第3章 单片机指令系统

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1、 3 3.1 .1 指令格式和寻址方式指令格式和寻址方式3 3.2 .2 指令分类介绍指令分类介绍3 3.3 51.3 51指令系统汇总指令系统汇总第三章 指令系统单片机原理及应用Date1一、汇编语言指令格式： 标号:操作码 操作数1，操作数2 ；注释换行表示一条指令结束。例： LOOP： MOV A，#40H ；取参数1.标号：指令的符号地址。 2.操作码：指明指令功能。 3.操作数：指令操作对象。数据、地址、寄存器名及约定符号。 4.注释行：说明指令在程序中的作用。操作码和操作数是指令主体。MOVmove 传送 XCHexchange 交换 ANLand logic 与逻辑运算 XRLe

2、xclusive or 异或运算 MULmultiply 乘法 RRrotate right 右循环 SJMPshort jump 短跳转 RETreturn 子程序返回3.1 指令格式和寻址方式Date2二、机器语言指令格式 ：操作码 操作数1 操作数2 有单字节、双字节和三字节指令。汇编语言指令中操作码和操作数是指令主体，称为指令可执行部分，指令表中可查出对应指令代码。举例： 汇编语言：机器语言： MOV A，R0E8H MOV R6，#32H7E 32H MOV 40H，#64H75 40 64H1110100001111110001100100111010101000000011001

3、00Date3三、指令寻址方 式（一）操作数类型：位 (bit) 位寻址区中的一位二进制数据 字节(Byte) 8位二进制数据 字 (Word) 16位双字节数据（二）寻址方式：（二）寻址方式： 1.立即寻址方式:指令中给出实际操作数据(立即数)，一般用于为 寄存器或存储器赋常数初值。 举例：8位立即数： MOV A，#40H ；A40H16位立即数： MOV DPTR，#2100H ；DPTR2100HDate42.直接寻址方 式:指令操作数是存储器单元地址，数据放在存储器单元中。 MOV A，40H；A(40H)直接寻址方式对数据操作时，地址是固定 值，而地址所指定的单元内容为变量形式。4

4、1H 78H 40H 56H例：设存储器两个单元的内容如图所示， 执行指令 MOV A，40H 后 A = ？思考题：直接寻址方式指令和立即寻址方式指令的形式有什么不同？56HDate53.寄存器寻址方式：4.4.寄存器间接寻址方式：寄存器间接寻址方式：指令的操作数为寄存器名，寄存器中为数据地址 。存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。例例: :MOV A，R0；A(R0)设指令执行前 A=20H，R0=40H，地址为40H存储器单元内容如图所示。执行指令后， A= ？ ,R0 = ？ , (40H)= ？34H40H34H0100 0000 AR00100 000041H 67H40H

5、34HR0A20H R040H例:MOV A，R0；A（R0） 设指令执行前 A=20H，R0=40H， 执行指令后，A= ？ ，R0 = ？指令操作数为寄存器名，数据在寄存器中。40H40HDate65.变址间接寻址方式 ： 例：MOVC A，A+DPTR；A(A+DPTR)设指令执行前 A=09H，DPTR=2000H，存储器 单元内容如图所示。执行指令后，A= ？ DPTR= ？ 12H2000H2008H 89H2009H 12H数据在存储器中，指令给出的寄存器中为数 据 的基地址和偏移量。数据地址 = 基地址 + 偏移量。说明：1、只对程序存储器；2、指令形式：MOVC A，A+DP

6、TR MOVC A，A+PCJMP A+DPTRDate76.6.位寻址方式：位寻址方式：指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。（1）内部RAM中的位寻址区：字节地址为20H2FH；（2）专用寄存器的可寻址位：11个（83位）表示方法：1）直接使用位地址；如：PSW的位6可表示为0D6H2）位名称表示； 或AC3）字节地址加位数表示； 或0D0H.64）专用寄存器符号加位数表示。 或PSW.6 例： MOV C，40H；Cy(位地址40H)设指令执行前 Cy=1，位地址40H存储器单元如图，执行指令后，Cy= ？29H 01100010 28H 11010110位寻址区0Date87. 相

7、对寻址方 式：目的地址=转移指令地址+转移指令字节数+rel （rel为偏移量） 当前PC值加上指令中规定的偏移量 rel，构 成实际的操作数地址 例： SJMP rel 操作：跳转到的目的地址 = 当前16位PC值 + rel注意： 1）“当前PC值”指程序中下一条指令所在的首地址，是 一个16位数； 2）符号“rel”表示“偏移量”,是一个带符号的单字节 数,范围是:-128+127(80H7FH)。 在实际编程中，“rel” 通常用标号代替 。Date9指令功能分类：指令功能分类： 数据传送、数据操作、布尔处理、程序控制。数据传送、数据操作、布尔处理、程序控制。3.2.1 数据传送指令

8、实现寄存器、存储器之间的数据传送。 一、内部传送指令： 片内数据存储器数据传送。二、外部传送指令： 片外数据存储器数据传送。 三、交换指令： 片内数据存储器数据传送。四、堆栈操作指令： 片内数据存储器数据传送。五、查表指令： 程序存储器数据传送。3 3.2 .2 指令分类介绍指令分类介绍Date10(一)内部传送指令 ：习题：找出配对指令，实现反向传送。指令机器码： 11101rrr E8EF 11100101 n E5 n 1110011i E6、E7 01110100 d 74 d 10101rrr n 1010011i n 85 n1 n2 90 d1 d2MOV A，Rn ；A(Rn)

9、，Rn=R0R7 MOV A，direct ；A(direct) MOV A，Ri ；A(Ri)，Ri=R0、R1 MOV A，#data ；Adata MOV Rn, direct ；Rn(direct) MOV Ri, direct ；(Ri)(direct) MOV direct1，direct2；(direct1)(direct2) MOV DPTR，#d1d2 ；DPTRd1d2实现片内数据存储器中数据传送。 指令格式： MOV 目的操作数，源操作数 寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间址 。Date11例 ：MOV A，#30H MOV 4FH，A MOV R0，#2

10、0H MOV R0，4FH MOV 21H，20H习题：用两种寻址方式实现，将片内RAM60H单元的数据传送给累加器A。解： MOV A,#60H（）MOV R0，#60H （） MOV A，R0；A= 30H ；(4FH)= 30H ；R0= 20H ；(20H)= 30H ；(21H)= 30HMOV R0，60H MOV A，R0 （） 解： MOV A,60H （）结果A=32H顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果 。Date12说 明：只有指令表中的指令才有对应指令代码，计算机才能 执行。编程时，不能随意创造发明指令。1. 一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指令：MOV R

11、1，R2 MOV R2，R02. 间址寄存器只能使用 R0、R1。非法指令： MOV A，R23. SFR区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址。非法指令： MOV R0，#80HMOV A，R04. 指令表(P70)： B：指令字节数，M：机器周期数Date13（二） 外部RAM传送指令: (MOVX) 指令格式：MOVX 目的操作数，源操作数寻址方式：片外数据存储器用寄存器间址方式。DPTR作16位数据指针，寻址64KB片外RAM空间：MOVX A，DPTR ；A(DPTR) （读）MOVX DPTR，A；(DPTR)A （写）2. Ri作8位数据指针，寻址256B片外RAM空间 （页内寻址

12、）：MOVXA，Ri；A(P2Ri) （读）MOVXRi，A ；(P2Ri)A （写）实现片外数据存储器和A累加器之间的数据传送。 Date14例：实现片外数据存储器数据传送（2000H)(2100H) 。 MOV DPTR，#2000H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#2100H MOVX DPTR，A习题：将片外RAM 0000H单元的数据传送到片内RAM的60H单元。； DPTR= 2000H ； A= X ； DPTR= 2100H ； (2100H)= X片外数据存储器不能直接寻址。 下列为非法指令：MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H思考题：为什么

13、对DPTR的数据传送使用内部传送指令？Date15(三) ROM传送指令（查表指令）:(MOVC) 1DPTR为基址寄存器: MOVCA，A+DPTR ；A(A+DPTR) （读）查表范围为 64KB 程序存储器任意空间，称为远程查表指令。 2PC为基址寄存器: MOVCA，A+PC；A(A+PC) （读）常数表只能在查表指令后256B范围内， 称为近程查表指令。实现从程序存储器读取数据到A累加器，只能使 用变址间接寻址方式。多用于查常数表程序，可直接求取常数表中的 函数值。Date16P49：例1：以查表方法把累加器中的十六进制数转换为ASCII码，并送回累加器中。程序如下：指令地址 源程序

14、ORG 2000H2000 HBA：INC A2001 MOVC A，A+PC2002 RET2003 DB 30H2004 DB 31H2005 DB 32H2011 DB 45H2012 DB 46H Date17例2：程序： ORG 1000HSQU: MOV DPTR，#3000H；确定表首地址（基地址）MOV A，20H；取 X（变量：偏移量）MOVC A，A+DPTR；查表求Y=X2MOV 21H，A；保存Y（结果）RET；子程序结束；其它程序段ORG 3000H ；常数表格首地址TAB: DB 00，01，04，09， ，225；平方表END方法方法1 1：查表法求Y=X2。设X

15、(0X15)在片内RAM的20H 单元中，要求查表求Y，存入片内RAM 21H单元 。Date18指令地址 源程序ORG 1000H；程序起始地址1000H SQU: MOV A，20H ；取X1002H ADD A，#3 ；修正偏移量1004H MOVC A，A+PC ；查表求Y=X2 （PC=1005H）1005H MOV 21H，A ；存结果1007H RET ；子程序结束1008H TAB: DB 00，01，04 ；平方表100BH DB 09， ，225 思考题：当0X255时，如何用查表法编程求Y=X2。方法方法2 2：查表法求Y=X2。设X(0X15)在片内RAM的20H 单元中，