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1、第四章 计算机指令系统,4-1 概述,4-2 数据传送指令,4-3 算术运算类指令,4-4 逻辑运算类指令,4-5 控制转移类指令,4-6 位处理类指令,4.1 指令概述,MCS-51的指令系统49条单字节指令，45条双字节指令，17条3字节指令，共111条指令。64条指令执行时间为1个机器周期，45条2个机器周期，只有乘除法指令需4个机器周期。汇编语言指令格式标号:操作码助记符 操作数1，操作数2;注释换行表示一条指令结束。标号代表符号标明该指令所在的符号地址，标号由字母开头，字母、数字和特殊符号组成，不超过6个符号。,4.1 指令概述,操作码：指明指令功能。操作数：指令操作对象数据、地址、
2、寄存器名及约定符号。注释行：说明指令在程序中的作用，属非处理部分。操作码和操作数是指令主体，称为指令可执行部分，指令表中可查出对应指令代码。机器语言指令格式以8位二进制数为基础，有单字节、双字节和三字节指令。单字节指令：,MOV A，R0 E8H,4.1 指令概述,双字节指令：,MOV 40H，#10075 40 64H,MOV R6，#32H 7E 32H,三字节指令：,4.1 指令概述,指令按功能分：数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和布尔处理共5类。常用符号注释Rn工作寄存器组的R0R7#data和#data168位/16位立即数data8位内部RAM地址Ri通过R0或R1间接寻址a
3、ddr1616位地址，提供长调用(LCALL)和长转移(LJMP)的目标地址addr1111位地址，提供绝对调用(ACALL)和绝对转移(AJMP)的目标地址,4.1 指令概述,direct直接寻址方式rel8位相对寻址的偏移量bit位寻址，可直接位寻址的内部RAM或特殊功能寄存器。C最高位进位标志或位处理累加器(x)X单元中的内容(x)以X单元的内容为地址进行间接寻址。,4.2数据传送类指令,功能将指令中的源操作数传送到目的操作数。指令执行后：源操作数不变，目的操作数改为源操作数。源操作数和目的操作数互换。不影响标志位（不包括奇偶校验位）。实现寄存器、存储器之间的数据传送。能直接在累加器、工
4、作寄存器组、内部RAM间传送1个字节数据，且传送立即数。可实现直接地址到直接地址的数据传送。堆栈操作累加器A与外部RAM的数据传送程序存储器的查表指令,4.2数据传送类指令,一般传送指令：格式： MOV 目的操作数，源操作数 寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间址。 指令 操作 机器码 MOV A，Rn ；A(Rn)，Rn=R0R7,MOV A，direct ；A(direct),MOV A，Ri ;A(Ri)，Ri=R0、R1,MOV A，#data ；A#data,4.2数据传送类指令,指令 操作 机器码：MOV Rn，A ； RnA,MOV Rn，direct ；Rn(di
5、rect),MOV Ri，A ;(Ri)A,MOV Rn，#data ；Rn#data,MOV Ri，direct ;(Ri)(direct),MOV Ri，#data ;(Ri)#data,4.2数据传送类指令,指令 操作 机器码：MOV direct，A ;(direct)A,MOV direct,Rn ;(direct) Rn,MOV direct,Ri ;(direct)(Ri),MOV direct，#data ;(direct)#data,MOV direct，direct ;(direct)(direct),4.2数据传送类指令,例：顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果。MOV
6、 A，#30HMOV 4FH，AMOV R0，#20HMOV R0，4FHMOV 21H，20H,；(A)= #30H；(4FH)=#30H；(R0)=#20H；(20H)=(4FH)=#30H；(21H)= (20H)=#30H,4.2数据传送类指令,说明：注意区分直接寻址和立即数寻址：MOV A,4FHMOV A,#4FHMOV 4FH,#4FHMOV 40H,4FH间址寄存器只能使用 R0、R1。非法指令：MOV A，R2 SFR区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址非法指令：MOV R0，#80H MOV A，R0,4.2数据传送类指令,说明：一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指
7、令：MOV R1，R2MOV R2，R0只有指令表中的指令才有对应指令代码，才能执行。编程时，不能随意创造发明指令。,4.2数据传送类指令,堆栈操作指令入栈指令：PUSH direct (SP)(SP)+1，(SP) (direct)例：(Sp)=09H (DPTR)=0123HPUSH DPL; (SP)+1(SP)=0AH， (DPL)=23H (0AH)PUSH DPH; (SP)+1(SP)=0BH， (DPH)=01H (0BH),4.2数据传送类指令,堆栈操作指令出栈指令：POP direct (direct)(SP)， (SP)(SP)-1例：(Sp)=0BH (0BH)=01H
8、 (0AH)=23HPOP DPH ; (SP)=01H(DPH)， (SP)-1(SP)=0AHPOP DPL ; (SP)=23H(DPL)， (SP)-1(SP)=09H,4.2数据传送类指令,累加器传送指令累加器与外部RAM数据传送。指令格式：MOVX 目的操作数，源操作数寻址方式：片外数据存储器用寄存器间址方式。 DPTR作16位数据指针，寻址64KB片外RAM空间,MOVX A，DPTR；(A)(DPTR),MOVX DPTR，A；(DPTR)(A),4.2数据传送类指令,Ri作8位数据指针，寻址256B片外RAM空间,MOVXA，Ri；(A)(Ri),MOVXRi，A ；(Ri)
9、(A),4.2数据传送类指令,例：实现片外数据存储器数据传送，(2000H)传送到(2100H)。 MOV DPTR，#2000HMOVX A，DPTRMOV DPTR，#2100HMOVX DPTR，A,； DPTR= 2000H； A= X； DPTR= 2100H；(2100H)= X,(A)=X,X,4.2数据传送类指令,片外数据存储器不能直接寻址。下列为非法指令： MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H思考题：为什么对DPTR的数据传送使用内部传送指令？将片外RAM 0000H单元的数据传送到片内RAM的 60H单元。,4.2数据传送类指令,字节交换指令XCH A
10、，Rn ；(A) (Rn),XCH A，Ri；(A) (Ri),XCH A，direct ；(A) (direct),例：设A=3FH，(R0)=20H, (20H)=75H.执行指令 XCH A，R0后，A=？ (20H)=？,将片内RAM60H单元与61H单元的数据交换。 XCH 60H，61H 对吗？,4.2数据传送类指令,半字节交换指令XCHD A，Ri ；A0-3 (Ri)0-3SWAP A ；A4-7 A0-3,例：将片内RAM 2AH和2BH单元中的ASCII码转换成压缩式BCD码存入20H单元。MOV R0，#2AHMOV A，#0MOV R1，#2BHXCHD A，R0SWA
11、P A XCHD A，R1XCH A，20H,4.2数据传送类指令,查表指令 实现从程序存储器读取数据到A累加器，只能使用变址间接寻址方式。 多用于查常数表程序，可直接求取常数表中的函数值。,1DPTR为基址寄存器MOVC A，A+DPTR ；(A) (A+DPTR) )查表范围为 64KB 程序存储器任意空间，称为远程查表指令 。,4.2数据传送类指令,2PC为基址寄存器MOVCA，A+PC (PC) (PC)+1 , (A) (A+PC)基址寄存器PC实际上是查表指令所在的地址+1常数表只能在查表指令后256B范围内。执行完查表时，PC不变，查完后继续向下执行。,4.2数据传送类指令,例：
12、查表法求Y=X2。设X(0X15)在片内RAM的20H单元中，要求查表求Y，存入片内RAM21H单元。 ORG 1000HSQU:MOV DPTR，#TAB；确定表首地址（基地址）MOV A，20H；取X（偏移量MOVC A，A+DPTR ；查表求Y=X2MOV 21H，A；保存YRET；子程序结束；其它程序段ORG 3000H；常数表格首地址TAB:DB 00，01，04，09，225；平方表,4.2数据传送类指令,通过PC查表 指令地址 源程序 ORG 1000H ；程序起始地址 1000H SQU: MOV A，20H ；取X 1002H ADD A，#3 ；修正偏移量 1004H MO
13、VC A，A+PC ；查表求Y=X2 1005H MOV 21H，A ；存结果 1007H RET ；子程序结束 1008H TAB: DB 00，01，04 ；平方表 100BH DB 09，225,4.2数据传送类指令,习题：找出指令错误： MOV A，#1000H；(A)(1000H)A为8位累加器MOVX A，1000H；(A)(1000H)片外RAM MOV DPTR,#1000HMOVX A,DPTRMOVC A，1000H；(A)(1000H) ROMMOV A,#00HMOV DPTR,#1000HMOVC A,A+DPTR,4.2数据传送类指令,MOVX 60H，A；片外RA
14、M(60H)(A)MOV R0,#60HMOVX R0,AMOV R0，#60H MOV 61H，R0 ；片内RAM(61H)(60H)MOV 61H,60H XCH R1，R2；(R1)(R2)MOV A,R1XCH A,R2MOV R1,A,4.2数据传送类指令,MOVX DPTR，#2000H MOVX 60H，DPTR ；(DPTR)2000H，片内RAM片外RAMMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRMOV 60H,A,4.3算术运算指令,算术运算操作MCS-51的ALU只能执行无符号二进制整数的算术运算,完成片内 RAM 和 A 中数据的加减乘除运算。在双字节算术运算指令中，A为第一操作数，存放操作后的结果；第二操作数可以是立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址或直接寻址。与数据传送指令不同，多数算术运算指令会影响标志位的状态，即CPU执行算术运算指令后，根据数据操作情况自动设置标志位的状态。,
