《单片机原理及应用(第2版)》第2章.ppt

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1、第二章 MCS-51指令系统,第一节 概述 第二节 数据传送指令第三节 算术与逻辑运算指令第四节 控制转移指令第五节 位操作指令,本章要点,指令系统是编写程序的基础，本章将介绍用于8051类单片机的MCS-51指令系统。在MCS-51指令系统中，包括有数据传送指令、算术与逻辑运算指令、控制转移指令、位操作指令等111条指令，本章介绍各种指令的书写格式、寻址方式以及各指令的特点与使用场合。,第一节 概述,一、MCS-51指令系统分类按机器码的长度分类有 单字节 两字节 三字节等三种类型按指令功能分类有 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算指令 位操作指令 控制转移指令等五种类型,二、MCS-51

2、指令书写格式 MCS-51指令的书写格式为每条指令写成一行，每行分成若干段，第一段为操作符，第一段之后为操作数，有的指令有操作数也有的指令没有操作数，例如：无操作数指令 RET 有一个操作数指令 INC A 有两个操作数指令 MOV A，21H 有三个操作数指令 CJNE A，#50H，TARGET,指令码也称操作符,指令码与操作数间应留一空格,操作数与操作数之间应用逗号隔开,操作数,三、MCS-51寻址方式 1.立即寻址 操作数值直接标明在指令上，称为立即数，采用立即数的寻址方式称为立即寻址。立即数要用#号打头，例如指令 MOV A，#44H(对应机器码为74 44，其中#44即为立即数)。

3、,将立即数44送ACC,2.直接寻址 操作数不是立即数，而是地址值，所需的数从该地址单元中获得，由于这类指令的地址直接标注在指令上，所以称为直接寻址。地址值和立即数的区别是前面是否加#号，例如MOVA，44H，其中44H为地址，与加#号的#44H不同，#44H为立即数。,从44H中取出数据08H,送给ACC,3.寄存器寻址 操作数不是立即数，也不是地址，而是一个寄存器名称，则称为寄存器寻址，例如 指令MOV A，R1。其中R1即寄存器名称。,从寄存器R1中取数,将R1中的数据送ACC,4.寄存器间接寻址 这类指令先从指令上所标明的寄存器中找出存放数据的地址，然后再从所标明的的地址中取数。由于存

4、储数据的地址不直接标明在指令中，所以称之为间接寻址。例如指令MOV A，R0(注意!只有R0、R1可以间接寻址）。,从寄存器中找出存放数据的地址,从该地址中取数,将数送ACC,5.变址间接寻址 这种寻址方式是将基址值(包括寄存器PC或DPTR)加上变址值(只能是A)，并以此为地址，从该地址单元中取数，例如指令MOVC A,A+DPTR和MOVC A,A+PC。,1.从ACC中取出变址30H,2.从DPTR.取出基址值2010H,4.求得2010H+30H=2040H从2040H中取数27H送ACC,6.相对寻址 相对寻址只限于转移类指令使用，例如SJMP relDJNZ Rn,rel 它以PC

5、当前值为基地址，加上指令中的偏移量rel，求出转移地址值。由于转移地址可能位于基址之前，也可能位于基址之后，如果位于基址之后，则实际的转移地址等于基址加偏移量。如果位于基址之前，则实际的转移地址等于基址减偏移量。由于指令上的偏移量采用补码以表示正负，故计算转移地址可以一律使用加法。,返回本章首页,数据传送指令的功能是将数据从源送到目标，源可以是立即数、寄存器、寄存器间接地址，片外存储器或片外存储器间接地址。目标也可以是寄存器、寄存器间接地址，片外存储器或片外存储器间接地址。一、源是立即数的传送指令 例如 MOV R1,#12H MOV 24H,#34H MOV R1,#56H,第二节 数据传送

6、指令,源(立即数）,目标(寄存器或寄存器间接地址),二、源和目标是片内数据存储器的传送指令 源和目标在片内，可使用 MOV类指令。例如：MOV A,R1MOV R1,A MOV A,R1MOV R1,A MOV 12H,R1 MOV R1,12H MOV R1，34H MOV 34H,R1 MOV 12H,AMOVA,12H MOV 12H,34H,源(寄存器或寄存器间接地址）,目标(寄存器或寄存器间接地址),三、源或目标是片外数据存储器的传送指令 源和目标在片外，必须使用MOVX或MOVC类指令，例如：MOVX A，DPTR MOVX DPTR，A MOVC A，A+PC MOVC A,A+

7、DPIR MOVX A，Ri MOVX Ri，A,源(A或片外存储器间接地址）,目标(A或片外存储器间接地址),四、交换指令 交换指令所指定的交换对象。一方必须是A，另一方为寄存器或寄存器间接地址。为此交换前要先把交换一方传送到A，然后进行交换。例如：XCH A,Rn XCH A,direct XCH A,RiXCHD A，Ri(低半字节交换，高半字节不变)五、堆栈操作指令 堆栈是指在片内RAM中划定的一个区，它可以用来暂时保存一些需要重新使用的数据或地址。使用堆栈可以是在执行某些指令时自动完成；例如调用子程序时，把当前PC值保存于堆栈，以便返回时便用。也可以使用堆栈操作指令，将数据压入或弹出

8、,例如：PUSH direct POPdirect,返回本章首页,第三节 算术与逻辑运算指令,一、算术运算指令 1.加法运算指令 加法运算指令包括ADD、ADDC和INC。其中ADD为不带进位位的加法指令；ADDC为带进位位的加法指令;INC为加1指令。例如：ADD 第一操作数，第二操作数 ADDC 第一操作数，第二操作数 其中第一操作数是累加器A,第二操作数可以是立即数、直接地址、或间接地址。INC 操作数 其中操作数可以是累加器A,立即数、直接地址、或间接地址。,2减法运算指令 减法运算指令都是带进位位的，助记符为SUBB例如 SUBB A,R1。减法运算中,所谓进位就是借位，带进位位的减

9、法运算就是两数相减后还要再减去前一次运算留下的进位位CY。减1运算指令可以使指定单元内容减1，和加法指令同样，指令 DEC A比指令SUBC A，#01H所占用字节少；但前者不会影响标志。,除法运算指令为：DIV AB,被乘数放在累加器A,乘数放在寄存器B,两个8位无符号数相乘，可能得到16位数，因此规定积的低8位送到A，积的高8位放在寄存器B。,被除数放在累加器A,除数放在寄存器B,相除结果的商数回送到A，余数回送到B,3乘除运算指令 MCS51指令系统设有两条乘除指令，要求两个相乘或相除的数必须是无符号的8位数。并分别放在A、B中。,乘法运算指令为：MUL AB,4十进制调整指令 执行加法

10、运算指令时，被运算的数属于什么类型，CPU并不了解，运算时一律视之为二进制数。如果所运算的数不是二进制数而是BCD码，必须在编制BCD码加法程序时，在加法指令之后加一个DAA指令，进行加6调整。例如33H与34H两个存储单元内容为BCD码，求和时必须进行调整。即MOVA，33HADDA，34H DA A;十进制调整指令 MOV42H，A,33H与34H两个存储单元内容为BCD码,求和时必须进行调整,二、逻辑运算指令1.逻辑与指令 ANL 第一操作数，第二操作数2.逻辑或指令 ORL 第一操作数，第二操作数 3.逻辑异或指令 XRL 第一操作数，第二操作数4.清零指令和求反指令(只对累加器A进行

11、操作)对A清零指令 CLR A 将A求反指令 CPL A,三.移位操作指令 循环左移 RL A 带进位循环左移指令 RLC A 循环右移指令 RR A 带进位循环右移指令 RRC A A半字节交换指令 SWAP,返回本章首页,第四节 控制转移指令,一、无条件转移指令长跳转指令 LJMP addrl6长跳转指令必须用16位的转移目标地址。短跳转指令 AJMP addrl1短跳转指令用11位的转移目标地址，目标地址的高5位与当前地址相同。相对跳转指令SJMP rel 相对跳转指令目标地址=下一条指令地址+rel。（rel必须用补码以示正负）散转指令JMPA+DPTR 散转指令的转移目标地址为A+D

12、PTR。,二、条件转移指令零条件转移指令 JZ relA为0转移。JNZ relA非0转移。比较转移指令 CJNE A,direct,rel CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE Ri,#data,rel第一操作数不等于第二操作数时转移。减1非零跳转指令 DJNZ Rn，rel DJNZ direct，rel 第一操作数不等零时加1转移。,以上都属于相对转移指令,目标地址等于下一条指令地址 加 rel 即目标地址=下一条指令地址+rel 指令上rel可以直接用目标地址标号。,返回本章首页,三、子程序调用与返回指令 若程序中几个地方都需要使用同样的程序段

13、，可将这个程序段从程序中分离出来，形成子程序模块，然后通过调用子程序的指令，运行这段模块。调用子程序指令分为长调用和短调用两种，长调用指令LCAIL的操作数是子程序的16位首地址，使用时比较直观；但机器码需占用3个字节。短调用指令ACALL的机器码只有两字节，但操作数只注明子程序首地址的低11位、而其高5位与程序运行的当前地址高5位相同，因此调用范围不能超过当前地址2KB。四、空操作指令 CPU遇到空操作指令NOP时，不进行任何操作。,第五节 位操作指令,一、对进位位CY进行操作的指令CLR CSETB CCPL C 在MCS-51指令系统中，有些指令操作时要有进位位CY参与，例如ADDC，S

14、UBB，RLCA，RRCA 等等，因此在使用这些指令前，要先对进位位CY做一些必要的处理，例如使之置0、置1或取反。有了以上指令，要进行这些操作，就比较方便。二.对具有位地址的空间进行操作的指令CLR bitSET bitCPL bitANL C，bit ORL C，bit,三、位控制转移指令 JC rel 进位位CY等1作为是否转移的条件。JNC rel 以进位位CY等0作为是否转移的条件。JB bit,rel 以指定的位单元内容是否等于1为条件,决定是否转移。JNB bit,rel 以指定的位单元内容是否等于0为条件,决定是否转移。JBC bit,rel 以指定的位单元内容是否等于1为条件，决定是否转移，若条件不满足，继续顺序执行下一条指令。与JB bit,rel的区别是能同时将位单元内容清零。,返回本章首页,