lua在单片机上用途单片机lcall和ljmp

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编程思想者 2024-05-24 22:21:53

文章标签 lua在单片机上用途 51单片机控制转移指令子程序转移指令 文章分类 游戏开发

文章目录

前言
一、无条件转移指令

LJMP addr16
AJMP addr11
SJMP rel
JMP @A + DPTR
关于SJMP、AJMP、LJMP的选择

二、条件转移指令

JZ rel
JNZ rel
CJNE XXX, XXX, rel
DJNZ XXX, rel

三、调用和返回指令

ACALL addr11
LCALL addr16
RET
RETI

四、位条件转移类指令

JC rel
JNC rel
JB bit, rel
JNB bit, rel
JBC bit, rel

五、空操作指令

前言

控制指令是将程序跳转到某个指定的地址，在顺序执行
控制指令是通过修改PC的内容来实现跳转的功能
PC的内容是将要执行的下一跳指令的地址

一、无条件转移指令

LJMP英文全称：Long Jump
AJMP英文全称：Absolute Jump
SJMP英文全称：Short Jump
JMP英文全称：Jump

LJMP addr16

指令名称：长转移指令
目的：程序无条件转向64KB程序存储器地址空间的任何单元
源操作数：16位跳转目标地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
LJMP addr16	addr16 -> PC	×	×	×	×	3	2

地址范围为0000H—FFFFH；
addr16常采用标号地址（如：LOOP、LOOP1、MAIN、START、DONE、NEXT1……）表示；

AJMP addr11

指令名称：绝对转移指令
目的：程序无条件转向2KB程序存储器地址空间的任何单元
源操作数：11位跳转目标地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
AJMP addr16	(PC) + 2 -> PC， addr11 -> PC*	×	×	×	×	2	2

注：PC* 表示 PC₁₀ ~ ₀，共计11位；

AJMP跳转范围是AJMP后面指令的第一个字节开始的同一2KB范围，也就是说先对PC+2(命令长度为2B)，在跳转到以PC当前位置为基准的2KB范围内，如下例子；
AJMP addr11表示跳转到以 PC₁₅ PC₁₄PC₁₃PC₁₂PC₁₁a₁₀a₉a₈a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁a₀ 为目标地址，最高5位为PC源最高5位的内容，剩下11位为addr11中对应的内容；
AJMP因跳转的范围在LJMP(64KB)和SJMP(256B)之间，也可以叫中跳转指令。

例若AJMP指令地址为2FFEH，跳转的范围为

PC + 2 = 3000H，故目标转移地址必在3000H—37FFH这2KB区域中；

例若AJMP指令地址为2FFDH，跳转的范围为

PC + 2 = 2FFFH，故目标转移地址必在 2800H—2FFFH这2KB区域中；

SJMP rel

指令名称：相对短转移指令
目的：程序无条件转向256B程序存储器地址空间的任何单元
源操作数：8位跳转相对地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
SJMP rel	(PC) + 2 -> PC， (PC) + rel -> PC	×	×	×	×	2	2

rel是一个带符号的偏移字节数，其范围是-128~+127
00H~7FH(0000 0000B ~ 0111 1111B，第一个位为符号位)表示为0 ~ +127，正向转移；
80H ~ FFH(1000 0000B ~ 1111 1111B)表示为-128 ~ -1，反向转移；
SJMP rel执行时是先将PC内容加2，在加相对地址；

例 (PC) = 0100H

SJMP 55H：表示正向转移到0100H + 2 + 0055H = 0157H地址；
SJMP F6H：表示反向转移到0100H + 2 + FFF6H = 00F8H地址。

rel可以是转移的目的地址的标号；

例 SJMP RELADR，其中RELADR的标号为0123H，(PC) = 0100H；

相对转移量 rel = 0123H - (0100 + 2)H = 21H；
rel并没有直接写出来，需要计算。

JMP @A + DPTR

指令名称：间接移指令/散转指令
目的：程序无条件转向DPTR和A之和的目标地址空间单元
源操作数：16位的DPTR和8位的累加器A

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
JMP @A + DPTR	(A) + (DPTR) -> PC	×	×	×	×	1	2

DPTR中存放16位基地址，累加器A存放目标转移地址对基地址的偏移量；
机器通过变址寻址转移指令便可实现程序的分支转移；
DPTR中的值是固定的，通过修改A中的内容来选择跳转目标地址；
范围：以DPTR内容为首地址的256B范围内；

例 (DPTR) = 1000H，修改A中的内容

设 A = 10H， (PC) = 1010H；
设 A = 20H， (PC) = 1020H；
设 A = 30H， (PC) = 1030H；

关于SJMP、AJMP、LJMP的选择

SJMP 如果跳转到的标号地址距离当前PC所指的地址小于256字节，用SJMP
AJMP 如果跳转到的标号地址距离当前PC所指的地址小于2K字节，用AJMP
LJMP 如果跳转到的标号地址距离当前PC所指的地址小于64K字节，用LJMP

二、条件转移指令

JZ英文全称：Jump if Zero
JNZ英文全称：Jump if Not Zero
CJNE英文全称：Compare Jump if Not Equal
DJNE英文全称：Compare Jump if Not Equal

JZ rel

指令名称：判零转移指令
目的：对累加器A中的内容进行零的判定
源操作数：8位跳转相对地址

JNZ rel

指令名称：判零转移指令
目的：对累加器A中的内容进行零的判定，同JZ
源操作数：8位跳转相对地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
JZ rel	(PC) + 2 -> PC；若 A = 0，则 (PC) + rel -> A；若 A != 0，则顺序执行，不跳转	×	×	×	×	2	2
JNZ rel	(PC) + 2 -> PC；若 A != 0，则 (PC) + rel -> A；若 A = 0，则顺序执行，不跳转	×	×	×	×	2	2

JZ从英文字面上理解成A = Zero即0，就Jump，JNZ从英文字面上理解成A not Zero即!0，就Jump；
偏移量是一个带符号的8位，所有偏移量取值范围位-127~+128，同SJMP指令；
实际汇编中，rel用目标标号替代，如“JNZ NEXT”，此时rel并非一个在-127~+128之间的实际数，汇编时自动生成相对地址，同SJMP；

例 (PC) = 0100H

JNZ 55H：当 (A) = 01H，非零时，表示正向转移到0100H + 2 + 0055H = 0157H地址；当 (A) = 00H，PC = 0102H，继续执行下一条指令，不跳转；

CJNE XXX, XXX, rel

指令名称：比较转移指令
目的：对指定的目的字节和源字节进行比较，不等转移，相等继续执行
源操作数：8位跳转相对地址，累加器A，直接地址direct，立即数#data，间接寄存器@Ri，寄存器Rn

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
CJNE A, direct, rel	(PC) + 3 -> PC；若(direct) < (A)，则 (PC) + rel -> PC且 0 -> CY；若(direct) > (A)，则 (PC) + rel -> PC且 1 -> CY；若 (direct) = (A)，则顺序执行，不跳转且 0 -> CY；	×	×	×	√	3	2
CJNE A, #data, rel	(PC) + 3 -> PC；若#data < (A)，则 (PC) + rel -> PC且 0 -> CY；若#data > (A)，则 (PC) + rel -> PC且 1 -> CY；若 #data = (A)，则顺序执行，不跳转且 0 -> CY；	×	×	×	√	3	2
CJNE Rn, #data, rel	(PC) + 3 -> PC；若#data < (Rn)，则 (PC) + rel -> PC且 0 -> CY；若#data > (Rn)，则 (PC) + rel -> PC且 1 -> CY；若 #data = (Rn)，则顺序执行，不跳转且 0 -> CY；	×	×	×	√	3	2
CJNE @Ri, #data, rel	(PC) + 3 -> PC；若#data < ((Ri))，则 (PC) + rel -> PC且 0 -> CY；若#data > ((Ri))，则 (PC) + rel -> PC且 1 -> CY；若 #data = ((Ri))，则顺序执行，不跳转且 0 -> CY；	×	×	×	√	3	2

三字节指令：CJMP (目的字节)， (源字节)， rel
执行CJMP指令结果可以简单理解，想等继续执行，CY清零；不相等，跳转，CY置一还是清零看比较大小；
目的字节大于源字节（前大于后）CY清零；
目的字节小于源字节（前小于后）CY置一；
程序转移范围以(PC) + 3为起始地址的-128 ~ +127共256B；

(A) = 03H，(10) = 04H，CY = 0，rel = 30H，(PC) = 0100H

CJMP A, 10H
(A) = 03H != (10H) = 04H，(PC) = (PC) + 3 + rel = 0133H；
(A) < (10H) ，CY = 1；

DJNZ XXX, rel

指令名称：循环转移指令
目的：以直接地址或寄存器Rn的单元内容作为循环控制寄存器使用，利用其进行循环
源操作数：8位跳转相对地址，寄存器Rn，直接地址direct

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
DJNZ Rn, rel	(PC) + 2 -> PC；(Rn) - 1 -> Rn；当(Rn) != 0时，则(PC) + rel -> PC；当(Rn) = 0时，则结束循环，程序往下执行	×	×	×	×	2	2
DJNZ direct, rel	(PC) + 3 -> PC；(direct) - 1 -> direct；当(direct) != 0时，则(PC) + rel -> PC；当(direct) = 0时，则结束循环，程序往下执行	×	×	×	×	3	2

执行一次该语句，第一操作数减一，判断字节变量是否为0，不为0则继续循环；为0，则退出循环；
DJNZ可以理解高级语言中的for (int i = n; i > 0; i–)循环语句；

例设(R1）= 07H，rel = 10H，(PC) = 0100H

DJNZ R1, rel
R1循环07H，需要进行7次循环才为00H；
循环7次后，(PC) = 0114H；
跳转后， (PC) = 0124H

三、调用和返回指令

ACALL英文全称：Absolute subroutine Call
LCALL英文全称：Long subroutine Call
RET英文全称：Return from Subroutine
RETI英文全称：Return from Interruption

调用和返回之间的过程：

CPU在主程序中遇到调用子程序ADD1的指令；
CPU下一条指令第一字节的地址(PC值，断点处)压入堆栈中；
栈指针(SP) + 2，并将ADD1的起始地址送入PC，开始执行子程序了。
子程序执行完，通过RET指令回调到主函数；
将SP中的地址弹回PC中，回到主函数中。

ACALL addr11

指令名称：短调用指令
目的：调用2KB范围内的所指定的子程序
源操作数：11位目的地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
ACALL addr11	(PC) + 2 -> PC；(SP) + 1 -> (SP), (PCL) -> (SP)，(SP) + 1 -> (SP)， (PCH) -> (SP)，addr(10~0) -> PC(10~0)；	×	×	×	×	2	2

注：

PCL为PC₇ ~ ₀即PC的低8位值；
PCH为PC₁₅ ~ ₈即PC的高8位值；

断点压入栈的过程
将栈指针SP向下移动一个单元空间(对其加一操作)；
将PC的低8位送入SP的内容指向的单元空间；
再将栈指针SP向下移动一个单元空间；
将PC的高8位送入SP的内容指向的单元空间；
跳转到子程序过程
将addr₁₀ ~ ₀送入PC₁₀ ~ ₀， PC₁₅ ~ ₁₁保持不变，形成16位转移目的地址；
PC就指向子程序的首地址；
所调用的子程序首地址必须在ACALL指令后第一字节开始的2KB范围内的ROM中。

例 (SP) = 40H，(PC) = 0100H，子程序ADD1首地址 0110H；

执行ACALL ADD1
(PC) = (PC) + 2 = 0102H;先将PC加2，因指令长2字节；
(41H) = 02H ;先将PC的低8位放入SP指针内容的空间地址；
(42H) = 01H ;先将PC的高8位放入SP指针内容的空间地址，此时(SP) = 42H；
(PC) = 0110H;PC指向了子程序ADD1首地址；

LCALL addr16

指令名称：长调用指令
目的：调用64KB范围内的所指定的子程序
源操作数：16位目的地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
ACALL addr11	(PC) + 3 -> PC；(SP) + 1 -> (SP), (PCL) -> (SP)，(SP) + 1 -> (SP)， (PCH) -> (SP)，addr(15~0) -> PC；	×	×	×	×	3	2

注：

PCL为PC₇ ~ ₀即PC的低8位值；
PCH为PC₁₅ ~ ₈即PC的高8位值；

断点压入栈的过程
将栈指针SP向下移动一个单元空间(对其加一操作)；
将PC的低8位送入SP的内容指向的单元空间；
再将栈指针SP向下移动一个单元空间；
将PC的高8位送入SP的内容指向的单元空间；
跳转到子程序过程
将addr₁₅ ~ ₀送入PC₁₅ ~ ₀，形成16位转移目的地址；
PC就指向子程序的首地址；
所调用的子程序首地址可以设置在64KB范围内的ROM中。

例 (SP) = 07H，(PC) = 0123H，子程序ADD1首地址 5678H；

执行LCALL ADD1
(PC) = (PC) + 3 = 0126H;先将PC加3，因指令长3字节；
(08H) = 26H ;先将PC的低8位放入SP指针内容的空间地址；
(09H) = 01H ;先将PC的高8位放入SP指针内容的空间地址，此时(SP) = 09H；
(PC) = 5678H;PC指向了子程序ADD1首地址。

ACALL是你调用的子程序入口地址距离当前PC所指地址需介于0~2K，LCALL是0～64K

RET

指令名称：子程序返回指令
目的：从子程序返回

RETI

指令名称：中断返回指令
目的：从中断返回

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
RET	((SP)) -> PCH，(SP) - 1 -> SP，((SP)) -> PCL，(SP) - 1 -> SP	×	×	×	×	1	2
RETI	((SP)) -> PCH，(SP) - 1 -> SP，((SP)) -> PCL，(SP) - 1 -> SP	×	×	×	×	1	2

注：

PCL为PC₇ ~ ₀即PC的低8位值；
PCH为PC₁₅ ~ ₈即PC的高8位值；

当子程序执行此指令表示子程序结束了
恢复断点过程
先将(SP)内容执行的地址空间作为PC的高8位；
SP指向上一个地址空间；
在将(SP)内容执行的地址空间作为PC的低8位；
SP指向上一个地址空间；
此时PC中有返回目的地址的16位；

例 (SP) = 09H，(09H) = 01H，(08H) = 26H，(PC) = 5678H

在子程序中执行RET
(PC) = 0178H;先将(SP)内容执行的地址空间内容作为PC的高8位；
(SP) = 08H;将(SP)内容减1；
(PC) = 0126H;先将(SP)内容执行的地址空间内容作为PC的低8位；
(SP) = 07H;将(SP)内容减1；
此时已经返回到地址为0126H的地址。

四、位条件转移类指令

JC英文全称：Jump if the Carry flag is set
JNC英文全称：Jump if Not Carry
JB英文全称：Jump if the Bit is set
JNB英文全称：Jump if the Bit is Not set
JBC英文全称：Jump if the Bit is set and Clear the bit

JC rel

指令名称：判布尔累加器C转移指令
操作数：8位目的地址

JNC rel

指令名称：判布尔累加器C转移指令
操作数：8位目的地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
JC rel	(PC) + 2 -> PC，若(C) = 1,则(PC) + rel -> PC；若(C) = 0,则顺序执行	×	×	×	×	2	2
JNC rel	(PC) + 2 -> PC，若(C) = 0,则(PC) + rel -> PC；若(C) = 1,则顺序执行	×	×	×	×	2	2

累加器C是一个布尔累加器，位累加器；
根据累加器C中的值进行判断转移。

JB bit, rel

指令名称：判位变量转移指令
操作数：位变量，8位目的地址

JNB bit, rel

指令名称：判位变量转移指令
操作数：位变量，8位目的地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
JB bit rel	(PC) + 3 -> PC，若(bit) = 1,则(PC) + rel -> PC；若(bit) = 0,则顺序执行	×	×	×	×	3	2
JNB bit rel	(PC) + 3 -> PC，若(bit) = 0,则(PC) + rel -> PC；若(bit) = 1,则顺序执行	×	×	×	×	3	2

根据位变量bit的值进行判断转移；
JB、JNB相对于JC、JNC，其是对位变量bit进行判断转移，其他性质都一样。

JBC bit, rel

指令名称：判位变量并清零转移指令
操作数：位变量，8位目的地址

助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
JBC bit rel	(PC) + 3 -> PC，若(bit) = 1,则(PC) + rel -> PC，0 -> CY；若(bit) = 0,则顺序执行	×	×	×	×	3	2

相比于JB，JBC仅仅是增加CY清零的步骤；
在位变量bit为1时，不仅仅要跳转，还要CY清零。

五、空操作指令

NOP英文全称：No Operation

NOP

指令名称：空操作指令

			助记符	功能	对标志位影响	字节数	周期数
P	OV	AC	CY
NOP	空操作	×	×	×	×	1	1

51单片机之系统指令

51单片机之逻辑运算指令ANL、ORL、XRL等

51单片机之数据转移指令MOV、MOVX、MOVC等

51单片机之位操作指令SETB、CPL等

51单片机之算术运算指令ADDC、SUBB等

参考

由本人水平有限，文章难免有错误，望告知

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