关于MCS-51系列微处理器中MOV A,ACC指令的分析.pdf
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第 ２５卷第 ２期
２０１２年 ３月
机 电产品开发与刨新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．２
Ｍａｒ．．２０１ ２
文章编号 ：１００２—６６７３ （２０１２）０２—０９１—０３
关于 ＭＣＳ一５１系列微处理器中 ＭＯＶ Ａ，ＡＣＣ指令的分析
费锦成 ，袁大威 ，权海洋
（北 京 微 电子 技 术 研 究 所 ，北 京 １０００７６）
摘 要 ：对 ＭＣＳ－５１系列微 处理 器 中 ＭＯＶ Ａ，ＡＣＣ 指令 的无 效 问题 进行 了分析 ，首先 对 出现 问题 的 指令进
行扼 要 的介 绍 ，之 后通 过 给 出指 令执 行 使 用 到的 数据 通 路 以及 指 令 的执 行 时序 分析 指 令执 行 出错
的 原 因 ，接 下 来给 出一种 修 正指 令 执 行 的方 案 。修 正后 指 令执 行 可 以得 到 正确 的 结果 。 最后 分析
与 Ｍｏｖ Ａ，Ａｃｃ 指令 十分 相似 的 Ｍｏｖ Ａｃｃ。Ａ指 令 的执行 过程 ．使 对这 个 问题 的理解 更加 全 面。
关键 词 ：ＭＣＳ－５１；寻址模 式 ；数据 通路 ；指 令 时序
中 图分类 号 ：ＴＰ３ｌ１．５ｌ 文 献标 识码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１２．０２．０３６
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＩｎｓｔｒｕｃｔｉＯｎ Ｍ ｏＶ Ａ．ＡＣＣ ｏｆ Ｍ ＣＳ－５１ Ｓｅｒｉｅｓ Ｍ ｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ
ＦＥＩＪｉｎ—Ｃｈｅｎｇ，ＹＵＡＮ Ｄａ－Ｗｅｉ，ＱＵＡＮＨａｉ—Ｙａｎｇ
（Ｄｅｓｉｇｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖａｌｉｄ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍ ＯＶ Ａ，ＡＣＣ ｏｆ Ｍ ＣＳ一５１ ｓｅｒｉｅｓ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｆｉｒｓｔ
ｅｘｐｌａｉｎ ｔｈｅ ｉｎｖａｌｉｄ ｉｍ ｔｒｕｃｆｉｏｎ ｂｒｉｅｆｌｙ．Ｔｈｅｎ，ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｗｈｙ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｖａｌｉｄ ｂｙ ｇｉｖｉｎｇ ｔｈ ｅ ｄａｔａ ｐａｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍ －
ｈａｇ．Ｎ ｅｘｔ，ｇｉｖｅ ａ ｍｅｔｈ ｏｄ ｔｏ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔ ｃａｌｌ ｇｅｔ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｒｅｓｕｌｔ．Ａｔ ｌａｓｔ，ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍ ＯＶ
ＡＣＣ ，Ａ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｉｍ ｉｌａｒ ｔｏ Ｍ Ｏ Ｖ Ａ，ＡＣＣ ｔｏ ｇｅｔ ａ ｍｏｒｅ ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ．
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍ ＣＳ一５１； ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ｍ ｏｄｅ； ｄａｔａ ｐａｔｈ ； ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｉｎｇ
０ 引 言
在 ＭＣＳ－５１的编程指南［１１以及 相关 的教 科书翻中 ，ＭＯＶ
Ａ，ＡＣＣ指令 被 注释 为无 效 指令 。而笔 者在 进行 ＭＣＳ一５１
的测试过程 中 ，不慎使用 了该 指 令并且 得到 了错误 的结
果 ．在之 后 查找 错误 原 因的过 程 中发 现 许 多 ＭＣＳ一５１程
序 开发 者 都 遇 到 了 同样 的 问题 ，尽 管 最后 查 知 ＭＯＶ Ａ，
ＡＣＣ指令为无 效 指令 ．但程 序员 们 不解为什 么此条 指令
编译 器可 以通 过 且在 基本 分 析 中不存 在 问题 。却 被 处理
器厂商设定为无效指令 ，更进 一 步 的 问 题 是 为 什 么与
ＭＯＶ Ａ，ＡＣＣ指令 十 分 相 似 的 ＭＯＶ ＡＣＣ，Ａ指 令 不存在
同样的问题嘲。本 文通 过查 阅相 关 资料 ，分 析 ＭＯＶ Ａ，ＡＣＣ
指令 的执 行过 程 ，对其 无效 的原 因进 行分 析 。
１ 出错指令简 介
ＭＣＳ一５１体 系结构中 ．各 种 指 令 以 累加器 为 核 心执
收 稿 日期 ：２０１２—０２—０７
作者简介 ：费锦成 （１９８６－），男，河 北 唐 山人 ，在读硕 士研 究
生 。研 究方向 ：专用集成 电路 的设计与验证 。已发表英文论
文一篇 ；袁大威 （１９７９－），男 ，吉 林 人 ，硕 士研 究生 ， 高级
工程师。研究方向 ：专用集成 电路设计。 已发表 论文多篇 。
行 。由于 累加 器 中 只保存 有 一个操 作 数 ，为实 现算 术 逻
辑运算 等 有 两个或 两 个 以 上操 作 数 指 令 的执行 ，ＭＣＳ一
５１体 系结 构在 累加 器寻 址外 提供 了多 种寻 址模 式 以得 到
另外的操作 数 。其寻址模 式包括 寄存器寻址 。寄存 器 间
接寻 址 ，直接 寻 址 ，立 即数寻 址 ，基址 变 址寻 址 ，相 对
寻址 ，绝 对 寻址 和长 寻址 。多 种寻 址模 式 方便 了处 理 器
得到指令执行 所 必需的数 据 ，给程序 开发 者 以更多 的选
择，但多 种 寻址模式使 同一个 操作数 可 以以不 同的方式
访 问 ．例如 ＳＲＡＭ 中地 址为 ００Ｈ～７ｆＨ处 的数 据 可以通 过
直接 寻址 访 问 。也可 以通 过 间接 寻址访 问 ，最 低地 址 处
的存储 单元 甚 至可以用寄存器 寻址 访 问 。
对 于 ＭＯＶ Ａ，ＡＣＣ指令 ，其 是一 个 双字 节 单机 器 周
期 指令 。机 器码 为 ｅ５ ｅ０Ｈ．其 中第 一字 节 ｅ５Ｈ 为指令 的
操 作 码 ，表 明指令 的功能 是把 一个 直 接 寻址存 储单 元 的
数 据 传递 给 累加 器 Ａ。第 二 字节 为 直接 寻址 的地址 ，数
值 ｅ０Ｈ指 向 累加器 ＡＣＣ。此条 指令 实现 的功 能是 ，将 直
接寻址的地址 ＡＣＣ中的数据 保存 到累加 器 Ａ中 ，指 令
中使用 了 累加器 的两 种 寻址模 式 ， 目标地 址 累加器 （Ａ）
由 指 令 操 作 码 直 接 给 出 ， 源 地 址 累 加 器 由直 接 寻 址
（ＡＣＣ）给 出 。理论上 ，此 条 指令 执行后 ，除了程序地 址
增 加 ２以外 不 会 有 任 何 影 响 ．相 当于 执 行 了两 次 ＮＯＰ
９１
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