3 mcs-51单片机的指令系统

第 3章 MCS-51单片机指令系统主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞 单片机原理及应用教程第 3章 MCS-51单片机指令系统第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式3.2 MCS51 的寻址方式3.3 数据传送类指令3.4 算术运算类指令3.5 逻辑运算类指令3.6 位操作指令3.7 控制转移类指令第 3章 MCS-51单片机指令系统 第 3章 MCS-51单片机指令系统指令： 主机能直接识别和接受并指挥计算机执行某种操作的命令。指令系统： 指令的集合。指令可以用两种语言形式表示： 机器语言： 用二进制代码表示，能被主机直接识 别，但不易记忆和阅读。汇编语言： 可以反映指令的功能和主要特征，用助 记符，可以方便记忆。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式MCS-51汇编指令由操作码助记符字段和操作数字段所组成。指令格式如下：标号：操作码助记符 (目的操作数 ),(源操作数 )；注释例如：SS: MOV A， #4FH ； 立即数 4FH送 A标号： 用符号标明该指令所在的符号地址，根据实际需要设置。在其他指令的操作数中可以引用该标号作为符号地址，便于控制程序的转向或寻址。标号以英文字母开头的字母、数字和某些规定的特殊符号的序列，一般不超过 6个符号，否则，超过部分在源程序汇编时将被删去。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式操作码： 用来规定指令所完成的操作，用规定的汇编语言助记符表示。操作数： 表示操作的对象，可能是一个具体的数据，也可能是指出取得数据的地址或符号。分为目的操作数和源操作数两部分，中间用 “， ”分开。操作数可以有 1、 2、 3个或者没有 (如空操作指令 ) 。注释： 对该指令功能的解释，可有可无。 第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式数据操作MCS-51系列单片机的 CPU能对位、半字节、字节和双字节数据进行各种操作，它们包括数据传送、算术运算、逻辑运算、布尔处理和控制转移等操作。指令类型MCS-51汇编语言有 111种指令， 42种操作码助记符用来描述 33种操作功能。按执行时间分： 有单周期指令；双周期指令；四周期指令；按功能分类：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。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式按字节数分： 有单字节指令；双字节指令；三字节指令；单字节指令： 如：双字节指令 如：第 3章 MCS-51单片机指令系统3.1 指令格式三字节指令 如：第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式 寻址方式：是在指令中给出的寻找操作数地址的方法。51单片机共有 7种寻址方式：1、寄存器寻址方式： 在指令中将指定寄存器的内容作为操作数。在这种寻址中，用符号名称表示寄存器。例如：MOV A， R3寻址范围： 四个寄存器组的 32个通用寄存器 R0R7。A， B， DPTR， Cy（ 位）。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式2、直接寻址方式： 在指令中直接给出操作数单元的地址。例如：MOV 65H,A 寻址范围： 内部 RAM地址空间 SFR地址空间 （只能用直接 位地址空间 (20H2FH) 寻址方式）第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式3、寄存器间接寻址方式： 在指令中给出的寄存器内容是操作数的地址，从该地址中取出的数才是操作数。 表示形式： 应在寄存器名称前面加 。例如： MOV A,R0 寻址范围： 工作寄存器 R0、 R1 堆栈指针 SP 数据指针 DPTR第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式4、立即寻址方式： 在指令中直接给出操作数，出现在指令中的操作数叫立即数。为区别于直接地址，立即数前加上 “#”。例如：MOV A,#62H寻址范围： 程序存储器立即数。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式5、变址间接寻址方式： 以 DPTR或 PC作基址寄存器，累加器 A作变址寄存器，以两者内容相加。形成的 16位程序存储器地址作为操作数地址。例如： MOVC A,A+DPTR (A)=54H (DPTR)=1256H第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式寻址范围： 只能对程序存储器进行寻址，或者说是专门针对程序存储器的寻址方式。变址间接寻址指令只有三条：MOVC A,A+DPTR (适用于查表MOVC A,A+PC 操作）JMP A+DPTR第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式6、相对寻址方式： 以 PC的当前值为基准，加上指令中给出的相对偏移量（ rel） 形成新的有效转移地址。其中， rel是一个带符号的 8位二进制数，能表示的范围是 -128+127个字节单元之间。目的地址 =转移指令所在地址 +转移指令字节数+rel例如： JC 75H(设 Cy=1)若 rel为负数，计算时用补码运算第 3章 MCS-51单片机指令系统3.2 MCS 51的寻址方式7、位寻址方式： 可以对数据位进行操作。例如： CPL P1.0MOV C,2BH ； (把位寻址区 的 2BH位状态送累加位 C)寻址范围： 片内 RAM中的位寻址区 可位寻址的 SFR的位第 3章 MCS-51单片机指令系统指令中使用符号说明Rn： 当前选定工作寄存器组的 R0 R7工作寄存器。其中n=0 7。#data： 8位不带符号的二进制立即数， “ ”为立即数标识符（称为前缀）。 data l6： 16位二进制立即数。data： 8位二进制码内部数据存储器单元地址。它可以是内部 RAM（ 0 127或 0 256）的某个单元地址或一个特殊功能寄存器的地址。 Ri： 以 当前工作寄存器 R0或 R1作间接寻址寄存器，以间接寻址（ 0 256）数据存储器单元。其中 “ ”为间接寻址标识符（称前缀）， i 0或 1。addr 16： 16位二进制码地址。提供长调用（ LCALL） 或长转移（ LJMP） 指令 16位二进制码地址，使之可转向或调用64KB程序存储器地址空间的任何单元。第 3章 MCS-51单片机指令系统指令中使用符号说明addr 11： 11位二进制码地址。提供绝对调用（ ACALL）或绝对转移（ AJMP） 指令低 11位（ 0 10）进制码地址，高5位维持原值不变，因而只能使程序转向或调用包含该ACALL或 AJMP指令的下一条指令的第一个字节在内的 2KB范围内的程序存储器地址空间。 direct： 8位 直接寻址方式符号。rel： 带 符号的 8位二进制码偏移量（需用 2的补码表示）的符号。常用于相对转移指令中，其转移范围相对于当前PC值的 -128 +127个字节单元的地址空间。bit： 布尔（位）处理指令的直接寻址位符号。表示可直接位寻址的内部 RAM或特殊功能寄存器的位地址。C： 最高进位标志位或布尔（位）处理累加器。第 3章 MCS-51单片机指令系统指令中使用符号说明： 表示程序走向。 ： 表示数据传送方向。 ： 表示数据交换。(X)： 表示 X单元中的内容。(X)： 表示以 X单元中的内容为地址进行间接寻址。 第 3章 MCS-51单片机指令系统指令介绍51单片机的指令系统，共有 111条指令，按其功能可分为五大类：（ 1）数据传送类指令（ 28条）（ 2）算术运算类指令（ 24条）（ 3）逻辑运算类指令（ 25条）（ 4）控制转移类指令（ 17条）（ 5）布尔操作（位）类指令（ 17条）第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令数据传送类指令的功能 :将指令中源操作数传送到目的操作数。指令执行后，源操作数不改变，而目的操作数修改为源操作数，或者源操作数与目的操作数互换，即源操作数变成目的操作数，目的操作数变成源操作数，保存目的操作数不被丢失。数据传送类指令不影响标志位，即不影响 C、AC、 OV， 但不包括检验累加器 A奇偶性的标志位 P。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令一、一般传送类指令汇编语言格式： MOV (目的操作数 )， (源操作数 )功能： 源操作数单元内容送到目的操作数单元中，源操作数单元内容不变。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令说明： Ri中， i=0或 1。1、以累加器 A为目的操作数的指令2、以 Rn为目的的操作数的指令MOV A,Rn ;A( Rn)MOV A,direct ;A(direct)MOV A,Ri ;A( Ri)MOV A,#data ;A#dataMOV Rn,A ;Rn (A)MOV Rn,direct ;Rn (direct)MOV Rn,#data ;Rn#data第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令3、以直接寻址的单元为目的操作数指令4、以寄存器间接寻址的单元为目的操作数指令MOV Ri,A ;(Ri)(A)MOV Ri,direct ;(Ri)(direct)MOV Ri,#data ;(Ri)#dataMOV direct,A ;direct(A)MOV direct,Rn ;direct ( Rn)MOV direct, direct ;direct (direct)MOV direct, Ri ;direct( Ri)MOV direct, #data ;direct#data第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令上述 MOV指令格式中，目的操作数在前、源操作数在后。另外，累加器 A是一个特别重要的 8位寄存器， CPU对它具有其他寄存器所没有的操作指令，下面将介绍的加、减、乘、除指令都是以 A作为操作数的， Rn为 CPU当前选择的寄存器组中的R0 R7， 在指令编码中 rrr=000 111， 分别对应于R0 R7。 直接地址指出的存储单元内部 RAM的 00 7FH和特殊功能寄存器。在间接寻址中，用 R0或R1作地址指针，访问内部 RAM的 00 0FFH这 256个单元。第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令例 3-5： 设 (70H)=60H， (60H)=20H， P1口为输入口，当前的输入状态为 B7H， 执行下面的程序： MOV R0, #70H MOV A, R0 MOV R1, A MOV B, R1 MOV R0, P1 （ R0） =70H(A)=60H (R0)=70H(R1)=60H (A)=60H(B)=20H (R1)=60H(70H)=B7H (P1)=B7H结果： (R0)=70H (A)=60H (R1)=60H (B)=20H (P1)=B7H (70H)=B7H 第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令例： 设内部 RAM的 30H单元内容为 40H， 40H单元内容为 10H， P1口作输入口，其输入的数据为0CAH(11001010B)， 经下列程序执行后的结果是什么？(R0)=30H(A)=40H ， (R0)=30H(R1)=40H， (A)=40H(B)=10H， (R1)=40H(40H)=0CAH， (P1)=0CAH(P2)=0CAH， (P1)=0CAH(R0)=30H， (A)=(R1)=40H， (B)=10H，(40H)=0CAH， (P2)=0CAHMOV R0,#30HMOV A,R0MOV R1,AMOV B,R1MOV R1,P1MOV P2,P1结果：第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令二、 16位数据传送指令 (通常为访问外部 RAM的目标地址 )MOV DPTR,#data16； DPTR#data015DPH#data815DPL#data07第 3章 MCS-51单片机指令系统3.3 数据传送类指令三、栈操作类指令(1)入栈（不影响标志位）例 3-6： 设 (SP)=60H， (ACC)=30H， (B)=70H， 执行下述指令：PUSH direct ； SP(SP)+1； (SP)(direct)PUSH ACC PUSH B 结果：进栈指令用于保护 CPU现场。(61H)=30H， (62H)=70H， (SP)=62H;(SP