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1、,计算机硬件技术基础,计算机科学与软件学院计算机基础教学部,第三章 MCS-51指令系统,本专题是全书的重点， 是汇编语言程序设计的基础。,学习指令系统重点要掌握以下几点：1、指令功能2、寻址方式3、操作数的位数和存储结构4、对PSW的影响5、指令与存储区的对应关系6、各类指针及其指向的地址范围7、转移指令的转移范围8、指令字节数和机器周期数, 本章主要介绍单片机的寻址方式及指令系统，是必须掌握的内容。 一台计算机所有指令的集合，称为该计算机的指令系统。 各种计算机都有专用的指令系统。,第三章 单片机的指令系统,第三章 单片机的指令系统,3.1 MCS-51 指令系统概述 3.2 寻址方式 3
2、.3 MCS-51 单片机的指令系统,3.1 MCS-51 指令系统概述,3.1.1 指令格式 3.1.2 指令字长和指令周期 3.1.3 指令分类,汇编语言指令格式 机器语言指令格式,3.1.1 指令格式,一条用助记符表示的汇编语言指令,操作码,操作数,指令的功能,指令的操作对象,ADD A ， #10H ；ADD为操作码，A及#10H为操作数,汇编语言指令,汇编语言指令格式,标号：操作码助记符 目的操作数，源操作数；注释例如：Loop：MOV A,R0; (R0) -(A),机器语言指令格式,双字节：,单字节：,操作码,操作码 操作数或寻址方式,操作码,操作数或寻址方式,例：ADD A ，
3、 #10H,或,指令字长有三种：单字节 RET双字节 MOV A,#68H三字节 MOV 30H,46H,3.1.2 指令字长和指令周期,指令周期是指执行一条指令所需要的时间1 机器周期指令 2 机器周期指令4 机器周期指令,P318附录II 附表1,3.1.3 指令分类,按指令功能分类,按指令字长分类,按指令执行时间分类,3.2 寻址方式,寻址方式：7种 寄存器寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 立即寻址 变址间接寻址 相对寻址 位寻址 寻址方式与寻址空间 MCS-51单片机的两个突出特点,寻址：1、寻找操作数2、为PC指针寻找目标地址,寄存器寻址操作数存放在寄存器中,MOV A,R0 MOV
4、R0,#01001111B,工作寄存器（00H1FH)RS1 RS0 寄存器组 片内RAM地址 寄存器0 0 第0组 00H07H R0R70 1 第1组 08H0FH R0R71 0 第2组 10H17H R0R71 1 第3组 18H1FH R0R7,SETB RS0 MOV R3,#56H,寄存器为 R0R7，A，DPTR，C,例如：MOV A ， R3 ;机器码为 0EBH 指令功能是把当前R3中的操作数送累加器A。指令执行示意图如图33所示。设（R3）=12H,直接寻址指令中直接给出操作数的地址,功能最强，可访问种地址空间 内部数据存储器地址空间（）： MOV A,00HMOV 30
5、H,20H 特殊功能寄存器地址空间，唯一方式 MOV A,90H MOV A,B 位地址空间 MOV C,00H,例： MOV A ，30H；机器码为E530H指令功能是把直接地址30H单元的内容送累加器A，即(30H) (A)如图31所示。,34H,34H,寄存器间接寻址,将指定的寄存器的内容为地址，由该地址所指定的单元内容作为操作数。mov A,R0,(R0)=31H,(R0)=(31H),(A)=02H,指针,例如： MOV A ，R1 ;机器码 E7H设（R1）=60H ， （60H）=50H ， 执行结果（A）=50H,该指令执行过程如图34所示。,立即寻址在指令中直接给出操作数,例
6、： MOV A,#7Ah; 747AH 把立即数7AH送累加器A，指令执行示意图如图3-2所示。,例: MOV DPTR,#1234h(DPH)=12H (DPL)=34H,注意：立即数前加“ # ”号，以区别直接地址。 例如： MOV A，#30H ；(A) 30HMOV A， 30H ； (A) （30H）,变址间接寻址,基址寄存器变址寄存器的间接寻址方式DPTR/PC AMOVC A, A+DPTR(A) (DPTR) + (A)MOVC A, A+PC(A) (PC) + (A) )JMP A+DPTR(PC)=(A)+(DPTR),MOVC A ，A+PC ；83H 设执行指令之前（
7、A）= 50H 指令功能是把该指令当前地址PC值与A累加器内容相加形成操作码地址3F51H，3F51H中的内容37H送A累加器。,PC 当前值,相对寻址,以当前的PC值为基准，加上指令中给出的相对偏移量(rel)形成有效的转移地址。jc Loop;,rel,补码 -128，127,JC rel； 4085H 设rel=85H ，Cy=1,目标地址,PC当前值,位寻址 bit,位寻址范围：1、内部RAM的位寻址区，共16个单元的128位，字节地址为20H2FH，位地址为00H7FH。可用直接位地址或字节地址加位的表示方法。,例如： MOV C ， 7AH 或 MOV C ， 2FH2,2、特殊功
8、能寄存器SFR可供位寻址的专用寄存器共11个，实有位地址位83位。位地址有4种表达方式 。以对程序状态寄存器PSW辅助进位位AC进行操作为例： PSW Cy AC F0 RS1 RS0 OV P D0HD7H D6H D0H,1）直接使用位地址 3）单元地址加位的表示法MOV C ，0D6H MOV C ，0D0H6 2）位名称表示法 4）专用寄存器符号加位的表示法MOV C ， AC MOV C ， PSW6,寻址方式与寻址空间,1、内部数据存储器的寻址方式1） 00H1FH 寄存器寻址 4组R0 R7 Rn直接寻址 direct寄存器间接寻址 R0,R1例:（01H） （02H）MOV 0
9、2H,01H ;源寻址和目的寻址均为直接寻址MOV R2,01H ;源寻址为直接寻址，目的寻址为寄存器寻址MOV R0,#01HMOV 02H,R0；源寻址为寄存器间接寻址，目的寻址为直接寻址,内部数据存储器与内部I/O口统一编址,T1,2) 20H 2FH 可位寻址区的寻址方式字节寻址方式： 直接寻址 direct寄存器间接寻址R0,R1位寻址: bit 直接寻址 例： MOV 26H,C ; 位寻址 （26H）1位MOV 26H,A ；字节寻址（26H）8位,3) 30H 7FH 数据缓冲区的寻址方式字节寻址方式： 直接寻址 direct寄存器间接寻址R0,R1 例：MOV 56H,A ；
10、字节寻址（56H）8位 MOV R0,#66HMOV R0,#56H可以将用户堆栈设在该区内，堆栈指针SP,2、SFR 及I/O口的操作只能直接寻址例： P1 口 90H MOV A,90H MOV A,P1MOV P1,A 3、关于A累加器有两种寻址方式：MOV A,#23H ; A寄存器寻址 PUSH ACCPOP 0E0H,；直接寻址,统一编址,4、可做片内RAM的指针有：R0，R1， 四个组共有8个预先设置RS1、RS0，以选定组。SETB RS0CLR RS1; 1组MOV R0,#34H ；R0的地址是？SETB RS1 ; 3组MOV R0,#68H ; R0的地址是？R0/R1
11、指向的地址范围：00H7FH,片外数据存储区和外部扩展的I/O口的寻址方式 指针：R0,R1 8位DPTR 16位 指令助记符： MOVX 例： MOV DPTR,#2000HMOV A,#34HMOVX DPTR,A,MOV P2,#20H MOV R0,#00H MOV A,#34H MOVX R0,A,外部数据存储器的地址，或I/O口的地址 16位,只能寄存器间接寻址,或,高8位地址,低8位地址,统一编址,R0/R1指向的地址范围：00H0FFH,T2,3.3 MCS-51 单片机的指令系统,指令描述符号简介 指令分类： 数据传送类指令（29）传送类指令举例 算术运算类指令（24） 逻辑
12、运算类指令（24） 控制转移类指令 （17） 布尔处理类指令（17）,指令描述符号（1） P68,Rn-R0R7 工作寄存器R0R7，n=07 direct- 8位直接地址,表示直接寻址方式 Ri- 只能是R0或R1，所以i=0，1 #data - 8位立即数，数据范围00HFFH #data16 - 16位立即数，数据范围0000HFFFFH addr16 - 16位目标地址 addr11 - 低11位目标地址,指令描述符号（2）,rel 8位带符号地址偏移量 , -128，127补码 bit 位地址 $ 当前指令地址 ( ) ( ( ) ),数据传送类指令(1) 内部,A 累加器,dire
13、ct 直接 寻址,Ri 间接 寻址,Rn 寄存器,data 立即数,数据传送类指令(2),mov A,Rn ; (A) (Rn) n=07 mov A,direct ; (A) (direct) mov A, Ri ; (A) (Ri) i=0,1 mov A,#data ; (A) #data mov Rn,A ; (Rn) (A) mov Rn,direct ; (Rn) (direct) mov Rn,# data; (Rn) #data,数据传送类指令(3),mov direct,A ; (direct) (A) mov direct,Rn ; (direct) (Rn) n=07 m
14、ov direct,direct ; (direct) (direct) mov direct, Ri ; (direct) (Ri) i=0,1 mov direct,#data ; (direct) #data mov Ri,A ; (Ri) (A) mov Ri,direct; (Ri) (direct) mov Ri,# data ; (Ri) #data,MOV R1,R0,MOV R3,R0,MOV R1, R0,MOV R1, R0,数据传送类指令(4) 交换指令,xch A, Rn ; (A) (Rn) n=07 xch A,direct ; (A) (direct) xch A, Ri ; (A) (Ri) i=0,1 xchd A,Ri ; (A 03 ) ( (Ri)03 ) swap A; (A 03 ) (A 47 ),
