单片机3-1幻灯片

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1、第三章 89C51单片机指令系统,Exit,3.3 89C51单片机指令系统,3.1 汇编语言,3.2 寻址方式,3.4 程序设计举例,指令学习要点 了解指令的操作 了解指令的寻址格式 了解指令对程序状态字的影响 合理使用指令,3.1 汇编语言,3.1.1 指令和程序设计语言 3.1.2 指令格式,BACK,3.1 汇编语言,计算机指令系统是一套控制计算机操作的编码，称为机器语言。 计算机只能识别和执行机器语言的指令。 为了便于记忆和使用，通常用符号指令（即汇编语言）来描述计算机的指令系统。 不同的计算机有不同的汇编语言。,BACK,3.1.1 指令和程序设计语言,指令： 是CPU根据人的意图

2、来执行某种操作的 命令。 指令系统： 一台计算机所能执行的全部指令的集合。要使计算机按照人的思维完成一项工作，就必须让CPU按顺序执行各种操作。 即一步步地执行一条条的指令。,3.1.1 指令和程序设计语言,程序： 按人的要求编排的指令操作序列称为 程序。 程序设计： 编写程序的过程就叫作程序设计。,3.1.1 指令和程序设计语言,程序设计语言是实现人机交换信息的基本工具，分为： 机器语言 汇编语言 高级语言,3.1.1 指令和程序设计语言,机器语言： 用二进制编码表示每条指令，是计算机能 直接识别和执行的语言。 用机器语言编写的程序称为机器语言程序或指令程序(机器码程序)。 因为机器只能直接

3、识别机器码程序，所以又称它为目标程序。,3.1.1 指令和程序设计语言,机器语言举例： 要做“10+20”的加法，在MCS-51中可用机器码指令编程: 01110100 00001010 把10放到累加器A中; 00100100 00010100 A加20，结果仍放在A中 为了便于书写和记忆，可采用十六进制表示指令码：74 0AH 24 14H,3.1.1 指令和程序设计语言,机器语言特点： 用机器语言编写程序不易记忆，不易 查错，不易修改。,3.1.1 指令和程序设计语言,汇编语言： 用助记符、符号和数字等来表示指令的程序设计语言。它与机器语言指令是一一对应的。 它与机器语言指令是一一对应的

4、。,3.1.1 指令和程序设计语言,汇编语言举例： 例如：“10+20”例子可写成: 汇编语言程序 机器语言程序 MOV A，#0AH 74 0AH ADD A，#14H 24 14H,3.1.1 指令和程序设计语言,汇编语言特点： 用与CPU的硬件结构紧密相关。 不同的CPU其汇编语言是不同的。 汇编语言程序不能移植，使用不便。 用汇编语言进行程序设计必须了解所使用的CPU硬件的结的与性能，对程序设计人员有较高的要求。,3.1.1 指令和程序设计语言,高级语言： 脱离具体机器的语言。,3.1.2 指令格式,89C51汇编语言指令由 操作码助记符字段和操作数字段两部分组成。 指令格式如下: 操

5、作码 目的操作数，源操作数；注释 例如: MOV A，#00H,3.1.2 指令格式,操作码部分 规定了指令所实现的操作功能， 由2-5个英文字母表示。 例如，JB, MOV， DJNZ, LCALL等。,3.1.2 指令格式,操作数部分 指出了参与操作的数据来源和操作结果存放的目的单元。 操作数可以直接是一个数(立即数)， 或者是一个数据所在的空间地址，即在执行指令时从指定的地址空间取出操作数。,3.1.2 指令格式,操作码和操作数都有对应的二进制代码，指令代码由若干字节组成。 对于不同的指令，指令的字节数不同。 89C51指令系统中，有: 1、单字节指令 、双字节指令 、三字节指令。,1、

6、单字节指令,单字节指令中的8位二进制代码 既包含操作码的信息，也包含操作数的信息。 这种指令有两种情况。 1）指令码中隐含着对某一种寄存器的操作 2）由指令中的rrr三位的不同编码指定某一 寄存器,1、单字节指令,1）指令码中隐含着对某一种寄存器的操作 INC DPTR 指令代码： A3H=,1 1 1 0 1 r r r,1、单字节指令,2）由指令中的rrr三位的不同编码指定某一 寄存器 MOV A，Rn 指令代码：,2、双字节指令,用一个字节表示操作码，另一个字节表示操作数或操作数所在的地址。 格式为：,操作码,立即数或地址,3、三字节指令,一个字节操作码，两个字节操作数。 格式为：,操作

7、码,立即数或地址,立即数或地址,3.2 寻址方式,3.2.0 寻址的概念 3.2.1 寻址方式的种类 3.2.2 寻址空间及符号注释,3.2.0 寻址的概念,寻址: 就是寻找指令中操作数或操作数所在地址。 寻址方式： 就是如何找到存放操作数的地址，把操作数提取出来的方法。 寻址方式是计算机的重要性能指标之一，也是汇编语言程序设计中最基本的内容之一，必须十分熟悉，牢固掌握。,3.2.1 寻址方式的种类,1、寄存器寻址 2、直接寻址 3、立即数寻址 4、寄存器间接寻址 5、变址寻址 6、相对寻址 7、位寻址,1、寄存器寻址,由指令指出寄存器组R0R7中的某一个或其他寄存器(A,B,DPTR等)的内

8、容作为操作数。 例如： MOV A，R0； (R0)A MOV P1，A； (A)P1口 ADD A，R0； (A)+(R0)A,2、直接寻址,在指令中直接给出操作数所在存储单元的地址。指令中操作数部分是操作数所在地址。 例如： MOV A，3AH； (3A) A MOV A，P1； (P1口) A 或： MOV A，90H； 90H是P1口的地址,2、直接寻址,直接寻址方式可访问: 片内RAM的128个单元、所有的SFR。 对于SFR，既可以使用它们的地址，也可以使用它们的名字。 直接寻址的地址占一字节，所以，一条直接寻址方式的指令至少占内存两个单元。,2、直接寻址,注意下面指令的区别： M

9、OV A，20H MOV C，20H,3、立即数寻址,指令操作码后面紧跟的是一字节或两字节操作数，用“#”号表示，以区别直接地址。 例如： MOV A，3AH；（3AH）A MOV A，#3AH；3AHA MOV DPTR，#2000H；2000HDPTR ；（DPH）=20H ；（DPL）=00H,4、寄存器间接寻址,操作数的地址事先存放在某个寄存器中， 寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容作为地址，由该地址所指定的单元内容作为操作数。 89C51规定R0、R1为间接寻址寄存器，它可寻址内部地址RAM低位的128B单元内容。 还可采用DPTR作为间接寻址寄存器，寻址外部数据存储器的64KB空间

10、。 例如,例如：将片内RAM 65H单元内容47H送A，可执行指令“MOV A，R0”。其中R0内容为65H。如图所示：,5、变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址),以某个寄存器的内容为基地址，在这个基地址的基础上加上地址偏移量形成真正的操作数地址。 89C51中没有专门的变址寄存器。而是采用DPTR或PC为变址寄存器，A的内容为地址偏移量。 变址寻址只能访问程序存储器，访问范围为64KB。 例如,例如：MOVC A，A+DPTR,0302H,ROM,DPTR,A,A,02F1H,11H,1EH,+,DPTR内容与A的内容之和为程序存储器地址,程序存储器内容送A,6、相对寻址,相对寻址只出

11、现在相对转移指令中。 以当前的PC值加上指令中规定的偏移量rel而形成实际的转移地址。 当前的PC值是指执行完相对指令后的PC值； 相对转移指令操作码所在地址称为源地址； 转移后的地址称为目的地址。,6、相对寻址,目的地址=源地址+相对转移指令字节数+rel rel为补码表示的有符号数。,7、位寻址,采用位寻址方式的指令的操作数是8位二进制数中的某一位，指令中给出的是位地址。 位地址在指令中用bit表示。 例如：CLR bit； 位地址的两种表示方法： 直接使用位地址，如D3H； 直接用寄存器名字加位数，如PSW.3。,7、位寻址,位寻址空间： 片内RAM的20H-2FH的16个字节单元中的1

12、28位（位地址：00HFFH） 部分SFR（字节地址能被8整除的SFR）,3.2.2 寻址空间及符号注释,1、寻址空间 2、符号注释,1、寻址空间,2、符号注释,Rn(n=0-7)：当前选中的工作寄存器组R0-R7。 Ri(i=0,1)：作为地址指针两个工作寄存器R0， R1。 #data：8位立即数。 #data16：16位立即数。 direct：8位片内RAM单元(包括SFR)的直接地址。 addr11：11位目的地址，用于ACALL和AJMP指 令中。 addr16：16位目的地址。用于LCALL和LJMP指 令中。,2、符号注释,rel：补码表示的8位地址偏移量。 范围：-128 +1

13、27D。 bit：片内RAM或SFR的直接寻址位地址。 ：间接寄存器的符号。 /：位操作指令中对该位先取反再参与操作，不影响原值。 ()：中的内容。 ()：指出的地址单元中的内容。 ：指令操作流程方向。,3.3 89C51单片机指令系统,3.3.0 绪 3.3.1 数据传送指令 3.3.2 算术运算指令 3.3.3 逻辑运算及移位指令 3.3.4 控制程序转移指令 3.3.5 位操作指令（布尔操作）,3.3.0 绪,89C51指令系统由111条指令组成。 单字节指令49条，双字节指令45条，三字 节指令17条。 单周期指令64条，双周期45条， 只有乘、除指令为4个周期。,3.3.0 绪,指令

14、系统可分为五大类: 数据传送指令：28条 算术运算指令：24条 逻辑运算及移位指令：25条 控制转移指令：17条 位操作指令（布尔操作）：17条,3.3.1 数据传送指令,1.以累加器A为目的操作数的指令 (4条,即4种寻址方式) 2.以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条） 3.以直接地址为目的操作数的指令（5条） 4.以间接地址为目的操作数的指令（3条）,最基本、最重要的操作。,3.3.1 数据传送指令,5.十六位数据传送指令(1条) 6.查表指令（2条） 7.累加器A与片外RAM传送指令(4条) 8.栈操作指令（2条） 9.交换指令(4条),1、以累加器A为目的操作数的指令 (4条,即4种

15、寻址方式),MOV A, Rn MOV A, direct MOV A, Ri MOV A, #data,例：(30H)=11H, (R1)=30H,MOV A，#30H ；（A）=30H MOV A， 30H ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=30H,2 、以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条）,MOV Rn, A MOV Rn, direct MOV Rn, #data,注意: 在8051指令系统中没有 “MOV Rn，Rn”传送指令。,例如：（A）=78H，（R5）=47H， （70H）=F2H，执行指令：,MOV R5，A ； （R5）=78H MOV R5，70H ; （R5）=F2H MOV R5，#A3H； （R5）=A3H,3 、以直接地址为目的操作数的指令（5条）,MOV direct, A MOV direct, Rn MOV direct, direct MOV direct, Ri MOV direct, #data,这组指令的功能是把源操作数所指定的内容送入由直接地址direct所指出的片内存储单元中。 源操作数有寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址和立即寻址等方式。,3 、以直接地址为目的操作数的指令