《单片机原理与接口技术PPT电子课件教案-第3章_MCS-51单片机指令系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与接口技术PPT电子课件教案-第3章_MCS-51单片机指令系统（105页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录单片机单片机原理与接口技术原理与接口技术第3章 MCS-51单片机指令系统Date1单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录本章教学要求(1) 熟悉MCS-51单片机指令系统的 分类、格式。 (2) 熟悉MCS-51指令系统的7种寻 址方式。 (3) 掌握MCS-51指令系统的数据传 送、算术运算、逻辑运算、转移操作 、布尔运算等指令的功能。 (4) 掌握MCS-51指令系统的各种指 令对寄存器资源的占用情况。 Date2单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录本 章 目 录3.1 指令系
2、统简介3.1.1 指令系统的分类3.1.2 指令格式3.1.3 指令中的常用符号3.1.4 寻址方式3.2 指令系统3.2.1 数据传送指令3.2.2 算术运算指令3.2.3 逻辑运算指令3.2.4 控制转移指令3.2.5 位操作指令习题与思考题Date3单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1 指令系统简介指令系统计算机所有指令的集合，称为该计算机的指令系统，它是表征计算机性能的重要标志。每种计算机都有它自己特有的指令系统。指令是指计算机执行某种操作（如传送数据、做算术运算等）的命令。-指令系统指令系统Date4单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版
3、社返回目录要让计算机工作，就得向计算机发出 指令。n指令的格式是机器码指令格式，如：75905B ，即数字格式。n另一种指令格式，即汇编指令格式，如：MOV P1, #5BH-指令的两种格式3.1 指令系统简介Date5单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录-MCS-51汇编语言指令格式操作码 操作数1 ，操作数2 ； 注释MCS-51MCS-51单片机的汇编语言使用单片机的汇编语言使用4040多种助记符表多种助记符表征征3030多种指令功能。多种指令功能。MCS-51MCS-51单片机能够识别并单片机能够识别并执行的指令共有执行的指令共有111111条。这条。这111
4、111条指令，构成了条指令，构成了MCS-51MCS-51单片机的单片机的指令系统指令系统。3.1 指令系统简介Date6单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录-特点1) 指令执行时间短。只需1个机器周期的指令有64条，2个机器周期的指令有45条，而4个机器周期的指令仅有2条（既乘法和除法指令）。2) 指令字节少。单字节指令有49条，双字节指令有46条，三字节指令有16条。3) 位操作指令极为丰富，这体现了MCS-51单片机具有面向控制的特点。3.1 指令系统简介Date7单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1.1 指令系统的分类MCS-5
5、1单片机能够识别并执行的指令共有111条。按指令所占字节数、指令执行时间和指令功能进行分类。1按指令所占字节数分类1) 单字节指令（49条）2) 双字节指令（46条）3) 三字节指令（16条）-按指令所占存储空间分类按指令所占存储空间分类Date8单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录2按指令执行时间分类1) 单周期指令（64条）2) 双周期指令（45条）3) 四周期指令（2条）3.1.1 指令系统的分类-按指令执行时间可分类按指令执行时间可分类Date9单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录1) 数据传送类指令（29条）2) 算术运算类指令（2
6、4条）3) 逻辑运算类指令（24条）4) 控制转移类指令（17条）5) 位操作类指令（17条）3.1.1 指令系统的分类-按指令功能分类按指令功能分类3 3按指令功能分类按指令功能分类Date10单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1.2 指令格式指令由操作码和操作数组成。操作码用来规定要执行的操作的性质，操作数为指令的操 作提供数据和地址。1指令的基本格式符号地址: 操作码 操作数1 ，操作数2 ，操作数3 ；注释其中符号地址和操作码之间用“:”作为分隔符，也可再加上若干空格。操作码和操作数之 间用空格作为分隔符。操作数之间用“，”作为分 隔符。注释之前用“；”
7、作为分隔符。-基本格式基本格式Date11单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录一条指令必须在一行中写完。例如：MAIN：MOV A，#10H ；主程序段nMAIN为符号地址；nMOV为操作码；nA、#10H为二个操作数；n最后是注释。指令在送入计算机执行之前，必须先转换成机器语言形式。转换成机器语言的过程称为汇编，汇编有机器汇编和手工汇编两种方法。3.1.2 指令格式-基本格式基本格式Date12单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1.2 指令格式n机器语言是用二进制代码表示的。对一条 指令进行二进制编码，可以是单字节或多字节 的，按照它
8、们占用的存储空间多少形成了下面 3种编码格式。n(1) 单字节指令：单字节指令指的是该指令 占用1个字节的存储单元。n(2) 双字节指令：双字节指令指的是该指令 占用2个字节的存储单元。n(3) 三字节指令：三字节指令指的是该指令 占用3个字节的存储单元。-指令的编码格式指令的编码格式 Date13单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1.3 指令中的常用符号为了便于阅读指令，MCS-51指令助记符中的一些常用符号约定如下。nRn：表示当前工作寄存器R0R7中的一个。nRi：表示寄存器间接寻址，常作间接寻址的地址指针。其中Ri代表R0和R1寄存器中的一个。ndire
9、ct：表示内部数据存贮器单元的地址及特殊功能寄存器SFR的地址，对SFR而言，既可使用它的物理地址，也可直接使用它的名字。Date14单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录n#data：表示8位立即数，即8位常数，取值范围为#00H#0FFH。n#data16：表示16位立即数，即16位常数，取值范围为#0000H#0FFFFH。naddr16：表示16位地址。naddr11：表示11位地址。nrel：用补码形式表示的地址偏移量，取值范围为-128+127。nbit：表示内部RAM和SFR中的具有位寻址功能的位地址。3.1.3 指令中的常用符号Date15单片机原理与接
10、口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录n：表示间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀符号。n$：表示当前指令的地址。n/：位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如：/bit。n(x)：表示存储单元x的内容。n(x)：表示以寄存器或存储单元x的内容作为地址的存储单元的内容。n：表示数据传送方向。3.1.3 指令中的常用符号Date16单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3.1.4 寻址方式如何找到参与运算的操作数据或数据所在的地址称为寻址方式。所以寻址方式是在地址范围内如何找到所需要的操作数的地址。MCS-51指令系统的寻址方式主要有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、
11、寄存器间接寻址、基址加变址寻址、相对寻址和位寻址等七种。Date17单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录立即寻址是将操作数直接写在指令中，作为指令的一部分存放在代码段里，位 置在程序存储器中。立即寻址中的操作数， 称为立即数。例如：MOV A, #30H ；30HA1. 1.立即寻址立即寻址3.1.4 寻址方式-立即寻址立即寻址Date18单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录2.直接寻址直接寻址是将操作数的地址直接存放在 指令中。这种寻址方式的操作数指的是内部数 据存储器中存放数据的地址，或存放数据的一 个特殊功能寄存器地址。 例如：MOV
12、A, 30H ；(30H)A3.1.4 寻址方式-直接寻址Date19单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录直接寻址方式可访问的范围 1) 特殊功能寄存器这部分存储单元既可以用单元地址给出 ，也可以用寄存器符号的形式给出。如： MOV A, 90H 或 MOV A, P1为同一条指令的两种写法（特殊功能寄存器只能用直接寻址 方式访问）。2) 内部数据存储器的低128个字节单元直接以单元地址的形式给出对于 8032/8052等单片机，其内部高128字节RAM （80HFFH）不能用直接寻址方式访问。3.1.4 寻址方式-访问范围访问范围Date20单片机原理与接口技术(第
13、2版).李晓林.电子工业出版社返回目录3) 位地址空间片内RAM中20H2FH中的128个位地址，以及SFR中的11个可进行位寻址的寄存器中的位地址（可位寻址的特殊功能寄存器有B、ACC、PSW、IP、IE、SCON、TCON、P0P3）。4) 在一些程序控制指令中，可采用直接寻址方式提供程序转移的目标地址。3.1.4 寻址方式-访问范围访问范围直接寻址方式可访问的范围Date21单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录-寄存器寻址寄存器寻址是指操作数存放在寄存器中，并且寻址时的寄存器已隐含在指令的操作码中。例如：MOV A, R53.1.4 寻址方式3.寄存器寻址Dat
14、e22单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录寄存器寻址方式的寻址范围：(1) 4个工作寄存器组共32个通用寄存器（在指令中只能使用当前寄存器组）(2) 部分特殊功能寄存器。如A，B，DPTR。-寄存器寻址3.1.4 寻址方式Date23单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录-寄存器寻址4.寄存器间接寻址寄存器间接寻址是指操作数据存放在以寄存器内 容为地址的单元中。如： MOV A, R0 ;(R0)A 指令功能为将R0所指出的内部RAM单元内容送入累 加器A中，执行过程如图所示。图中设R0=60H。3.1.4 寻址方式Date24单片机原理与接口
15、技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录寄存器间接寻址的寻址范围：1) 内部低128字节单元（只能使用R0、R1作间址寄存器）。2) 外部数据存储器（64KB字节，使用DPTR作间址寄存器。另外，外部低128B单元也可用R0、R1作间址寄存器寻址）。3) 在堆栈操作指令（PUSH、POP）中，以堆栈指针SP作间址寄存器，寻址空间为片内RAM。3.1.4 寻址方式-寻址范围寻址范围Date25单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录-基址变址寻址基址变址寻址是指操作数存放在以变址寄存器 和基址寄存器的内容相加形成的数为地址的单元中 。其中累加器A作变址寄存器、程序计数器PC或寄 存器DPTR作基址寄存器。基址加变址寻址方式常 用于查表操作。如： MOVC A, A+PC ;PC+1PC， (A+PC)AMOVC A, A+DPTR ;(A+DPTR)A3.1.4 寻址方式5.基址变址寻址Date26单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录相对寻址是将程序计数器PC的当前值与指令第二字节给出的偏移量相加，从而形成转移的目标地址。例如：JC 80H ；C=1则跳转-相对寻址3.1.4 寻址方式6. 6.相对寻址相对寻址Date27单片机原理
