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1、,第 3 章 单片机指令系统,教学目标 3.1 MCS-51单片机指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 数据传送类指令 3.4 算术与逻辑运算指令 3.5 控制转移类指令与位操作类指令 本章小结 思考题与习题,教学目标,1. 理解MCS-51指令的基本格式和各组成部分的功能。2. 了解MCS-51指令分类情况。3. 熟悉和理解指令系统中常用符号的书写形式及含义。4. 理解MCS-51的7种寻址方式的形式、寻址 范围和特点。5. 熟悉和掌握MCS-51的111条指令的形式、功能和简单应用。,1、指令：,2 、指令系统：,一种确定的CPU，它可以执行什么操作/可执行多少种操作，完全由CPU 设计
2、师确定，用户只能了解、应用这些操作以完成自己的工作。,规定CPU执行何种操作的命令，由二进码组成，称为机器码。指令由操作码和操作数两部分组成。,规定CPU执行操作的全部命令的集合。,3 、程序：,指令按照要求有序排列。,3.1 MCS-51单片机指令系统概述,3.1.1 指令、指令系统的概念,7407 H; 240A H;,编程举例：设计实现Y=7+10,指令=操作码操作数,MOV A,#07H; ADD A,#0AH ;,用助记符号写出的二进制代码（机器语言），称为CPU的汇编语言。汇编语言与二进码指令一一对应。,0111010000000111B;0010010000001010B;,vo
3、id jiafa(void)unsigned char i;i=7+10;,3.1.2 符号指令的格式,一般格式：标号： 操作助记符 目的操作数，源操作数；注释,每条指令通常由操作码和操作数两部分组成 操作码表示计算机执行该指令将进行何种操作 操作数表示参加操作的数的本身或操作数所在的地址 带方括号【】部分不是每条指令都必须有的,例： MAIN：MOV A，32H ；将数32H送到ACC中,指令=操作码操作数,3.1.2 符号指令的格式,注：在两个操作数的指令中，通常目的操作数写在左边，源操作数写在右边。,操作数个数,无操作数,单操作数,两操作数,三操作数,一般格式：标号： 操作助记符 目的操
4、作数，源操作数；注释,指令一般有功能、时间和空间三种属性: 功能属性: 时间属性: 空间属性:,是指每条指令都对应一个特定的操作功能；,是指一条指令执行所用的时间，一般用机器周期来表示；,是指一条指令在程序存储器中存储所占用的字节数。,8,3.1.3 指令的字节数,指令长度：1字节(49)，2字节(46)，3字节(16)。,MOV A，Rn,1. 一字节指令：,9,2. 二字节指令：,第一字节：操作码 第二字节：操作数 MOV A，#data,10,3. 三字节指令：,第一字节：操作码 第二、三字节：操作数（数据、地址） MOV direct，#data,11,指令字节数总结,1、操作码占一个
5、或者不到一个字节。,2、一个操作数占一个或者两个字节。,3、一个地址占一个或者两个字节，或者一个半。,4、A、B、DPTR、Rn、C不单独占一个字节，隐藏在操作码中。,12,13,3.1.4 指令的分类,MCS-51单片机指令系统具有功能强、指令短、执行快等特点，共有111条指令。,数据传送（29条） 算术操作（24条） 逻辑操作（4条） 程序转移（17条） 位操作（17条）,功能 属性,单字节指令(49条) 双字节指令(46条) 三字节指令(16条),空间 属性,单机器周期指令(64条) 双机器周期指令(45条) 4个机器周期的指令（2条） （乘法、除法）,时间 属性,3.1.5 符号指令及
6、其注释中常用的符号,(1) Ri和Rn：(2) #data：(3) #data16：(4) rel：(5) addr16和addr11：,表示当前工作寄存器区中的工作寄存器。 i取0或1，表示R0或R1。n取07，表示R0R7。,表示包含在指令中的8位立即数。,表示包含在指令中的16位立即数。,以补码形式表示的8位相对偏移量，范围为 128 127，主要用在相对寻址的指令中。,分别表示16位直接地址和11位直接地址。,3.1.5 符号指令及其注释中常用的符号,(6) direct：(7) bit：(8) (X)：(9) (X)：(10) / ：(11) ：,表示直接寻址的8位直接地址。,表示可
7、位寻址的直接位地址。,表示X单元中的内容。,表示以X单元的内容为地址的存储器单元内容， 即(X)作地址，该地址单元的内容用(X)表示。,“/”表示对该位操作数取反。,“”表示操作流程，将箭尾一方的内容送入箭头所指另一方的单元中去。,3.2 MCS-51的寻址方式,1. 寻址方式,共有7种，即：寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、 变址寻址、 相对寻址和位寻址，如表3.1所示。,2. 寻址方式的种类,寻找操作数的方法定义为指令寻址方式。,若不特别声明，我们后面提到的寻址方式均指源操作数的寻址方式。,表3.1 寻址方式及对应的存储器空间,1. 操作数在寄存器中，指令中直接给出该寄存器名
8、称。具有较高的传送和运算速度。,3.2.1 寄存器寻址,例3.1 MOV A，R0 ； A （R0）,2. 寻址空间,R0R7,A,B,DPTR,例3.2 MOV A，R0 ；设（R0）=30H，PSW=00H，求程序执行后A、R0内容。,00H,7FH,30H,30H,80H,FFH,A,E8H,FFFFH,MOV A，R0,0000H,ROM,SFR,RAM,结果:（A）=30H,P C,（R0）=30H,20,采用寄存器寻址的指令如下：MOV P1,A ；将累加器A的内容送到P1口MOV P1,R4 ；将寄存器R4的内容送到P1口CLR A ；将累加器A清0CPL A ；将累加器A中的内
9、容取反RL A ；将累加器A的内容循环左移,1. 操作数放在地址指示的存储单元中，操作码后的字节是操作数的直接地址。,3.2.2 直接寻址,2. 寻址空间,片内RAM低 128字节,SFR（常采用符号形式）,如：MOV A，50H,如：MOV A，SP,MOV A，81H,例3.3 MOV A，60H ；设（60H）=2EH，求程序执行后A、 60H内容。,60H,7FH,2EH,2EH,80H,FFH,A,FFFFH,MOV A，60H,0000H,ROM,SFR,RAM,结果:（A）= 2EH,00H,23,注意： 1、若直接寻址的地址是SFR中的某一个时，可用其物理地址，也可用名称符号M
10、OV A,SP ；使用堆栈指针的名称符号MOV A,81H；使用堆栈指针的物理地址,24,注意： 2、累加器有A、ACC和E0H三种表示形式，寻址方式不一样，但功能相同INC A ；寄存器寻址 INC ACC ；直接寻址INC 0E0H ；直接寻址,25,注意： 3、字节地址和位地址的区别 MOV A,20H；20H字节地址内容送给A SETB 20H ；20H位置1 MOV C,20H；20H位地址内容送给C,1.操作数在以寄存器中内容为地址的单元中，指令中寄存器前面必须加上符号“” 。,3.2.3 寄存器间接寻址,2.寻址空间,片内RAM低128字节,片外RAM,3.间址寄存器,R0或R1
11、,DPTR,MOV,MOVX,例3.4 MOV A， R0 ；设（R0）=50H, (50H)= 6EH,E6H,FFFFH,MOV A， R0,0000H,ROM,结果:（A）=6EH,50H,7FH,6EH,6EH,80H,FFH,A,SFR,RAM,50H,R0,A (R0),28,寄存器间址指令可以拓宽寻址范围。 Ri用于片内片外256B的RAM寻址。 DPTR可以覆盖片外64KB的ROM/RAM. 寄存器间址指令不能用于寻址特殊功能寄存器SFR，SFR只能用寄存器寻址或者直接寻址.MOV R0,#81H；SP的物理地址MOV A,R0 ；SFR只能直接寻址、寄存器寻址！,注意:,1、
12、操作数直接出现在指令中，紧跟在操作码的后面，作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器中，可以立即得到并执行，不需要经过别的途径去寻找， 故称为立即寻址。 2、汇编指令中，在一个数的前面冠以“#“符号作前缀，就表示该数为立即寻址。,3.2.4 立即寻址,3、寻址空间：ROM,例3.5 MOV A， #07H ；,7FH,07H,80H,FFH,A,FFFFH,MOV A，#07H,0000H,ROM,SFR,RAM,结果:（A）=0 7H,00H,31,采用立即数寻址的指令如下：MOV P1,#55H ；将立即数55H送P1口MOV 20H,#55H ；将立即数55H送20H 单元MOV A
13、,#0F0H ；将立即数0F0H送累加器AMOV R4,#0FH ；将立即数0FH送寄存器R4中MOV R0,#20H ；将立即数20H送寄存器R0口,以一个基地址加上一个偏移量地址形成操作数地址。,3.2.5 变址寻址,3. 寻址空间：ROM,基址寄存器：,DPTR,PC,偏移量寄存器：A,2. 操作数地址：,33,将基址寄存器与偏移量寄存器的内容相加，结果作为操作数在ROM中的地址。DPTR或PC是基址寄存器，累加器A是偏移量寄存器。MOVC A，A+DPTR ;A (A+DPTR)MOVC A，A+PC ;A (A+PC)该类寻址方式主要用于查表操作。,3.2.5 变址寻址,34,MOV
14、 A，#02HMOV DPTR， #0300HMOVC A，A+DPTR,图3.5 变址寻址示意图,例3.6 MOVC A， A+DPTR ；,7FH,0FH,80H,FFH,A,FFFFH,MOVC A， A+DPTR,0000H,ROM,SFR,RAM,结果:（A）=88H,93H,88H,00H,24H,2400H+0FH= 240FH,240FH,DPL,DPH,88H,00H,36,指程序计数器PC的当前内容与指令中的操作数相加，其结果作为跳转指令的转移地址（也称目的地址）。该类寻址方式主要用于跳转指令。SJMP rel ;PC PC+2+rel将PC当前的内容与rel(-12812
15、7)相加，结果再送回PC中，成为下一条将要执行指令的地址。,3.2.6 相对寻址,PC的当前值：读出该2字节或3字节的跳转指令后，PC指向的下条指令的地址。,37,SJMP 54H,图3.6 相对寻址示意图,1. 对位地址中内容进行操作。操作的是8位二进制数中的某一位。,3.2.7 位寻址,SFR的寻址位常用符号位地址表示，如：CLR ACC.0 MOV 30H，C,2. 寻址空间,片内RAM中位寻址区,SFR中的可寻址位,7 种寻址方式及使用空间,40,3.3 数据传送类指令数据传送指令是MCS-51单片机汇编语言程序设计中使用最频繁的指令。数据传送操作是指把数据从源地址传送到目的地址，源地址内容不变。,数 据,数 据,目的地址 源地址,41,通用格式：MOV 目的操作数 ， 源操作数,源操作数可以是：累加器A、通用寄存器Rn、直接地址direct、间接地址和立即数； 目的操作数可以是：累加器A、通用寄存器Rn、直接地址direct和间接地址,
