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1、Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved1第3章 指令系统MCS-51单片机原理及应用第 章 MCS-51指令系统本章内容提要 MCS51系列单片机的寻址方式，六种寻址方式的定义与表达方式 MCS51系列单片机的指令系统，各指令的格式、功能Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontrolle
2、r*版权所有 All Rights Reserved2第3章 指令系统计算机工作的基本原理是存储程序并执行程序， 而程序则由能实现某种功能的指令序列构成。编 写程序时使用的程序设计语言有三种： 机器语言、汇编语言和高级语言。 机器语言是CPU唯一能直接识别的语言，是机 器指令的集合,二进制代码书写 。用汇编语言和高级语言编制的程序称之为源程序，都要转换成 机器语言程序后才能为计算机直接执行，这种用 机器语言描述的程序我们通常称之为目标程序。Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controlle
3、rontroller*版权所有 All Rights Reserved3第3章 指令系统o 高级语言的特点是通用性强，可以在不同的机器上 运行。用高级语言编写的程序要用编译程序或解释程序 翻译成机器语言程序方能执行。 o 汇编语言是用助记符来表示机器指令的一种程序设 计语言。其每条语句对应相应的机器指令。汇编语言与 机器的指令系统密切相关，不同的机型其指令系统不同 ，汇编语言程序不具备高级语言的通用性，用汇编语言 编写的程序要经过汇编程序（也可以手译）翻译成机器 语言程序后才能为计算机所识别。 其特点是占用的内存小、执行速度快。 Single Chip CSingle Chip Control
4、lerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved4第3章 指令系统 指令系统：一台计算机具有的所有指令的集合称为该计算机的指令系统。 MCS51系列单片机的指令系统共有111条指令，在储存空间与执行时间上都有较高的效率，还含有丰富的位操作指令，成为该指令系统的一大特色。 v 按其功能可分为数据传送、算术运算、逻辑 运算、程序转移、位操作等5个大类。 v 按指令长长度：单字节指令49条、双字节指令46条、三字节指令只有16条。v按指令执执行时时间：单机器周期指令64条，双机器周期指令
5、45条，乘除2条指令的执行时间为 4个机器周期。 Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved5第3章 指令系统操作码操作码7 07 0数据或寻址方式数据或寻址方式7 07 0双字节指令：双字节指令：标号：标号：操作码操作码操作数或操作数地址操作数或操作数地址( (寻址方式寻址方式) )；注释；注释单字节指令：单字节指令：操作码操作码7 07 0三字节指令：三字节指令：操作码操作码7 07 0数据或寻址方式数据或寻
6、址方式7 07 0数据或寻址方式数据或寻址方式7 07 0指令按字节长度可以分为三种：指令按字节长度可以分为三种：指令的格式：指令的格式：例如：例如： MOV AMOV A，R0R0例如：例如：MOV AMOV A，30H30H例如：例如：MOV DPTRMOV DPTR，#2010H#2010H由16个字符组成，字母开头由25个字母组成的助记符字符串， 规定指令的操作功能操作数13，逗号隔开， 不同指令操作数个数不同Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*
7、版权所有 All Rights Reserved6第3章 指令系统二、 寻址方式 计算机的指令通常由操作码和操作数两部分构成。操作码部分 指出了指令的功能，通常用代表该功能的英文缩写来表示；而 操作数部分则可能是操作数本身或操作数所在的地址。表示指 令中操作数所在位置的方法称为寻址方式。对MCS51系列单 片机，操作数可以为02个。不同的指令系统，具有的寻址方 式也不同，相同功能的指令采用不同的寻址方式，有时可以节 约空间，有时可以提高速度，寻址方式的多样化增加了指令的 灵活性。MCS51系列单片机的指令系统有6种基本的寻址方式。指令给出参与运算的数据的方式称为寻址方式Single Chip
8、CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved7第3章 指令系统 立即寻址操作数就在指令中，跟在操作码的后面，该操作数被称 为立即数。在指令中，立即数前面加“#”符号作为标 志 。指令：MOV A ，#40H#data 结果 A 中等于 #40H程序存储器 0100 0000 0111 0100 此指令的立即数40H此指令的操作码 74HPC+1PCSingle Chip CSingle Chip ControllerontrollerSi
9、ngle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved8第3章 指令系统立即寻址 指令中直接给出操作数数值的寻址方式。 立即操作数用前面加有#号的8位或16位数来表示 。例如：MOVA，# 60H；A#60H MOVDPTR，# 3400H；DPTR#3400H MOV30H，# 40H ；30H单元#40H 上述三条指令执行完后，累加器A中数据为立即数据 60H，DPTR寄存器中数据为3400H，30H单元中数据为 立即数40H。Single Chip CSingle Chip Controllerontroll
10、erSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved9第3章 指令系统 直接寻址指令中含有操作数的直接地址（内部RAM），该地址指 出了参与运算或传送的数据的直接单元（或位地址）可访问：SFR 、内部RAM低128字节 、片内RAM位地址 如：MOV A ，40H 结果 ：A中为( ? )程序存储器40H PC +10E5H PC内部RAM49h 05H0e2h 0FH40H41H3FHMOV C，40H 结果：位C中为?28HSingle Chip CSingle Chip Controllerontr
11、ollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved10第3章 指令系统直接寻址指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行 直接寻址的存储空间有SFR寄存器和内部数据 RAM。例如：MOV A，30H；A30H内部RAM单元中 的内容 30H为直接给出的内部RAM的地址。Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved11第
12、3章 指令系统 寄存器寻址 指令指出当前工作区某一个寄存器（ ）的内容作为操作数值 指令操作码字节的低位指明所使用的寄 存器。 INC Rn十六进制代码： INCR0十六进制代码： INCR1十六进制代码： INCR2十六进制代码：HSingle Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved12第3章 指令系统寄存器寻址以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指 A、B 、DPTR以及R0R7 。例如：CLR A；A0I
13、NC R0；R0R0+1ADDR5，# 20H；R5#20H+R5Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved13第3章 指令系统 寄存器间接寻址 Ri指令指出R0、R1（用R0或R）表示，其内容为地 址所指的内RAM或外RAM中的数值，作为操作数值。例如：R0=40H,MOV A , R0 结果：A=？MOVX A , R0 结果：A=？内RAM080H40H39H外RAM020H40H39HMOVX指令也可用D
14、PTR作寄存器间接寻址Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved14第3章 指令系统寄存器间接寻址以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作 数的寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内 部数据RAM和外部数据RAM。能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1， DPTR，SP。其中R0、R1必须是工作寄存器组 中的寄存器。SP仅用于堆栈操作。Single Chip CSingle Chip Controlleront
15、rollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved15第3章 指令系统片内RAM30HR034HA30H34HMOV R0，A间接寻址示意图Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved16第3章 指令系统片外 RAM45HA0010H45H10HR1片外 RAM2000HDPTR30HA2000H30HMOVX A，R1间接寻址示意图 MOVX DPTR，A间接寻址示意图Single Chip CSingle Chip ControllerontrollerSingle Chip CSingle Chip Controllerontroller*版权所有 All Rights Reserved17第3章 指令系统变址寻址变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。由于程 序存储器是只读的，因此变址寻址只有读操作而无 写操作，在指令符号上采用MOVC的形式。如
