三mcs指令系统

《三mcs指令系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三mcs指令系统（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电子工程学院 制作：杜西亮 1 电子工程学院 主要内容：P29-50 本章介绍MCS-51的指令系统，要想编出优秀的程 序就必须要熟练指令。 计算机语言分类简介 用于程序设计的语言基本上分为3种：机器语言、汇编语 言和高级语言。 1. 机器语言 二进制代码表示的指令、数字和符号简称为机器语言。不 易懂，难记忆，易出错。 2. 汇编语言 英文助记符表示的指令称为符号语言或汇编语言。将汇编 语言程序转换成为二进制代码表示的机器语言程序称为汇编程 序。经汇编程序“汇编（翻译）”得到的机器语言程序称为目标 程序，原来的汇编语言程序称为源程序。 2 电子工程学院 汇编语言特点： 面向机器的语言，程序设计

2、员须对MCS-51的硬件有相当 深入的了解。 助记符指令和机器指令一一对应，用汇编语言编写的程 序效率高，占用存储空间小，运行速度快，用汇编语言能编 写出最优化的程序。 能直接管理和控制硬件设备（功能部件），它能处理中 断，也能直接访问存储器及I/O接口电路。汇编语言和机器语 言都脱离不开具体机器的硬件，均是面向“机器”的语言，缺 乏通用性。 3 电子工程学院 3. 高级语言 不受具体机器的限制,使用了许多数学公式和数学计算上 的习惯用语，非常擅长于科学计算。常用的如BASIC、FORTRAN 以及C语言等。 高级语言优点：通用性强，直观、易懂、易学，可读性好 。 使用C语言（C51）、PL/

3、M语言来进行MCS-51的应用程序设 计。对于程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言仍是必 不可缺的。 C语言和汇编语言混合编程 在很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编 语言不可使用汇编语言编程，是单片机程序设计的基本功之一 4 电子工程学院 2+3 74022403 MOV A，#02H ADD A，#03H 汇编语言源程序 XXXASM 编译系统 二进制机器语言 XXXHEX XXXBIN MASM51宏汇编程序 源文件：是由指令语句、伪指令语句和宏指令语句构成的文 本文件。源文件一般应以.ASM为扩展名. sum=2+3 5 电子工程学院 4.汇编方法简介 (1) 手工汇编

4、(2) 机器汇编 返回本章首页 6 电子工程学院 (1) 手工汇编 就是先编写出汇编程序，然后对照单片机指令 表手工将汇编程序翻译成机器码，最后将机器码一 个一个地送入开发仿真器的RAM中去进行调试。 (2) 机器汇编 由于采用手工汇编稍有疏忽程序就会出错。而 采用机器汇编，在很大程度上可以避免上述麻烦。 只要通过键盘输入源程序后，其余作工作都由计算 机来进行，即查出相应的机器码，对地址进行定位 ，只要从PC机的通讯口直接传送到开发装置中去。 因此使用机器汇编大大提高了单片机开发的速度。 返回本节页 7 电子工程学院 5. 单片机汇编语言软件开发系统软件简介 (1)单片机汇编语言软件开发系统软

5、件 MASM51（美国INTEL） 南京伟福 重庆启东 南京万利 (2)单片机C51语言软件开发系统 Keil C51(美国Keil Software ） 返回本章首页 8 电子工程学院 MASM51宏汇编软件简介 返回本节页 9 电子工程学院 南京伟福仿真软件简介 返回本节页 10 电子工程学院 重庆启东仿真软件简介 返回本节页 11 电子工程学院 南京万利仿真软件简介 返回本节页 12 电子工程学院 3.1 MCS-51指令系统概述 MC5-51指令系统是一种简明易掌握、效率较高的指令系 统,共111条. 按指令的字节分类： 单字节指令49条 双字节指令45条 三字节指令17条 按指令的执

6、行时间分类: 单机器周期指令64条 双机器周期指令45条 四机器周期指令2条（乘除法指令） 按指令的功能分类: 数据传送指令：28条 算术操作指令：24条 逻辑运算指令：25条 控制转移指令：17条 位操作指令： 17条 返回本章首页 13 电子工程学院 两部分组成，即操作码和操作数。 操作码用来规定指令进行什么操作，操作数则是指令操作的 对象 有单字节指令、双字节指令、三字节不同长度的指令， 格式不同： （1）单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同 在一个字节中。 3.2 指令格式及常见符号 A. 8位编码仅编码仅 为为操作码码 如：INC A。该指令的编码为：0000 0100B，

7、其十六进制 表示为04H，累加器A隐含在操作码中。指令的功能是累加 器A的内容加1。 1. 机器指令的编码格式 14 电子工程学院 （2）双字节指令：一个字节为操作码，另一个字节是操作 数。 B. 8位编码编码 含有操作码码和寄存器编码编码 高5位为操作码，低3位为存放操作数的寄存器编码。 如：MOV A，R0 编码为1110 1000B，其十六进制表示为E8H（低3位000为寄 存器R0的编码）。功能是将当前工作寄存器R0中的数据传 送到累加器A中。 15 电子工程学院 （3）三字节指令：操作码占一个字节，操作数占二个字节 。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。 第一字节表示操作码，第二个

8、字节表示参与操作的数据或数 据存放的地址。 如：MOV A，#50H 编码为0111 0100B，0101 0000B。其十六进制表示为 74H，50H。功能是将立即数“50H”传送到累加器A中。 指令的第一字节表示该指令的操 作码，后两个字节表示参与操作的数 据或数据存放的地址。如：MOV 20H ，#50H 编码为0111 0101B，0010 0000B， 0101 0000B。其十六进制表示为75H， 20H，50H。功能是将立即数“50H”传 送到内部RAM 的20H单元中。 16 电子工程学院 返回本章首页 2. MCS-51的汇编语言的四分段格式如下（符号指 令的格式）： 标号字

9、段 操作码字段 操作数字段 注释字段 规则： （1）标号字段和操作字码段之间要有冒号“：”相隔； （2）操作码字段和操作数字段间的分界符是空格； （3）双操作数之间用逗号相隔； （4）操作数字段和注释字段之间的分界符用分号“；”相隔 。 操作码字段为必选项，其余各段为任选项。 下面是一段汇编语言程序的四分段书写格式 17 电子工程学院 标号字段 操作码字段 操作数字段 注释字段 START： MOV A， #00H ；0A MOV R1，#10 ；10R1 MOV R2，#00000011B ；3R2 LOOP： ADD A，R2 ；（A）+（R2）A DJNZ R1，LOOP；R1内容减1不

10、为零，则循环 NOP HERE: SJMP HERE 基本语法规则： (1) 标号字段 是语句所在地址的标志符号 18 电子工程学院 1）标号后边必须跟以冒号“：” 2）由1-8个ASCII字符组成 3）同一标号在一个程序中只能定义一次 4）不能使用汇编语言已经定义的符号作为标号 (2) 操作码字段 是汇编语言指令中唯一不能空缺的部分。汇编程序就 是根据这一字段来生成机器代码的。 (3) 操作数字段 通常有单操作数、双操作数和无操作数三种情况。如 果是双操作数，则操作数之间，要以逗号隔开。 (4) 注释字段 必须以分号“；”开头，换行书写，但必须注意也要 以分号“；”开头。汇编时，注释字段不会

11、产生机器代码 。 19 电子工程学院 若十六进制的操作数以字符AF中的某个开头时，则需在 它前面加一个 “0”，以便在汇编时把它和字符AF区别开来 。 2）工作寄存器和特殊功能寄存器的表示 采用工作寄存器和特殊功能寄存器的代号来表示，也可用 其地址来表示。 例如，累加器可用A（或Acc）表示。也可用0E0H来表示， 0E0H为累加器A的地址。 3）美元符号$的使用 用于表示该转移指令操作码所在的地址。例如，如下指令 ： JNB F0， $ 与如下指令是等价的： HERE：JNB F0，HERE 再如： HERE：SJMP HERE 可写为： SJMP $ 20 电子工程学院 (4) 注释字段

12、必须以分号“；”开头，换行书写，但必须注意也要以 分号“；”开头。汇编时，注释字段不会产生机器代码。 21 电子工程学院 常用的缩写符号（一） 1 A ：累加器 ACC 2 C ：进位标志位或布尔处理中的累加器 3 AB ：寄存器对 4 Rn ： 当前选定寄存器组的工作寄存器R0R7 5 direct ：直接地址或字节地址 6 bit ：内部数据RAM或特殊功能寄存器里的直接寻址位 7 /bit ：该位取反 8 #data ：8位立即数 9 #data16 ：16位立即数 10 addr16 ：16位地址 11 addr11 ：11位地址 12 rel ：带符号的8位相对偏移量，范围128+1

13、27 13 ：间接寻址前缀 14. Ri ：寄存器间接寻址i=0，1 22 电子工程学院 常用的缩写符号（二） 15 ：表示箭头左边的内容被箭头右边的内容所替代 16+ * ：加减乘除 17 + ：与、或、异或 18、 、 ：等号，小于号，大于号，不等于号 19. (X)：X中的内容 20(X)：以寄存器X中的内容作地址里的内容 例： (R0)=30H (30H)=40H MOV A， R0 ；(A)=(R0)=(30H)=40H 返回本章首页 23 电子工程学院 3.3 MCS-51指令系统的寻址方式 大多数指令执行时，都需要使用操作数。所谓寻址方式就 是在指令中说明操作数所在地址的方法,M

14、CS-51采用了7种寻址 方式。 寻址方式越多，单片机功能就越强，灵活性越大，指 令系统也越复杂。 MCS-51寻址方式： 1. 寄存器寻址方式 2. 直接寻址方式 3. 寄存器间接寻址方式 4. 立即寻址 5. 基址加变址间接寻址方式 6. 相对寻址方式 7. 位寻址方式 返回本章首页 24 电子工程学院 节省运行时间 例： MOV A，00H ；2个机器周期 MOV A，R0 ；1个机器周期 如果我们选择工作寄存器组0，则R0就是RAM的00H单 元，那么这样一来，这两条指令不就没什么区别了吗？ 的确，这两条指令执行的结果是完全相同的，都是将00H 单元中的内容送到A中去，但是执行的过程不

15、同，执行第一 条指令需要2个周期，而第二条则只需要1个周期，第一条指 令变成最终的目标码要两个字节（E5H 00H），而第二条则 只要一个字节（E8H）就可以了。 这么斤斤计较！不就差了一个周期吗，如果是12MHz的 晶振的话，也就1个微秒时间了，一个字节又能有多少？ 不对，如果这条指令只执行一次，也许无所谓，但一条指 令如果执行上1000次，就是1毫秒，如果要执行1000000万次 ，就是1S的误差，这就很可观了，单片机做的是实时控制的 事，所以必须如此“斤斤计较”。 返回本节页 25 电子工程学院 节省书写次数 例： 要从30H单元取数： MOV A，30H 那么下一个单元的数呢？ 是31

16、H单元的，怎么取呢？还是只能用MOV A，31H， 那么20个数，不是得20条指令才能写完吗？这里只有20个数 ，如果要送200个或2000个数，那岂不要写上200条或2000条 命令?这未免太笨了吧！ 为什么会出现这样的状况？是因为我们只会把地址写在 指令中，所以就没办法了，如果我们不是把地址直接写在指 令中，而是把地址放在另外一个寄存器单元中，根据这个寄 存器单元中的数值决定该到哪个单元中取数据，那就可以解 决这个问题了。 MOV R7，#20 MOV R0，#30H LOOP: MOV A，R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP 返回本节页 26 电子工程学院 27 电子工程学院 1. 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。在寄存器寻址方式的指令中以符号名称来表示寄 存器。 例如：