C51的指令与时序的一点总结

本文总结了C51指令的执行过程,包括指令存储、指令寄存器、程序计数器和指令译码。通过分析不同类型的MOV指令,探讨了字节和机器周期的关系,以及在不同指令下的PC如何加增。还讨论了MCS-51单片机的指令时序图,特别提到了访问外部程序存储器和数据存储器时的ALE和PSEN信号的作用。

我们知道C51的指令存储在ROM中,它需要从ROM中取出指令才能知道该干什么事。一条指令,首先应该告诉计算机要做什么性质的操作,是加减,还是跳转判断等;其次,还需要给出拿去运算的数据,可以是直接的数据(就是立即能用的数,立即数),也可以是数据存放的地址。那么如何告诉计算机我这个操作码后面跟的是立即数还是地址呢?简单,做个记号,用#来表示立即数,没记号的都是地址。取出指令时,要放在指令寄存器IR里,送到指令译码器ID里进行译码,随后生成相应的控制命令C,这一点是自然而然的,因为计算机本身是要通过硬件执行的,一个指令代码要译码过后才能被解读。不然直接给CPU一个10001000它根本不知道该干什么,通过译码,可能也是生成一些10001000类似的数,但是其对应电平可以直接操作一些硬件,产生相应的动作,在外面的人看来,就是形成了各种不同得控制信号。

这里还需要注意到一件事,就是我取指的时候,程序计数器pc是要+1的,这个加1不是说直接加1,而是说指向下一条指令的意思,它可能就在上一条指令的物理地址的后面,也可以是跳转过的,距离上一条指令很远。都可以,反正就是要指向下一条计算机要运行的指令。那么,这个判断是在什么时候进行呢,具体怎么执行呢?比如MOV类指令,取指后我这个PC物理地址应该加1还是2还是3或者更多?

翻开某本教材的后面的附录:

MOV A,Rn                               E8H~EFH                       字节1 机器周期1

MOV A,direct                          E5H direct                   &nbs

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