第二步：把第二個數(shù)從它所在的存貯單元中取出來，送至運算器;

第三步：相加;

第四步：把相加完的結果，送至存貯器中指定的單元。

所有這些取數(shù)、送數(shù)、相加、存數(shù)等等都是一種操作(operation)，我們把要求計算機執(zhí)行的各種操作用命令的形式寫下來，這就是指令。但是怎樣才能辨別和執(zhí)行這些操作呢?這是在設計單片機時由設計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的。一條指令，對應著一種基本操作;單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)(iustruction set)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。

使用單片機時，事先應當把要解決的問題編成一系列指令。這些指令必須是選定的單片機能識別和執(zhí)行的指令。單片機用戶為解決自己的問題所編的指令程序，稱為源程序(source program)。指令通常分為操作碼(opcode)和操作數(shù)(operand)兩大部分。操作碼表示計算機執(zhí)行什么操作，即指令的功能;操作數(shù)表示參加操作的數(shù)或操作數(shù)所在的地址(即操作數(shù)所存放的地方編號)。因為單片機是一種可編程器件，只“認得”二進碼(0、1)。要單片機運作，單片機系統(tǒng)中的所有指令，都必須以二進制編碼的形式來表示。例如，在intel公司的mcs-51系列單片機中，從存貯器中取出一數(shù)到cpu中的累加器(在運算器中，參與運算、存放運算結果的專用寄存器)的指令代碼為74h，累加器內容加立即數(shù)的代碼為24h，再加上立即數(shù)代碼，累加器送數(shù)到內部ram存貯器的代碼為f6h～f7h等。這些指令是用十六進制表示二進制的機器碼。mcs-51單片機的字長為8位，有時，要完成某些操作用一個字節(jié)尚不能充分表達。所以，在指令系統(tǒng)中有單字節(jié)指令，也有多字節(jié)指令。機器碼是由一連串的0和1組成，沒有明顯的特征，不好記憶，不易理解，易出錯。所以，直接用它來編寫程序十分困難。因而，人們就用一些助記符(mue monic)——通常是指令功能的英文縮寫來代替操作碼，如mcs-51中數(shù)的傳送常用mov(move的縮寫)、加法用add(addition的縮寫)來作為助記符。這樣，每條指令有明顯的動作特征，易于記憶和理解，也不容易出錯。用助記符來編寫的程序稱為匯編語言程序。但是，助記符編寫的程序便于人理解，可單片機卻只認識二進制機器代碼，因此，為了讓單片機能“讀懂”匯編語言程序必須再轉換成由二進制機器碼構成的程序，這種轉換過程，就稱為“匯編”。匯編可借助于人工查表法來實現(xiàn)，也可借助pc機通過所謂“交叉匯編程序”來完成。由機器碼構成的用戶程序一旦“進入”了單片機，再“啟動”單片機，就可讓它執(zhí)行輸入程序所規(guī)定的任務。

mcs-51的cpu和存儲器

cpu結構

單片機8051的cpu由運算器和控制器組成。

一、運算器

運算器以完成二進制的算術/邏輯運算部件alu為核心，再加上暫存器tmp、累加器acc、寄存器b、程序狀態(tài)標志寄存器psw及布爾處理器。累加器acc是一個八位寄存器，它是cpu中工作最頻繁的寄存器。在進行算術、邏輯運算時，累加器acc往往在運算前暫存一個操作數(shù)(如被加數(shù))，而運算后又保存其結果(如代數(shù)和)。寄存器b主要用于乘法和除法操作。標志寄存器psw也是一個八位寄存器，用來存放運算結果的一些特征，如有無進位、借位等。其每位的具體含意如下所示。psw

cy ac fo rs1 rs0 ov - p對用戶來講，最關心的是以下四位。

1進位標志cy(psw7)。它表示了運算是否有進位(或借位)。如果操作結果在最高位有進位(加法)或者借位(減法)，則該位為1，否則為0。

2輔助進位標志ac。又稱半進位標志，它反映了兩個八位數(shù)運算低四位是否有半進位，即低四位相加(或減)有否進位(或借位)，如有則ac為1狀態(tài)，否則為0。

3溢出標志位ov。mcs-51反映帶符號數(shù)的運算結果是否有溢出，有溢出時，此位為1，否則為0。

4奇偶標志p。反映累加器acc內容的奇偶性，如果acc中的運算結果有偶數(shù)個1(如11001100b，其中有4個1)，則p為0，否則，p=1。

psw的其它位，將在以后再介紹。由于psw存放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字?運算器中還有一個按位(bit)進行邏輯運算的邏輯處理機(又稱布爾處理機)。其功能在介紹位指令時再說明。

二、控制器

控制器是cpu的神經中樞，它包括定時控制邏輯電路、指令寄存器、譯碼器、地址指針dptr及程序計數(shù)器pc、堆棧指針sp等。這里程序計數(shù)器pc是由16位寄存器構成的計數(shù)器。要單片機執(zhí)行一個程序，就必須把該程序按順序預先裝入存儲器rom的某個區(qū)域。單片機動作時應按順序一條條取出指令來加以執(zhí)行。因此，必須有一個電路能找出指令所在的單元地址，該電路就是程序計數(shù)器pc。當單片機開始執(zhí)行程序時，給pc裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令(如為多字節(jié)指令，則每取出一個指令字節(jié))，pc的內容就自動加1，以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。只有當程序遇到轉移指令、子程序調用指令，或遇到中斷時(后面將介紹)，pc才轉到所需要的地方去。8051

cpu碢c指定的地址，從rom相應單元中取出指令字節(jié)放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代碼被譯碼器譯成各種形式的控制信號，這些信號與單片機時鐘振蕩器產生的時鐘脈沖在定時與控制電路中相結合，形成按一定時間節(jié)拍變化的電平和時鐘，即所謂控制信息，在cpu內部協(xié)調寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸、運算等操作。

三、存儲器

存儲器是單片機的又一個重要組成部分，其中每個存儲單元對應一個地址，256個單元共有256個地址，用兩位16進制數(shù)表示，即存儲器的地址(00h～ffh)。存儲器中每個存儲單元可存放一個八位二進制信息，通常用兩位16進制數(shù)來表示，這就是存儲器的內容。存儲器的存儲單元地址和存儲單元的內容是不同的兩個概念，不能混淆。

1、程序存儲器

程序是控制計算機動作的一系列命令，單片機只認識由“0”和“1”代碼構成的機器指令。如前述用助記符編寫的命令mov a，#20h，換成機器認識的代碼74h、20h：(寫成二進制就是01110100b和00100000b)。在單片機處理問題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機器代碼后存入單片機的存儲器中，該存儲器稱為程序存儲器。程序存儲器可以放在片內或片外，亦可片內片外同時設置。由于pc程序計數(shù)器為16位，使得程序存儲器可用16位二進制地址，因此，內外存儲器的地址最大可從0000h到ffffh。8051內部有4k字節(jié)的rom，就占用了由0000h～0fffh的最低4k個字節(jié)，這時片外擴充的程序存儲器地址編號應由1000h開始，如果將8051當做8031使用，不想利用片內4krom，全用片外存儲器，則地址編號仍可由0000h開始。不過，這時應使8051的第{31}腳(即ea腳)保持低電平。當ea為高電平時，用戶在0000h至0fffh范圍內使用內部rom，大于0fffh后，單片機cpu自動訪問外部程序存儲器。