汇编入门第一篇，小白也能看懂

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汇编代码是计算机的一种低级表示，它是一种低级语言，可以从字面角度去理解它，包括处理数据、管理内存、读写存储设备上的数据，以及利用网络通信等。编译器生成机器码经过了一系列的转换，这些转换遵循编程语言、目标机器的指令集 和操作系统。

指令集

指令集就是指挥计算机工作的指令，因为程序就是按照一定执行顺序排列的指令。因为计算机的执行控制权由 CPU 操作，所以指令集就是 CPU 中用来计算和控制计算机的一系列指令的集合。每个 CPU 在产出时都规定了与硬件电路相互配合工作的指令集。

指令集有不少分类，但是一般分为两种，一种是精简指令集，一种是复杂指令集。具体描述如下

精简指令集

精简指令的英文是 reduced instruction set computer， RISC，原意是精简指令集计算，简称为精简指令集，是 CPU 的一种 设计模式，可以把 CPU 想象成一家流水线工厂，对指令数目和寻址方式都做了精简，使其实现更容易，指令并行执行程度更好，编译器的效率更高。

常见的精简指令集处理器包括 ARM、AVR、MIPS、PARISC、RISC-V 和 SPARC 。

所以你就能理解

这本书是讲啥的了。

它主要是基于 MIPS 体系结构把冯诺依曼体系的五大组件进行了逐一的硬件实现 + 软件设计介绍，更为重要的是引入了诸多并行计算的内容，这是大部分教材中忽略或者内容较少的，会根据这个思路把并行相关的内容，结合 OpenMP, CUDA 和 Hadoop/Spark 整体融入到新书中，毕竟这是未来发展的趋势

还有这本书

这本书又是讲啥的。

这本书是讲 RISC-V 指令集的，因为指令集的不同也区分了三个版本，三个版本？？？嗯，还有下面这个

这本书是讲 ARM 指令集的。

所以一般在看 CASPP 的时候并发的看看这本书是非常不错的选择。

精简指令集一般具有如下特征

复杂指令集

复杂指令集的英文是 Complex Instruction Set Computing, CISC，是一种微处理器指令集架构，也被译为复杂指令集。

复杂指令集包括 System/360、VAX、x86 等 。

复杂指令集可以说是在精简指令集之上作出的改变。

复杂指令集的特点是指令数目多而复杂，每条指令字长并不相等，计算机必须加以判读，并为此付出了性能的代价。

一般来说，提升 CPU 性能的方法有如下这几种

比较抽象，我们后面会组织成文章具体介绍一下。

C 编译器会接收其他操作并把其转换为汇编语言输出，汇编语言是机器级别的代码表示。我们之前介绍过，C 语言程序的执行过程分为下面这几步

下面我们更多的讨论都是基于汇编代码来讨论。

我们日常所接触的高级语言，都是经过了层层封装的结果，所以我们平常是接触不到汇编语言的，更不会用汇编语言来进行编程，这就和你不知道操作系统的存在一样，但其实你每个操作，甚至你双击一个图标都和操作系统有关系。

高级语言的抽象级别很高，但是经过了层层抽象之后，高级语言的执行效率肯定没有汇编语言高，也没有汇编语言可靠。

但是高级语言有更大的优点是其编译后能够在不同的机器上运行，汇编语言针对不同的指令集有不同的表示。并且高级语言学习来更加通俗易懂，降低计算机门槛，让内卷更加严重（当然这是开个玩笑，冒犯到请别当真）。

话不多说，了解底层必须了解汇编语言。否则一个 synchronized 底层实现就能够让你头疼不已。而且，天天飘着也不好，迟早要落地。

了解汇编代码也有助于我们优化程序代码，分析代码中隐含的低效率，并且这种优化方法一旦优化成功，将是量级的提高，而不是改改 if...else ，使用一个新特性所能比的。

机器级代码

计算机系统使用了多种不同形式的抽象，可以通过一个简单的抽象模型来隐藏实现细节。对于机器级别的程序来说，有两点非常重要。

首先第一点，定义机器级别程序的格式和行为被称为 指令集体系结构或指令集架构(instruction set architecture)， ISA。ISA 定义了进程状态、指令的格式和每一个指令对状态的影响。大部分的指令集架构包括 ISA 用来描述进程的行为就好像是顺序执行的，一条指令执行结束后，另外一条指令再开始。处理器硬件的描述要更复杂，它可以同时并行执行许多指令，但是它采用了安全措施来确保整体行为与 ISA 规定的顺序一致。

第二点，机器级别对内存地址的描述就是 虚拟地址(virtual address)，它提供了一个内存模型来表示一个巨大的字节数组。

编译器在整个编译的过程中起到了至关重要的作用，把 C 语言转换为处理器执行的基本指令。汇编代码非常接近于机器代码，只不过与二进制机器代码相比，汇编代码的可读性更强，所以理解汇编是理解机器工作的第一步。

一些进程状态对机器可见，但是 C 语言程序员却看不到这些，包括

程序执行时，PC 的初始值为程序第一条指令的地址，在顺序执行程序时， CPU 首先按程序计数器所指出的指令地址从内存中取出一条指令，然后分析和执行该指令，同时将 PC 的值加 1 并指向下一条要执行的指令。

比如下面一个例子。

这是一段数值进行相加的操作，程序启动，在经过编译解析后会由操作系统把硬盘中的程序复制到内存中，示例中的程序是将 123 和 456 执行相加操作，并将结果输出到显示器上。由于使用机器语言难以描述，所以这是经过翻译后的结果，实际上每个指令和数据都可能分布在不同的地址上，但为了方便说明，把组成一条指令的内存和数据放在了一个内存地址上。

下面以条件分支为例来说明程序的执行过程（循环也很相似）

程序的开始过程和顺序流程是一样的，CPU 从 0100 处开始执行命令，在 0100 和 0101 都是顺序执行，PC 的值顺序+1，执行到 0102 地址的指令时，判断 0106 寄存器的数值大于 0，跳转（jump）到 0104 地址的指令，将数值输出到显示器中，然后结束程序，0103 的指令被跳过了，这就和我们程序中的 if() 判断是一样的，在不满足条件的情况下，指令会直接跳过。所以 PC 的执行过程也就没有直接+1，而是下一条指令的地址。

机器指令只会执行非常简单的操作，例如将存放在寄存器的两个数进行相加，把数据从内存转移到寄存器中或者是条件分支转移到新的指令地址。编译器必须生成此类指令的序列，以实现程序构造，例如算术表达式求值，循环或过程调用和返回

认识汇编

我相信各位应该都知道汇编语言的出现背景吧，那就是二进制表示数据，太复杂太庞大了，为了解决这个问题，出现了汇编语言，汇编语言和机器指令的区别就在于表示方法上，汇编使用操作数来表示，机器指令使用二进制来表示，我之前多次提到机器码就是汇编，你也不能说我错，但是不准确。

但是汇编适合二进制代码存在转换关系的。

汇编代码需要经过 汇编器 编译后才产生二进制代码，这个二进制代码就是目标代码，然后由链接器将其连接起来运行。

汇编语言主要分为以下三类

汇编语言的核心是汇编指令，而我们对汇编的探讨也是基于汇编指令展开的。

与汇编有关的硬件和概念

CPU

CPU 是计算机的大脑，它也是整个计算机的核心，它也是执行汇编语言的硬件，CPU 的内部包含有寄存器，而寄存器是用于存储指令和数据的，汇编语言的本质也就是 CPU 内部操作数所执行的一系列计算。

内存

没有内存，计算机就像是一个没有记忆的人类，只会永无休止的重复性劳动。CPU 所需的指令和数据都由内存来提供，CPU 指令经由内存提供，经过一系列计算后再输出到内存。

磁盘

磁盘也是一种存储设备，它和内存的最大区别在于永久存储，程序需要在内存装载后才能运行，而提供给内存的程序都是由磁盘存储的。

总线

一般来说，内存内部会划分多个存储单元，存储单元用来存储指令和数据，就像是房子一样，存储单元就是房子的门牌号。而 CPU 与内存之间的交互是通过地址总线来进行的，总线从逻辑上分为三种

CPU 与存储器之间的读写主要经过以下几步

读操作步骤

写操作步骤

下面我们就来具体了解一下这三类总线

地址总线

通过我们上面的探讨，我们知道 CPU 通过地址总线来指定存储位置的，地址总线上能传送多少不同的信息，CPU 就可以对多少个存储单元进行寻址。

上图中 CPU 和内存中间信息交换通过了 10 条地址总线，每一条线能够传递的数据都是 0 或 1 ，所以上图一次 CPU 和内存传递的数据是 2 的十次方。

所以，如果 CPU 有 N 条地址总线，那么可以说这个地址总线的宽度是 N 。这样 CPU 可以寻找 2 的 N 次方个内存单元。

数据总线

CPU 与内存或其他部件之间的数据传送是由数据总线来完成的。数据总线的宽度决定了 CPU 和外界的数据传输速度。8 根数据总线可以一次传送一个 8 位二进制数据（即一个字节）。16 根数据总线一次可以传输两个字节，32 根数据总线可以一次传输四个字节。。。。。。

控制总线

CPU 与其他部件之间的控制是通过 控制总线 来完成的。有多少根控制总线，就意味着 CPU 提供了对外部器件的多少种控制。所以，控制总线的宽度决定了 CPU 对外部部件的控制能力。

一次内存的读取过程

内存结构

内存 IC 是一个完整的结构，它内部也有电源、地址信号、数据信号、控制信号和用于寻址的 IC 引脚来进行数据的读写。下面是一个虚拟的 IC 引脚示意图

图中 VCC 和 GND 表示电源，A0 - A9 是地址信号的引脚，D0 - D7 表示的是控制信号、RD 和 WR 都是好控制信号，我用不同的颜色进行了区分，将电源连接到 VCC 和 GND 后，就可以对其他引脚传递 0 和 1 的信号，大多数情况下，+5V 表示1，0V 表示 0 。

我们都知道内存是用来存储数据，那么这个内存 IC 中能存储多少数据呢？D0 - D7 表示的是数据信号，也就是说，一次可以输入输出 8 bit = 1 byte 的数据。A0 - A9 是地址信号共十个，表示可以指定 00000 00000 - 11111 11111 共 2 的 10次方 = 1024个地址。每个地址都会存放 1 byte 的数据，因此我们可以得出内存 IC 的容量就是 1 KB。

如果我们使用的是 512 MB 的内存，这就相当于是 512000（512 * 1000） 个内存 IC。当然，一台计算机不太可能有这么多个内存 IC ，然而，通常情况下，一个内存 IC 会有更多的引脚，也就能存储更多数据。

内存读取过程

下面是一次内存的读取过程。

来详细描述一下这个过程，假设我们要向内存 IC 中写入 1byte 的数据的话，它的过程是这样的：

总结

此篇文章我们主要探讨了指令集、指令集的分类，与汇编有关的硬件，总线都有哪些，分别的作用都是什么，然后我们以一次内存读取过程来连接一下 CPU 和内存的交互过程。

原创不易，如有帮助还请各位读者四连（点在、在看、分享、留言），感谢各位大佬

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《单片机汇编考试宝典（第二版））》小知识点汇总一

配合《单片机汇编考试宝典（第二版））》视频教程学习

小知识点补充29：简述汇编语言中的标号有什么规定答：（1）标号由 1—8 字符组成，头一个字符必须是字母。（2）不能使用汇编语言已定义的符号。（3）标号后必须跟冒号：（4）同一标号在一个程序中只能定义一次。小知识点补充30：1，A/D 转换器转换数据的传送有几种方式答：（1）定时传送方式： A/D启动后，调用延时时间大于转换时间的延时程序后即可读取。（2）查询方式： A/D 启动后，查询 EOC（转换结束信号），转换一完成即可读取转换数据。（3）中断方式：将 EOC作为外中断请求信号，转换一结束，即引起中断，读取转换数据。2， MCS-51单片机系统 I/O 端口编址方式有哪几种？分别对其进行简要描述：答：I/O 端口编址两种方式：独立编址与统一编址。1）独立编址方式： I/O 寄存器地址空间和存储器地址空间分开编址，但需一套专门的读写 I/O 的指令和控制信号。2）统一编址方式： I/O 寄存器与数据存储器单元同等对待，统一编址。不需要专门的 I/O 指令，直接使用访问数据存储器的指令进行 I/O 操作，简单、方便且功能强。MCS-51使用统一编址的方式，每一接口芯片中的一个功能寄存器（端口）的地址就相当于一个 RAM单元。

小知识点补充47简述在使用普通按键的时候，为什么要进行去抖动处理，如何处理？答：键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保 CPU 对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除，一般使用软件消抖，延时20毫秒左右

1，8051单片机的定时器 T1用作计数方式时计数脉冲是由 T1（P3.5）输入2，8051 单片机的机器周期为1.5μs, 则其晶振频率 fosc为8MHz3，用 8051 的定时器，若用软启动，应使 TOMD中的GATE位置 04，MCS-51单片机在同一级别里除 INT0 外，级别最高的中断源是定时器 T05，用8051的定时器T0 定时，用模式 2，则应启动T0前向TH0、TL0置入相同的计数初值，以后不再置入6，MCS-51单片机定时器 T0的溢出标志 TF0，若计满数在 CPU响应中断后由硬件清零7，8051响应中断后，中断的一般处理过程是关中断，保护现场，开中断，中断服务，关中断，恢复现场，开中断，中断返回8，执行中断处理程序最后一句指令 RETI后程序返回到响应中断时一句的下一句9，MCS-51单片机响应中断矢量地址是中断服务程序的入口地址10，ADC 0809芯片是 m路模拟输入的 n 位 A/D转换器， m=8，n=811，当 DAC 0832 D/A转换器的 CS接 8031 的 P2.0 时，程序中 0832 的地址指针DPTR寄存器应置为：0832H或FE00H或FEF8H等12，8051的定时 /计数器 T0 的有几种工作模式，对各工作模式作简单的叙述：答: 定时/计数器 T0 的模式 : 0：13 位计数器；1：16 位计数器；2：8 位循环计数器；3：2 个独立的 8 位计数器 串行通信模式13，8051的串行通信的有几种工作模式，请对各工作模式作简单的叙述：答:串行通信共有 4 种工作模式 ，分别是：模式 0：同步移位寄存器；模式 1：波特率可变的8位两机异步通信；模式 2：波特率固定的9位可多机的异步通信；模式 3：波特率可变的9位可多机的异步通信

口线 第二功能信号 第二功能信号名称P3.0 RXD 串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送P3.2 INT0 外部中断 0 申请P3.3 INT1 外部中断 1 申请P3.4 T0 定时器 /计数器 0 P3.5 T1 定时器 /计数器 1 P3.6 WR 外部 RAM 写选通P3.7 RD 外部 RAM 读选通

***（伪指令）***ORG 指明程序的开始位置DB 定义数据表DW 定义16位的地址表EQU 给一个表达式或一个字符串起名DATA 给一个8位的内部RAM起名XDATA 给一个8位的外部RAM起名BIT 给一个可位寻址的位单元起名END 指出源程序到此为止

4，三极管有几种工作状态？答案：导通，饱和，截止

小知识点补充28：. 简述变址寻址方式并举例说明：答：（1）变址寻址是以 DPTR或 PC作基址寄存器，累加器 A作变址寄存器以两者内容相加形式的 16 位地址作为操作数地址。（2）变址寻址只能对移定存储器寻址，其指令只有三条： MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC JMP @A+DPTR

小知识点补充26：MCS-51单片机系统中， 外接程序存储器和数据存储器公用 16 位地址线和 8 位数据线，为什么不会发生冲突？答：因为 MCS-51单片机访问外部程序存储器用的指令是 MOVC，控制线为 PSEN，而访问外部数据存储器时，使用的指令是 MOVX，有效的控制信号是 RD ，WR。所以不会发生冲突小知识点补充27：简述动态显示与静态显示的区别及优缺点答：静态显示 ：就是当显示器显示某一个字符时， 相应的发光二极管恒定的导通或截止。这种显示方式每一位都需要有一个 8 位输出口控制， 亮度大，耗电也大。需要的 I/O 端口较多，如四个七段数码管需要 32 根口线，适用于显示位数较少的场合。但编程简单。**动态显示：**就是一位一位地轮流点亮显示器各个位（扫描） ，对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。 利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快， 字符才不闪烁。将各显示器的段码同名端边在一起，用一个 I/O 端口驱动；位码用另一个 I/O 端口分别控制。如四个七段数码管只需要 11 根口线。编程较复杂

1，两位十六进制数最多可以表示 256 个存储单元2，89C51是 ATMEL公司的产品3，MCS-51系列单片机,属于哈佛结构体系体系结构。 哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容,解码后得到数据地址,再到相应的数据存储器中读取数据,并进行下一步的操作(通常是执行)4，在 89C51 中，一个机器周期包括 12 个振荡周期，而每条指令都由一个或几个机器周期组成，分别有单周期指令、双周期指令和4 周期指令5，在 89C51 中，有两种方式可使单片机退出空闲模式，方法一是： 任何的中断请求被响应，方法二是： 硬件复位，而只有 硬件复位 方式才能让进入掉电模式的单片机退出掉电模式6，串行通信中，为使设备同步工作，需要通信双方有两个共同的要求，一是： 通信双方必须采用统一的编码方式 ，二是： 通信双方必须能产生相同的传送速率 7，设 89C51 的晶振频率为 11.0592MHz，选用定时器 T 工作模式 2 作波特率发生器，波特率为2400b/s，且 SMOD 置 0，则定时器的初值为 F4H8，键盘可分为 独立连接 式和 行列（矩阵） 式两类9.键盘可分为 编码 式和 非编码 式两类10，LED 数码管有 静态 显示和 动态 显示两种方式

1，在变址寻址（基址寄存器+变址寄存器间接寻址）中，以累加器A作为变址寄存器，以DPTR或PC作为基址寄存器2，串行口扩展并行口时，串口工作在方式03，51单片机并行I/O口信息有读I/O口和读锁存器两种方式，读改写操作是针对并行口中的锁存器进行的4，在中断服务程序中，至少有一条中断返回指令5，定时器1有**三**种工作模式6，定时器0工作在方式3时，分为两个独立的8位计数器，且TH0占用T1的状态控制位TR1和TF1（此时T0不能作为外部计数模式）7，设 MCS-51单片机晶振频率为 12MHz，定时器作计数器使用时，其最高的输入计数频率为 500KHz8，主程序中调用子程序后返回主程序，堆栈指针 SP的值不变9，单片机中使用 MOVX A，@R1指令, C与 P2口配合能寻址数据存储器 1111H单元（前文有专门的例题讲解）10，下列指令判断若 P1 口最低位为高电平就转 L00P，否则就执行下一句的是JB P1.0 ，L00P11，MCS-51单片机在执行 MOVX A，@DPTR指令时，其寻址单元的地址是由P0口送低 8 位，P2口送高 8 位12，使累加器 A的最高位置 1 的是:ORL A，#80H13，使 R0的最高位置 0 的是:ANL R0，#7FH14，使 R1的最高位取反的是XRL R1，#80H15，MCS-51指令系统中，格式为： ORG 16位地址 的指令功能是用来定义汇编程序的起始地址16，指令 ANL A，R0的功能是:将 A与寄存器 R0的内部容按位逻辑与17，LJMP跳转空间最大可达到:64KB18，在编程中使用伪指令的目的是指示和引导汇编程序进行汇编19，8051单片机的定时器 T1用作定时方式时是由内部时钟频率定时，一个机器周期加120，8051单片机的定时器 T0用作计数方式时是由外部计数脉冲计数，下降沿加1

例题：MCS-51指令系统中，执行下列程序后，程序计数器 PC的内容为： ORG 000H MOV DPDR，#1000 MOV A ， #00H MOV 20H ，A LJMP 1500 END答案：(PC)=1500

一，小问：1，输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。2，START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行，直到A/D转换完成。3，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。4，当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。

三，小问： ORG 0000H AJMP START ORG 0050HSTART: MOV SP,#66H MOV R7,#05H MOV R6,#04H MOV R0,#30H MOV DPTR,#0FEF8HL0: ACALL ADC0809 MOV @R0,A INC R0 DJNZ R7,L0 MOV R7,#05H INC DPTR ;0FEF9H DJNZ R6,L0 SJMP $ ORG 006AHADC0809: CLR A MOVX @DPTR,A ;WR=0 MOV R5,#10DELAY: NOP NOP NOP DJNZ R5,DELAY SETB P3.3 ;IO读取，首先写个1 JB P3.3,$ MOVX A,@DPTR RET END

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