【大学课件】MCS51指令系统.ppt

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1、寻址方式数据传送类指令算术运算类指令逻辑操作类指令控制转移类指令位操作指令常用伪指令,第章MCS51指令系统,本章内容,Single Chip Microcomputer,4,概 述,MCS-51系列单片机的指令系统专用于51系列单片机，共有111条指令，具有丰富灵活的寻址方式，其指令格式与8086的指令系统相同，甚至某些指令还完全相同。使用时应注意区别。在111条指令中，从存储空间的占用上看，单字节指令占49条，双字节指令占45条，三字节指令占17条；从执行时间上看，在111条指令中，单机器周期指令占64条，双机器周期指令占45条，仅乘法和除法两条指令为四机器周期指令。因而无论是存储空间的利

2、用率，还是时间的执行效率都是较高的，再加上灵活的寻址方式，特别适合于实时测量和控制场合。,http:/,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,http:/,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。,http:/,第4章 80C51单片机的指令系统,4.1 80C51 指令系统概述4.2 寻址方式4.3 80C51 单片

3、机的指令系统,http:/,4.1 80C51 指令系统概述,4.1.1 程序设计语言和指令4.1.2 指令格式,http:/,程序设计语言是实现人机交换信息的重要工具。机器语言指令;目标程序。汇编语言;源程序。【例4-1】汇编语言程序 机器语言程序MOV A，#0AH 74 0AHADD A，#14H 24 14H,4.1.1 程序设计语言和指令,http:/,汇编语言指令格式机器语言指令格式,4.1.2 指令格式,http:/,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,http:/,

4、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：ADD A,R0;A+(R0)(A),http:/,机器语言指令格式,例：ADD A，#10H,http:/,指令的格式及标识,指令按字节长度可以分为三种：,指令的格式：,例如：MOV A，R0,例如：MOV A，30H,例如：MOV DPTR，#2010H,操作码助记符、目的操作数、源操作数是指令的核心部分,一、指令的格式,http:/,二、关于标号,标号不允许只用数字，而应以字母打头，后面跟数字，不可使用运算符号，不能同十六进制数发生混淆，较好的取名原则是见名知义。便于程序员在调试程序时更加顺利，往往一个标号就

5、是一个功能入口，因而在使用标号时应特别小心，并非每句指令都需要标号。,http:/,三、关于指令中的符号标识,http:/,四、关于注释,为了增强程序的可读性，使别人易读，或防止日久遗忘，可适当加些注释。注释由“；”开始。,http:/,4-2寻址方式,在程序行中，操作码代表了该句指令的功能，而功能的对象却由操作数决定，由操作数指出参与运算的数或该数所在的地址。取得操作数的地址的方法叫做寻址方式。寻址方式与计算机的存储空间结构是密切相关的。灵活运用各种寻址方式，可以大大的提高程序的运行效率。,http:/,MCS-51基本七种寻址方式,http:/,一、寻址方式(找信方式),我的信在他那!找信

6、去!,注:找信是寻找信的“地址”!,你能说出第二封信的“地址”吗？,http:/,目的地,#XXH,操作数,MOV P1,#55H,MOV A,#01H,#55H,目的地,信,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,http:/,目的地,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,内部RAM或SFR区,操作数,XXH,MOV P1,20H,20H,目的地,20H,注:寻址是寻操作数的“地址”!,直接给出地址20H直接寻址,http:/,目的地,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,寄

7、存器,目的地,操作数,XXH,MOV P1,A,寄存器,R0-R7ABDPTR,你能说出为什么叫寄存器寻址吗？,http:/,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,MOV P1,R0,目的地,寄存器,操作数,3AH,内部RAM,3AH,65H,3AH,R0R1DPTR,目的地,2号,信在2号箱子里,1号,你能说出1号箱子和2号箱子分别对应内存中哪一部分吗?,http:/,寻址比较,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，R0,http:/,寻址比较,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV

8、 P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，R0,http:/,寻址比较,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，20H,http:/,寻址比较,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，#20H,http:/,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,MOVC A,A+DPTR,目的地,寄存器,操作数,内部RAM,3AH,65H,3AH,基址寄存器12H,变址寄存器34H,内部RAM,46H,65H,A,DPTRPC,46H,ht

9、tp:/,目的地,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,XXH,位寻址,操作数,SJMP 54H,PC,+,54H,PC,2002H,2002H=2056H,PC,2056H,http:/,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,1,0 0 0 0 0 0 0 0,想一想:如果想使27H单元的图示位置1，该怎么办呢?,http:/,位寻址地址表,例：SETB 3DH,3D,3C,3B,3F,3E,3A,39,38,27H,http:/,寄存器寻址,直接寻址,立即数寻址,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,SETB 3

10、DH,0 0 0 0 0 0 0,1,0,http:/,4-3 MCS51指令系统的分类,4.3.1 数据传送指令（29条）4.3.2 算术运算指令（24条）4.3.3 逻辑运算指令（24条）4.3.4 控制转移指令（17条）4.3.5 位操作指令（17条）4.3.6 常用伪指令（17条）,http:/,目的地址 源地址,数 据,MOV,MOV A，#20H,，,MOV,20H,A,4.3.1 数据传送指令（29条 不影响标志位CY AC OV）8位数据传送指令(15条),http:/,4.3.1 数据传送指令（29条）16位数据传送指令（1条）,MOV DPTR，#data16,外部数据传送

11、指令(4条),MOVX,，,MOVX,http:/,交换和查表类指令(9条),，,A,XCH,1)字节交换指令(3条),2)低半字节交换指令(1条),XCHD A,Ri,3)累加器A中高4位和低4位交换(1条),SWAP A,4)查表指令(2条),MOVC A,A+PC,MOVC A,A+DPTR,5)堆栈操作指令(2条),PUSH direct,POP direct,http:/,举例,例:将片内RAM30H单元的内容送到片外60H；将 片外4312H单元的内容送到片内31H单元：MOV A，30H MOV R0，#60H MOVX R0，AMOV DPTR，#4312HMOVX A,DPT

12、RMOV 31H，A,http:/,内部,外部,数据存储器,数据存储器,RAM,专用寄存器,内部RAM存储器,工作寄存器区选择位RS0、RS1,http:/,direct,4.3.2算术运算类指令（24条）普通加法指令（4条）,A，,Rn,Ri,#data,ADD,ADDA，RnADDA，directADDA，RiADDA，#data,注意：1.本指令影响Cy，AC，Ov，P等标志。2.求和操作既可看成是有符号数运算，也可看成是无符号数运算，完全由程序员编程时自行设定。,http:/,4.3.2算术运算类指令（24条）带进位加法指令（4条）,direct,A，,Rn,Ri,#data,ADDC

13、,ADDCA，RnADDCA，directADDCA，RiADDCA，#data除相加时要考虑进位外，其余操作与前面相同。,http:/,4.3.2算术运算类指令（24条）减法指令(4条),direct,A，,Rn,Ri,#data,SUBB,SUBBA，RnSUBBA，directSUBBA，RiSUBBA，#data 减法指令是带借位的，若不需要带借位减，则在作减法指令前清除借位位，即CLRC减法指令影响OV、CY、AC标志位,http:/,加1减1指令,http:/,乘法指令(1条),MUL A B,除法指令(1条),DIV A B,两个8位操作数相乘，形成16位的积，其中A为积的低位而

14、B为积的高位。需要进行更多位的乘法运算，需另外编程方能实现。,两个8位操作数相除，其中A为被除数而B为除数；运算后，结果仍然在AB中，其中A为商而B为余数。同乘法指令相同，需要进行更多位的除法运算，需另外编程方能实现。,http:/,十进制调整指令,DAA；实现BCD码加法BCD码相加后，根据Ac和Cy的状态对A中的数作适当调整，使运算结果为BCD码。这条指令对加法结果的调整规则是：(1)若累加器A低4位大于9或辅助进位标志AC1 则 低4位加6；(2)若累加器A高4位大于9或CY1，则高4位加6；(3)若1、2条件都满足时，则A加66H；(4)若1、2条件都不满足时，则A加00H；(5)若累

15、加器A的最高位因调整而产生进位时，将CY 置1，若不产生进位为调整前的状态而并不清零。DA指令只影响进位标志CY。,http:/,例：设ACC中为压缩BCD码56H，R3中为压缩BCD码67H，求ACC与R3的压缩BCD码之和,MOVA，#56HMOVR3，#67HADDA，R3DAA；A=？,(A)=01010110+)(R3)=01100111,BCD码为123,http:/,4.3.3逻辑及移位类指令逻辑与指令（6条）,http:/,逻辑或指令（6条）,http:/,逻辑异或指令（6条）,http:/,累加器A清0和取反指令,http:/,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,

16、A.0,A.7,CY,CY,RL A RR A RLC A RRC A,注意:执行带进位的循环移位指令之前，必须给CY置位或清零。,循环移位指令,http:/,例:设(20H)=(X7X6X5X4X3X2X1X0)(21H)=(Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0)试编程使(30H)=Y2Y1Y0X4X3X2X1X0,程序清单：MOV30H，20HANL30H，#00011111B；,B：二进制O：八进制D：十进制H：十六进制,MOVA，21HRLASWAPAANLA，#11100000HORL30H，A,http:/,例：若ACC=X7X6X5X4X3X2X1X0，试编程将A中的低5位送至P1口

17、，但不能影响P1口的高3位。,程序清单：MOVA，#0AAHANLP1，#11100000BORLP1，A,http:/,4.3.4 控制转移类指令 无条件转移指令(4条),1)长转移指令：LJMP AAAAH；AAAAHPC,PC=0000H,PC=AAAAH,假设执行该指令前，PC的值为0000H。,注意:该指令可以转移到64 KB程序存储器中的任意位置。,http:/,PC高5位(保持不变),PC低11位,操作码(第一字节),操作数(第二字节),11位转移地址的形成示意图,程序计数器PC,2)绝对转移指令,AJMP addr11；PC+2PC，addr11 PC.10PC.0,http:

18、/,PC,2002H,2003H,0000H,0001H,2004H,2005H,2006H,PC,PC,PC,2006H,2003H,PC,0002H,PC,3)相对转移指令,例：SJMP 03H,03H就是当前PC值与目的PC值相对差,PC,http:/,条件转移指令(8条)1)累加器A判0指令(2条),2)减1非零转移指令(2条),http:/,3)比较转移指令(4条),http:/,调用和返回指令(8条)1)绝对调用指令（1条）,2)长调用指令（1条）,http:/,3)返回指令,4)空操作,http:/,举例,例:根据累加器A命令键键值，设计命令键操作程序入口跳转表。程序如下：CLR

19、CRLCA；乘2，若用LJMP指令则乘3MOVDPTR，#JPTABJMPA+DPTRJPTAB：AJMPCCS0AJMPCCS1AJMPCCS2,http:/,4.3.5 位操作类指令,RAM 位寻址区位地址表,http:/,2.位置位和位清零指令,1.位传送指令,http:/,3.位运算指令,http:/,4.位转移指令,http:/,5.判CY标志指令,http:/,常用伪指令,定位伪指令 ORG定义字节数据伪指令 DB定义字数据伪指令 DW定义空间伪指令 DS符号定义伪指令 EQU或数据赋值伪指令 DATA数据地址赋值伪指令 XDATA汇编结束伪指令 END,http:/,MOVC，P

20、2.2ORLC，TCON.5ANLC，P1.1MOVF0，CMOVC，TCON.3,ORLC，/00HANLC，F0ANLC，/09HMOVP3.3，C,例:编程实现下图所示的逻辑功能,http:/,补例:条件转移类指令范例方案一,还有什么方法实现循环的终止?,将00H0FH这16个数顺序地置入片内RAM20H2FH单元中。MOV R0，#20H MOV R7，#16 CLR ALOOP：MOV R0，A INC A INC R0 DJNZ R7，LOOP SJMP$,JMP1.ASM,http:/,条件转移类指令范例方案二,MOV R0，#20H MOV R7，#0FH CLR ALOOP：

21、MOV R0，A INC A INC R0 CJNE A，#0FH，LOOP SJMP$,JMP2.ASM,http:/,条件转移类指令范例方案三,MOV R0，#20H MOV A，#0FH;?MOV 30H，#00HLOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 DEC A JNZ LOOP SJMP$,JMP3.ASM,http:/,条件转移类指令范例方案四,MOV R0，#20H MOV A，#0FH MOV 30H，#00HLOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 SUBB A，#01H JNC LOOP SJMP$,JMP4.ASM,http:/,本章主要知识点,指令的七种寻址方式。难点：寄存器间接寻址各类指令的主要功能。难点：查表指令难点：条件转移指令作业：,http:/,