第3章80C51的指令系统.ppt

2019/4/7,1,第3章 80c51的指令系统,指令格式及常用符号,3.1,80c51的寻址方式,3.2,数据传送指令 （29条）,3.3,算数运算指令 （24条）,3.4,逻辑运算与循环类指令（24条）,3.5,控制转移类指令 （17条）,3.6,位操作类指令 （17条）,3.7,2019/4/7,2,3.1 指令格式及常用符号,3.1.1 机器指令的字节编码形式,8位编码仅为操作码,单字节指令（49条）,机器指令：计算机能直接识别和执行的指令。,如：inc a 编码为：,即：04h,8位编码含操作码和寄存器编码,如：mov a，r0 编码为：,即：e8h,2019/4/7,3,双字节指令（45条）,三字节指令（17条）,如：mov a，#50h 编码为：,即：74h 50h,如：mov 20h，#50h 编码为：,即：75h 20h 50h,2019/4/7,4,书写格式,注意： 操作助记符不能缺少 操作数个数可为：1、2、3个 2个操作数的指令，目的操作数在左边,一般格式 操作助记符 目的操作数，源操作数；注释,3.1.2 符号指令的书写格式,2019/4/7,5,描述符号,rn（n=07）-当前工作寄存器组中的寄存器r0r7之一 ri（i=0,1）-当前工作寄存器组中的寄存器r0或r1 -间接寻址或变址寻址前缀 #data -8位立即数/ #data16-16位立即数 direct-片内低128个ram单元地址及sfr地址 addr11-11位目的地址 addr16-16位目的地址 rel-8位地址偏移量，范围：128127 bit-片内ram位地址、sfr的位地址 （）-表示 地址单元或寄存器中的内容 / -位操作数的取反操作前缀,2019/4/7,6,3.2.1 寄存器寻址,寻址方式：寻找（源）操作数或指令转移地址的方式 80c51单片机有7种寻址方式,3.2 80c51的寻址方式,操作数在寄存器中 寻址空间： r0r7、a、b(ab形式） 和dptr,特点： 传送和执行速度快,【例】若（r0）=30h，,执行mov a,r0后,（a）=30h,2019/4/7,7,3.2.2 直接寻址,操作码后字节存放的是操作数的地址 寻址空间： 片内ram低128字节 sfr（符号形式）,另一类直接寻址是转移目标地址的寻址。如：ljmp addr16,【例】若（50h）=3ah ，,执行mov a,50h后,（a）=3ah,2019/4/7,8,3.2.3 寄存器间接寻址,寄存器中的内容是操作数的地址 寻址空间： 片内ram（ri、sp） 片外ram（ri、dptr）,【例】若（r0）=30h,（30h）=5ah,执行mov a,r0后,（a）=5ah,片内：mov 片外：movx,2019/4/7,9,mov r7,#20 mov r0,#30h loop: mov a,r0 inc r0 djnz r7,loop,3.2.3 寄存器间接寻址,2019/4/7,10,3.2.4 立即寻址,操作数在指令编码中 寻址空间： rom,对于mov dptr，#2100h指令，立即数高8位“21h”装入dph,【例】执行mov a，#50h,结果：（a）=50h,2019/4/7,11,3.2.5 变址寻址,操作数地址：基地址+偏移量 寻址空间： rom,变址寻址还用于跳转指令，如jmp a+dptr,【例】（a）0fh,（dptr）=2400h,执行mov a,a+dptr”后,结果：（a）=88h,2019/4/7,12,3.2.6 相对寻址,用于跳转指令，实现程序分支,rel常用符号地址表示，离源地址不要超过（128127 ）,【例】若rel为75h，psw.7为1，jc rel存于1000h开始的单元。,执行jc rel指令后，程序将跳转到1077h单元取指令并执行。,基本用人工标号的方式来表示目标位置,2019/4/7,13,3.2.7 位寻址,寻址位数据 寻址空间 片内ram位空间 sfr位空间,【例】位地址00h内容为1，mov c，00h执行后，位地址psw.7的内容为1。,位寻址方式实质属于位的直接寻址。,2019/4/7,14,3.3 数据传送类指令（29条）,一般不影响标志寄存器psw的状态。,传送类指令有两大类 一般传送（ mov ） 特殊传送，如： movc movx push、pop xch、xchd swap,2019/4/7,15,3.3.1 一般传送指令,16位传送（仅1条）,mov dptr，#data16； dptr data16,例：执行指令 mov dptr，#1234h 后 （dph）=12h，（dpl）=34h。,8位传送,通用格式： mov ， ；,2019/4/7,16,以a为目的,【例3-9】若（r1）= 20h，（20h）= 55h。执行指令 mov a，r1 后，（a）= 55h。,2019/4/7,17,以rn为目的,【例3-10】执行指令 mov r6，#50h 后，（r6）= 50h,2019/4/7,18,以direct为目的,【例3-11】若（r1）=50h,（50h）=18h，执行指令 mov 40h，r1 后,（40h）=18h,2019/4/7,19,以ri为目的,【例3-12】若（r1）=30h，（a）=20h，执行指令 mov r1，a 后，（30h）=20h。,2019/4/7,20,3.3.2 特殊传送指令,以dptr内容为基址,读rom中常数表项指令movc,rom中可以存放程序代码，还经常存放常数表,movc a，a+dptr；a （a）+（dptr）,以pc内容为基址,movc a，a+pc ；a （a）+（pc）,常数表存放约束小，称为远程查表指令。占用dptr,常数表存放约束大，称为近程查表指令。不占用dptr,2019/4/7,21,读片外ram,读片外ram及接口单元数据的指令movx,片外ram中经常存放数据采集与处理的中间数据,movx a，dptr ；a （dptr） movx a，ri ；a （ri）,写片外ram,movx dptr，a ；（dptr）a movx ri，a ；（ri）a,注意：用ri寻址时，高8位地址由p2口提供,2019/4/7,22,若将片外ram中2020h单元中的内容送给a。,方法一 mov p2,#20h mov r0,#20h movx a,r0 方法二 mov dptr,#2020h movx a,dptr,2019/4/7,23,入栈指令push,堆栈操作指令push和pop,堆栈是一片存储区，遵循“后进先出”原则，栈顶由sp指示。 80c51的堆栈设在片内ram低端的128个单元，向上生长。,push direct ；sp（sp）1，（sp）（direct）,出栈指令pop,pop direct ；（direct）（sp），sp （sp）1,注：堆栈用于子程序调用时保护返回地址，或者用于保护子程序调用之前的某些重要数据（即保护现场），还可以用于数据交换。,2019/4/7,24,利用堆栈完成40h与50h单元内容的交换的示例,mov sp,#6fh;将堆栈设在70h以上ram空间 push 40h ;将40h单元的“23h”入栈，之后（sp）=70h push 50h ;将50h单元的“45h”入栈，之后（sp）=71h pop 40h ;将sp指向的71h单元的内容弹到40h单元，之后（sp）=70h pop 50h ;将sp指向的70h单元的内容弹到50h单元，之后（sp）=6fh,（a）初始状态 （b）2条push指令执行后 （c）2条pop指令执行后,2019/4/7,25,字节交换指令xch,数据交换指令xch、xchd和swap,数据交换属于同时进行的双向传送,【例3-20】若（r0）=80h，（a）=20h。 执行指令 xch a，r0 后， （a）=80h，（r0）=20h。,2019/4/7,26,半字节交换指令xchd,【例3-21】若（r0）30h，（30h）67h， （a）20h。执行指令 xchd a，r0 指令后，（a）27h，（30h）60h。,xchd是间址操作数的低半字节与a的低半字节互换。 swap是累加器的高低4位互换,【例3-22】若（a）30h，执行指令swap a后，（a）03h 。,2019/4/7,27,3.4 算数运算类指令（24条）,算数运算结果要影响psw中标志位,cy为1，无符号数（字节）加减发生进位或借位 ov为1，有符号数（字节）加减发生溢出错误 ac为1，十进制数（bcd码）加法的结果应调整 p为1，存于累加器a中操作结果的“1”的个数为奇数,标志位意义,标志位与相关指令影响,2019/4/7,28,算数运算影响标志位示例,【例3-23】有2个参与相加的机器数，一个是84h，另一个是8dh。试分析运算过程及其对状态标志的影响。,结果：cy为1；ac为1 ；ov为1 ；p为0,2019/4/7,29,3.4.1 加法,不带进位加法,【例3-24】若有2个无符号数存于累加器a和ram的30h单元，即（a）=84h，（30h）=8dh，试分析执行指令 add a，30h 后的结果。,由于对无符号数相加，要考察cy。由上页图可知，cy=1，因此知道运算的结果发生了进位，即实际值应该是100h+11h。,所以，编程者应确保单字节无符号数运算结果不要超过255,2019/4/7,30,【例3-25】若有2个有符号数存于累加器a和ram的30h单元，即（a）=84h，（30h）=8dh，试分析执行指令 add a，30h 后的结果。,有符号数相加，只需考察溢出标志ov即可。由上图可见ov=1，因此可知运算的结果发生了溢出，这说明累加器a中的结果已经不是正确的值了。,编程者应确保单字节有符号数运算结果不超过-128127。否则，就要将数据用多字节表示或在程序运行中对状态标志进行判断：,无符号数用jnc或jc，有符号数要用jnb或jb。,jc rel ;如果c=1，则转移，否则顺序执行 jnc rel ;如果c=0，则转移，否则顺序执行 jb bit,rel ;如果bit=1，则转移，否则顺序执行 jnb bit,rel ;如果bit=0，则转移，否则顺序执行,2019/4/7,31,带进位加法（这组指令方便了多字节加法的实现）,加1,2019/4/7,32,十进制调整,da a ；调整a的内容为正确的bcd码,两个压缩的bcd码按二进制相加后，必须经过调整方能得到正确的和。,当a中低4位出现了非bcd码（10101111）或低4位的进位ac=1，则应在低4位加6调整。 当a中高4位出现了非bcd码（10101111）或高4位的进位cy=1，则应在高4位加6调整。,执行十进制调整指令后，psw中的cy表示结果的百位值,2019/4/7,33,2019/4/7,34,3.4.2 减法,带借位减法,用此组指令完成不带借位的减法，只需先清cy为0即可,cy为1，表示d7位需借位 ac为1，表示d3位需借位 ov为1，表示“d6有借位d7无借位”或“d7有借位d6无借位”,2019/4/7,35,【例3-25】若（a）=c9h，（r2）=54h，（cy）=1，试分析指令subb a，r2执行后，累加器的内容及状态标志。,即:（a）=74h,（cy）=0,（ac）=0,（ov）=1,（p）=0。,分析：数据为无符号类型。该指令执行前cy=1，说明此指令不是运算的最低字节，即在此指令执行之前，一定执行过低字节的减法并产生了借位。因此，本次相减（201-1-84=116=74h）结果为74h。,2019/4/7,36,减1,这组指令仅 dec a 影响p标志。其余指令都不影响标志位的状态。,2019/4/7,37,3.4.3 乘法,仅有一条乘法指令,mul ab ；a与b相乘,无符号 结果：b中为积的高8位，a中为积的低8位。 cy总是被清0；ov=1表示积大于ffh,3.4.4 除法,仅有一条除法指令,div ab ；a除以b,无符号 结果：a中为商的整数部分，b中为余数 cy总是被清0；ov=1表示除数为0,2019/4/7,38,3.5 逻辑运算与循环类指令（24条）,3.5.1 逻辑与,逻辑：与、或、异或、清0和取反 循环：左、右移，带进位位左、右移,【例】（a）=c3h，（r0）=aah，执行指令 anl a，r0 后，（a）=82h,与操作常用于对某些不关心位进行“清0”,同时“保留”另一些关心位,2019/4/7,39,例3-31：检测p1口低4位，高4位不关心。 mov a,p1 anl a,#0fh,2019/4/7,40,3.5.2 逻辑或,【例】（a）=c3h，（r0）=55h，执行指令 orl a，r0 后，（a）=d7h,或操作常用于对某些关心位进行“置1”,不关心位保持不变,2019/4/7,41,例3-33：将p1口的高4位设置为高电平，其它位不变。 orl p1,#f0h,2019/4/7,42,3.5.3 逻辑异或,【例】（a）=c3h，（r0）=aah，执行指令 xrl a，r0 后，（a）=69h,异或操作常用于对某些关心位进行“取反”,不关心位保持不变,2019/4/7,43,例3-35：若（p1）=59h，将高4位取反，其它位不变。 mov p1，#59h xrl p1,#f0h,2019/4/7,44,3.5.4 逻辑清0和取反,3.5.5 累加器循环移位,2019/4/7,45,3.6 控制转移类指令（17条）,3.6.1 无条件转移,短跳转,ajmp addr11 ；pc （pc）+ 2，pc100 addr11,2019/4/7,46,长跳转,ljmp addr16 ；pc addr16,相对转移,sjmp rel ；pc （pc）+ 2，pc （pc）+ rel,目标地址rel 对应范围为 127 128。,2019/4/7,47,【例】若“newadd”为地址1022h，pc的当前值为1000h。执行指令 sjmp newadd 后，程序将转向1022h处执行（rel=20h= 1022h1000h2）。解析如下：,2019/4/7,48,散转移,jmp a+dptr；pc （pc）+ 1，pc （a）+（dptr）,可完成多条判跳指令的功能,【例】功能：当（a）=00h时，程序将转到 rout0处执行；当（a）=02h时，程序将转到 rout1处执行；。,mov dptr,#table jmp a+dptr table:ajmp rout0 ajmp rout1 ajmp rout2 ajmp rout3,2019/4/7,49,3.6.2 条件转移,累加器判0转移,比较不等转移,2019/4/7,50,减1不为0转移,2019/4/7,51,【例】有一段程序如下，该程序执行后， （a）=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=37h,mov 23h,#0ah clr a loopx:add a,23h djnz 23h,loopx sjmp $,2019/4/7,52,3.6.3 调用与返回,调用,指令执行时将返回地址入栈 sp应设为合适值（默认值07h）,2019/4/7,53,【例3】若（sp）=07h，标号“xadd”表示的实际地址为0345h，pc的当前值为0123h。 执行指令 acall xadd 后: 返回地址为：（pc）+2=0125h。其低8位的2