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51单片机位操作指令详解

  前面那些流水灯的例程,我们已经习惯了“位”一位就是一盏灯的亮和灭,而我们学的指令却全都是用“字节”来介绍的:字节的移动、加法、减法、逻辑运算、移位等等。用字节来处理一些数学问题,比如说:控制冰箱的温度、电视的音量等等很直观,能直接用数值来表在。可是如果用它来控制一些开关的打开和合上,灯的亮和灭,就有些不直接了,记得我们上次课上的流水灯的例程吗?我们知道送往P1口的数值后并不能马上知道哪个灯亮和来灭,而是要化成二进制才知道。工业中有很多场合需要处理这类开关输出,继电器吸合,用字节来处理就显示有些麻烦,所以在8031单片机中特意引入一个位处理机制。
  位寻址区
  在8031中,有一部份RAM和一部份SFR是具有位寻址功能的,也就是说这些RAM的每一个位都有自已的地址,能直接用这个地址来对此进行操作。
  内部RAM的20H-2FH这16个字节,就是8031的位寻址区。看图1。可见这里面的每一个RAM中的每个位我们都可能直接用位地址来找到它们,而不必用字节地址,然后再用逻辑指令的方式。
  能位寻址的特殊功能寄存器
  8031中有一些SFR是能进行位寻址的,这些SFR的特点是其字节地址均可被8整除,如A累加器,B寄存器、PSW、IP(中断优先级控制寄存器)、IE(中断允许控制寄存器)、SCON(串行口控制寄存器)、TCON(定时器/计数器控制寄存器)、P0-P3(I/O端口锁存器)。以上的一些SFR我们还不熟,等我们讲解相关内容时再作详细解释。
  位操作指令
  MCS-51单片机的硬件结构中,有一个位处理器(又称布尔处理器),它有一套位变量处理的指令集。在进行位处理时,CY(就是我们前面讲的进位位)称“位累加器”。有自已的位RAM,也就是我们刚讲的内部RAM的20H-2FH这16个字节单元即128个位单元,还有自已的位I/O空间(即P0.0…..P0.7,P1.0…….P1.7,P2.0……..P2.7,P3.0……..P3.7)。当然在物理实体上它们与原来的以字节寻址用的RAM,及端口是完全相同的,或者说这些RAM及端口都能有两种使用办法。
  位传送指令
  MOV C,BIT
  MOV BIT,C
  这组指令的功能是实现位累加器(CY)和其它位地址之间的数据传递。
  例:MOV P1.0,CY ;将CY中的状态送到P1.0管脚上去(如果是做算术运算,我们就能通过观察知道现在CY是多少啦)。
  MOV P1.0,CY ;将P1.0的状态送给CY。
  位修正指令
 
 位清0指令
  CLR C ;使CY=0
  CLR bit ;使指令的位地址等于0。例:CLR P1.0 ;即使P1.0变为0
  位置1指令
  SETB C ;使CY=1
  SETB bit ;使指定的位地址等于1。例:SETB P1.0 ;使P.0变为1
  位取反指令
  CPL C ;使CY等于原来的相反的值,由1变为0,由0变为1。
  CPL bit ;使指定的位的值等于原来相反的值,由0变为1,由1变为0。
  例:CPL P1.0
  以我们做过的实验为例,如果原来灯是亮的,则执行本指令后灯灭,反之原来灯是灭的,执行本指令后灯亮。
  位逻辑运算指令
  位与指令
  ANL C,bit ;CY与指定的位地址的值相与,结果送回CY
  ANL C,/bit ;先将指定的位地址中的值取出后取反,再和CY相与,结果送回CY,但注意,指定的位地址中的值本身并不发生变化。
  例:ANL C,/P1.0
  设执行本指令前,CY=1,P1.0等于1(灯灭),则执行完本指令后CY=0,而P1.0也是等于1。
  可用下列程序验证:
  ORG 0000H
  AJMP START
  ORG 30H
  START: MOV SP,#5FH
  MOV P1,#0FFH
  SETB C
  ANL C,/P1.0
  MOV P1.1,C ;将做完的结果送P1.1,结果应当是P1.1上的灯亮,而P1.0上的灯还是不亮
  位或指令
  ORL C,bit
  ORL C,/bit
  这个的功能大家自行分析吧,然后对照上面的例程,编一个验证程序,看看你相得对吗?
  位条件转移指令
  判CY转移指令
  JC rel
  JNC rel
  第一条指令的功能是如果CY等于1就转移,如果不等于1就次序执行。那么转移到什么地方去呢?我们能这样理解:JC 标号,如果等于1就转到标号处执行。这条指令我们在上节课中已讲到,不再重复。
  第二条指令则和第一条指令相反,即如果CY=0就转移,不等于0就次序执行,当然,我们也同样理解: JNC 标号
  判位变量转移指令
  JB bit,rel
  JNB bit,rel
  第一条指令是如果指定的bit位中的值是1,则转移,不然次序执行。同样,我们能这样理解这条指令:JB bit,标号
  第二条指令请大家先自行分析
  下面我们举个例程说明:
  ORG 0000H
  LJMP START
  ORG 30H
  START:MOV SP,#5FH
  MOV P1,#0FFH
  MOV P3,#0FFH
  L1: JNB P3.2,L2 ;P3.2上接有一只按钮,它按下时,P3.2=0
  JNB P3.3,L3 ;P3.3上接有一只按钮,它按下时,P3.3=0
  LJM P L1
  L2: MOV P1,#00H
  LJMP L1
  L3: MOV P1,#0FFH
  LJMP L1
  END
  把上面的例程写入片子,看看有什么现象………
  按下接在P3.2上的按钮,P1口的灯全亮了,松开或再按,灯并不熄灭,然后按下接在P3.3上的按钮,灯就全灭了。这像什么?这不就是工业现场经常用到的“启动”、“停止”的功能吗?
  怎么做到的呢?一开始,将0FFH送入P3口,这样,P3的所有引线都处于高电平,然后执行L1,如果P3.2是高电平(键没有按下),则次序执行JNB P3.3,L3语句,同样,如果P3.3是高电平(键没有按下),则次序执行LJMP L1语句。这样就不停地检测P3.2、P3.3,如果有一次P3.2上的按钮按下去了,则转移到L2,执行MOV P1,#00H,使灯全亮,然后又转去L1,再次循环,直到检测到P3.3为0,则转L3,执行MOV P1,#0FFH,例灯全灭,再转去L1,如此循环不已。大家能否稍加改动,将本程序用JB指令改写?