Lista rozkazów mikrokontrolera 8051

Transkrypt

1 Lista rozkazów mikrokontrolera 8051

2 Spis treści: Architektura mikrokontrolera Rozkazy

3 Architektura mikrokontrolera Mikrokontroler 8051 posiada trzy typy pamięci: układ zawiera pamięć wewnętrzną (On-Chip Memory) w tym 4 kb pamięci ROM lub EPROM w zależności od wersji, jak również 128 bajtów wewnętrznej pamięci danych. układ ten może pracować z zewnętrzną pamięcią programu podłączoną do szyny systemowej (maksimum 64 kb), mającą często postać zewnętrznego EPROM-u. do układu za pomocą szyny systemowej możemy podłączyć dodatkowe 64 kb pamięci RAM (lub Flash RAM). Istnieje możliwość zastosowania specjalnych układów do zwiększenia rozmiarów wykorzystywanej pamięci mimo, że 8051 może adresować tylko 64 kb pamięci RAM, wymaga to jednak również odpowiednich programów assemblerów lub kompilatorów. Układ ten wyposażony jest również w 4 porty wejść/wyjść cyfrowych obsługujące 32 linie. Jeśli jest potrzebna szyna systemowa to jej budowy wykorzystywana jest para portów P0 i P2 oraz 2 linie portu P3, powoduje to jednak zmniejszenie ilości linii sterowanych bezpośrednio przez mikrokontroler. Mikrokontroler posiada dwa 16-bitowe układy czasowo-licznikowe oraz sterownik transmisji szeregowej, który pozwala na zorganizowanie dwukierunkowej transmisji w standardzie RS232C. Sterownik przerwań przyjmuje przerwania z pięciu źródeł: dwa przerwania z liczników, jedno ze sterownika transmisji szeregowej oraz dwa z linii zewnętrznych. Generator sygnałów zegarowych wymaga podłączenia z zewnątrz rezonatora kwarcowego.

4 Rozkazy-podział Zestaw rozkazów mikrokontrolera 8051 został zoptymalizowany pod kątem zastosowań w układach sterujących. Rozbudowane możliwości operacji na pojedynczych bitach są cechą charakterystyczną zestawu instrukcji tego mikrokontrolera. Poszczególne rozkazy określają rodzaj wykonywanej czynności, a ich parametry precyzują obiekt (obiekty), na których czynność ta ma być wykonana, lub adres pod który ma nastąpić skok. Rozkazy mikrokontrolera 8051 można podzielić na następujące grupy: Operacje arytmetyczne (dodawanie, odejmowanie, inkrement o 1, dekrement o 1, mnożenie i dzielenie - operacje te są wykonywane na danych 8-bitowych, przy czym operacje dodawania i odejmowania ustawiają flagę przeniesienia) Operacje logiczne (iloczyn, suma, suma modulo 2, zerowanie, negowanie oraz przesunięcia w lewo i prawo wykonywane na całych bajtach oraz operacje zerowania, ustawiania bitu, negowanie, kopiowanie, suma logiczna i iloczyn logiczny wykonywane na poszczególnych bitach) Przesyłanie danych (kopiowanie danych pomiędzy wszystkimi rejestrami oraz wpisywanie do nich podanych wartości) Sterowanie pracą programu (skoki, skoki warunkowe oraz wywołania i powroty z podprogramów).

5 Operacje arytmetyczne Operacja Mnemonik Argumenty Operacje arytmetyczne Dodaj ADD A, Rr A,dirct A,#data Dodaj z przeniesieniem ADDC A, Rr A,dirct A,@Ri A,#data Odejmij SUBB A, Rr A,dirct A,@Ri A,#data Zwiększ o jeden INC A Rr Zmniejsz o jeden DEC A Rr Mnóż MUL AB wynik: A - low, B - high Dziel DIV AB A - wynik, B - reszta Poprawka dziesiętna DA A

6 Opis rozkazów ADD powoduje dodanie zawartości wskazanej zmiennej i akumulatora i pozostawia wynik operacji w akumulatorze. Wskaźnik przeniesienia i pomocniczy wskaźnik przeniesienia są ustawiane, jeśli nastąpiło przeniesienie odpowiednio z 7 lub 3 bitu. W przeciwnym razie (brak przeniesienia) wskaźniki są zerowane. W przypadku dodawania liczb bez znaku wskaźnik przeniesienia funkcjonuje jako wskaźnik przepełnienia. ADDC powoduje dodanie zawartości wskazanej zmiennej, akumulatora oraz bitu przeniesienia i pozostawia wynik operacji w akumulatorze. Wskaźnik przeniesienia i pomocniczy wskaźnik przeniesienia są ustawiane, jeśli nastąpiło przeniesienie odpowiednio z 7 lub 3 bitu w przeciwnym razie (brak przeniesienia) wskaźniki są zerowane. W przypadku dodawania liczb bez znaku wskaźnik przeniesienia funkcjonuje jako wskaźnik przepełnienia. SUBB powoduje odjęcie zawartości wskazanej zmiennej oraz bitu przeniesienia od zawartości akumulatora i pozostawia wynik operacji w akumulatorze. wskaźnik przeniesienia (funkcjonujący w tym przypadku jako wskaźnik pożyczki) jest ustawiany, jeśli występuje pożyczka z 8 bitu. W przeciwnym razie (brak pożyczki) wskaźnik przeniesienia jest zerowany. Sygnalizowanie pożyczki umożliwia realizację odejmowania wielokrotnej precyzji INC Zwiększa 16-bitowy wskaźnik danych o jeden. Wykonywana jest inkrementacja 16- bitowa (modulo 2"') - przepełnienie młodszego bajtu wskaźnika (DPL) z wartości 0FFH na 00H spowoduje inkrementację starszego bajtu wskaźnika (DPH). DEC Wskazany bajt jest dekrementowany o 1. jeśli początkową wartoscią jest 00H, to wynikiem operaciją Jest 0FFH. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. Operandem może by bajt adresowany bezpośrednio, pośrednio zawartości rejestru, akumulator lub rejestr roboczy. MUL mnoży dwie 8-bitowe liczby bez znaku umieszczone w akumulatorze i rejestrze B. młodszy bajt 16-bitowego iloczynu umieszczany jest w akumulatorze, starszy bajt w rejestrze B. jeśli wynik jest większy od 255 (0FFH) ustawiany jest wskaźnik przepełnienia, za jeśli starszy bajt wyniku jest zerem wskaźnik OV jest zerowany. wskaźnik przeniesienia jest zawsze zerowany. DIV dzieli 8-bitów liczb bez znaku umieszczoną w akumulatorze przez 8-bitów liczb bez znaku znajdującą się w rejestrze B. Po wykonaniu operacji akumulator zawiera iloraz, a rejestr B reszt z dzielenia całkowitego. wskaźniki CY oraz OV s zerowane DA koryguje zawartość akumulatora, będąc wynikiem dodawania dwóch zmiennych (ka da w postaci upakowanej liczby BCD), daj c w wyniku bajt zawierający dwie cyfry dziesiętne. Do dodawania przed wykonaniem poprawki dziesiętnej może by wykorzystana dowolna z instrukcji ADD lub ADDC. jeśli wartość zakodowana na czterech młodszych bitach akumulatora jest większa

7 Operacje logiczne Operacja Mnemonik Argumenty Operacje logiczne Iloczyn logiczny ANL A Suma logiczna ORL A Suma logiczna modulo 2 XRL A Zeruj CLR A Neguj CPL A Obrót w lewo RL A Obrót w prawo RR A Obrót w lewo przez przeniesienie RLC A Zamień 4 bity (hi-lo)

8 Opis rozkazów ANL wykonuje bitowy iloczyn logiczny dwóch wskazanych zmiennych bajtowych (każdy bajt traktowany jest jako zbiór ośmiu bitów). Wynik operacji umieszczany jest w pierwszej z wymienionych zmiennych. Wykonanie operacji nie zmienia stanu żadnego ze wskaźników. Możliwych jest 6 różnych kombinacji adresowania dla dwóch używanych przez instrukcję operandów ORL oblicza bitową sumę logiczną dwóch wskazanych zmiennych bitowych (każdy bajt traktowany jest jako zbiór ośmiu bitów). Wynik operacji umieszczany jest w pierwszej z wymienionych zmiennych. Wykonanie operacji nie zmienia stanu żadnego ze wskaźników. Możliwych jest 6 różnych kombinacji trybów adresowania dla dwóch używanych przez instrukcję operandów XRL oblicza bitową sum modulo dwa dwóch wskazanych zmiennych bajtowych (każdy bajt traktowany jest jako zbiór ośmiu bitów). Wynik operacji umieszczany jest w pierwszej z wymienionych zmiennych. Wykonanie operacji nie zmienia stanu żadnego ze wskaźników. Możliwych jest 6 różnych kombinacji trybów adresowania dla dwóch używanych przez instrukcję operandów CLR Akumulator jest zerowany - wszystkie bity przyjmują stan 0. Żaden ze wskaźników nie ulega zmianie CPL Wszystkie bity akumulatora zmieniają swój stan. Bity zawierające zera są ustawiane i odwrotnie. Żaden ze wskaźników nie ulega zmianie. RL Osiem bitów akumulatora przesuwanych jest w lewo o jeden bit. przesunięcie jest cykliczne - w wyniku przesunięcia bit 7 akumulatora umieszczany jest na pozycji bitu 0. Stan żadnego ze wskaźników me ulega zmianie.

9 Operacje logiczne na bitach Operacje logiczne na bitach Zeruj CLR C bit Ustaw SETB C bit Neguj CPL C bit Iloczyn logiczny ANL C, bit C, /bit Suma logiczna ORL C, bit C, /bit Kopiuj MOV C, bit bit, C

10 Opis CLR Wskazany bit jest zerowany. Żaden ze wskaźników nie ulega zmianie. Instrukcja może być przeprowadzona wyłącznie na wskaźniku przeniesienia lub dowolnym bicie adresowalnym bezpośrednio. SETB Wskazany bit jest ustawiany. Żaden ze wskaźników nie ulega zmianie. Instrukcja może by przeprowadzona wyłącznie na wskaźniku przeniesienia lub dowolnym bicie adresowalnym bezpośrednio MOV zmienna bitowa wskazana przez drugi z operandów jest kopiowana w miejsce identyfikowane przez pierwszy z operandów. Jednym z operandów musi być wskaźnik przeniesienia, drugim może by dowolny bit adresowalny bezpośrednio. Stan żadnego z rejestrów ani bitów, poza bitem przeznaczenia nie ulega zmianie CPL Wskazany bit jest negowany. Żaden ze wskaźników nie ulega zmianie. Instrukcja może by przeprowadzona wyłącznie na wskaźniku przeniesienia lub dowolnym bicie adresowalnym bezpośrednio. ANL Instrukcja zeruje wskaźnik przeniesienia, jeśli wartość bitu będącego drugim z podanych operandów jest zerem. W przeciwnym razie stan wskaźnika przeniesienia pozostaje bez zmian. Operacja nie zmienia stanu pozostałych wskaźników. Jeśli drugi z operandów jest poprzedzony kreską ukośną "/". to do wykonania operacji używana jest zanegowana wartość wskazanego bitu (stan bitu źródłowego nie ulega jednak zmianie). Operandami źródłowymi mogą być tylko bity adresowalne bezpośrednio. ORL Instrukcja ustawia wskaźnik przeniesienia, jeśli wartość bitu będącego drugim z podanych operandów jest jedynką. W przeciwnym razie stan wskaźnika przeniesienia pozostaje bez zmian. Operacja nie zmienia stanu pozostałych wskaźników. jeśli drugi z operandów jest poprzedzony kreską ukośną "/", to do wykonania operacji używana jest zanegowana wartość wskazanego bitu (stan bitu źródłowego nie ulega jednak zmianie). Operandami źródłowymi mogą być tylko bity adresowalne bezpośrednio.

11 Przesyłanie danych Przesyłanie danych Kopiuj do akumulatora MOV A, Rr A, dirct A, #data Kopiuj do rejestru MOV Rr, A Rr, dirct Rr, #data Kopiuj do pamięci wewnętrznej MOV dirct, A dirct, Rr dirct, dirct dirct, #data Kopiuj do adresu pośredniego #data Kopiuj MOV DPTR, #data16 Pamięć programu MOVC Zewnętrzna pamięć danych MOVX Zamień XCH Zamień młodsze 4 bity XCHD Zapisz na stos PUSH Oczytaj ze stosu POP

12 Opis MOV Instrukcja MOVC przesyła do akumulatora bajt kodu lub stal umieszczoną w pamięci programu. Adres pobieranego bajtu kodu określany jest jako suma zawartości akumulatora (traktowanej jako 8-bitowa liczba bez znaku) i 16-bitowego rejestru bazowego, którym może by wskaźnik danych lub licznik rozkazów MOV Instrukcja MOVX sluży do przeprowadzania wymiany informacji między akumulatorem i zewnętrzną pamięcią danych. Przesiania za pomoc instrukcji MOVX mogą by wykonywane przy wykorzystaniu 8- lub 16-bitowego adresowania zewnętrznej pamięci RAM. Przy adresowaniu 8- bitowym zewnętrzna pamięć może by adresowana zawartości rejestru R0 lub R1 MOV wskaźnik danych ładowany jest podaną stałą 16-bitów. Warto stałej określana jest stanem drugiego (DPH) i trzeciego (DPL) bajtu kodu instrukcji. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. Opisywana instrukcja jest jedyną instrukcją przesyłania wartości (stałej lub zmiennej) 16- bitowej MOV zmienna bajtowa wskazana przez drugi z operandów jest kopiowana w miejsce identyfikowane przez pierwszy z operandów. Stan zmiennej źródłowej nie ulega zmianie. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. zmienna źródłowa i miejsce przeznaczenia w instrukcji przesłania zmiennej bajtowej mogą być adresowane łącznie na 15 różnych sposobów XCH powoduje wpisanie do akumulatora zawartości wskazanej zmiennej z jednoczesnym przepisaniem początkowej zawartości akumulatora do tej zmiennej. Drugi z operandów może by rejestrem roboczym, zmienną adresowaną bezpośrednio lub pośrednio zawartości rejestru XCHD powoduje wymian młodszych polówek (bitów 0-3, stanowiących zwykle cyfr szesnastkowa lub dziesiętną w kodzie BCD) akumulatora i bajtu wewnętrznej pamięci RAM (zaadresowanego pośrednio zawartości wskazanego rejestru). Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie PUSH Zawartość wskaźnika stosu jest zwiększana o jeden. Następnie zawartość bajtu identyfikowanego przez operand instrukcji umieszczana jest w wewnętrznej pamięci RAM, pod adresem określonym przez zawartość wskaźnika stosu. Stan żadnego z pozostałych rejestrów, ani wskaźników nie ulega zmianie.

13 LCALL Skoki Skoki Podprogramy ACALL RET RETI LJMP Skok AJMP SJMP JMP JZ Skok warunkowy JNZ JC JNC JB Skok warunkowy od bitu JNB JBC Porównaj i skocz jeśli różne Zmniejsz i skocz jeśli różne od 0 Nie rób niczego CJNE DJNZ NOP

14 Opis ACALL powoduje wywołanie procedury rozpoczynającej się pod podanym adresem bezwzględnym. Wykonanie instrukcji powoduje dwukrotną inkrementacją licznika rozkazów, tak by zawierał on adres następnej instrukcji, następnie umieszczenie obu bajtów licznika rozkazów na stosie (najpierw młodszy bajt) i zwiększenie wartości wskaźnika stosu o dwa LCALL wywołuje procedur znajdującą się pod wskazanym adresem. Instrukcja powoduje zwiększenie zawartości licznika rozkazów o trzy, tak by wskazywać następną instrukcje, a następnie przesyłać 16-bitów zawartość licznika rozkazów na stos (najpierw młodszy bajt), zwiększając jednocześnie zawartośćwskaźnika stosu o dwa RET pobiera ze stosu dwa bajty, umieszczaj c je w starszym i młodszym bajcie licznika rozkazów oraz zmniejszając zawartość wskaźnika stosu o dwa. Działanie programu kontynuowane JC się od, ustawionego w ten sposób, nowego adresu - z reguły jest to adres instrukcji położonej bezpośrednio za instrukcją ACALL lub LCALL, która wywołała procedur. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. RETI pobiera ze stosu dwa bajty, umieszczaj c je w starszym i młodszym bajcie licznika rozkazów oraz zmniejsza zawartość wskaźnika stosu o dwa. Przywracana jest możliwość obsługi przerwa o priorytecie takim samym jak przed wystąpieniem przerwania, którego obsługa jest właśnie kończona. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. Stan rejestru PSW sprzed przerwania nie jest automatycznie odtwarzany LJMP powoduje wykonanie bezwarunkowego skoku pod wskazany adres przez załadowanie do licznika rozkazów drugiego i trzeciego bajtu kodu instrukcji. Adres skoku może znaleźć się w dowolnym miejscu 64K-bajtowego obszaru pamięci programu. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie AJMP powoduje przeniesienie wykonywania programu pod podany adres bezwzględny. Wykonanie instrukcji powoduje przyjęcie przez licznik rozkazów wartości otrzymanej przez połączenie pięciu najstarszych bitów licznika rozkazów, bitów 7-5 pierwszego bajtu kodu instrukcji i całego drugiego bajtu kodu instrukcji SJMP Wykonywany jest bezwarunkowy skok pod podany adres. Wartość adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie przesunięcia (operandu, będącego 8-bitową liczbą ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów o dwa. Zasię g skoku rozciąga się zatem od 128 bajtów przed do 127 bajtów za wykonywaną instrukcją SJMP. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie

15 JMP Dodaje 8-bitów stal bez. znaku umieszczoną w akumulatorze do 16-bitowego wskaźnika danych i wpisuje tak otrzymany wynik do licznika rozkazów. Następna instrukcja pobierana Jest spod adresu określonego nowym stanem licznika rozkazów. Wykonywane dodawanie jest 16-bitowe przeniesienie z młodszego bajtu wyniku wprowadzane jest do starszego bajtu. Stan akumulatora, ani wskaźnika danych nie ulega zmianie. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie IZ jeśli wszystkie bity akumulatora s zerami wykonywany jest skok pod podany adres, w przeciwnym razie następuje przej cie do instrukcji znajdującej się bezpośrednio za wykonywaną instrukcję skoku warunkowego. Warto adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie podanego przesunięcia (będącego 8-bitów liczb ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów o dwa. Zawartość akumulatora nie ulega zmianie. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. JNZ jeśli którykolwiek z bitów akumulatora jest jedynką wykonywany jest skok pod podany adres, w przeciwnym razie następuje przej cie do instrukcji znajdującej się bezpośrednio za wykonywaną instrukcją skoku warunkowego. Warto adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie podanego przesunięcia (będącego 8-bitów liczb ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów o dwa. Zawartość akumulatora nie ulega zmianie. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. JNC jeśli wskaźnik przeniesienia jest zerem wykonywany jest skok pod podany adres, w przeciwnym razie następuje przejście do instrukcji znajdującej się bezpośrednio za wykonywaną instrukcję skoku warunkowego. JC jeśli wskaźnik przeniesienia jest jedynką wykonywany jest skok pod podany adres, w przeciwnym razie następuje przej cie do instrukcji znajdującej się bezpośrednio za wykonywaną instrukcją skoku warunkowego. Warto adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie podanego przesunięcia (będącego 8-bitów liczb ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów o dwa. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie JB jeśli wskazany bit jest jedynką wykonywany jest skok pod podany adres,w przeciwnym razie następuje przej cie do instrukcji znajdującej się bezpośrednio za wykonywaną instrukcją skoku warunkowego. Warto adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie przesunięcia (drugiego z operandów, będącego 8-bitów liczb ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów tak, by wskazywał on instrukcję znajdując się za wykonywaną instrukcją JB. Warto testowanego bitu nie ulega zmianie. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie.

16 CJNE porównuje wartości dwóch pierwszych operandów i wykonuje skok jeśli są one różne. Wartość adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana jest przez dodanie przesunięcia (ostatniego z operandów będącego 8-bitową liczbą ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów tak, by wskazywał on instrukcję znajdującą się za wykonywaną instrukcją CJNE. Jeśli <bajt_przeznaczenia> traktowany jako liczba bez znaku jest mniejszy niż analogicznie interpretowany <bajt źródłowy>, to wskaźnik przeniesienia jest ustawiany DJNZ zmniejsza zawartość wskazanej zmiennej o jeden i, jeśli wynikiem dekremcniacji jest wartość różna od zera, wykonuje skok pod podany adres. Wynikiem dekrementacji wartości 00H jest 0FFH. Stan żadnego ze wskaźników nie ulega zmianie. Warto adresu, do którego wykonywany jest skok, obliczana Jest przez dodanie przesunięcia (drugiego z operandów, będącego 8-bitowa liczb ze znakiem) do zawartości licznika rozkazów, po uprzednim zwiększeniu zawartości licznika rozkazów tak, by wskazywał on instrukcje znajdując się za wykonywaną instrukcją DJNZ NOP Następuje przejście do następnej instrukcji. Stan żadnego ze wskaźników ani rejestrów, poza licznikiem rozkazów, nie ulega zmianie