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1、第3章 MCS-51单片机指令系统 和汇编语言程序示例,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 算术运算类指令 3.5 逻辑运算及移位指令 3.6 控制转移类指令 3.7 子程序调用与返回指令 3.8 位操作类指令,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 指令-是CPU按照人们的意图来完成某种操作的命令，它以英文名称或缩写形式作为助记符。 汇编语言指令-用助记符、符号地址、标号等表示的书写程序的语言。 掌握汇编语言指令是程序设计的基础。,指令系统概述 简明、易掌握、效率较高的指令系统，复杂指令集。 按所占字节分
2、，分三种： （1）单字节指令49条； （2）双字节指令45条； （3）三字节指令17条。 按执行时间来分，分三种： （1）1个机器周期（12个时钟振荡周期）的指令64条； （2）2个机器周期指令45条； （3）4个机器周期乘、除指令。,3.1.2 MCS-51单片机指令系统及其指令格式 指令系统中的指令描述了不同的操作，不同操作对应不同的指令。 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。 MCS-51单片机的指令有无操作数、单操作数、双操作数三种情况。汇编语言指令有如下的格式： 标号： 操作码助记符 目的
3、操作数，源操作数 ；注释,一些符号的约定意义说明： (1) Ri和Rn：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。 (2) #data：表示包含在指令中的8位立即数。 (3) #data16：表示包含在指令中的16位立即数。 (4) rel：以补码形式表示的8位相对偏移量，范围为-128127，主要用在相对寻址的指令中。,(5) addr16和addr11：分别表示16位直接地址和11位直接地址。 (6) direct：表示直接寻址的地址。 (7) bit：表示可位寻址的直接位地址。 (8) (X)：表示X单元中的内容。 (9) (X)：表示以X单
4、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。 (10) / 和符号：“/”表示对该位操作数取反，但不影响该位的原值。“”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。,3.2.1 寄存器寻址,寻址方式：寻找（源）操作数或指令转移地址的方式 80C51单片机有7种寻址方式,3.2 80C51的寻址方式,操作数在寄存器中 寻址空间： R0R7、A、B(AB形式） 和DPTR,特点： 传送和执行速度快,【例】若（R0）=30H，,执行MOV A,R0后,（A）=30H,3.2.2 直接寻址,操作码后字节存放的是操作数的地址 寻址空间： 片内RAM低12
5、8字节 SFR（符号形式）,另一类直接寻址是转移目标地址的寻址。如：LJMP ADDR16,【例】若（50H）=3AH ，,执行MOV A,50H后,（A）=3AH,3.2.3 寄存器间接寻址,寄存器中的内容是操作数的地址 寻址空间： 片内RAM（Ri、SP） 片外RAM（Ri、DPTR）,【例】若（R0）=30H,（30H）=5AH,执行MOV A,R0后,（A）=5AH,片内：MOV 片外：MOVX,3.2.4 立即寻址,操作数在指令编码中 寻址空间： ROM,对于MOV DPTR，#2100H指令，立即数高8位“21H”装入DPH,【例】执行MOV A，#50H,结果：（A）=50H,3
6、.2.5 变址寻址,操作数地址：基地址+偏移量 寻址空间： ROM,变址寻址还用于跳转指令，如JMP A+DPTR,【例】（A）0FH,（DPTR）=2400H,执行MOVC A,A+DPTR”后,结果：（A）=88H,3.2.6 相对寻址,用于跳转指令，实现程序分支,Rel常用符号地址表示，离源地址不要超过（128127 ）,【例】若rel为75H，PSW.7为1，JC rel存于1000H开始的单元。,执行JC rel指令后，程序将跳转到1077H单元取指令并执行。,3.2.7 位寻址,寻址位数据 寻址空间 片内RAM位空间 SFR位空间,【例】位地址00H内容为1，MOV C，00H执行
7、后，位地址PSW.7的内容为1。,位寻址方式实质属于位的直接寻址。,7种寻址方式已介绍完毕。 问题：当一条指令给定后，如何来确定该指令的寻址方式？例如: MOV A，#40H，属于立即数寻址还是寄存器寻址？ 要看以哪个操作数作为参照系。 操作数分为源操作数和目的操作数。对于源操作数“#40H”来说，是“立即数寻址”方式，但对目的操作数“A”来说，是属于“寄存器寻址”方式。 一般而言，寻址方式指的是源操作数，所以此例为立即数寻址方式。 对指令系统7种寻址方式总结，概括见表3-1。,14,15,表3-1 7种寻址方式及其寻址空间,3.3 数据传送类指令（29条）,一般不影响标志寄存器PSW的状态。
8、,传送类指令有两大类 一般传送（ MOV ） 特殊传送，如： MOVC MOVX PUSH、POP XCH、XCHD SWAP,3.3.1 一般传送指令,16位传送（仅1条）,MOV DPTR，#data16； DPTR data16,例：执行指令 MOV DPTR，#1234H 后 （DPH）=12H，（DPL）=34H。,8位传送,通用格式： MOV ， ；,以A为目的,【例】若（R1）= 20H，（20H）= 55H。执行指令 MOV A，R1 后，（A）= 55H。,以Rn为目的,【例】执行指令 MOV R6，#50H 后，（R6）= 50H,以direct为目的,【例】若（R1）=5
9、0H,（50H）=18H，执行指令 MOV 40H，R1 后,（40H）=18H,以Ri为目的,【例】若（R1）=30H，（A）=20H，执行指令 MOV R1，A 后，（30H）=20H。,3.3.2 特殊传送指令,以DPTR内容为基址,读ROM中常数表项指令MOVC,ROM中可以存放程序代码，还经常存放常数表,MOVC A，A+DPTR；A （A）+（DPTR）,以PC内容为基址,MOVC A，A+PC ；A （A）+（PC）,常数表存放约束小，称为远程查表指令。占用DPTR,常数表存放约束大，称为近程查表指令。不占用DPTR,读片外RAM,读片外RAM及接口单元数据的指令MOVX,片外R
10、AM中经常存放数据采集与处理的中间数据,MOVX A，DPTR ；A （DPTR） MOVX A，Ri ；A （Ri）,写片外RAM,MOVX DPTR，A ；（DPTR）A MOVX Ri，A ；（Ri）A,注意：用Ri寻址时，高8位地址由P2口提供,入栈指令PUSH,堆栈操作指令PUSH和POP,堆栈是一片存储区，遵循“后进先出”原则，栈顶由SP指示。 80C51的堆栈设在片内RAM低端的128个单元，向上生长。,PUSH direct ；SP（SP）1，（SP）（direct）,出栈指令POP,POP direct ；（direct）（SP），SP （SP）1,注：堆栈用于子程序调用时保
11、护返回地址，或者用于保护子程序调用之前的某些重要数据（即保护现场），还可以用于数据交换。,利用堆栈完成40H与50H单元内容的交换的示例,MOV SP,#6FH;将堆栈设在70H以上RAM空间 PUSH 40H ;将40H单元的“23H”入栈，之后（SP）=70H PUSH 50H ;将50H单元的“45H”入栈，之后（SP）=71H POP 40H ;将SP指向的71H单元的内容弹到40H单元，之后（SP）=70H POP 50H ;将SP指向的70H单元的内容弹到50H单元，之后（SP）=6FH,（a）初始状态 （b）2条PUSH指令执行后 （c）2条POP指令执行后,字节交换指令XCH,
12、数据交换指令XCH、XCHD和SWAP,数据交换属于同时进行的双向传送,【例】若（R0）=80H，（A）=20H。 执行指令 XCH A，R0 后， （A）=80H，（R0）=20H。,半字节交换指令XCHD,【例】若（R0）30H，（30H）67H， （A）20H。执行指令 XCHD A，R0 指令后，（A）27H，（30H）60H。,XCHD是间址操作数的低半字节与A的低半字节互换。 SWAP是累加器的高低4位互换,【例】若（A）30H，执行指令SWAP A后，（A）03H 。,3.4 算术运算类指令,3.4.1 加、减法指令,图3.4 加减法指令形式结构图 (a) 加减法指令关系图；(b
13、) 加1、减1指令关系图,表3.2 加减法指令表,例6 设(A) = 49H，(R0)=6BH，分析执行指令ADD A，R0后的结果。 结果为：(A)=B4H，OV=1，CY=0，AC=1，P=0。 例7 设(A)=C3H，数据指针低位(DPL)=ABH，CY=1，分析执行指令ADDC A，DPL后的结果。 结果为：(A)=6FH，CY=1，AC=0，P=0。 例8 设 (A) = 52H，(R0)=B4H，分析执行如下指令后的结果 CLR C ；是位操作指令，是进位位清零 SUBB A，R0 结果为：(A)=9EH，CY=1，AC=1，OV=1，P=1。,例9 设 (R0) = 7EH，(7
14、EH)=FFH，(7FH)=38H，(DPTR)=10FEH，分析逐条执行下列指令后各单元的内容。 INC R0 ；使7EH单元内容由FFH变为00H INC R0 ；使R0的内容由7EH变为7FH INC R0 ；使7FH单元内容由38H变为39H INC DPTR ；使DPL为FFH，DPH不变 INC DPTR ；使DPL为00H，DPH为11H INC DPTR ；使DPL为01H，DPH不变,3.4.2 十进制调整指令,若AC=1，CY=1同时发生，或者高4位虽等于9但低4位修正后有进位，则A应加66H修正。 十进制调整指令是一条对二-十进制的加法进行调整的指令。它是一条单字节指令，
15、机器码为D4H。两个压缩BCD码按二进制相加，必须在加法指令ADD、ADDC后，经过本指令调整后才能得到正确的压缩BCD码和数，实现十进制的加法运算。,例10 对BCD码加法65 + 58BDH，进行十进制调整。 参考程序如下： MOV A，#65H ；(A)65 ADD A，#58H ；(A)(A)+58 DA A ；十进制调整,使用时应注意：DA指令不能对减法进行十进制调整。做减法运算时，可采用十进制补码相加，然后用 DA A指令进行调整。例如 70 - 20 = 70 + 20补 = 70 +(100 - 20)= 70 + 80 = 1 50 机内十进制补码可采用：x补 = 9AH -x。,例11 设片内RAM 30H，31H单元中分别存放着两位BCD码表示的被减数和减数，两数相减的差仍以BCD码的形式存放在32H单元中。可用下面的程序实现： CLR C MOV A，#9AH SUBB A，31H ；求减数的十进制补码 ADD A，30H ；作十进制补码加法 DA A ；进行BCD调整 MOV 32H，A ；将BCD码的差送存32H单元,3.4.3 乘、除法指令,MUL AB；,(B)(A)(B)158(A)(A)(B)70 CY0,机器码：A4H,乘法指令的功能是把累加器A和寄存器B中的两个8位无符号数相乘，将乘积16位数中的低8位存放在A中，高8位存放在B中。若乘积大
