Типи операндів та способи адресації
МК 51 використовує операнди чотирьох типів: біти, 4-бітові цифри, байти і 16-байтові слова. З карти адрес РПД (рисунок 8.4) видно, МК має 128 програмно-керованих індикаторів користувача, а також є можливість адресації окремих бітів блока регістрів спеціальних функцій. Для адресації бітів використовується пряма 8-бітова адреса (bit), як це показано для команд 4 і 11 (рисунок 8.9). Опосередкована адресація бітів неможлива. Чотирибітові операнди виконуються тільки в операціях обміну SWAP i XCHD (формат типу 1).Восьмибітовим операндом може бути комірка пам’яті програм або даних (резидентної або зовнішньої), константа (безпосередній операнд), регістри спеціальних функцій, а також порти вводу-виводу. Порти і регістри спеціальних функцій адресуються тільки прямим способом. Байти пам’яті можуть адресуватись також і опосередковано через адресні регістри R0 і R1, відповідного банку, а також регістри DPTR і лічильник команд PC.
Таблиця 8.13- Перелік базових типів команд МК 51 в алфавітному порядку.
|
Мнемокод |
Призначення |
|
ACALL |
Абсолютний виклик підпрограми в межах сторінки в 2К |
|
ADD |
Додавання |
|
ADDC |
Додавання з переносом |
|
AJMP |
Абсолютний перехід в межах сторінки в 2К |
|
ANL |
Логічне ”І“ |
|
CJNE |
Порівняння байта в РПД з константою і перехід, якщо рівно |
|
CLR |
Обнуління акумулятора, біта або переносу |
|
CPR |
Інверсія акумулятора, біта або переносу |
|
DA |
Десяткова корекція акумулятора |
|
DEC |
Декремент |
|
DIV |
Ділення |
|
DJNZ |
Декремент байта і перехід, якщо нуль |
|
INC |
Інкремент |
|
JB |
Перехід, якщо біт рівний одиниці |
|
JBC |
Перхід, якщо біт установлено з наступним його обнулінням |
|
JC |
Перехід, якщо перенос рівний одиниці |
|
JMP |
Опосередкований відносний перехід |
|
JNB |
Перехід, якщо біт рівний нулю |
|
JNZ |
Перехід, якщо акумулятор не рівний нулю |
|
JZ |
Перехід, якщо акумулятор рівний нулю |
|
JCALL |
Довгий виклик підпрограми |
|
LJMP |
Довгий перехід в повному об’ємі пам’яті програм |
|
MOV |
Пересилання та завантаження даних в межах РПД |
|
MOVC |
Пересилання з пам’яті програм |
|
MOVX |
Персилання з ЗПД |
|
MUL |
Множення |
|
NOP |
Неробочій хід |
|
ORL |
Логічне ”АБО“ |
|
POP |
Добування зі стеку |
|
PUSH |
Завантаження в стек |
|
RET |
Повернення з підпрограми |
|
RETI |
Повернення з підпрограми обробки переривань |
|
RL |
Зсув вліво циклічно |
|
RLC |
Зсув вліво через перенос |
|
RR |
Зсув вправо циклічно |
|
RRC |
Зсув вправо через перенос |
|
SETB |
Установка біта |
|
SJMP |
Короткий відносний перехід в межах сторінки в 256 байтів |
|
SUBB |
Віднімання з запозиченням |
|
SWAP |
Обмін тетрадами в байт |
|
XCH |
Взаємообмін акумулятора з регістрами та комірками пам’яті |
|
XCHD |
Обмін молодшими тетрадами акумулятора і комірки пам’яті |
|
XRL |
Виключаюче ”АБО“ |
Рисунок 8.9- Формати команд МК 51:
КОП - код операції;
ad - пряма 8-розрядна адреса байта в РПД з такими уточненнями:
add - для джерела;
ads - для приймача;
ad11(a10 . . . a0) - біти прямої 11-розрядної адреси передачі керування в пам’яті програм;
ad16 - пряма 16-розрядна адреса передачі керування в пам’яті програм, де:
ad 16 h - старший, а
ad 16 l - молодший біт адреси;
bit - пряма 8-розрядна адреса біта;
#d - 8-розрядний операнд;
#d 16 16-розрядний операнд, де:
#d 16 h - старший, а
#d 16 l - молодший біт адреси;
rel - 8-розрядна відносна адреса передачі керування в РПД (-127 . . . +127).
Двобайтові операнди - це константи і прямі адреси, для представлення яких використовується другий і третій байт команди (типи 12 і 13).
В системі команд МК 51 передбачені 11 способів адресації операндів (рисунок 8.9).
основні: регістрова (тип 1); безпосередня (типи 2 і 3);
пряма (типи 3...6, 12); неявна (тип 1);
опосередкована (тип 1).
комбіновані: безпосередня з прямою (типи 7 і 10); пряма з
прямою (типи 8, 9, 11); пряма з опосередкованою
(тип 2 і 3); тощо.
Така широка номенклатура способів адресації операндів загальна кількість команд збільшується до 255, що практично вичерпує максимально можливу номенклатуру команд при однобайтовому коді операції.
При використанні асемблера МК51 (ASM51) з метою одержання об’єктних кодів програм допускається при програмуванні вживати символьні імена регістрів символьних функцій, портів і їх окремих бітів. Для адресації окремих бітів РСФ і портів (де це можливо) можна використовувати символьні імена бітів в такому форматі:
<ім’я РСФ або порта>.<номер біта>
Наприклад, символьне ім’я порта Р1, можна записати, як Р1.2, а п’ятого біта акумулятора - АСС.5. Символьні імена регістрів і їх бітів є резервованими словами для ASM 51, тому їх не треба визначати директивами асемблера.
Команди передачі даних
Дана група є найбільшою в системі команд МК 51 і містить 4 підгрупи: пересилок, завантаження, обміну даними і стекові команди. Крім того їх можна поділити на команди, які оперують з байтами та команди бітових операцій. Тут будуть розглядатись команди, які оперують з байтами (таблиця 8.14).
Таблиця 8.14- Команди передачі даних
|
Назва команди |
Мнемоніка |
КОП |
Т |
В |
Ц |
Операція |
|
Команди пересилок |
||||||
|
Пересилка
в акумулятор з регістра (n=0 |
MOV A,Rn |
11101ііі |
1 |
1 |
1 |
(A)(Rn) |
|
Пересилка в акумулятор прямоадресованого байта |
MOV A,ad |
11100101 |
3 |
2 |
1 |
(A)(ad) |
|
Пересилка в акумулятор байта з РПД (і=0,1) |
MOV A, @Ri |
1110011і |
1 |
1 |
1 |
(A)((Ri)) |
|
Пересилка в регістр з акумулятора |
MOVRn,A |
11111ііі |
1 |
1 |
1 |
(Rn)(A) |
|
Пересилка в регістр прямоадресованого байта |
MOV Rn,ad |
10101ііі |
3 |
2 |
2 |
(Rn)(ad) |
|
Пересилка за прямою адресою ак. |
MOV ad,A |
11110101 |
3 |
2 |
1 |
(ad)(A) |
|
Пересилка за прямою адресою регістра |
MOV ad,Rn |
10001ііі |
3 |
2 |
2 |
(ad)(Rn) |
|
Пересилка прямоадресованого байта по прямій адресі |
MOV add, ads |
10000101 |
9 |
3 |
2 |
(add)(abs) |
|
Пересилка байта з РПД по прямій адресі |
MOV ad, @Ri |
1000011і |
3 |
2 |
2 |
(ad)((Ri)) |
|
Пересилка в РПД з акумулятора |
MOV @Ri, A |
1111011і |
1 |
1 |
1 |
((Ri))(A) |
|
Пересилка в РПД прямоадресованого байта |
MOV @Ri, ad |
0110011і |
3 |
2 |
2 |
((Ri))(ad)
|
|
Пересилка в акуму-лятор байта з ПП |
MOVC A, @A+DPTR |
10010011 |
1 |
1 |
2 |
(A)((A)+ +(DPTR)) |
|
Пересилка в акуму-лятор байта з ПП |
MOVC A, @A+PC |
10000011 |
1 |
1 |
2 |
(PC)(PC)+1 (A)((A)+(PC)) |
|
Пересилка в акуму-лятор байта з ЗПД |
MOVX A,@Ri |
1110001і |
1 |
1 |
2 |
(A)((Ri)) |
|
Пересилка в акуму-лятор байта з розширеної ЗПД |
MOVX A, @DPTR |
11100000 |
1 |
1 |
2 |
(A)((DPTR)) |
|
Пересилка в ЗПД з акумулятора |
MOVX @Ri,A
|
1111001і |
1 |
1 |
2 |
((Ri))(A) |
|
Пересилка в розши-рену ЗПД з акуму-лятора |
MOVX @DPTR,A |
11110000 |
1 |
1 |
2 |
(DPTR)(A) |
|
Команди завантаження |
||||||
|
Завантаження в регістр константи |
MOV Rn,#d |
01111ііі |
2 |
2 |
1 |
(Rn) #d |
|
Завантаження в акумулятор константи |
MOV A,#d |
01110100 |
2 |
2 |
1 |
(A)#d
|
|
Пересилка за прямою адресою константи |
MOV ad,#d |
01110101 |
7 |
3 |
2 |
(ad)#d |
|
Пересилка в РПД константи |
MOV @Ri, #d |
0111011і |
2 |
2 |
1 |
((Ri))#d |
|
Завантаження вказівника даних |
MOV DPTR, #d16 |
10010000 |
13 |
3 |
2 |
(DPTR)#d16 |
|
Стекові команди |
||||||
|
Завантаження в стек |
PUSH ad |
11000000 |
3 |
2 |
2 |
(SP)(SP)+1 ((SP))(ad) |
|
Вилучення зі стека |
POP ad |
11010000 |
3 |
2 |
2 |
(ad)(SP) (SP)(SP)-1 |
|
Команди обміну |
||||||
|
Обмін акумулятора з регістром |
XCH A,Rn |
11001ііі |
1 |
1 |
1 |
(A) |
|
Обмін акумулятора з Прямоадресованим Байтом |
XCH A,ad |
11000101 |
3 |
2 |
1 |
(A)
|
|
Обмін акумулятора з байтом із РПД |
XCH A,@Ri |
1100011і |
1 |
1 |
1 |
(A) |
|
Обмін молодшої тетради акумулятора з молодшою тетрадою байта РПД |
XCHD A,@Ri |
1101011і |
1 |
1 |
1 |
(A0-3
) |
7)
(Rn)
(ad)
((Ri))
((Ri)
0-3))Команди пересилки даних мають три модифікації:
MOV - пересилки в межах резидентної пам’яті даних, регістрів, спеціальних функцій та портів;
MOVC - пересилки з пам’яті програм (внутрішньої та зовнішньої) в акумулятор;
MOVX - двонаправлені пересилки із зовнішньої пам’яті даних і акумулятора.
Команда MOV забезпечує двонаправлені пересилки, джерелами та приймачами яких з одного боку є акумулятор, а з другого - регістри оперативного призначення Rn (від R0 до R7 відповідного банку регістрів), комірки внутрішнього ОЗП, адреси яких (операнд ad задається в діапазоні адрес від 00 H до FF H) прямо задається в команді, комірки резидентної пам’яті даних (адреси від 00 Н до 7F H) вказується опосередковано через регістри R0 i R1 відповідного банку. Низка пересилок може виконуватись без участі акумулятора. Зокрема пересилки з однієї комірки внутрішнього ОЗП в іншу, адреса приймача (add) і джерела (ads) задається відповідно в другому і третьому байтах команди MOV, з комірки ОЗП в регістр оперативного призначення і навпаки. Можлива і опосередкована адресація комірки РПД через регістри R0 i R1. Основні способи пересилки з використанням команди MOV показані на таких прикладах:
|
MOV A,R3 |
; Пересилка даних з регістра R3 в акумулятор |
|
MOV P1,A |
; Пересилка байта з акумулятора в порт Р1 |
|
MOV @R1,P2 |
; Пересилка з порту Р2 в комірку РПД, адреса якої в ;регістрі R1 |
|
MOV R5,P0 |
; Пересилка байта з порту Р0 в регістр R5 |
|
MOV@R0,SUBF |
; Пересилка прийнятого в послідовному каналі байта в ;РПД |
Команди MOVC забезпечують занесення до акумулятора байта з комірок пам’яті програм, адреса яких утворена сумою поточного вмісту акумулятора та вказівника даних (MOVC A,@A+DPTR) або сумою вмісту акумулятора і лічильника команд (MOVC A,@A+PC). Перша команда дозволяє пересилати байти з комірок, що знаходяться в повному адресному просторі зовнішньої пам’яті програм об’ємом 64 Кбайти, а друга - в суміщеному адресному просторі ПП (тобто ЗП складає 64 Кбайтів +256 байтів, що задаються байтом акумулятора). Дані команди зручно використовувати у тому випадку, коли готові результати розв’язку певної задачі написані в ПП (наприклад, таблиця sin x для цілих кутів, квадратів чисел тощо).
В МК51 при використанні команди MOVX @,Ri забезпечується доступ до 256 байтів ЗПД для виконання пересилок, а також є двосторонній обмін байтами між акумулятором і розширеною ЗПД, коли для доступу до комірок пам’яті використовується 16-бітна адреса, що зберігається в регістрі-покажчику даних DPTR. Команда MOVX @DPTR забезпечує доступ до 65536 байтам ЗПД.
Команди арифметичних операцій
Дану групу утворюють 24 команди (таблиця 8.15), які використовують команди віднімання, десяткової корекції, інкременту/декременту байтів а також команди множення та ділення. Основною особливістю основних команд арифметичних операцій є те, що одним із операндів і приймачем результату є акумулятор. Другим операндом є регістри оперативного призначення, комірки внутрішнього ОЗП, безпосередні дані, комірки РПД. Всі безпосередні дані, крім інкременту/декременту байтів діють на індикатори.
Дія команд додавання, віднімання, десяткової корекції, інкременту/декремету співпадає з дією аналогічних команд вже розглянутих в МП (наприклад, КМ 1810 ВМ 86).
Таблиця 8.15- Група команд арифметичних операцій
|
Назва команди |
Мнемоніка |
КОП |
Т |
В |
Ц |
Операція |
|
Додавання
акумулятора і регістра (n=0 |
ADD A,Rn |
00101iii |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)+(Rn) |
|
Додавання акумулятора і прямоадресовано-го байта |
ADD A,ad |
00100101 |
3 |
2 |
1 |
(A)(A)+(ad) |
|
Додавання акумулятора і байта з РПД |
ADD A,@Ri |
0010011i |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)+((Ri)) |
|
Додавання акумулятора і константи |
ADD A,#d |
00100100 |
2 |
2 |
1 |
(A)(A)+#d |
|
Додавання акумулятора і регістра з перено-сом |
ADDC A,Rn |
00111iii |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)+(Rn)+(C) |
|
Додавання акумулятора і прямоадресовано-го байта з переносом |
ADDC A,ad |
00110101 |
3 |
2 |
1 |
(A)(A)+(ad)+(C) |
|
Додавання акуму-лятора і байта з РПД з переносом |
ADDC A,@Ri |
0011011i |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)+((Ri))+(C) |
|
Додавання акуму-лятора і константи з переносом |
ADDC A,#d |
00110100 |
2 |
2 |
1 |
(A)(A)+#d+(C) |
|
Десяткова корекція акумулятора |
DA A |
11010100 |
1 |
1 |
1 |
Якщо (A0-3) >9V ((AC)=1), то (A0-3)(A0-3)+6 потім, якщо(A4-7) >9V ((C)=1), то (A4-7)(A4-7)+6 |
|
Віднімання з акумулятора регістра з за-позиченням |
SUBB A,Rn |
10011iii |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)-(C)-(Rn) |
|
Віднімання з акумулятора прямоадресо-ваного байта з запозиченням |
SUBB A,ad |
10010101 |
3 |
2 |
1 |
(A)(A)-(C)-((ad)) |
|
Віднімання з акумулятора байта з РПД з запозиченням |
SUBB A,@Ri |
1001011i |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)-(C)-((Ri)) |
|
Віднімання з акумулятора константи з запозиченням |
SUBB A,#d |
10010100 |
2 |
2 |
1 |
(A)(A)-(C)-#d |
|
Інкремент акумулятора |
INC A |
00000100 |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)+1 |
|
Інкремент регістра |
INC Rn |
00001iii |
3 |
1 |
1 |
(Rn)(Rn)+1 |
|
Інкремент прямоад-ресованого байта |
INC ad |
00000101 |
1 |
2 |
1 |
(ad)(ad)+1 |
|
Інкремент байта в РПД |
INC @Ri |
0000011i |
1 |
1 |
1 |
((Ri))((Ri))+1 |
|
Інкремент вказівника даних |
INC DPTR |
10100011 |
1 |
1 |
2 |
(DPTR)(DPTR)+1 |
|
Декремент акуму-лятора |
DEC A |
00010100 |
1 |
1 |
1 |
(A)(A)-1 |
|
Декремент регістра |
DEC Rn |
00011iii |
1 |
1 |
1 |
(Rn)(Rn) |
|
Декремент прямоад-ресованого байта |
DEC ad |
00010101 |
3 |
2 |
1 |
(ad)(ad)-1 |
|
Декремент байта в РПД |
DEC @Ri |
0001011i |
1 |
1 |
1 |
((Ri))((Ri))-1 |
|
Множення акуму-лятора і регістра В |
MUL AB |
10100100 |
1 |
1 |
4 |
(B)(A)(A)*(B) |
|
Ділення акумулятора і регістра В |
DIV AB |
10000100 |
1 |
1 |
4 |
(A).(B)(A)/(B) |
7)