MCS-51单片机地址指针及其应用

Dedy01

MCS-51单片机外部RAM的地址空间为64K，地址总线为16位，访问外接RAM可执行如下4条指令：
MOVX A,@DPTR
   MOVX      @DPTR,A
; ]5 ^2 u0 J9 R8 r5 K- @MOVX    A,@RI
- K7 o: Y% T0 ~( K0 WMOVX    @RI,A
6 z* A6 [: s- p3 E+ [" s其中DPTR为16位地址寄存器，地址高8位存于DPH，地址低8位存于DPL；Ri(I=0,1)是8位寄存器，作为地址指针时仅存低8位地址。
MCS-51执行上述指令时分为两个阶段：首先，是从外接程序存储器中取出指令代码，并进行分析。然后，执行对外接RAM的数据读/写操作。在这两个阶段，P0口、P1口上的地址选通是有区别的。
' K# V0 B9 q) r6 O. F- _执行“MOVX A,@DPTR”和“MOVX     @DPTR,A”指令时，在读指令代码阶段，由程序计数器（PC）提供A0~A15，低8位地址稳定后，在单片机地址锁存信号ALE作用下，P0.X口开始读入MOVX指令代码。在对外接RAM读写阶段，其过程与前述相同，只不过低8位地址不是来自程序计数器的低8位PCL，而是来自地址寄存器的高8位DPH;高8位地址不是来自程序计数器的高8位PCH,而是来自地址寄存器的高8位PCH。当DPL稳定后，由地址锁存器锁存，P0.X口上出现的是读/写外接RAM的数据信息。
执行“MOVX        A,@Ri”和“MOVX     @RI,A”指令时，取指阶段舆“movx a, @ dptr”和“movx @ dptr, a”过程完全相同。但在执行对外部RAM的读/写阶段，低8位地址来自Ri;高8位地址来自P2口锁存器（P2 SFR）。
7 z. c2 j/ |2 M由上所述，用R0和R1对外接RAM的间接寻址，可看作是一种页面寻址，由P2锁存器（P2 SFR）的当前值决定了当前页面地址。MCS-51单片机在复位时，P2 SFR为FFH，若程序运行中没有改变P2 SFR中的值，R0和R1只能对FF00H~FFFFH范围的外接RAM进行间接寻址，即FF页面寻址。由于用指令改变P2 SFR的值并不影响程序正常运行，因此可以用R0和R1对64K外接RAM空间的任意一个单元进行间接寻址。这样就使MCS-51单片机外接RAM的地址指针由1个变成3个，大大方便了程序设计。
' @) c* u# g( l5 n2 U' }- B下面以数据块传送子程序为例，说明R0和R1对外接RAM间接寻址的程序设计方法。假定数据块的源首地址为1000H,目的首地址为3045H,数据块长度为50H,程序清单如下所示：
1 \' w$ }% l5 S2 Q/ U$ I8 C$ T程序1—用DPTR做地址指针
MOV      R2,#00H
MOV      R3,#10H
% X1 B8 s+ W0 n4 o! DMOV      R4,45H
MOV      R5,#30H
MOV      R7,#50H
; x2 K$ H) L# T! m- {" A, ?& ]LOOP:    MOV      DPL,R2
* @7 D* u' G/ C               MOV      DPH,R3
' S4 ^8 J& Q% Y/ I3 X               MOVX    A,@DPTR
               INC         DPTR
               MOV      R2,DPL
7 z: e2 n, o. a& r, \               MOV      R3,DPH
! {4 j4 d; {4 w  Q" {               MOV      DPL,R4
. c: a2 ~, Y" k. b) p/ c0 F               MOV      DPH,R5
               MOVX    @DPTR,A
! a* R% B" Y4 S$ c( Q$ s1 N               INC         DPTR
# r% y% @$ t; ?: j* \- R               MOV      R4,DPL
% S" O, h4 e) h. ?& N               MOV      R5,DPH
( H4 s" I- R9 u% d1 H, W+ H; K3 i               DJNZ      R7,LOOP
               RET
5 ]/ Q9 h. K, ~) z+ M7 M- u
$ W2 _- o7 b4 u% o. Q% {程序2—使用R0和R1做地址指针
MOV      DPTR,#1000H
% V9 I3 P9 h# w; x# SMOV      P2,#30H
MOV      R0,#45H
MOV      R7,#50H
# T2 v& G/ T0 l1 O1 u6 Y3 mLOOP:    MOVX    A,@DPTR
+ w6 b) Z( ~1 @  d- i9 F* KMOVX    @R0,A
INC         DPTR
7 d+ f9 x! O, j& S- I  a" k# O7 `INC         R0
% |6 }+ U: V% UDJNZ      R7,LOOP
* x2 ]+ Y2 }- LRET
程序1用了19条指令，程序2用了10条指令。适当应用R0和R1地址指针，可以大大提高程序运行效率。
在应用R0和R1间址的外接RAM数据传送操作中，一般使用“MOV P2,#ADDR”和“MOV      A,@RI”形式，其中#ADDR为高8位地址。在这两条指令之间不应插入有关改变P2 SFR值的指令。对P2口的读有两种情况：一种是读P2锁存器，如执行“MOV A,P2”指令，这并不会改变P2 SFR中的内容；另一种是读P2锁存器，如执行“INC P2”指令，该指令中的P2既是源操作数，又是目的操作数，通常称为“读—修改—写”指令，即从P2 SFR中读出内容，修改后又写入P2 SFR中。
在中断服务程序中，如果要用到地址指针，必须在保护现场程序段保护使用的地址指针，即使用“PUSH P2”和“PUSH Ri”指令。在中断返回之前又必须在恢复现场程序段恢复使用过的地址指针，即用“POP RI”和“POP P2”指令。
6 F8 i1 I$ O5 v1 ?; S当单片机进入等待方式或节电方式，且又用硬件复位返回到原来的正常操作状态时，由于复位对P2 SFR写入FFH，改变了页地址。因此，在单片机进入等待方式或节电方式之前，也必须先将P2 SFR内容进行保护。当状态恢复进入原正常操作程序入口处时，再恢复P2 SFR的内容。
8 K! q8 A' v0 u3 H, A
7 r2 o' _$ K. m　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘自《嵌入式系统应用》

helendcany

资源多，学习不止步,共同进步

sunygd

不错，谢谢分享