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
1 e' t  H$ |' v' [, e% K$ ZMOVX    A,@RI
7 m# T% C4 |$ N+ Q: s5 w: |: y1 EMOVX    @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。
- }( G7 b) ^8 T/ ?3 K; ZMCS-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。
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）。
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。
& C2 o, `3 L7 p! p( I( j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：
  O- a" P* X& R5 U程序1—用DPTR做地址指针
+ R! F8 F. d- p6 nMOV      R2,#00H
MOV      R3,#10H
MOV      R4,45H
3 @8 _) p. U0 C7 ?MOV      R5,#30H
MOV      R7,#50H
LOOP:    MOV      DPL,R2
/ {& K3 d' Q) }# b               MOV      DPH,R3
               MOVX    A,@DPTR
2 m- p; s# s+ n& j1 J/ g$ k+ Z$ D               INC         DPTR
               MOV      R2,DPL
               MOV      R3,DPH
: ~6 w# G5 I' I7 |& @! {. w               MOV      DPL,R4
               MOV      DPH,R5
               MOVX    @DPTR,A
: k; [' Y9 b, e# r4 U/ [               INC         DPTR
+ c. w! J  m7 @/ A7 y               MOV      R4,DPL
* a$ \5 m2 h9 ^- m6 l2 H; f               MOV      R5,DPH
               DJNZ      R7,LOOP
               RET
# @/ K& a7 E0 ^
程序2—使用R0和R1做地址指针
MOV      DPTR,#1000H
+ S0 ^0 O( n3 \- H4 pMOV      P2,#30H
6 H) {$ p' ]8 Q! U3 ^, Y6 zMOV      R0,#45H
MOV      R7,#50H
- [" `( I; `( W4 T2 y! VLOOP:    MOVX    A,@DPTR
- Y3 x  T+ |) E6 h1 k8 A) eMOVX    @R0,A
INC         DPTR
4 P" E3 V9 L. y+ cINC         R0
5 d3 T* x: E% N& T$ mDJNZ      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。
9 h" a/ w" U8 `2 a7 x  G( \7 d2 B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。
! P1 ]* ~. y5 p" }# J1 x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 L5 j: R& P% Y' c- r* Q% T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。
6 m, M, J( x% M
# I4 z& M$ C% G' E5 S" P8 g  s　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘自《嵌入式系统应用》

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