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第二步：把第二个数从它所在的存贮单元中取出来，送至运算器;

第三步：相加;

第四步：把相加完的结果，送至存贮器中指定的单元。

所有这些取数、送数、相加、存数等等都是一种操作(operation)，我们把要求计算机执行的各种操作用命令的形式写下来，这就是指令。但是怎样才能辨别和执行这些操作呢?这是在设计单片机时由设计人员赋予它的指令系统所决定的。一条指令，对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统(iustruction set)，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。

使用单片机时，事先应当把要解决的问题编成一系列指令。这些指令必须是选定的单片机能识别和执行的指令。单片机用户为解决自己的问题所编的指令程序，称为源程序(source program)。指令通常分为操作码(opcode)和操作数(operand)两大部分。操作码表示计算机执行什么操作，即指令的功能;操作数表示参加操作的数或操作数所在的地址(即操作数所存放的地方编号)。因为单片机是一种可编程器件，只“认得”二进码(0、1)。要单片机运作，单片机系统中的所有指令，都必须以二进制编码的形式来表示。例如，在intel公司的mcs-51系列单片机中，从存贮器中取出一数到cpu中的累加器(在运算器中，参与运算、存放运算结果的专用寄存器)的指令代码为74h，累加器内容加立即数的代码为24h，再加上立即数代码，累加器送数到内部ram存贮器的代码为f6h～f7h等。这些指令是用十六进制表示二进制的机器码。mcs-51单片机的字长为8位，有时，要完成某些操作用一个字节尚不能充分表达。所以，在指令系统中有单字节指令，也有多字节指令。机器码是由一连串的0和1组成，没有明显的特征，不好记忆，不易理解，易出错。所以，直接用它来编写程序十分困难。因而，人们就用一些助记符(mue monic)——通常是指令功能的英文缩写来代替操作码，如mcs-51中数的传送常用mov(move的缩写)、加法用add(addition的缩写)来作为助记符。这样，每条指令有明显的动作特征，易于记忆和理解，也不容易出错。用助记符来编写的程序称为汇编语言程序。但是，助记符编写的程序便于人理解，可单片机却只认识二进制机器代码，因此，为了让单片机能“读懂”汇编语言程序必须再转换成由二进制机器码构成的程序，这种转换过程，就称为“汇编”。汇编可借助于人工查表法来实现，也可借助pc机通过所谓“交叉汇编程序”来完成。由机器码构成的用户程序一旦“进入”了单片机，再“启动”单片机，就可让它执行输入程序所规定的任务。

mcs-51的cpu和存储器

cpu结构

单片机8051的cpu由运算器和控制器组成。

一、运算器

运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件alu为核心，再加上暂存器tmp、累加器acc、寄存器b、程序状态标志寄存器psw及布尔处理器。累加器acc是一个八位寄存器，它是cpu中工作最频繁的寄存器。在进行算术、逻辑运算时，累加器acc往往在运算前暂存一个操作数(如被加数)，而运算后又保存其结果(如代数和)。寄存器b主要用于乘法和除法操作。标志寄存器psw也是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位、借位等。其每位的具体含意如下所示。psw

cy ac fo rs1 rs0 ov - p对用户来讲，最关心的是以下四位。

1进位标志cy(psw7)。它表示了运算是否有进位(或借位)。如果操作结果在最高位有进位(加法)或者借位(减法)，则该位为1，否则为0。

2辅助进位标志ac。又称半进位标志，它反映了两个八位数运算低四位是否有半进位，即低四位相加(或减)有否进位(或借位)，如有则ac为1状态，否则为0。

3溢出标志位ov。mcs-51反映带符号数的运算结果是否有溢出，有溢出时，此位为1，否则为0。

4奇偶标志p。反映累加器acc内容的奇偶性，如果acc中的运算结果有偶数个1(如11001100b，其中有4个1)，则p为0，否则，p=1。

psw的其它位，将在以后再介绍。由于psw存放程序执行中的状态，故又叫程序状态字?运算器中还有一个按位(bit)进行逻辑运算的逻辑处理机(又称布尔处理机)。其功能在介绍位指令时再说明。

二、控制器

控制器是cpu的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针dptr及程序计数器pc、堆栈指针sp等。这里程序计数器pc是由16位寄存器构成的计数器。要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器rom的某个区域。单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。因此，必须有一个电路能找出指令所在的单元地址，该电路就是程序计数器pc。当单片机开始执行程序时，给pc装入第一条指令所在地址，它每取出一条指令(如为多字节指令，则每取出一个指令字节)，pc的内容就自动加1，以指向下一条指令的地址，使指令能顺序执行。只有当程序遇到转移指令、子程序调用指令，或遇到中断时(后面将介绍)，pc才转到所需要的地方去。8051

cpu碢c指定的地址，从rom相应单元中取出指令字节放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代码被译码器译成各种形式的控制信号，这些信号与单片机时钟振荡器产生的时钟脉冲在定时与控制电路中相结合，形成按一定时间节拍变化的电平和时钟，即所谓控制信息，在cpu内部协调寄存器之间的数据传输、运算等操作。

三、存储器

存储器是单片机的又一个重要组成部分，其中每个存储单元对应一个地址，256个单元共有256个地址，用两位16进制数表示，即存储器的地址(00h～ffh)。存储器中每个存储单元可存放一个八位二进制信息，通常用两位16进制数来表示，这就是存储器的内容。存储器的存储单元地址和存储单元的内容是不同的两个概念，不能混淆。

1、程序存储器

程序是控制计算机动作的一系列命令，单片机只认识由“0”和“1”代码构成的机器指令。如前述用助记符编写的命令mov a，#20h，换成机器认识的代码74h、20h：(写成二进制就是01110100b和00100000b)。在单片机处理问题之前必须事先将编好的程序、表格、常数汇编成机器代码后存入单片机的存储器中，该存储器称为程序存储器。程序存储器可以放在片内或片外，亦可片内片外同时设置。由于pc程序计数器为16位，使得程序存储器可用16位二进制地址，因此，内外存储器的地址最大可从0000h到ffffh。8051内部有4k字节的rom，就占用了由0000h～0fffh的最低4k个字节，这时片外扩充的程序存储器地址编号应由1000h开始，如果将8051当做8031使用，不想利用片内4krom，全用片外存储器，则地址编号仍可由0000h开始。不过，这时应使8051的第{31}脚(即ea脚)保持低电平。当ea为高电平时，用户在0000h至0fffh范围内使用内部rom，大于0fffh后，单片机cpu自动访问外部程序存储器。

关键词： 单片机初学者 数据存储器 寄存器