《单片机原理及应用-电子课件-李英顺 第3章 MCS 51单片机指令系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用-电子课件-李英顺 第3章 MCS 51单片机指令系统（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章学习任务： 了解指令和指令系统的概念与分类。 掌握指令的寻址方式。 掌握数据传送指令、算术和逻辑运算指令、控制转移指令和位操作指令的功能和应用。,第3章 MCS-51单片机指令系统,3.1.1 指令与指令系统的概念 指令是使计算机内部执行相应动作的一种操作，是提供给用户编程使用的一种命令。 计算机能够执行的全部操作所对应的指令集合，称之为这种计算机的指令系统。,3.1 单片机指令系统概述,采用机器语言编写的程序称之为目标程序。 采用汇编语言编写的程序称之为源程序。,汇编语言不能被计算机直接识别并执行，必须经过一个中间环节把它翻译成机器语言程序，这个中间过程叫做汇编。 汇编有两种方式：机器汇
2、编和手工汇编。 机器汇编是用专门的汇编程序，在计算机上进行翻译；手工汇编是编程员把汇编语言指令逐条翻译成机器语言指令。,3.1.2 指令格式,8051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： 操作码 目的操作数 ，源操作数 MCS-51指令系统中，有单字节、双字节或三字节指令。,3.1.3 指令系统说明,（1）Rn：表示工作寄存器，可以是R0R7中的一个。 （2）Ri：表示寄存器间接寻址，Ri只能是R0或R1。 （3）DPTR：表示以DPTR为数据指针的间接寻址，用于对外部64K RAM/ROM寻址。 （4）#data：8位立即数，实际使用时data应是00HFF
3、H中的一个。 （5）direct：8位直接地址，实际使用时direct应该是00HFFH中的一个，也可以是采用物理地址表示的特殊功能寄存器SFR中的一个。 （6）#data16：16位立即数。,（7）bit：位地址。 （8）addr11：11位目标地址。 （9）addr16：16位目标地址。 （10）rel：8位带符号地址的偏移量，地址偏移量范围128+127。 （11）$：当前指令的地址。 （12）（X）：某一个存储单元X中的内容。 （13）（Ri）：由Ri间接寻址的单元的内容，即Ri指向的地址中的内容。,3.2 寻址方式,3.2.1 寄存器寻址 1寄存器寻址方式 是指操作数在工作寄存器R0
4、R7、A、B、DPTR中，指令码内含有该操作数的工作寄存器地址。 2指令举例：MOV A，R0 其功能是将寄存器R0的内容传送到累加器A中，操作数在R0中。 3寄存器寻址方式的寻址范围包括： （1）4个寄存器组共有32个通用寄存器。但在指令中只能使用当前寄存器组，因此在使用前常需通过对PSW中的RS1、RS0位的状态设置，来进行当前寄存器组的选择。 （2）部分专用寄存器。例如，累加器A、B以及数据指针DPTR等。,3.2.2 直接寻址 1直接寻址方式 是指在指令中操作数直接以单元地址的形式给出。8051单片机中，片内RAM的所有单元都能采用直接寻址的表示方式。 2指令举例： MOV A，30H
5、 3直接寻址方式的寻址范围只限于内部RAM，具体说就是： （1）低128个单元。在指令中直接以地址形式给出。 （2）专用寄存器。专用寄存器除以单元地址形式给出外，还可以以寄存器符号形式给出。应当指出，直接寻址是访问专用寄存器的唯一方法（A，B，DPTR除外）。,3.2.3 寄存器间接寻址 1寄存器间接寻址方式 是指寄存器中存放的是操作数的地址，即操作数是通过寄存器间接得到的。 2为了和寄存器间接寻址区别，在寄存器间接寻址方式中，在寄存器的名称前面加前缀标志“”。 3指令举例：MOV A，R0 指令以R0寄存器内容（假设为20H）为地址，把该地址单元的内容送到累加器A，其功能示意图如图3-1所示
6、。,图3-1 寄存器间接寻址方式示意图,4寄存器间接寻址方式的寻址范围： （1）内部RAM低128个单元。 （2）外部RAM64KB。,3.2.4 立即寻址 1立即寻址方式 是操作数在指令中直接给出。通常把出现在指令中的操作数称为立即数。 2为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，在立即数前面加“#”标志。 3指令举例：MOV A，#3AH,除8位立即数外，指令系统中还有一条16条立即寻址指令，即： MOV DPTR，#data16 ；其功能是把16位 ;立即数送到数据指针,3.2.5 变址寻址 1变址寻址方式 是以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作变址寄存器，并以两者内容相加形成的16位
7、地址作为操作数的地址。 2指令举例：MOVC A，A+DPTR,设指令前A=54H，DPTR=3F21H，则该指令的操作示意图如图3-2所示。,3变址寻址方式作如下说明 （1）变址寻址方式只能对程序存储器进行寻址，或者说它是专门针对程序存储器的寻址方式。 （2）变址寻址的指令只有三条： MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC JMP A+DPTR （3）变址寻址指令是单字节指令。,3.2.6 相对寻址指令 1相对转移 是以转移指令所在地址为基地址，向前最大可转移（127+转移指令字节数）个单元，向后最大可转移（128转移指令字节数）个单元。 2在相对寻址方式的转移指令中，给出了地址
8、偏移量，把PC的当前值加上偏移量就构成了转移的目的地址。 3 PC当前值是指执行完该转移指令后的下一条指令的地，即转移指令的地址值加上它的字节数。因此转移的目的地址可用如下公式表示： 目的地址=转移指令地址+转移指令字节数+rel 偏移量rel是一个带符号的8位二进制补码数，所能表示的范围是128+127。,4指令举例： SJMP rel ；跳转的目的地址HERE+rel HERE：,3.2.7 位寻址 1MCS-51单片机有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此就有相应的位寻址方式。 2指令举例： ANL C，30H ；累加位C的状态和地址为30H的位状态进行逻辑与操作，并把结果保存在C中。
9、 3位寻址方式的寻址范围：内部RAM中的位寻址区，单元地址为20H2FH，共16个单元128位，位地址是00H7FH。对于这128个位的寻址直接以位地址表示。,4专用寄存器的位寻址区。可供位寻址的11个专用寄存器。 5对这些寻址位在指令中有如下几种表示方法： （1）直接使用位地址。例如20H的最低位地址是00H。 （2）位名称表示方法。专用寄存器中的一些寻址位是有符号名称的。专用寄存器中PSW的最低位可表示为P。 （3）单元地址加位的表示方法。专用寄存器中PSW的最低位可表示为D0H.0。 （4）专用寄存器符号加位的表示方法。例如专用寄存器中PSW的最低位可表示为PSW.0。,3.3 数据传送
10、指令,数据传送指令的作用是将数据从一个地方传送到另一个地方，是单片机指令中用的非常多的一类指令。数据传送指令是对存储单元进行操作，对于不同的存储器的数据传送。,3.3.1 片内数据传送指令 1以累加器A为目的寄存器的指令 MOV A，Rn ； Rn中内容送到累加器A中 MOV A，Ri ； Ri指向单元中内容送到A中 MOV A，direct ； （direct）A MOV A，#data ； #dataA，,例3-1 设片内RAM R0=00H，（23H）=10H，（50H）=34H，执行完每条指令后A，R0中内容分别是什么？ 解：MOV A，#50H MOV A，50H MOV R0，#2
11、3H MOV A，R0,2以Rn为目的操作数的指令 MOV Rn，A ；ARn，n=07 MOV Rn，direct ；（direct）Rn MOV Rn，#data ；#dataRn，n=07,3以直接地址direct为目的操作数的指令 MOV direct，A ；Adirect MOV direct，Rn ；Rndirect， MOV direct1，direct2 ；（direct 2）direct1 MOV direct，Ri ；（Ri）direct MOV direct，#data ；#datadirect,4以寄存器间接地址为目的操作数的指令 MOV Ri，A ；A（Ri），i=0
12、，1 MOV Ri，direct ；（direct）（Ri） MOV Ri，#data ；#data（Ri）,例3-2 设片内RAM （23H）=10H，（10H）=34H，R0=00H，执行完每条指令后A，R0中内容分别是什么？ MOV A，#50H ；A=50H MOV R0，#23H ；R0=23H MOV R0，A ；（23H）=50H MOV R0，10H ；（23H）=34H,516位数据传送指令 MOV DPTR，#data16 ； #data16DPTR,6堆栈操作指令 MCS-51内部RAM中可以设定一个“先进后出，后进先出”的区域称作堆栈。 堆栈的一端固定，称为栈顶，另一端
13、是活动的，称为栈底。 堆栈指针SP指出堆栈的栈顶位置，当栈顶地址等于栈底地址时，堆栈就是空的。,（1）进栈指令 PUSH direct ；SPSP+1， ；（SP）（direct）,例3-3 当SP=60H，A=30H，B=70H时，执行如下指令后61H单元、62H单元和SP中内容是什么？ PUSH ACC PUSH B,（2）出栈指令 POP direct ；（SP） （direct） ， ；SPSP1,例3-4 当 SP=62H，（62H）=70H，（61H）=30H，执行指令后DPTR、SP内容分别是什么？ POP DPH ；（SP）DPH，SP1SP POP DPL ；（SP）DPL，
14、SP1SP,7交换指令 （1）字节交换指令 XCH A，Rn ；A Rn XCH A，direct ；A （direct） XCH A，Ri ；A （Ri）,例3-5 A=80H，R7=08H，（40H）=F0H，R0=30H，（30H）=0FH，执行下列指令后A、R7、40H单元30H单元内容是什么？ XCH A，R7 ；A与R7互换 XCH A，40H ；A与（40H）互换 XCH A，R0 ；A与（R0）互换 结果：A=0FH，R7=80H，（40H）=08H，（30H）=F0H。,（2）半字节交换指令 XCHD A，Ri ；累加器的低4位与内部 ；RAM低4位交换,例3-6 R0=60
15、H，（60H）=3EH，A=59H，执行完下列指令后A、60H单元中内容是什么？ XCHD A，R0,3.3.2 片外RAM数据传送指令,1读片外RAM指令 MOVX A，DPTR ；A（DPTR） MOVX A，Ri ；A（Ri） 读外部RAM存储器或I/O中的一个字节时 =0,2写片外RAM指令 MOVX DPTR，A ；A（DPTR） MOVX Ri，A ；A（Ri） 执行写指令时 =0,例3-7 设外部RAM中（0056H）=ABH，A=78H，分别完成这两个程序的编写（1） 把A中内容送到0056H中，（2） 把0056H中内容送入7010H中。 解：（1） 方法一： MOV R0，#56H MOVX R0，A 方法二： MOV DPTR，#0056H MOVX DPTR，A,（2） MOV R0，#56H MOVX A， R0 MOV DPTR，#7010H MOVX DPTR，A,3.3.3 片外ROM数据传送指令,1PC作基址寄存器 MOVC A，A+PC ；PCPC+1， ；A（A+PC）,例如 A=30H，执行地址1000H处的指令 1000H： MOVC A，A+PC 本指令占用一个字节，执行结果将程序存储器中1031H的内容送入A。 优点：不改变特殊功能寄存器及PC的状态，根据A的内容就可以取出表格中的常数。 缺点：表格只能存放在该条查
