MCS-51单片机C语言第2章课件

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1、第2章 MCS-51系列单片机的指令系统及汇编语言程序设计,指令是CPU按照人们的意图来完成某种操作的命令。一台计算机全部指令集合称为指令系统。 本章主要介绍以下内容： 2.1 指令格式与寻址方式 2.2 MCS-51单片机指令系统 2.3 汇编语言程序设计 2.4 实用程序设计举例,2.1 指令格式与寻址方式,2.1.1 指令格式 2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,2.1.1 指令格式,MCS-51汇编语言指令格式由以下几个部分组成： 标号： 操作码 操作数 ；注释 WAIT0 ： JC TI， WAIT0 ；发送完一个字节吗？,2.1.1 指令格式,标号：又称为指令地址符号，对标号有

2、如下规定： （1）一般由18个ASCII字符组成，以字母开头，其余字符可以是字母、数字和其他特定字符。 （2）不能使用助记符、伪指令或者寄存器的符号名称做标号。 （3）与操作码之间用冒号分开，带方括号表示为可选项。 （4）一个标号在程序中具有唯一性，但可以在指令中被多次引用。 操作码：是由助记符表示的字符串，它规定了指令要完成的具体操作。 操作数：是指参加操作的数据或数据的地址。 注释：是为该条指令所做的说明，以便于阅读，中英文不限，用“；”与指令分开。,2.1.1 指令格式,在指令的描述中经常用到一些特殊符号，介绍如下：,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,所谓寻址方式就是计算机获取操作

3、数的方法和途径，寻址方式越多，表示计算机的指令越丰富，操作越灵活。MCS-51单片机一共有7种寻址方式，分别介绍如下： 1. 立即寻址 2. 直接寻址 3. 寄存器寻址 4. 寄存器间接寻址 5. 变址寻址 6. 相对寻址 7. 位寻址,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,1. 立即寻址 例：MOV SCON，#00H ；将立即数00H送给SCON，即SCON00H 操作数直接在指令中给出，它是指令代码一部分，是存放在程序存储器内的一个常数，这种寻址方式就称为立即寻址。 注意：立即数的前面必有“#”标志。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,2. 直接寻址 例：MOV A，30H ；将

4、30H单元的内容给累加器A，即(A)(30H) 操作数（源操作数）是直接给出内部RAM中某个单元的地址或名称（特殊功能寄存器），这种寻址方式称为直接寻址 。 直接寻址方式的寻址范围包括： （1）内部RAM的128个单元。 （2）特殊功能寄存器。 应当说明的是，直接寻址方式是对所有特殊功能寄存器读/写的唯一寻址方式。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,3. 寄存器寻址 例：MOV A，R7 ；将通用寄存器R7中的数送给A，即(A)(R7) 操作数（源操作数）存放在当前工作寄存器组中某个寄存器中，这种寻址方式称为寄存器寻址 。 寄存器寻址方式的寻址范围包括： （1）4组通用工作寄存器共32个

5、工作寄存器。但只能寻址当前工作寄存器区的8个工作寄存器，因此指令中的寄存器名称只能是R0R7。 （2）部分特殊功能寄存器，如累加器A、寄存器B以及数据指针寄存器DPTR等。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,4.寄存器间接寻址 例： MOV R0, #3FH ；(R0)3FH, 立即寻址方式MOV A，R0 ；(A)(R0)，即：(A)(3FH) 操作数不是(R0)=3FH，而是以(R0)为地址，间接找到内部RAM中的3FH单元，将(3FH)中的数送给A，这种寻址方式称为寄存器间接寻址。 当访问片内RAM或片外的低256字节RAM空间时，可用R0或R1作为间址寄存器；如果访问片外整个64

6、KB的RAM地址空间时，可用DPTR作间址寄存器,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,5. 变址寻址 例：MOVC A，A+DPTR ；将地址为(A)+(DPTR)的ROM单元中的数送给A 操作数是以(DPTR)为基址，(A)为变址，将两者之和作为地址，找出该地址对应的ROM单元，再将该单元的数送给A，这种寻址方式称为变址寻址方式。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,对变址寻址方式做如下说明： （1）该寻址方式只能对程序存储器进行寻址，寻址范围可达64KB。 （2）该寻址方式的指令只有3条： MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC JMPA，A+DPTR 其中，前两条指令

7、为读程序存储器指令，最后一条指令为无条件转移指令,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,6. 相对寻址 例：CJNE A，#80H，BUDENG ；如(A)80H，跳转到BUDENG SETB FLAG0 ；(A)=80H, 置标志FLAG0 BUDENG：JNC DAYU ；如(A)80H，跳转到DAYU DAYU：SETB FLAG1 ；置标志FLAG1 下画线的操作数指明了程序跳转的目的地址，即PC的当前值加上偏移量就构成程序转移的目的地址，这个目的地址可用如下公式表示： 目的地址=转移指令所在地址+转移指令的字节数+地址偏移量,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,其中偏移量是一个

8、带符号的8位二进制补码数，其表示范围为128+127。上例中假设“CJNE A，#80H，BUDENG”(3字节指令)在ROM中的存放位置是2000H、2001H和2002H单元，下一条语句“JNC DAYU”的起始地址即PC就是2003H，那么，“CJNE A，#80H，BUDENG”的目标地址BUDENG的地址范围就是1F83H(2003H128)2082H（2003H+127)。目标地址不得超出这个范围，否则程序出错。 相对寻址方式是为解决程序转移而专门设置的，被转移指令所采用。在指令表中，凡用rel表示的操作数都是相对寻址。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,7. 位寻址 例：M

9、OV C，30H ；将地址为30H的位的状态赋给进位位Cy SETB P1.0 ； 将P1口（对应特殊功能寄存器P1）的P1.0位置1 在上面这两条指令中，带下画线的操作数不是某个字节地址或某个字节数，而是内部RAM中某个可直接寻址位的地址或名称，是针对位（bit）进行的操作，这种寻址方式称为位寻址。在指令表中，凡用bit和C做操作数的指令都属此类，它主要用在位操作指令和部分条件转移指令中。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,位寻址方式的寻址范围包括以下两种情况： （1）内部RAM中的位寻址区。单元地址为20H2FH，共16个单元，128个位，位地址为00H7FH。 （2）特殊功能寄存器

10、中的可寻址位。可供位寻址的特殊功能寄存器有11个，共有88个位，其中5位没有定义，所以有可寻址位83位。,2.1.2 MCS-51单片机寻址方式,MCS-51指令系统的7种寻址方式，概括起来如下表所示。,7种寻址方式及其寻址空间,2.2 MCS-51单片机指令系统,MCS-51单片机指令系统有5类共111条指令，按照功能分类，可以分为以下五大类： （1）数据传送类（29条） （2）算术运算类（24条） （3）逻辑运算类（24条） （4）控制转移类（17条） （5）位操作类（17条）,2.2.1 数据传送和交换类指令,在MCS-51单片机中，数据传送是最基本和最主要的操作。MCS-51单片机的数

11、据传送指令共有29条。数据传送操作可以在片内RAM和SFR内进行，也可以在累加器A和片外存储器之间进行。指令中必须指定传送数据的源地址和目的地址，以便机器执行指令时把源地址中内容传送到目的地址中，但不改变源地址中的内容。在这类指令中，除以累加器A为目的操作数，指令会对特殊寄存器PSW中的奇偶标志位P有影响外，其余指令执行时均不会影响任何标志位。,2.2.1 数据传送和交换类指令,1. 内部数据传送指令 这类指令的基本格式为： MOV 目的地址，源操作数 内部数据传送是在单片机内部128字节RAM和SFR范围内进行的，如图2.1所示。,图2.1 MCS-51单片机内部数据传送示意图,2.2.1

12、数据传送和交换类指令,（1）以累加器A为目的的传送指令： MOV A，#data ；(A)data MOV A，direct；(A)(direct) MOV A，Rn ；(A)(Rn) MOV A，Ri ；(A)(Ri),2.2.1 数据传送和交换类指令,（2）以通用寄存器Rn为目的的传送指令： MOV Rn，A ；(Rn)(A) MOV Rn，direct ；(Rn)(direct) MOV Rn，#data ；(Rn)data,2.2.1 数据传送和交换类指令,（3）以直接地址为目的的传送指令： MOV direct，A ；(direct)(A) MOV direct，Rn ；(direc

13、t)(Rn) MOV direct1，direct2 ；(direct1)(direct2) MOV direct，Ri ；(direct)(Ri) MOV direct，#data ；(direct)data,2.2.1 数据传送和交换类指令,（4）以寄存器间接地址为目的的传送指令： MOV Ri，A ；(Ri)(A) MOV Ri，direct ；(Ri)(direct) MOV Ri，#data ；(Ri)data,2.2.1 数据传送和交换类指令,例2.1 设计一个最简单的程序，让图2.2所示电路中VD0VD4发光，VD5VD7熄灭。 解：ORG 0000H ；定位伪指令，参见2.3.

14、1节 MOV P1，#1FH ；P100011111B END ；结束伪指令，参见2.3.1节,2.2.1 数据传送和交换类指令,图2.2 P1口应用电路,2.2.1 数据传送和交换类指令,例2.2 分析在执行完以下指令后，R0和内部RAM中40H单元的内容。 ORG 0000H MOV R0，#40H ；R040H MOV 40H，#10 ；(40H)10 MOV R0，#00H ；(R0)00H END 解：(R0)=40H，(40H)=00H,2.2.1 数据传送和交换类指令,例2.3 设计一个简单的程序，将内部RAM中30H单元的数据通过图2.2中的VD0VD7显示出来。 解：ORG

15、0000H MOV P1，30H ；P1(30H) END,2.2.1 数据传送和交换类指令,例2.4 分析在执行完如下程序后，各空格的数值分别为多少？ ORG 0000H MOV R0，#40H MOV 40H，#30H MOV A，R0 MOV R0，A END (R0)= (40H)= (A)= 解：(R0)= 30H (40H)= 30H (A)= 30H,2.2.1 数据传送和交换类指令,2. 数据指针赋值指令（16bit数据传送指令） 当要对片外RAM、I/O接口进行访问，或进行查表操作时，一般要先给数据指针DPTR赋值，此时应用下条指令： MOV DPTR，#data16 ；将1

16、6bit二进制立即数赋给数据指针DPTR 例如，将数据指针指向片外RAM的2000H单元： MOV DPTR，#2000H,2.2.1 数据传送和交换类指令,3. 片外数据传送指令 当把一个数送到单片机外部扩展RAM的某个单元或外部扩展I/O口某个端口，或者从该单元、端口将数据取回到单片机内部的时候，就要用到片外数据传送指令，它们如下： MOVX A，Ri ；(A) (Ri) 片外 MOVX A，DPTR ；(A) (DPTR) 片外 MOVX Ri，A ；(Ri) 片外(A) MOVX DPTR， A ；(DPTR) 片外(A) 如果以Ri作指针，只能访问00FFH地址段的外部RAM或I/O端口。如果以DPTR作指针，则能访问0000FFFFH地址段的任何外部RAM单元或I/O端口。,2.2.1 数据传送和交换类指令,例2.5 假如在图2.2的基础上为89C51扩展一片地址为000007FFH的外部RAM，设计一个程序，将外部RAM中0100H单元的数送到P1口，通过VD7VD0显示出来。