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1、第三章 MCS-51单片机指令系统第三章 MCS-51单片机指令系统第一节 MCS-51单片机指令系统概述教学目的： 1、熟练掌握各种寻址方式。 2、了解指令格式。 3、熟悉单片机执行指令的过程。重点、难点： 1、寻址方式。 2、执行过程。复习旧课： 1、片内ROM。 2、片内RAM。 3、工作方式。引入新课：1、一台计算机所能执行的指令集合就是它的指令系统。对于 单片机用户必须直接使用指令编写程序，因此了解操作系 统十分重要。2、机器语言与汇编语言。 机器语言指令的二进制编码表示。 汇编语言指令的符号表示。 *机器语言：程序长、不易书写、难于阅读和调试、容易错且出错产易查找。 计算机只能识别
2、二进制数，因此用二进制编码的机器语言能直接执行。 *由以上缺点可知，使用符号指令是必要的，指令的符号助记符。 以助记符表示的指令汇编语言。 *以英文名、缩写形式作为助记符。3、操作系统由计算机生产厂商定义的，实际上，它就成了用 户必须遵循的标准。 *无通用性、无法直接移植。 *MCS-51单片机指令系统共有指令111条，分五大类： 1、数据传送。 2、算术运算。 3、逻辑运算及移位指令。 4、控制转移指令。 5、位操作指令。讲授新课： 一、指令格式：1、定义： 指令的表示方法称为指令格式，内容包括指令的长 度和指令的内部信息安排。2、组成：操作码操作数； 操作码规定指令进行何种操作； 操作数指
3、令操作的对象（具体数据或取得数据的 地址或符号。3、语句格式： 标号： 操作码 操作数1，操作数2 ，操作数3；注释其中，方括号内为可选项。各部分之间必须用界定符隔开，即标号要以冒号“：”结尾，操作码和操作数之间要有一个或多个空格，操作数和操作数之间用“，”分隔。注释开始之前要加“；”。 1、标号： 语句地址的标志符号，有了标号，程序中的其 它语句才能访问该语句，有关规定如下： 、由18个ASCII字符组成，但头一个字符必须 是字母，其余字符可以是字母，数字或其它特定字 符。 、不能使用本汇编语言已经定义了的符号作为标 号，如指令助记符，伪指令助记符以及寄存器的符 号名称。 、标号必须跟以冒号
4、。 、同一标号在一个程序中只能定义一次，不能重 复定义。 、一条语句可以有标号，也可无标号，取决于其 它语句是否需要访问这条语句。 举例： 错误 正确3BT：(以数字开头) LOOP1：BEGIN（无冒号）STNB：TA+5G：（“+”）T1349：ADD：（指令助记符）Q： 2、操作码： 规定语句执行的操作，不能空缺。 操作码指出了指令操作的性质，在汇编语言指令中用能够表示指令功能的英文缩写表示。例如，MOV_move的缩写，表示传送RL_rotate left的缩写,表示左循环ANL_and logic的缩写,表示与逻辑运算 3、操作数： 给指令操作提供数据或地址，可能空白，一项、两项、三
5、项、各操作数之间以逗号分隔。 4、注释： 不属于语句的功能部分，它只是对语句的解释说明，可使程序文件编制更加清楚，帮助程序人员阅读，以利于软件保护。 5、分界符： 在上述各部分之间、把它们分隔开以使区分：，；4、指令格式： 由于字长短，指令不定长，有一字节、二字节、三字 节不同长度指令。 1、一字节指令： 只有一个字节，操作码和操作数在同一字节中 *有些是因为指令功能明确，无需具体指定操作数。 INC DPTR、 10100011 *操作数在通用寄存器，可把寄存器编码与指令操作 码“挤”在一个字节中。 例如：MOV A， Rn 1110 1rrr 2、二字节指令： 第一字节操作码。 第二字节操
6、作数。 3、三字节指令：操作码操作码操作数操作码第一操作数第二操作数 操作码2个操作数。 二、寻址方式：（7种） “址”-操作数所在的单元地址 “寻址”-如何确定操作数单元地址。 寻址方式越多-寻址能力越强-指令系统越复杂 MCS-51 有七种寻址方式。1、立即寻址方式在立即寻址中，由指令直接给出参与实际操作的数据（即立即数）。用“#”开头表示立即数。2、寄存器寻址方式*操作数在寄存器中，指定了寄存器就能得到操作数。 MOV A，R0；A-(R0)*范围:32个通用寄存器 部分SFR,A,AB,DPTR 3、直接寻址方式*操作数直接以单元地址的形式给出. MOV A,3AH;*只限于内部RAM
7、*范围:低128单元 SFR4、寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址时，指令操作数中指定的寄存器内容为操作数的地址，将该地址所对应的存储单元内容作为操作数。能够用于寄存器间接寻址的寄存器包括数据指针DPTR、堆栈指针SP、R0和R1。5、变址寻址方式变址寻址方式使用程序计数器PC或数据指针DPTR作为基址寄存器，累加器A为变址寄存器，将基址寄存器的内容与变址寄存器的内容之和作为操作数地址。操作数的有效地址可表示为：操作数有效地址=PC或DPTR的内容+A的内容变址寻址只能对程序存储器中的数据作寻址操作，通常用于查表操作中，使用指令符MOVC。6、相对寻址方式相对寻址以当前程序计数器PC的值（源地址
8、）为基址，与指令给出的偏移量rel（相对地址的机器码）相加形成下一条要执行指令的有效地址（又称为目的地址D）。相对寻址是用于寻找指令地址的寻址方式，仅用于相对转移指令中，指令中的偏移量为用补码表示的8位有符号数，取值为：-128+127，所以程序的转移范围为相对于PC当前值的-128+127个字节单元之间，在源程序中，相对地址一般用标号表示。7、位寻址方式位寻址是指对内部RAM中的位寻址区（20H2FH）和某些具有位寻址功能的特殊功能寄存器SFR进行位操作时的寻址方式。位操作指令可对位寻址区内的每个位进行逻辑运算、状态控制等操作。三、小结寻址方式寻址空间示例立即寻址程序存储器MOV A，#20
9、H直接寻址片内RAM，SFRMOV A，20H寄存器寻址工作寄存器R0R7，A，B，C，DPTRMOV A，R0寄存器间接寻址片内RAM低128个字节，片外RAMMOV A，ROMOV A,DPTR变址寻址程序存储器，数据存储器MOVC A,A+PC相对寻址程序存储器JNZ 30H位寻址片内RAM20H2FH，部分SFR的位地址区SETB 3AH第二节 MCS51单片机指令分类介绍教学目的： 1、熟练掌握各类指令。 2、指令存储格式。 3、熟悉指令的代码及执行时间。重点、难点：1、存储格式。2、助记符的记忆 3、代码及执行时间复习旧课： 1、语句格式。 2、寻址方式。讲授新课:3.2.1指令格
10、式中符号意义说明MCS-51的指令系统按功能可分为五类，有数据传送类28条，算术运算类24条，逻辑操作类25条，控制转移类17条，布尔位操作类17条。在具体描述这些指令时通常使用下面的符号，它们的意义如下：1#data表示八位立即数，#data16表示是十六位立即数。“#”表示后面的data是立即数。2direct表示片内RAM和特殊功能寄存器的8位直接地址。其中特殊功能寄存器还可直接使用名称符号来代替直接地址。3Rn(n=07)表示当前选中的工作寄存器组R0R7。选中工作寄存器组的地址由PSW中的RS1和RS0确定，分别为组0：00H07H，组1：08H0FH，组2：10H17H，组3：18
11、H1FH。4Ri（i=0，1）表示对寄存器R0或R1间接寻址。其中为寄存器间接寻址符。5DPTR表示以数据指针DPTR的内容为地址，对片外RAM进行间接寻址。其中的意义同上。6addr11表示11位目的地址。用于AJMP和ACALL指令中，使转向的目的地址与下一条指令首字节位于同一个2K字节的程序存储器地址空间。7addr16表示16位目的地址。用于LJMP和LCALL指令中，可使转向的目的地址为64K程序存储器地址空间的任意单元。8/bit表示对bit位先取反再参与运算，但不影响该位的原值。其中“/”表示取反，bit表示位地址。9rel表示补码形式的8位偏移量。用于相对转移指令中，地址偏移量
12、的范围为-128+127之间。在编写源程序时rel通常由标号代替，其具体值由汇编程序自动计算确定。10（）间接寻址时表示间接寄存器指出的地址单元的内容；直接寻址时表示直接地址中的内容。如（30H）表示直接地址30H存储单元的内容。11rrr表示在指令编码中rrr三位的值由当前工作寄存器Rn确定。R0R7对应的三位rrr值分别为000111。如当前工作寄存器为R0则指令编码中rrr的值应为000。3.2.2数据传送类指令组 数据传送类指令是MCS-51指令系统中最基本、也是包含指令最多的一类指令。用于实现寄存器、存储器之间的数据传送，即把“源操作数”中的数据传送到目的操作数，而源操作数不变，目的
13、操作数被传送后的源操作数所代替。该类指令中的源操作数可以是立即数、累加器A、工作寄存器Rn或片内RAM单元，目的操作数可以是累加器A、工作寄存器Rn或片内RAM存储单元，但要注意立即数不能作为目的操作数。一、片内RAM数据传送1、立即数传送MOV A，#dataMOV direct, #dataMOV Rn, #dataMOV Ri, #dataMOV DPTR, #data16 1001 0000B高八位低八位例如:MOV DPTR,#403AH90H40H3AH2、片内RAM之间数据传送指令MOV direct2,direct1MOV direct, RnMOV Rn, directMOV direct, RiMOV Ri, direct寻址方式3、累加
