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1、MCS-51单片机指令系 统及汇编语言程序设计,内容提要：,3-1 汇编语言与指令系统简介,3-2 数据传送类指令,3-3 算术运算类指令,3-4 逻辑运算类指令,3-5 控制转移类指令,3-6 位操作类指令,3-7 汇编语言的汇编过程,3-8 汇编语言的程序设计及应用,高级语言:,3-1 汇编语言与指令系统简介,一、汇编语言程序设计的意义 什么是程序？ 完成某项特定任务的指令的集合。 计算机按程序一条一条地依次执行指令，从而完成指定任务。 要让计算机完成各项任务，就应设计各种程序。,汇编语言:,机器语言:,程序设计语言：,用二进制代码表示指令和数据。,用助记符表示指令操作功能，用标号表示操作
2、对象。,独立于机器,面向过程,接近自然语言和数学表达式.,汇编语言程序的每一条语句都与计算机的某一条指令对应，所以必需熟悉指令系统。 指令 = 操作码 + 操作数 操作码表示了该指令所能执行的操作功能。 操作数表示参加操作的数的本身或操作数所在的地址。 MCS-51指令格式：,标号：,操作码助记符,第一操作数,，第二操作数,；注释,二、MCS-51系列单片机的指令系统 111条指令，共分五大类： 数据传送类；（29条） 算术运算类；（24条） 逻辑运算类；（24条） 控制转移类；（17条） 位操作类。（17条）,指令中操作数的描述符号： Rn 工作寄存器R0 R7 Ri 间接寻址寄存器R0、R
3、1 Direct 直接地址，包括内部128B RAM单元地址、 26个SFR地址。 #data 8位常数 #data 16 16位常数 addr 16 16位目的地址 addr 11 11位目的地址 rel 8位带符号的偏移地址 DPTR 16位外部数据指针寄存器 bit 可直接位寻址的位,A 累加器 B 寄存器B C 进、借位标志位，或位累加器 间接寄存器或基址寄存器的前缀 / 指定位求反 （x） x中的内容 （x） x中的地址中的内容 当前指令存放的地址,三、寻址方式 寻找操作数存放单元的地址的方式，共6种方式。 1、立即数寻址 所要找的操作数是一二进制数或十进制数，出现在指令中，用“#”
4、作前缀 MOV A，#20H 2、寄存器寻址 操作数存放在工作寄存器R0 R7中，或寄存器B中。 MOV A，R2 3、直接寻址 指令中直接给出操作数的地址。 MOV A，30H MOV 30H，DPH,；书放在甲抽屉中 ；甲抽屉的钥匙放在乙抽屉中 ；取书,，A中,20H,MOV 30H，#20H,MOV R0，#30H,MOV A，R0,此例中，20H就当成是那本书；30H就当成是甲抽屉； R0就当成是乙抽屉，执行的结果就是将20H这个立即数装入A中。期间也经历了两次寻址，即间接寻址。,4、寄存器间接寻址 指令中寄存器的内容作为操作数存放的地址，在工作上间接寻址寄存器前用“”表示前缀。 例如
5、: “一本书放在甲抽屉中，上了锁；其开锁的钥匙放在乙抽屉中，乙抽屉也上了锁。问如何才能取到哪本书？” 这就是一个间接寻址的问题，要经过两次寻址才能找到哪本书。而寄存器间接寻址也是同样。 例如:,5、变址寻址 操作数地址 = 变地址 + 基地址 基地址寄存器 DPTR 或 PC 变址寄存器 A 该寻址方式常用于访问程序存储器，查表。 如 MOVC A，A + DPTR,6、相对寻址 把指令中给定的地址偏移量与本指令所在单元地址（PC内容）相加得到真正有效的操作数所存放的地址。 例如 “李同学20岁，张同学比李同学大3岁，问张同学多少岁？” 这就是一个相对寻年龄的问题，而相对寻址与此类似。 如 J
6、C 60H ；设（PC） = 2000H为基址，相对偏移量为60H； ； 则当C = 1时，转移的目的地址 = 2000H + 2 + 60H,3-2 数据传送类指令,一、内部RAM数据传送类 1、一般数据传送指令,回忆前述操作数描述符：A，direct，Rn，Ri，#data，DPTR等。 经排列组合可写出下列指令： MOV A，Rn ；（A） （Rn）以下类似。,MOV A，direct MOV A，Ri MOV A，#data MOV Rn，A MOV Rn，direct MOV Rn，#data,MOV direct，Rn MOV direct，direct MOV direct，Ri
7、 MOV direct，#data MOV Ri，A MOV Ri, direct MOV Ri，#data MOV DPTR，#data16 ；唯一的16位数据传送指令。 上述指令不影响任何标志位，但PSW的P位除外。,（direct）,（A）,MOV direct，A ；,上述指令不影响任何标志位，但PSW的P位除外。 注意：MOV Rn，Rn MOV Ri, Ri MOV Rn, Ri MOV #data, A 等等指令是非法指令。,哇！好容易出错啊！,（2） （direct）,2、栈操作指令 PUSH direct POP direct 不影响任何标志位。 PUSH direct 指令
8、执行中，机器自动进行两步操作： （1） （SP）+ 1,例1、设（SP） = 09H，（DPTR）= 0123H，分析： 执行 PUSH DPL PUSH DPH 后，各单元中的内容。,（SP）,（SP）,POP direct 指令执行中，机器也自动进行两步操作： （1）（direct） （SP） （2）（SP） （SP） 1 例2、设（SP）= 0BH，（0BH）= 01H，（0AH）= 23H 执行 POP DPH POP DPL 后，各单元中的内容。,结论：1）PUSH 与 POP 操作过程刚好相反； 2）进、出栈规则： 先进后出，后进先出。应注意指令书写先后顺序； 3）可用于“保护现场
9、，恢复现场”。,3、字节交换指令 XCH A，Rn XCH A，direct 整字节交换 XCH A，Ri XCHD A，Ri SWAP A 半字节交换 不影响任何标志位。,二、 外部RAM数据传送 MOVX A，Ri MOVX A, DPTR MOVX Ri, A MOVX DPTR，A 执行过程中会使/WR、/RD有效。,例3、试编写一程序段，实现将外RAM 0FAH单元中的内容传送到外RAM 04FFH单元中。,解： MOV DPTR，#04FFH MOV R0，#0FAH MOVX A，R0 MOVX DPTR, A,三、 查表指令 与ROM之间的数据传送。 MOVC A，A + DP
10、TR MOVC A, A + PC 执行后会使/PSEN有效。 MOVC 含义是传送常数。 以DPTR 为基地址的指令，可在ROM 的64KB范围内查表； 而以PC为基地址的指令只能在（PC）+ 1为中心上、下256B范围内查表。,例4、设（A）= 一个BCD码常数，试用查表法获得其相应的ASCII码。,解法II： MOVC A，A+PC TAB：DB 30H，31H，32H，33H DB 34H，35H，36H，37H ,解法I： MOV DPTR，#TAB MOVC A，.A+DPTR TAB：DB 30H DB 31H DB 32H，33H，34H，35H ,3-3 算术运算类指令,包括
11、：加、 减、乘、除；加一、减一。 一、加法指令 ADD A，Rn ；（A） （A）+ （Rn）以下类同。 ADD A，direct ADD A，Ri ADD A，#data 无符号数相加时：若C = 1，说明有溢出（其值 255）。 带符号数相加时：若OV = D7cD6c = 1，说明有溢出。,ADDC A，Rn ；（A） （A）+（Rn）+（C) ； 以下类同。 ADDC A，direct ADDC A，Ri ADDC A,#data 上述四条指令多用于多字节数相加。,INC A ；（A） （A）+1 ，以下类同。 INC Rn INC direct INC Ri INC DPTR,INC
12、 A ；（A） （A）+1 ；以下类同。 INC Rn INC direct INC Ri INC DPTR,例1、设（R0）= 7FH； （7EH）= 40H 执行：INC R0 INC R0 INC R0 后,(R0)= 7FH;,(7EH)= 00H;,(7FH)= 41H,DA A ；二 十进制调整指令。 执行过程中，CPU能根据加法运算后，累加器中的值和PSW中的AC及C标志位的状况自动选择一个修正值（00H、06H、60H、66H）与原运算结果相加，进行二十进制调整。,选择修正值的规则：,例2、设（A） = 56H 为56的压缩的BCD码数，（R3）= 67H，（CY）=1 执行
13、ADDC A，R3 DA A 结果为：124 注意：1）DA指令只能跟在加法指令后面使用； 2）调整前参与运算的两数是BCD码数； 3）DA指令不能与减法指令配对使用，但可以实现对A中 压缩BCD数进行减一操作。 例3、设（A）=30H（压缩BCD码数），执行： ADD A，#99H DA A 后，便实现了30 1 = 29的操作。,例4、两个4位BCD码相加，一个存放在（31H）（30H）；另一个存放在（33H）（32H）；和数拟回存在（31H）（30H）中，试编程实现之。 解： MOV R0，#30H MOV R1，#32H MOV A，R0 ADD A，R1 DA A MOV R0，A,
14、INC R1 MOV A，R0 ADDC A，R1 DA A MOV R0，A,INC R0,二、减法指令 SUBB A，Rn ；（A） （A）（Rn）（C），以下类同。 SUBB A，direct SUBB A，Ri SUBB A，#data 注意：减法之前先清零C。 DEC A ；（A） （A）1，以下类同。 DEC Rn DEC Ri DEC direct,例5、设（R0）=7FH，在内RAM中，（7EH）=00H， （7FH）=40H 执行： DEC R0 DEC R0 DEC R0 结果为 ：（R0）= 7EH，（7EH）=0FFH，（7FH）=3FH。,三、乘法和除法指令 乘法：
15、MUL AB ；（A）（B），积的低8位在A中，积的 ； 高8位在B中； C总为0。 除法： DIV AB ；（A）（B），商在A中，余数在B中。 ； 若（B）= 0 ，则结果不定，（OV）= 1， ；（C）= 0。,例6、试将A中的二进制数转换为3位BCD码，其中，百位数存放于31H单元，十位数和个位数压缩后存于30H单元中。,解： MOV B，#100 DIV AB MOV 31H，A MOV A，#10 XCH A，B DIV AB SWAP A ADD A，B MOV 30H，A,3-4 逻辑运算类指令,共分两大类：单字节逻辑操作，双字节逻辑操作，共24条。 一、单字节逻辑操作指令 CLR A ；（A） 0 CPL A A中8位按位求反。 循环左移、右移指令： RL A RLC A CY RR A
