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：
1 m2 E& N! c/ a5 s1 d: d5 r* UMOVX A,@DPTR
   MOVX      @DPTR,A
, ^- v* S' R+ J" y4 {# J6 B4 L4 MMOVX    A,@RI
MOVX    @RI,A
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。
' d, H1 ?5 j" ~7 h5 V& A9 x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。
. I  {$ e$ r/ c9 @3 O3 i% x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）。
" O; z$ r+ \+ }" b" ]3 `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/ c: P3 _; {8 P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：
程序1—用DPTR做地址指针
, O" G% H! t1 A6 b  sMOV      R2,#00H
MOV      R3,#10H
MOV      R4,45H
MOV      R5,#30H
/ D+ [, ]: x4 @. m- IMOV      R7,#50H
. U1 e' q: _. s# O# s  Z3 ?2 h6 o9 h, RLOOP:    MOV      DPL,R2
               MOV      DPH,R3
, A$ b$ F5 T" E               MOVX    A,@DPTR
4 ]4 K9 }+ ~$ p) B' G               INC         DPTR
2 b! M9 a0 Q4 ~4 |7 x               MOV      R2,DPL
               MOV      R3,DPH
               MOV      DPL,R4
5 ]& N" q( K  e: x/ [0 I               MOV      DPH,R5
               MOVX    @DPTR,A
               INC         DPTR
4 _* c- G; F( q# v5 p2 |& O               MOV      R4,DPL
               MOV      R5,DPH
               DJNZ      R7,LOOP
               RET

程序2—使用R0和R1做地址指针
MOV      DPTR,#1000H
/ m" j$ d. Q. a+ Q  jMOV      P2,#30H
MOV      R0,#45H
# W$ w' F& K0 b3 t0 h. R1 AMOV      R7,#50H
LOOP:    MOVX    A,@DPTR
) \5 F( e% l) e) h9 B* _) TMOVX    @R0,A
( ^1 L  d' B: ~/ `& R! XINC         DPTR
1 S8 H# W) q+ e: J$ V: C" A/ [2 iINC         R0
DJNZ      R7,LOOP
RET
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。
8 q6 z: T/ W0 c% J' }" M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。
1 e& C9 k: E2 g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。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘自《嵌入式系统应用》

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