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1、第3章 指令系统,1.掌握指令格式和寻址方式 2.理解每条指令的含义 3.熟练运用每条指令编写程序 4.掌握汇编语言程序编译环境,本章学习要求：,单片机原理及应用,3.1 AT89C51程序设计语言介绍,3.1 AT89C51程序设计语言介绍,机器语言： 用二进制代码表示的指令，也是CPU唯一能够接受的指令形式. 如:MOV A，R0；机器语言（机器码）为：1110_1000b MOV R1，A；机器码为：1111_1001b 汇编语言： 汇编语言就是用助字符表示的指令，与机器语言指令一一对应。 如：两个寄存器相加汇编语言指令：ADD A，R0 C51语言： 语法同标准C语言。开发效率高，可读
2、性强，是目前使用最为广泛的单片机开发语言。一条C语言通常需要由多条机器语言组成。,3.2 指令格式和寻址方式,3.2 指令格式和寻址方式,3.2.1汇编语言指令格式： 标号:操作码 操作数1，操作数2 ；注释 例如： LOOP： MOV A，#40H ；取参数,1.标号：指令的符号地址。 2.操作码：指明指令功能。 3.操作数：指令操作对象。 数据、地址、寄存器名及约定符号。 操作数1:目的操作数; 操作数2:源操作数. 4.注释行：说明指令在程序中的作用。 操作码和操作数是指令主体。换行表示一条指令结束。,3.2 指令格式和寻址方式,3.2.2机器语言指令格式：,内部数据存储器开辟的工作寄存
3、器区可以减小程序长度、提高程序运行速度、简化程序设计。,举例： 汇编语言：机器语言： MOV A，R0E8H 1 1 MOV A, 30HE5 30H 2 1 MOV R6，#32H7E 32H 2 1 MOV 40H，#64H75 40 64H 3 2,操作码 操作数1 操作数2 有单字节、双字节和三字节指令。,3.2 指令格式和寻址方式,3.2.3指令寻址方式,一.操作数类型： 位 (bit) 位寻址区中的一位二进制数据 字节(Byte) 8位二进制数据 字 (Word) 16位双字节数据,二.七种寻址方式： (1)立即寻址方式: 指令中给出实际操作数据(立即数)，用于寄存器或存储器赋常数
4、初值。 举例： 8位立即数： MOV A，#40H ；A#40H 16位立即数： MOV DPTR，#2100H ；DPTR#2100H,思考题：什么是立即数？,3.2 指令格式和寻址方式,(2)直接寻址方式:,操作数是存储器单元地址，数据放在存储器单元中。 MOV A，40H；A(40H),注意小括弧的含义,直接寻址方式对数据操作时，地址是固定值，而地址所指定的单元内容为变量形式。,例：设存储器两个单元的内容如图所示， 执行指令 MOV A，40H 后 (A) = ？,思考题： 直接寻址方式指令和立即寻址方式指令的形式有什么不同？,56H,3.2 指令格式和寻址方式,(3)寄存器寻址方式：,
5、(4)寄存器间接寻址方式： 操作数为寄存器名，寄存器中存放的是数据地址。 存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。 例:MOV A，R0；A(R0) 设指令执行前 A=20H，R0=40H，地址为40H 存储器单元内容如图所示。执行指令后， A= ？ ,R0 = ？ , (40H)= ？,34H,40H,34H,0100 0000,A,R0,0010 0000,A,20H,R0,40H,例:MOV A，R0；A（R0） 设指令执行前 (A)=20H，(R0)=40H， 执行指令后，(A)= ？ ，(R0) = ？,操作数为寄存器名，数据存放在寄存器中。,40H,40H,3.2 指令格式和寻址
6、方式,(5)变址间接寻址方式：,例：MOVC A，A+DPTR；A (A)+(DPTR) 设指令执行前 (A)=09H，(DPTR)=2000H，存储器单元内容如图所示。执行指令后， (A)= ？ (DPTR)= ？,12H,2000H,数据在存储器中，指令给出的寄存器中为数据 的基地址和偏移量。 数据地址 = 基地址 + 偏移量。 说明：1、只对程序存储器； 2、指令形式：MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC,3.2 指令格式和寻址方式,指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。 （1）内部RAM中的位寻址区：字节地址为20H2FH； （2）专用寄存器的可寻址位. 表示方法：1
7、）直接使用位地址；如：PSW的位6可表示为0D6H 2）位名称表示； 或AC 3）字节地址加位数表示； 或D0H.6 4）专用寄存器符号加位数表示。 或PSW.6 例： MOV C，40H；Cy(位地址40H) 设指令执行前 Cy=1，位地址40H存储器单元如图， 执行指令后，Cy= ？,0,(6)位寻址方式：,3.2 指令格式和寻址方式,(7)相对寻址方式：,主要用于相对跳转指令。 目的地址=转移指令地址+rel (偏移量),当前PC值加上指令中规定的偏移量rel，构成实际的操作数地址 例： SJMP rel 操作：跳转到的目的地址 = 当前16位PC值 + rel,注意： 符号“rel”表
8、示“偏移量”,是一个带符号的单字节数,范围是:-128+127(80H7FH)。,在实际编程中，“rel” 通常用标号代替。不需要手工计算,3.2.4指令执行过程,3.2 指令格式和寻址方式,例:MOV A，30H,1.PC直针按照当前指令字节数递增，指向下一条指令； 2.执行指令主体功能，将30H单元内数据传送到A； 3.修改PSW中的相关标志位，本例中涉及校验位P。,3.3 指令分类介绍,3.3 指令分类介绍,指令按功能分类： 数据传送、算术运算、逻辑运算、布尔处理、程序控制。,实现寄存器、存储器之间的数据传送。 一、内部传送指令：片内数据存储器数据传送。 二、外部传送指令：片外数据存储器
9、数据传送。 三、查表指令： 程序存储器数据传送。 四、交换指令： 片内数据存储器数据传送。 五、堆栈操作指令：片内数据存储器数据传送。,3.3.1 数据传送指令,3.3 指令分类介绍,一内部传送指令：（MOV）,指令机器码： 11101rrr E8EF 11100101 n E5 n 1110011i E6、E7 01110100 d 74 d 10101rrr n 1010011i n 85 n1 n2 90 d1 d2,MOV A，Rn ；A(Rn)，n=07 MOV A，direct ；A(direct) MOV A，Ri ；A(Ri),i=0、1 MOV A，#data ；AdataM
10、OV Rn, direct ；Rn(direct) MOV Ri, direct ；(Ri)(direct) MOV direct1，direct2 ；direct1(direct2) MOV DPTR，#data16 ；DPTRdata16,实现片内数据存储器中数据传送。 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。,3.3 指令分类介绍,例1：,MOV A，#30H MOV4FH，A MOV R0，#20H MOV R0，4FH MOV 21H，20H,例2：用两种寻址方式实现，将片内RAM 60H单元的数据传送给累加器A。,解： MOV
11、 A,#60H,；(A)= 30H ；(4FH)= 30H ；(R0)= 20H ；(20H)= 30H ；(21H)= 30H,MOV R0，60H MOV A，R0,顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果。,（）,（）,3.3 指令分类介绍,1.立即数送累加器A和内部数据存储器（Rn，内部RAM，SFR） 共5条指令： MOV A，#data ；A #data MOV direct，#data ； direct #data MOV Ri，#data ； (Ri ) #data. MOV Rn ，#data ； Rn #data MOV DPTR，#data16 ； DPTR #data16
12、,共有6条指令： MOV A， direct ； A (direct ) MOV A， Ri ；A (R i ) MOV A， Rn ； A (Rn) MOV direct, A ； direct (A) MOV Ri, A ；(Ri ) (A) MOV Rn， A ； Rn (A),2内部数据存贮器（Rn、内部RAM、SFR）与累加器A间传送数据,3.3 指令分类介绍,共有5条指令,三种寻址方式：直接寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址。 ： MOV direct 1， direct2 ； direct1 (direct2) MOV direct, Ri ； direct (Ri ) MOV d
13、irect ，Rn ； direct (Rn ). MOV Ri， direct ； (Ri) (direct) MOV Rn， direct ； Rn (direct),3、内部数据存贮器中Rn、SFR和片内数据RAM之间的数据传送,只有指令表中的指令才有对应指令代码，计算机才能执行。编程时，不能随意创造发明指令。,1. 一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指令：MOV R1，R2MOV R2，R0,2. 间址寄存器只能使用 R0、R1。 非法指令： MOV A，R2,3. 指令表中的两个参数： 指令字节数和机器周期数,注意：,3.3 指令分类介绍,二 外部数据存储器读写传送指令: (
14、MOVX),DPTR作间接寻址寄存器： MOVX A，DPTR；A(DPTR) （读） MOVX DPTR，A；(DPTR)(A) （写） 2. Ri作间接寻址寄存器(了解)： MOVXA，Ri；A(P2Ri) （读） MOVXRi，A ；(P2Ri)A （写）,实现外部数据存储器和累加器A之间的数据传送。 指令格式：MOVX 目的操作数，源操作数 寻址方式：通过A并使用寄存器间接寻址方式。,3.3 指令分类介绍,例3：实现片外数据存储器2000H内的数据传送到2100H单元。,MOV DPTR，#2000H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#2100H MOVX DPTR，A,；
15、DPTR #2000H ； A (2000H) ； DPTR #2100H ； 2100H (A),片外数据存储器不能采用直接寻址。 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？,3.3 指令分类介绍,三 程序存储器读指令（查表指令）:(MOVC),1DPTR为基址寄存器: MOVCA，A+DPTR ；A(A)+(DPTR) （读） 查表范围为 64KB 程序存储器任意空间。 2PC为基址寄存器（了解）: MOVCA，A+PC；A(A)+(PC) （读）,实现从程序存储器读取数据到累加器A, 只能使用变址寻址
16、方式。 多用于查常数表程序，可直接求取常数表中的函数值。,3.3 指令分类介绍,例4：以查表方法把累加器A中的十六进制数 转换为ASCII码， 并送回累加器中。,指令地址 源程序 ORG 2000H 2000 H2A：INC A 2001 MOVC A，A+PC 2002 RET 2003 DB 30H 2004 DB 31H 2005 DB 32H 2011 DB 45H 2012 DB 46H,思考题1：伪指令ORG和DB的含义是什么？,思考题2：基址寄存器PC的值是如何确定的？,3.3 指令分类介绍,例5：,ORG 1000H SQU: MOV A，20H；取 X（变量：偏移量） MOV DPTR，#3000H；确定表首地址（基地址） MOVC A，A+DPTR；查表求Y=X2 MOV 21H，A；保存
