單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。

MCS-51是指由美國INTEL公司生產的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產品。

學習單片機，除了搞清單片機內部功能、存儲空間分配及I/O接口外，還應掌握其指令系統(tǒng)。MCS-51共有111條指令，現介紹我們總結出的快速記憶MCS-51指令的方法，供大家參考。

大家都知道，匯編語言指令由操作碼、操作數兩部分組成。MCS-51使用匯編語言指令，它共有44個操作碼助記符，33種功能，其操作數有#data、direct、Rn、@Ri等。這里先介紹指令助記符及其相關符號的記憶方法。

一、助記符號的記憶方法

1 表格列舉法

把44個指令助記符按功能分為五類，每類列表記憶。此處從略，請讀者自己總結。

2 英文還原法

單片機的操作碼助記符是該指令功能的英文縮寫，將縮寫還原成英語原文，再對照漢語有助于理解其助記符含義，從而加強記憶。例如：

增量 INC-Incremect

減量 DNC-Decrement

短轉移 SJMP-Short jump

長轉移 LJMP-Long jump

比較轉移 CJNE-Compare jump not equality

絕對轉移 AJMP-Absolute jump

空操作 NOP-No operation

交換 XCH-Exchange

加法 ADD-Addition

乘法 MUL-Multiplication

除法 DIV-Division

左環(huán)移 RL-Rotate left

進位左環(huán)移 RLC-Rotate left carry

右環(huán)移 RR-Rotate right

進位右環(huán)移RRC-Rotate right carry

3 功能模塊記憶法

單片機的44個指令助記符，按所屬指令功能可分為五大類，每類又可以按功能相似原 則為2~3組。這樣，化整為零，各個擊破，實現快速記憶。

1)數據傳送組

2)加減運算組：

MOV 內部數據傳送

ADD 加法

MOVC 程序存儲器傳送

ADDC 帶進位加法

MOVX 外部數據傳送

SUBB 帶進位減法

3)邏輯運算組

4)子程序調用組：

ANL 邏輯與

LCALL 長調用

ORL 邏輯或

ALALL 絕對調用

XRL 邏輯異或

RET 子程序返回

二、指令的記憶方法

1 指令操作數的有關符號

MCS-51的尋址方式共有六種：立即數尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間址、變 址尋址、相對尋址。我們必須掌握其表示的方法。

1)立即數與直接地址。ata表示八位立即數，#data16表示是十六位立即數，data或 direct表示直接地址。

2)Rn(n=0-7)、A、B、CY、DPTR寄存器尋址變量。

3)@R0、@R1、@DPTR、SP表示寄存器間址變量。

4)DPTR+A、PC+A表示變址尋址的變量。

5)PC+rel(相對量)表示相對尋址變量。

記住指令的助記符，掌握不同尋址方式的指令操作數的表示方法，為我們記憶匯編指 令打下了基礎。MCS-51指令雖多，但按功能可分為五類， 其中數據傳送類28條，算術運算類24條，邏輯操作類25條，控制轉移類17條，布爾位操作 類17條。在每類指令里，根據其功能，抓住其源、 目的操作數的不同組合，再輔之以下方法，是完全能記住的。 我們約定，可能的目的操作數按(# data/direct/A/Rn/@Ri )順序表示。

對于MOV指令，其目的操作數按A、Rn、direct、@Ri的順序書寫，則可以記住MOV的15 條指令。例如以累加器A為目的操作數，可寫出如下4條指令。

MOV A，# data/direct/A/Rn/@Ri

以此類推，寫出其它指令。

MOV Rn，#data/direct/A

MOV direct，# data/direct/A/Rn/@Ri

MOV @Ri，#data/direct/A

2 指令圖示記憶法

圖示記憶法是把操作功能相同或相似、但其操作數不同的指令，用圖形和箭頭將目 的、源操作數的關系表示出來的一種記憶方法。 例如：由助記符MOV、MOVX、MOVC組成的送數組指令。

由助記符CJNE形成的四條指令，也可以用圖示法表示。 CJNE A，#data，rel CJNE A，direct，rel CJNE @Rn，#data，rel CJNE @Ri，#data，rel

另外，對于由(ANL、ORL、ARL)形成的18條邏輯操作指令，有關A的四條環(huán)移指令， 也可以用圖示法表示，請讀者自行畫出記憶。

3 相似功能歸類法

在MCS-51指令中，我們發(fā)現部分指令其操作碼不同，但功能相似，而操作數則完全一 樣。相似功能歸類法就是把具有這樣特點的指令放在一起記憶， 只要記住其中的一條，其余的也就記住了。如加、減法的十二條指令，與、或、非的十八 條指令，現列舉如下。

ADD/ADDC/SUBB A，# data/direct/Rn/@Ri

ANL/ORL/XRL A，# data/direct/Rn/@Ri

ANL/ORL/XRL direct，#data/a

上述每一排指令，功能相似，其操作數都相同。其它的如加1(INC)、減1(DEC)指令也 可照此辦理。

4 口訣記憶法

對于有些指令，我們可以把相關的功能用精練的語言編成一句話來記憶。如PUSH direct和POP direct這兩條指令。 初學者常常分不清堆棧SP的變化情況，為此編成這樣一句話：(SP的內容)加1(direct的內 容)再入棧，(SP的內容)彈出(到direct單元)SP才減1。 又如乘法指令中積的存放，除法指令中被除數和除數以及商的存放，都可以編成口訣記憶如下：

MUL AB

高位積(存于)B，低位積(存于)A。

DIV AB

A除以B，商(存于)A余(下)B。

上面介紹了幾種快速記憶單片機指令的方法，希望能起到拋磚引玉的作用，相信讀者在學習單片機的過程中能找到適合自己的方法來記憶。但是，有了好的方法還不夠，還需要實踐，即多讀書上的例題和別人編寫的程序，自己再結合實際編寫一些程序。只有這樣， 才能更好更快地掌握單片機指令系統(tǒng)。

建議

學單片機之初，你必須懂一些數字電路，若對數字電路中的一般概念都很模糊，最好還是再補習一下再來學單片機。接下來你最好先選一種單片機機種進行學習，因為目前單片機機種較多，其結構和指令均不相同，若這種學兩天，那種學兩天往往會灘多嚼不爛。這里建議你最好先學8051單片機，因為8051方面的書籍、資料、器材都較多。PIC和AVR以及其它類型的單片機雖有其長處，但現在的書籍、資料以及器件供應并不理想，不太適合初學者選擇。若你對這些并不在意的話那選擇后者進行學習也未尚不可。

我們建議你選擇8051單片機開始學習的原因還在于8051家族的派生品很多，例如ATMEL公司的AT89C51系列單片機就是完全兼容MSC-51 8051系列的(也就是說，AT89C51的指令、管腳、內部主要結構，以及用法與MSC-51相同)，他不但兼容，而且還有不少創(chuàng)新，比如他的程序存儲器可以電擦、寫，一片IC就擁有了過去單片機的最小系統(tǒng)，不需要以前所謂的373和EPROM元件;所以，實驗時的電路連接、電路板自制都比較容易，加上目前其價格較底，你學習的片子也可以做產品，做產品的片子也可以做實驗，當然AVR系列也有這些特點;而PIC及其它系列在這一點上則顯得不太理想。

購買單片機的書籍最好是書的前面你能看懂，而書的后面你不懂，若前后都看不懂的書最好先別買，因為這本書短時間內不會對你起多大作用。當然若不是把書當資料查也不必買前后你都懂的書，因為它對你來說有點淺。應以原理書籍為主。其次可以購買一些應用方面的書籍以便參考。

電子技術本身與實驗離不開，若光靠看書是很難理解其原理和學會單片機開發(fā)的。你應該購置相關單片機的芯片、編程器、實驗板，以及開發(fā)他的相關軟件。并以邊看書邊實驗的方式進行學習其效果將明顯好的多!由于初學，不可能購置很多昂貴的設備，建議學習用的單片機芯片其程序儲存器是可以反復可擦寫的，如AT89C系列或AVR系列。這樣，在學習燒寫時是無后顧之憂的。

現在來談談單片機開發(fā)的步驟。想讓單片機按你的意思(想法)完成一項任務，必須先編寫供其使用的程序，編寫單片機的程序應使用該單片機可以識別的“語言”，否則你將是對“石”彈琴。目前較流行的有匯編和C語言;匯編語言可以精確的控制單片機工作的每一步，而C語言則注重結果，不必關心單片機具體的每一步。習慣上宜先學匯編語言后學C語言，這樣可以對單片機有一個更深的了解，再說，就是用C語言編程，在需要精確控制時還需要嵌入匯編語句。當然，也有一開始就用C語言的，后來再學匯編;若你學過計算機的 Turbo C ，開始就學單片機的C也許會更快一些。

單片機程序是用文本編輯器編寫的純文本文件，象我們平常在windows計事本中用漢語寫計劃一樣，先這件事后那件事的去寫，以所使用單片機語言的語法，按我們的想法把單片機要做的事“一件一件”的依次寫下來，遇到“有些事”是重復的，就指明在什么什么地方已有說明(跳轉)，在正常安排中若有其它突發(fā)事件出現，必須寫一段突發(fā)事件處理計劃(中斷)... ...。最后保存文件的擴展名應與所使用的語言要求的名字一致;我們漢語的文章一般保存為*.txt擴展名，而匯編語言的文件擴展名一般應為*.asm;有的開發(fā)系統(tǒng)則有自己的規(guī)定，如用 Keil C51開發(fā)系統(tǒng)，編寫的匯編程序擴展名為*.a51;當然Keil C51開發(fā)系統(tǒng)也有自己的編輯器，不必用Windows中的記事本。

無論我們使用匯編語言，還是C語言編寫的程序，只是給我們看的，這個程序還必須經過與該語言對應的軟件將我們能看懂的匯編或C“翻譯”(編譯)成所用單片機可以識別的代碼。將單片機可以識別的代碼燒寫(編程)到單片機程序存儲器中，單片機裝的實際電路中才能依你的“計劃”去工作。

對于8051系列單片機來說，Keil C開發(fā)系統(tǒng)具有編輯、編譯、模擬單片機C語言程序的功能，也能編輯、編譯、模擬匯編語言程序;對于初學者，開始編寫的程序難免出現語法錯誤或其它不規(guī)范的語句，由于Keil C編譯時對錯誤語句提示的是英文，不太好理解，若用匯編的話，可使用DOS下的宏匯編編譯器ASM51;他可以對出錯語句進行中文提示;你源程序的注釋部分還可以使用中文，這更便于你今后對程序的維護。

編譯出的代碼一般擴展名為*.hex或*.bin;這個代碼文件必須送到單片機中單片機在電路中才能按你的“計劃”去工作。將這個代碼文件送到單片機中的工具就是編程器，與電腦連接的編程器一般都通過并口或者串口與編程器的硬件連接，也有相應的服務程序;在連接好電腦與編程后運行其服務程序，在服務程序中先選擇所要編程的單片機型號，再調入前面所得到的代碼文件，接下來就用編程器將這個代碼文件燒寫到單片機中。到此，單片機開發(fā)的一個過程就大致完成。

當然，你不可能一次就把你的“計劃”用單片機的語言完美正確的將源程序寫好(就是我們平常制訂的計劃在實際中也有修改的)，這就需要反復修改源程序，反復編譯、燒寫到單片機中、反復將單片機裝到電路中去實驗。由于單片機執(zhí)行每一條語句所用的時間很短，有時你無法得到其中間的結果，也無法判斷程序出錯的位置，這時你可以使用軟件模擬的方法，讓程序一步一步的執(zhí)行，每執(zhí)行一步，通過查看單片機中各關鍵數據的變化情況，來找到錯誤或沒按你“計劃”執(zhí)行的語句，從而達到排錯的目的。若你資金不成問題的話，也可以購買單片機仿真器，他可以取代實際電路中的單片機，在電腦的控制下一步一步的去排錯。實際上無論軟件模擬(仿真)還是硬件仿真，其功能遠不止這里講的這一點點。