“面向控制”的功能；具有位操作类指令，有较强的布尔变量处理能力。【3—3】简述80C51指令的分类和格式。【答】80C51的指令系统共有111条指令，按其功能可分为5大类：数据传送类指令(28条)、算术运算类指令(24条)、逻辑运算类指令(25条)、控制转移类指令(17条)和布尔操作(位)类指令(17条)。指令的表示方法称之为“指令格式”，其内容包括指令的长度和指令内部信息的安排等。在80C51系列的指令系统中，有单字节、双字节和三字节等不同长度的指令。·单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中。·双字节指令：包括两个字节。其中一个字节为操作码，另一个字节是操作数。·三字节指令：操作码占一个字节，操作数占两个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。【3—4】简述80C51的指令寻址方式，并举例说明。【答】执行任何一条指令都需要使用操作数，寻址方式就是在指令中给出的寻找操作数或操作数所在地址的方法。80C5l系列单片机的指令系统中共有以下7种寻址方式。①立即寻址。在指令中直接给出操作数。出现在指令中的操作数称为“立即数”，为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，在立即数前面必须加上前缀“#”。例如：MOVDPTR，#1234H；1234H为立即数，直接送DPTR②直接寻址。在指令中直接给出操作数单元的地址。例如：MOVA，55H；55H是操作数单元的地址，55H单元内的数据才是操作数，取出后送累加器A③寄存器寻址。在指令中将指定寄存器的内容作为操作数。因此，指定了寄存器就能得到操作数。寄存器寻址方式中，用符号名称来表示寄存器。例如：INCR7；R7的内容为操作数，加1后再送回R7④寄存器间接寻址。在指令中给出的寄存器内容是操作数的地址，从该地址中取出的才是操作数。可以看出，在寄存器寻址方式中，寄存器中存放的是操作数；而在寄存器间接寻址方式中，寄存器中存放的则是操作数的地址。寄存器间接寻址须以寄存器符号名称的形式表示。为了区别寄存器寻址和寄存器间接寻址，在寄存器间接寻址中，应在寄存器的名称前面加前缀“@”。例如：ORLA．@Ro；当R0寄存器的内容是60H时，该指令功能是以RO寄存器的内容60H为地址，将60H地址单元的内容与累加器A中的数相“或”，其结果仍存放在A中。⑤相对寻址。在指令中给出的操作数为程序转移的偏移量。相对寻址方式是为实现程序的相对转移而设立的，为相对转移指令所采用。在相对转移指令中，给出地址偏移量(在80C51系列单片机的指令系统中，以“rel”表示，为8位带符号数)，把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。而PC的当前值是指执行完转移指令后的PC值，即转移指令的PC值加上转移指令的字节数。转移的目的地址可用如下公式表示：目的地址=(转移指令所在地址+转移指令字节数)+rel例如：SJMP80H；80H为程序转移的偏移量，即一128。当前PC值减去128后即为转移地址⑥变址寻址。以DPTR或PC作基址寄存器，累加器A作变址寄存器，以两者内容相加形成的16位程序存储器地址作为操作数地址。又称“基址寄存器+变址寄存器间接寻址”。变址寻址方式只能对程序存储器进行寻址。例如：MOVCA，@A+DPTR；功能是把DPTR和A的内容相加，所得到的程序存储器地址单元的内容送A⑦位寻址。80C51系列单片机有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此，就有相应的位寻址方式。位寻址的寻址范围：●片内RAM中的位寻址区。·可位寻址的特殊功能寄存器位。例如：MOVc，80H；功能是把位寻址区的80H位(即P0．0)状态送累加位C【3—5】访问特殊功能寄存器SFR，可使用哪些寻址方式?【答】访问特殊功能寄存器SFR的惟一寻址方式是直接寻址方式。这时除了可以单元地址形式(如90H)给出外，还可以寄存器符号形式(如P1)给出。虽然特殊功能寄存器可以使用寄存器符号标志，但在指令代码中还是按地址进行编码的。【3—6】若访问外部RAM单元，可使用哪些寻址方式?【答】访问外部RAM单元的惟一寻址方式是寄存器间接寻址方式。片外RAM的64KB单元，使用DPTR作为间址寄存器，其形式为@DPTR，例如“MOVXA，@DPTR”的功能是把DPTR指定的片外RAM单元的内容送累加器A。片外RAM低256个单元，除了可使用DPTR作为间址寄存器外，也可使用：R0或R1作间址寄存器。例如“MOVXA，@R0'’即把R0指定的片外RAM单元的内容送累加器A。【3—7】若访问内部RAM单元，可使用哪些寻址方式?【答】片内RAM的低128单元可以使用寄存器间接寻址方式，但只能采用R0或R1为间址寄存器，其形式为@Ri(i=0，1)。片内RAM的低128单元可以使用直接寻址方式，在指令中直接以单元地址形式给出。片内RAM的低128单元中的20H～2FH有128个可寻址位，还可以使用位寻址方式，对这128个位的寻址使用直接位地址表示。【3—8】若访问程序存储器，可使用哪些寻址方式?【答】访问程序存储器可使用的寻址方式有立即寻址方式、变址寻址方式和相对寻址方式三种。立即寻址是指在指令中直接给出操作数。变址寻址方式只能对程序存储器进行寻址，或者说这是专门针对程序存储器的寻址方式。相对寻址方式是为实现程序的相对转移而设立的。这三种寻址方式所得到的操作数或操作数地址都在程序存储器中。【3—9】MOV、MOVC、MOⅥ(指令有什么区别?分别用于哪些场合?为什么?【答】MOV指令用于对内部RAM的访问。MOVC指令用于对程序存储器的访问，从程序存储器中读取数据(如表格、常数等)。MOVX指令采用间接寻址方式访问外部数据存储器．有Ri和DPTR两种间接寻址方式。执行MOVX指令时，在P3．7引脚上输出RD有效信号．或在P3．6引脚上输出WR有效信号，可以用做外部数据存储器或I／O的读／写选通信号，与单片机扩展电路有关。【3—10】说明“DAA”指令功能，并说明二一十进制调整的原理和方法。【答】“DAA”指令的功能是对两个BCD码的加法结果进行调整。两个压缩型BCD码按二进制数相加之后，必须经过该指令的调整才能得到压缩型BCD码的和数。“DAA”指令对两个BCD码的减法结果不能进行调整。BCD码采用4位二进制数编码，并且只采用了其中的10个编码，即0000～1001，分别代表BCD码0～9，而10lO～1111为无效码。当两个BCD码相加结果大于9时，说明已进入无效编码区；当两个BCD码相加结果有进位时，说明已跳过无效编码区。若结果进入或跳过无效编码区，则结果是错误的，相加结果均比正确结果小6(差6个无效编码)。十进制调整的修正方法为：当累加器低4位大于9或半进位标志AC=1时，进行低4位加6修正；当累加器高4位大于9或进位标志CY=l时，进行高4位加6修正。【3一11】说明80C51单片机的布尔处理机的构造及功能。【答】80C51单片机内部有一个布尔(位)处理机，具有较强的布尔变量处理能力。布尔处理机实际上是一位微处理机，它包括硬件和软件。布尔处理机以进位标志CY作为位累加器，以80C51单片机内部RAM的20H～2FH单元及部分特殊功能寄存器为位存储器，以80C51单片机的PO、P1、P2和P3为位I／O。对位地址空间具有丰富的位操作指令，包括布尔传送指令、布尔状态控制指令、位逻辑操作指令及位条件转移指令，为单片机的控制带来很大方便。【3—12】试分析以下程序段的执行结果。【答】结果如下：MOVSP，#60tt；(SP)=60HNOVA，#88tt；(A)=88HMOVB．#0FFH；(B)=FFHPUSHACC；(SP)=61H，(61H)=88HPUSHB；(SP)=62H，(62H)=FFHPOPACC；(A)=FFH，(SP)=61HPOPB；(B)=88H，(SP)=60H程序段的执行结果：累加器A和寄存器B的内容通过堆栈进行了交换。注意：80C51单片机的堆栈是按照先进后出的原则进行管理的。【3-1】已知(A)=7AH，(RO)=30H，(30H)=A5H，(PSW)=80H。请填写各条指令单独执行后的结果。【答】结果如下：(1)XCHA，R0；(A)=30H，(R0)：7AH(2)XCHA，30H；(A)=A5H，(30H)=7AH,(PSW)=81H(3)XCHA，@R0；(A)=R5H，(30H)=7AH，(PSW)=81H(4)XCHDA，@R0；(A)=75H，(30H)=AAH，(PSW)=81H(5)SWAPA；(A)=A7H(6)ADDA，R0；(A)=AAH，(PSW)=04H(7)ADDA，30H；(A)=1FH，(PSW)=81H(8)ADDA，#30H；(A)=AAH，(PSW)=04H(9)ADDCA，30H；(A)=20H，(PSW)=01H(10)SUBBA，30H；(A)=D4H，(PSW)=84H(11)SUBBA，#30H；(A)=49H，(PSW)=01H【3—14】已知(30H)=40H，(40H)=10H，(10H)=00H，(P1)=CAH，请写出执行以下程序段后有关单元的内容。【答】有关单元的内容如下：MOVR0，#30H；(RO)=30HMOVA，@R0；(A)=40HMOVRl，A；(R1)=40HMOVB，@R1；(B)=1OHMOV@R1，P1；(40H)=CAHMOVA，@RO；(A)=40HMOV10H，#20H；(10H)=20HMOV30H，10H；(30H)=20H执行以上程序段后，有关单元的内容分别为：(30H)=20H，(40H)=CAH，(10H)=20H，(P1)=CAH。【3-15】已知(R1)=20H，(20H)=AAH，请写出执行完下列程序段后A的内容。【答】各指令的执行结果如下：MOVA，#55H；(A)=55HANLA，#0FFH；(A)=55HORL20H，A；(20H)=FFHXRLA，@R1；(A)=AAHCPLA；(A)=55H执行完程序段后，A的内容为55H。【3-16】阅读下列程序，说明其功能。【答】对程序注释如下：MOVR0，#30H；(RO)=30HM0VA，@R0；取数RLA；(A)×2MOVR1，ARLA；(A)x4RLA；(A)×8ADDA，R1；(A)Xi0MOV@R0，A；存数功能：将30H中的数乘以10以后再存回30H中。条件：30H中的数不能大于25，25×10=250仍为一个字节。若30H中的数大于25，则应考虑进位。【3—17】已知两个十进制数分别在内部RAM中的40H单元和50H单元开始存放(低位在前)，其字节长度存放在内部RAM的30H单元中。编程实现两个十进制数求和，求和结果存放在40H开始的单元中。【答】程序如下：ORG0000HSJMPMAINORG0030HMAIN：MOVR0，#40H；被加数首址．又作两个十进制数和的首址MOVR1，#50H；加数首址MOVR2，30H；字节长度CLRCPP：MOVA，@R1；取加数ADD