指令周期表
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单片机89C51精确延时高手从菜鸟忽略作起之(六)一,晶振与周期:89C51晶振频率约为12MHZ。
在此基础上,计论几个与单片机相关的周期概念:时钟周期,状态周期,机器周期,指令周期。
晶振12MHZ,表示1US振动12次,此基础上计算各周期长度。
时钟周期(W sz):Wsz=1/12=0.083us状态周期(W zt) Wzt=2*Wsz=0.167us机器周期(W jq): Wjq=6*Wzt=1us指令周期(W zl): W zl=n*Wjq(n=1,2,4)二,指令周期汇编指令有单周期指令,双周期指令,四周期指令。
指令时长分别是1US,2US,4US.指令的周期可以查询绘编指令获得,用下面方法进行记忆。
1.四周期指令:MUL,DIV2.双周期指令:与SP,PC相关(见汇编指令周期表)3.单周期指令:其他(见汇编指令周期表)三,单片机时间换算单位1.1秒(S)=1000毫秒(ms)2.1毫秒(ms)=1000微秒(us)3.1微秒(us)=1000纳秒(ns)单片机指令周期是以微秒(US)为基本单位。
四,单片机延时方式1.计时器延时方式:用C/T0,C/T1进行延时。
2.指令消耗延时方式:本篇单片机精确延时主要用第2种方式。
五,纳秒(ns)级延时:由于单片机指令同期是以微秒(US)为基本单位,因此,纳秒级延时,全部不用写延时。
六,微秒(US)级延时:1.单级循环模式:delay_us_1最小值:1+2+2+0+2+1+2+2=12(US),运行此模式最少需12US,因此12US以下,只能在代码中用指定数目的NOP来精确延时。
最大值:256*2+12-2=522(US),256最大循环次数,2是指令周期,12是模式耗时,-2是模式耗时中计1个时钟周期。
延时范围:值域F(X)[12,522],变量取值范围[0,255].函数关系:Y=F(x):y=2x+12,由输入参数得出延时时间。
反函数:Y=F(x):y=1/2x-6:由延时时间,计算输入参数。
附录附录A 常用80x86指令速查表指令按助记符字母顺序排列,缩写、符号约定如下:(1) 指令中,dst, src表示目的操作数和源操作数。
仅一个操作数时,个别处也表示为opr。
(2) imm表示立即数,8/16/32位立即数记作:imm8/imm16/imm32。
(3) reg表示通用寄存器,8/16/32位通用寄存器记作:reg8/reg16/reg32。
(4) mem表示内存操作数,8/16/32等内存操作数记作:mem8/mem16/mem32等。
(5) seg表示段寄存器,CS, DS, SS, ES, FS, GS。
(6) acc表示累加器,8/16/32累加器对应AL/AX/EAX。
(7)OF, SF, ZF, AF, PF, CF分别表示为O, S, Z, A, P, C,相应位置为:字母,根据结果状态设置;?,状态不确定;-,状态不变;1,置1;0,清0;例如:0 S Z ? P -表示:OF清0,AF不确定,CF不变,其它根据结果设置。
若该栏空白,则表示无关。
(8)寄存器符号诸如(E)CX, (E)SI, (E)DI, (E)SP, (E)BP和(E)IP等,表示在16地址模式下使用16位寄存器(如CX),或在32地址模式下使用32位寄存器(如ECX)。
(9)周期数表示指令执行所需的CPU时钟周期个数,即执行时间为:周期数/主频(秒)。
(10)诸如(386+)是表示该指令只能用于80386及以后微处理器上。
·252·附录·253··254·附录·255··256·附录·257··258·附录·259·附录B 编程练习环境说明1. 编程练习软件包附带软件包x86ASM是在Microsoft的MASM 6.15软件包的基础上,加入CodeView、Win32的开发工具及Turbo C 2.0等,进行简单整理而成的,以便初学者编程练习使用。
指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号一、前言在计算机科学和工程中,指令执行阶段是中央处理器(CPU)执行指令的过程。
在这个过程中,CPU按照特定的节拍(时钟周期)来完成一条指令的执行,其中每个节拍都有特定的功能和有效的控制信号。
本文将对指令执行阶段的每个节拍进行详细的分析,列出各个节拍的功能和有效控制信号,以便读者更好地理解CPU的工作原理。
二、指令执行阶段的节拍功能和有效控制信号在指令执行阶段,CPU按照不同的节拍依次完成指令的获取、译码、执行和写回等过程。
下面将对每个节拍的功能和有效控制信号进行详细描述。
1. 取指节拍(IF)取指节拍是指CPU从内存中获取下一条指令的节拍。
在这个节拍中,CPU需要执行以下功能:- 从程序计数器(PC)中读取下一条指令的位置区域- 将指令位置区域发送给内存- 从内存中获取指令内容有效的控制信号包括:- 使能程序计数器(PC):控制PC是否可以接受新的指令位置区域- 内存读使能信号:通知内存准备读取数据- 存储器位置区域选择信号:指示内存需要读取的位置区域2. 译码节拍(ID)译码节拍是指CPU对获取的指令进行译码的节拍。
在这个节拍中,CPU需要执行以下功能:- 对获取的指令进行解码,确定指令的操作类型和操作数- 从寄存器或内存中读取操作数- 确定下一条指令的位置区域有效的控制信号包括:- 寄存器读使能信号:通知寄存器准备读取数据- 内存读使能信号:通知内存准备读取数据- ALU操作类型选择信号:指示ALU需要执行的操作类型3. 执行节拍(EX)执行节拍是指CPU执行指令的节拍。
在这个节拍中,CPU需要执行以下功能:- 对操作数执行算术或逻辑运算- 计算指令的结果- 确定下一条指令的位置区域有效的控制信号包括:- ALU操作类型选择信号:指示ALU需要执行的操作类型- ALU运算使能信号:通知ALU准备执行运算- 存储器写使能信号:通知内存需要写入数据4. 写回节拍(WB)写回节拍是指CPU将执行结果写入寄存器或内存的节拍。
单片机指令以A开头的指令有18条,分别为:1、ACALL addr11指令名称:绝对调用指令指令代码:A10 A9 A8 10001 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0指令功能:构造目的地址,进行子程序调用。
其方法是以指令提供的11位地址(al0~a0),取代PC的低11位,PC的高5位不变。
操作容:PC←(PC)+2SP←(SP)+1(SP)←(PC)7~0SP←(SP)+1(SP)←(PC)15~8PC10~0←addrl0~0字节数: 2机器周期:2使用说明:由于指令只给出子程序入口地址的低11位,因此调用围是2KB。
2、ADD A,Rn指令名称:寄存器加法指令指令代码:28H~2FH指令功能:累加器容与寄存器容相加操作容:A←(A)+(Rn), n=0~7字节数: 1机器周期;1影响标志位:C,AC,OV3、ADD A,direct指令名称:直接寻址加法指令指令代码:25H指令功能:累加器容与部RAM单元或专用寄存器容相加操作容:A←(A)+(direct)字节数: 2机器周期:1影响标志位:C,AC,OV4、ADD A,@Ri ’指令名称:间接寻址加法指令指令代码:26H~27H指令功能:累加器容与部RAM低128单元容相加操作容:A←(A)+((Ri)), i=0,1字节数: 1机器周期:1影响标志位:C,AC,OV5、ADD A,#data指令名称:立即数加法指令指令代码:24H指令功能:累加器容与立即数相加操作容:A←(A)+data字节数: 2机器周期:1影响标志位:C,AC,OV6、ADDC A,Rn指令名称:寄存器带进位加法指令指令代码:38H~3FH指令功能:累加器容、寄存器容和进位位相加操作容:A←(A)+(Rn)+(C), n=0~7字节数: 1 机器周期:1 影响标志位:C,AC,OV7、ADDC A,direct指令名称:直接寻址带进位加法指令指令代码:35H指令功能:累加器容、部RAM低128单元或专用寄存器容与进位位加操作容:A←(A)+(direct)+(C)字节数: 2机器周期:1影响标志位:C,AC,OV8、ADDC A,@Ri指令名称:间接寻址带进位加法指令指令代码:36H~37H指令功能:累加器容, 部RAM低128单元容与进位位相加操作容:A←(A)+((Ri))+(C), i=0,1字节数: 1机器周期:1影响标志位:C,AC,OV9、ADDC A,#data指令名称:立即数带进位加法指令指令代码:34H指令功能:累加器容、立即数与进位位相加操作容:A←(A)+data+(C)字节数: 2机器周期:1影响标志位:C,AC,OV10、AJMP addr11指令名称:绝对转移指令指令代码:A10 A9 A8 1 0 0 0 1 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 指令功能:构造目的地址,实现程序转移。
时钟周期:时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12 us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。
例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M 秒;指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
总线周期:由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的,CPU对存贮器和I/O接口的访问,是通过总线实现的。
51单片机的指令周期051芯片内部有一高增益反相放大器,用于构成振荡器,反向放大器输入端为XTAL1,输出端XTAL2。
在XTAL1和XTAL2两端跨接一个石英晶体及两个电容就构成了稳定自激振荡器,电容器C1和C2通常都取30pF左右,对振荡频率有微调作用。
振荡频率范围是1.212MHz。
8051也使用外部震荡脉冲信号,由XTAL2端引脚输入,XTAL1端接地,外部震荡脉冲源方式常用于多块8051同时工作,以便于同步。
晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输出到片内的时钟发生器上,时钟发生器是一个二分频触发电路,它将振荡器的信号频率fosc除以2,向CPU提供两相时钟信号P1和P2。
时钟信号的周期称为机器状态时间S,CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥8051单片机各个部件协调地工作。
除时钟周期外,还有两个与时间有关的概念叫机器周期和指令周期。
计算机的一条指令由若干个字节组成。
执行一条指令需要多少时间则以机器周期为单位。
所谓一个机器周期就是指CPU访问存储器一次所需要的时间。
例如取指令,读存储器,写存储器等等。
MCS51的一个机器周期为12个振荡周期,分为六个S状态,S1S6.而每个状态又分为两拍,称为P1和P2。
因此,一个机器周期中的12个振荡周期表示为S1P1,S1P2,S2P1等直到S6P2.若采用6MHZ晶体振荡器,则每个机器周期恰为2us。
每条指令都由一个或几个机器周期组成。
在MCS51系统中,有单周期指令,双周期指令。
四周期指令只有乘,除两条指令。
指令的运算速度和它的机器周期直接相关,机器周期数较小则执行速度快。
在编程时要注意选用具有同样功能而机器周期数小的指令。
每一条指令的执行都可以包括取指和执行两个阶段。
在取指阶段,CPU从内部或者外部ROM中取出指令操作码及操作数,然后再执行这条指令。
在8051指令系统中,根据各种操作的繁简程度,其指令可由单字节,双字节和三字节组成。
从机器执行指令的速度看,单字节和双字节指令都可能是单周期或双周期,而三字节指令都是双周期,只有乘,除指令占四个周期,一条指令的字节数表征这条指令在存储器中所占空间大小,而周期数表征运行这条指令所花时间长短,即运行速度。
延时程序在单片机编程中使用非常广泛,但一些读者在学习中不知道延时程序怎么编程,不知道机器周期和指令周期的区别,不知道延时程序指令的用法, ,本文就此问题从延时程序的基本概念、机器周期和指令周期的区别和联系、相关指令的用法等用图解法的形式详尽的回答读者我们知道程序设计是单片机开发最重要的工作,而程序在执行过程中常常需要完成延时的功能。
例如在交通灯的控制程序中,需要控制红灯亮的时间持续30秒,就可以通过延时程序来完成。
延时程序是如何实现的呢?下面让我们先来了解一些相关的概念。
一、机器周期和指令周期1.机器周期是指单片机完成一个基本操作所花费的时间,一般使用微秒来计量单片机的运行速度,51 单片机的一个机器周期包括12 个时钟振荡周期,也就是说如果51 单片机采用12MHz 晶振,那么执行一个机器周期就只需要1μs;如果采用的是6MHz 的晶振,那么执行一个机器周期就需要2 μs。
2 .指令周期是指单片机执行一条指令所需要的时间,一般利用单片机的机器周期来计量指令周期。
在51 单片机里有单周期指令(执行这条指令只需一个机器周期),双周期指令(执行这条指令只需要两个机器周期),四周期指令(执行这条指令需要四个机器周期)。
除了乘、除两条指令是四周期指令,其余均为单周期或双周期指令。
也就是说,如果51 单片机采用的是12MHz 晶振,那么它执行一条指令一般只需1~2 微秒的时间;如果采用的是6MH 晶振,执行一条指令一般就需2~4 微秒的时间。
现在的单片机有很多种型号,但在每个型号的单片机器件手册中都会详细说明执行各种指令所需的机器周期,了解以上概念后,那么可以依据单片机器件手册中的指令执行周期和单片机所用晶振频率来完成需要精确延时时间的延时程序。
二、延时指令在单片机编程里面并没有真正的延时指令,从上面的概念中我们知道单片机每执行一条指令都需要一定的时间,所以要达到延时的效果,只须让单片机不断地执行没有具体实际意义的指令,从而达到了延时的效果。
MCS-51单片机指令周期表mcs-51指令速查表类别指令格式功能简述字节数周期MOV A,Rn寄存器送累加器11MOV Rn,A累加器送寄存器11MOV A,@Ri内部RAM单元送累加器11MOV@Ri,A累加器送内部RAM单元11MOV A,#data立即数送累加器21MOV A,direct直接寻址单元送累加器21MOV direct,A累加器送直接寻址单元21MOV Rn,#data立即数送寄存器21MOV direct,#data立即数送直接寻址单元32MOV@Ri,#data立即数送内部RAM单元21MOV direct,Rn寄存器送直接寻址单元22数据传送类指令期MOV Rn,direct直接寻址单元送寄存器22MOV direct,@Ri内部RAM单元送直接寻址单元22MOV@Ri,direct直接寻址单元送内部RAM单元22MOV direct2,direct1直接寻址单元送直接寻址单元32MOV DPTR,#data1616位立即数送数据指针32MOVX A,@Ri外部RAM单元送累加器(8位地址)12MOVX@Ri,A累加器送外部RAM单元(8位地址)12MOVX A,@DPTR外部RAM单元送累加器(16位地址)12MOVX@DPTR,A累加器送外部RAM单元(16位地址)12MOVC A,@A+DPTR查表数据送累加器(DPTR为基址)12MOVC A,@A+PC查表数据送累加器(PC为基址)12XCH A,Rn累加器与寄存器交换11算术运算类指令XCH A,@Ri累加器与内部RAM单元交换11XCHD A,direct累加器与直接寻址单元交换21XCHD A,@Ri累加器与内部RAM单元低4位交换11SWAP A累加器高4位与低4位交换11POP direct栈顶弹出指令直接寻址单元22PUSH direct直接寻址单元压入栈顶22ADD A,Rn累加器加寄存器11ADD A,@Ri累加器加内部RAM单元11ADD A,direct累加器加直接寻址单元21ADD A,#data累加器加立即数21ADDC A,Rn累加器加寄存器和进位标志11ADDC A,@Ri累加器加内部RAM单元和进位标志11ADDC A,#data累加器加立即数和进位标志21ADDC A,direct累加器加直接寻址单元和进位标志21INC A累加器加111INC Rn寄存器加111INC direct直接寻址单元加121INC@Ri内部RAM单元加111INC DPTR数据指针加112DA A十进制调整11SUBB A,Rn累加器减寄存器和进位标志11SUBB A,@Ri累加器减内部RAM单元和进位标志11SUBB A,#data累加器减立即数和进位标志21SUBB A,direct累加器减直接寻址单元和进位标志21DEC A累加器减111DEC Rn寄存器减111DEC@Ri内部RAM单元减111DEC direct直接寻址单元减121MUL AB累加器乘寄存器B14DIV AB累加器除以寄存器B14ANL A,Rn累加器与寄存器11逻辑运算类指令ANL A,@Ri累加器与内部RAM单元11ANL A,#data累加器与立即数21ANL A,direct累加器与直接寻址单元21ANL direct,A直接寻址单元与累加器21ANL direct,#data直接寻址单元与立即数31ORL A,Rn累加器或寄存器11ORL A,@Ri累加器或内部RAM单元11ORL A,#data累加器或立即数21ORL A,direct累加器或直接寻址单元21ORL direct,A直接寻址单元或累加器21ORL direct,#data直接寻址单元或立即数31XRL A,Rn累加器异或寄存器11XRL A,@Ri累加器异或内部RAM单元11XRL A,#data累加器异或立即数21XRL A,direct累加器异或直接寻址单元21XRL direct,A直接寻址单元异或累加器21XRL direct,#data直接寻址单元异或立即数32RL A累加器左循环移位11RLC A累加器连进位标志左循环移位11RR A累加器右循环移位11RRC A累加器连进位标志右循环移位11CPL A累加器取反11CLR A累加器清零11ACCALL addr112KB范围内绝对调用22AJMP addr112KB范围内绝对转移22LCALL addr162KB范围内长调用32LJMP addr162KB范围内长转移32SJMP rel相对短转移22JMP@A+DPTR相对长转移12RET子程序返回12RET1中断返回12控制转移类指令JZ rel累加器为零转移22JNZ rel累加器非零转移22CJNE A,#data,rel累加器与立即数不等转移32CJNE A,direct,rel累加器与直接寻址单元不等转移32CJNE Rn,#data,rel寄存器与立即数不等转移32CJNE@Ri,#data,rel RAM单元与立即数不等转移32DJNZ Rn,rel寄存器减1不为零转移22DJNZ direct,rel直接寻址单元减1不为零转移32NOP空操作11MOV C,bit直接寻址位送C21MOV bit,C C送直接寻址位21CLR C C清零11CLR bit直接寻址位清零21CPL C C取反11CPL bit直接寻址位取反21SETB C C置位11SETB bit直接寻址位置位21布尔操作类指令ANL C,bit C逻辑与直接寻址位22ANL C,/bit C逻辑与直接寻址位的反22ORL C,bit C逻辑或直接寻址位22ORL C,/bit C逻辑或直接寻址位的反22JC rel C为1转移22JNC rel C为零转移22JB bit,rel直接寻址位为1转移32JNB bit,rel直接寻址为0转移32JBC bit,rel直接寻址位为1转移并清该位32。
© 2007 Microchip Technology Inc.超前信息DS39703A_CN 第2-1页CPU2第2章 CPU目录本章包括下列主题:2.1简介 ...............................................................................................................................2-22.2编程模型 ........................................................................................................................2-42.3软件堆栈指针 ................................................................................................................2-72.4CPU 寄存器说明 .........................................................................................................2-102.5算术逻辑单元(ALU ) ................................................................................................2-132.6乘法和除法支持 ...........................................................................................................2-142.7编译器友好架构 ...........................................................................................................2-172.8多位移位支持 ..............................................................................................................2-172.9指令流类型 ..................................................................................................................2-182.10程序流循环控制 ...........................................................................................................2-202.11地址寄存器相依性 .......................................................................................................2-222.12寄存器映射 ..................................................................................................................2-252.13相关应用笔记 ..............................................................................................................2-262.14版本历史 ......................................................................................................................2-27PIC24F系列参考手册2.1简介PIC24F CPU模块采用16位(数据)改良的哈佛架构,并带有增强型指令集。
MCS-51单片机指令周期表mcs-51指令速查表类别指令格式功能简述字节数周期MOV A,Rn寄存器送累加器11MOV Rn,A累加器送寄存器11MOV A,@Ri内部RAM单元送累加器11MOV@Ri,A累加器送内部RAM单元11MOV A,#data立即数送累加器21MOV A,direct直接寻址单元送累加器21MOV direct,A累加器送直接寻址单元21MOV Rn,#data立即数送寄存器21MOV direct,#data立即数送直接寻址单元32MOV@Ri,#data立即数送内部RAM单元21MOV direct,Rn寄存器送直接寻址单元22数据传送类指令期MOV Rn,direct直接寻址单元送寄存器22MOV direct,@Ri内部RAM单元送直接寻址单元22MOV@Ri,direct直接寻址单元送内部RAM单元22MOV direct2,direct1直接寻址单元送直接寻址单元32MOV DPTR,#data1616位立即数送数据指针32MOVX A,@Ri外部RAM单元送累加器(8位地址)12MOVX@Ri,A累加器送外部RAM单元(8位地址)12MOVX A,@DPTR外部RAM单元送累加器(16位地址)12MOVX@DPTR,A累加器送外部RAM单元(16位地址)12MOVC A,@A+DPTR查表数据送累加器(DPTR为基址)12MOVC A,@A+PC查表数据送累加器(PC为基址)12XCH A,Rn累加器与寄存器交换11算术运算类指令XCH A,@Ri累加器与内部RAM单元交换11XCHD A,direct累加器与直接寻址单元交换21XCHD A,@Ri累加器与内部RAM单元低4位交换11SWAP A累加器高4位与低4位交换11POP direct栈顶弹出指令直接寻址单元22PUSH direct直接寻址单元压入栈顶22ADD A,Rn累加器加寄存器11ADD A,@Ri累加器加内部RAM单元11ADD A,direct累加器加直接寻址单元21ADD A,#data累加器加立即数21ADDC A,Rn累加器加寄存器和进位标志11ADDC A,@Ri累加器加内部RAM单元和进位标志11ADDC A,#data累加器加立即数和进位标志21ADDC A,direct累加器加直接寻址单元和进位标志21INC A累加器加111INC Rn寄存器加111INC direct直接寻址单元加121INC@Ri内部RAM单元加111INC DPTR数据指针加112DA A十进制调整11SUBB A,Rn累加器减寄存器和进位标志11SUBB A,@Ri累加器减内部RAM单元和进位标志11SUBB A,#data累加器减立即数和进位标志21SUBB A,direct累加器减直接寻址单元和进位标志21DEC A累加器减111DEC Rn寄存器减111DEC@Ri内部RAM单元减111DEC direct直接寻址单元减121MUL AB累加器乘寄存器B14DIV AB累加器除以寄存器B14ANL A,Rn累加器与寄存器11逻辑运算类指令ANL A,@Ri累加器与内部RAM单元11ANL A,#data累加器与立即数21ANL A,direct累加器与直接寻址单元21ANL direct,A直接寻址单元与累加器21ANL direct,#data直接寻址单元与立即数31ORL A,Rn累加器或寄存器11ORL A,@Ri累加器或内部RAM单元11ORL A,#data累加器或立即数21ORL A,direct累加器或直接寻址单元21ORL direct,A直接寻址单元或累加器21ORL direct,#data直接寻址单元或立即数31XRL A,Rn累加器异或寄存器11XRL A,@Ri累加器异或内部RAM单元11XRL A,#data累加器异或立即数21XRL A,direct累加器异或直接寻址单元21XRL direct,A直接寻址单元异或累加器21XRL direct,#data直接寻址单元异或立即数32RL A累加器左循环移位11RLC A累加器连进位标志左循环移位11RR A累加器右循环移位11RRC A累加器连进位标志右循环移位11CPL A累加器取反11CLR A累加器清零11ACCALL addr112KB范围内绝对调用22AJMP addr112KB范围内绝对转移22LCALL addr162KB范围内长调用32LJMP addr162KB范围内长转移32SJMP rel相对短转移22JMP@A+DPTR相对长转移12RET子程序返回12RET1中断返回12控制转移类指令JZ rel累加器为零转移22JNZ rel累加器非零转移22CJNE A,#data,rel累加器与立即数不等转移32CJNE A,direct,rel累加器与直接寻址单元不等转移32CJNE Rn,#data,rel寄存器与立即数不等转移32CJNE@Ri,#data,rel RAM单元与立即数不等转移32DJNZ Rn,rel寄存器减1不为零转移22DJNZ direct,rel直接寻址单元减1不为零转移32NOP空操作11MOV C,bit直接寻址位送C21MOV bit,C C送直接寻址位21CLR C C清零11CLR bit直接寻址位清零21CPL C C取反11CPL bit直接寻址位取反21SETB C C置位11SETB bit直接寻址位置位21布尔操作类指令ANL C,bit C逻辑与直接寻址位22ANL C,/bit C逻辑与直接寻址位的反22ORL C,bit C逻辑或直接寻址位22ORL C,/bit C逻辑或直接寻址位的反22JC rel C为1转移22JNC rel C为零转移22JB bit,rel直接寻址位为1转移32JNB bit,rel直接寻址为0转移32JBC bit,rel直接寻址位为1转移并清该位32。
单片机时序图MCS51单片机的指令时序接下来我们分别对几个典型的指令时序加以说明。
·单字节单周期指令:单字节单周期指令只进行一次读指令操作,当第二个ALE信号有效时,PC并不加1,那么读出的还是原指令,属于一次无效的读操作。
·双字节单周期指令:这类指令两次的ALE信号都是有效的,只是第一个ALE信号有效时读的是操作码,第二个ALE信号有效时读的是操作数。
·单字节双周期指令:两个机器周期需进行四读指令操作,但只有一次读操作是有效的,后三次的读操作均为无效操作。
单字节双周期指令有一种特殊的情况,象MOVX这类指令,执行这类指令时,先在ROM 中读取指令,然后对外部数据存储器进行读或写操作,头一个机器周期的第一次读指令的操作码为有效,而第二次读指令操作则为无效的。
在第二个指令周期时,则访问外部数据存储器,这时,ALE信号对其操作无影响,即不会再有读指令操作动作。
上页的时序图中,我们只描述了指令的读取状态,而没有画出指令执行时序,因为每条指令都包含了具体的操作数,而操作数类型种类繁多,这里不便列出,有兴趣的读者可参阅有关书籍时序是用定时单位来描述的,MCS-51的时序单位有四个,它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期,接下来我们分别加以说明。
·节拍与状态:我们把振荡脉冲的周期定义为节拍(为方便描述,用P表示),振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号,把时钟信号的周期定义为状态(用S表示),这样一个状态就有两个节拍,前半周期相应的节拍我们定义为1(P1),后半周期对应的节拍定义为2(P2)。
·机器周期:MCS-51有固定的机器周期,规定一个机器周期有6个状态,分别表示为S1-S6,而一个状态包含两个节拍,那么一个机器周期就有12个节拍,我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2,一个机器周期共包含12个振荡脉冲,即机器周期就是振荡脉冲的12分频,显然,如果使用6MHz的时钟频率,一个机器周期就是2us,而如使用12MHz的时钟频率,一个机器周期就是1us。