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1、MCS-51 系列单片机的指令系统第三章3.1 指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 数据传送类指令 3.4 算术运算类指令 3.5 逻辑运算与移位类指令 3.6 控制转移类指令 3.7 位操作类指令 3.8 I/O口访问指令使用说明 3.9 MCS-51单片机指令小结教学内容v 3.1.1 MCS-51的指令集以MCS-51为内核的单片机指令系统为例，用44种操作码助记符来 描述33种操作功能，构成了111条基本指令。 单字节指令49条；按字节分 双字节指令45条；三字节指令17条；单周期指令64条； 111条基本指令 按指令执行时间分 双周期指令45条；4个机器周期指令2条；数据传送类指
2、令；算术运算类指令；按功能分 逻辑运算及移位类指令；控制转移类指令；布尔变量操作类指令。3.1 指令系统概述v3.1.2 指令格式及其符号说明v MCS-51单片机指令格式 ）指令由操作码助记符和操作数两部组成。 ）指令格式如下：标号：操作码助记符 目的操作数 ，源操作数；注 释符号“ ”其包含的内容因指令的不同可有可无。 ）标号：根据编程需要给指令设定的符号地址，可有可无 ；通常在子程序入口或转移指令的目标地址处才赋予标 号。标号由18个字符组成，第一个字符必须是英文 字母，不能是数字或其他符号，标号后必须用冒号。3.1 指令系统概述）操作码助记符：指令的核心部分，用于指示机器执行何种 操作
3、，如加、减、乘、除、传送等。 ）操作数：是指令操作的对象，可以是一个具体的数据，也 可以是参加运算的数据所在的地址。操作数一般有以下几种形 式：没有操作数，操作数隐含在操作码中，如RET指令；只有一个操作数，如INC A指令；有两个操作数，如MOV A，30H指令，操作数之间以逗号 相隔；有3个操作数，如CJNE A，#00H，10H指令。 ）注释：对指令的解释说明，用以提高程序的可读性，注释 前必须加分号，注释换行时行前也要加分号。3.1 指令系统概述在MCS-5l指令系统中，单字节指令可分 为两类：无操作数的单字节指令和含有操作 数寄存器编号的单字节指令。 1) 无操作数单字节指令这类指令
4、只有操作码字段，操作数隐 含在操作码中。例如：INC DPTR v 指令的字节 v1. 单字节指令(49条)3.1 指令系统概述位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作 码10100011A3H位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作码+操作数11101rrrE8HEFH指令码为2) 含有操作数寄存器号的单字节指令 单字节的指令码由操作码字段和指示操作数所 在寄存器号的字段组成。例如：MOV A，Rn 指令码为 （r r r为寄存器Rn的编号） 3.1 指令系统概述v2. 双字节指令(46条)双字节指令的操作码字节在前，其后的操作数字 节可以是立即数，也可以是操作数所在的片内R
5、AM地址 。例如：MOV A，#23H 指令码为：位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作码0111010074H 23H操作数(立即数)001000113.1 指令系统概述这条8位数传送指令的含义是：把指令 码第2字节立即数23H取出来存放到累加器(A)中 。该指令的操作码占1B，23H为源操作数，也 是1B，累加器(A)是目的操作数寄存器，隐含在 操作码字节中。3.1 指令系统概述v3. 三字节指令(16条)这类指令的指令码的第1字节为操作码；第2和第 3字节为操作数或操作数地址，有如下4类。 1) 16位数据例如：MOV DPTR，#26ABH 指令码为位D7D6D5D4D3D2
6、D1D0十六进制码 操作码1001000090H 26H ABH 操作数(立即数高)00100110操作数(立即数低)101010113.1 指令系统概述位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作码0111010175H 74H FFH操作数(地址)01110100操作数(立即数)111111112) 8位地址和8位数据例如：MOV 74H，#0FFH 指令码为3.1 指令系统概述3) 8位数据和8位地址例如：CJNE A，#00，60H指令码为位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作码10110100B4H 00H 60H操作数(立即数)00000000操作数(地址)01100
7、0003.1 指令系统概述4) 16位地址例如：LCALL 2020H 指令码为：程序设计中，应尽可能选用字节少的指令。 这样，指令所占存储单元少，执行速度也快。位D7D6D5D4D3D2D1D0十六进制码操作码0001001012H 20H 20H操作数(地址高)00100000操作数(地址低)001000003.1 指令系统概述MCS-51单片机的助记符语言为了便于人们识别、读/写、记忆和交 流用英文单词或缩写字母来表征指令功能， 这些指令的助记符形式称为汇编语言指令， 常用于汇编语言源程序的程序设计。MCS-51单片机制造厂家对每一条指 令都给出了助记符。不同的指令，具有不同 的功能和不
8、同的操作对象。如图表3-1 MCS -51助记符意义3.1 指令系统概述助记符意 义助记符意 义MOV送数MUL乘法MOVCROM送累加器(A)DIV除法MOVX外部送数DA十进制调整PUSH压入堆栈AJMP绝对转移POP堆栈弹出LJMP长转移XCH数据交换SJMP短转移XCHD交换低4位JMP相对转移ANL与运算JZ判累加器A为0转移ORL或运算JNZ判累加器A非0转移XRL异或运算JC判CY为0转移SETB置位JNC判CY非0转移CLR清0JB直接位为1转移CPL取反JNB直接位为0转移RL循环左移JBC直接位为1转移，并清该位RLC带进位循环左移CJNE比较不相等转移RR循环右移DJNZ
9、减1不为0转移RRC带进位循环右移ACALL绝对调用子程序SWAP高低半字节交换LCALL长调用子程序ADD加法RET子程序返回ADDC带进位加法RETI中断子程序返回SUBB带进位减法NOP空操作INC加1DEC减13.1 指令系统概述指令的书写必须遵守一定的规则，见表3-2指令描述约定。表3-2 指令描述约定符 号含 义Rn表示当前选定寄存器组的工作寄存器R0R7，n=07Ri表示作为间接寻址的地址指针R0R1，i=0，1#data表示8位立即数，即00HFFH#data16表示16位立即数，即0000HFFFFHAddr1616位地址，可表示用于64KB范围内寻址，用于LCALL和LJM
10、P指令中Addr1111位地址，可表示2KB范围内寻址，用于ACALL和AJMP指令中direct8位直接地址，可以是片内RAM区的某一单元或某一专用功能寄存器的地址rel带符号的8位地址偏移量(-128+127)，用于SJMP和条件转移指令中bit位寻址区的直接寻址位，表示片内RAM中可寻址位和SFR中的可寻址位(X)X地址单元中的内容，或X作为间接寻址寄存器时所指单元的内容(X)由X寻址的单元的内容将箭头后面的内容传送到箭头前面去$当前指令所在地址DPTR数据指针/ 加在位地址之前，表示该位状态取反间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀3.1 指令系统概述3.2.1 寄存器寻址Register
11、Addressing对选定的工作寄存器R0R7、累加器A、通用寄存器B、 地址寄存器DPTR中的数进行操作。 例：MOV A，R0；将R0工作寄存器中的数据送到累加器A 中去。提一个问题：我们知道，工作寄存器就是内存单元的一部分 ，如果我们选择工作寄存器组0，则R0就是RAM的00H单 元，那么这样一来，MOV A，00H 和MOV A，R0不就 没什么区别了吗？3.2 寻址方式的确，这两条指令执行的结果是完全相同的， 都是将00H单元中的内容送到A中去，但是执行的过 程不同，执行第一条指令需要2个机器周期，而第 二条则只需要1个机器周期，第一条指令变成最终 的目标码要两个字节（E5H 00H
12、），而第二条则只 要一个字节（E8H）就可以了。3.2 寻址方式3.2.2 直接寻址Direct Addressing直接使用数所在单元的地址找到了操作数，所以称 这种方法为直接寻址。操作数在SFR、内部RAM、位地址空间。如： MOV A，00HMOV C，60HMOV A，0F0H3.2 寻址方式3.2.3 寄存器间接寻址Register Indirect Addressing把地址放在另外一个寄存器中，根据这个寄存器 中的数值决定该到哪个单元中取数据。 R0，R1-8位地址，片内低128字节或片外 DPTR-16位，片外64KBv MCS-51如： MOV A，R0 MOVX A，R0
13、MOVX A，DPTR操作数在 片内RAM中操作数在 片外RAM中操作数在 片外RAM中3.2 寻址方式3.2.4 立即寻址Immediate Addressing操作数就包含在指令代码中，在操作码之后，称为 立即数，用“”表示。MCS-51如：MOV P1, #80HMOV R7, #0F5HMOV DPTR，#1245H操作数存在程 序存储器中3.2 寻址方式以DPTR或PC为基址寄存器，累加器A为变址寄存器。 把两者内容相加，结果作为操作数的地址。常用于查表操作。 v MCS-51MOVC A， A+DPTR ；(A+DPTR) A MOVC A， A+PC； PC+1 PC，(A+PC
14、)A3.2.5 变址寻址(基址+变址)Base-Register-plus-Index-Register-Indirect Addressingv 8086/8088CPUMOV AL，BX+SIMOV AX，BP+DI操作数在程 序存储器中3.2 寻址方式E0A程序存储区2040H 9320E0H 472041H DPH 20 DPL 00ALU如：MOVC A，A+DPTR 设DPTR=2000H，A=E0H20E0H47指令代码3.2 寻址方式E0A程序存储区ALU如：MOVC A，A+PC 设A=E0H2121H452040H 832121H 452041H 2120H 47当前PC指
15、令代码3.2 寻址方式对片内RAM的位寻址区和某些可位寻址的特殊功 能寄存器进行位操作时的寻址方式。如: SETB 3DH; 将27H.5位置1CLR C ；Cy位清08086/8088CPU 无此寻址方式3.2.6 位寻址 Bit Addressing操作数在片内 RAM位地址区或 SFR某些位中3.2 寻址方式3.2.7 相对寻址将PC中的当前内容与指令第二字节给出的数相加，结 果作为跳转指令的转移地址（转移目的地址）。 PC中的当前内容称为基地址（本指令后的字节地址）指令第二字节给出的数据称为偏移量，1字节带符号数 .常用于跳转指令。如: JC 23H若C=0，不跳转； C=1，跳转.Relative Addressing改变PC3.2 寻址方式程序存储区ALU如：JC 231025H1000H 401025H 451001H 23 1024H 471002H 3023H1002H指令代码当前PC3.2 寻址方式寻址方式涉及的存储器空间寻址方式寻址空间（操作数存放空间）立即寻址程序存储器直接寻址片内RAM低128字节、SFR寄存器寻址工作寄存器R0R7,A,B,DPTR寄存器
