《单片机原理》第二章.ppt

第2章 MCS-51指令系统与汇编语言程序设计,2.1 概述 2.2 寻址方式 2.3 MCS-51指令系统 2.4 汇编语言程序设计 2.5 高级语言Keil C51简介,2.1 概述,2.1.1 单片机程序设计语言的种类 2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令 2.1.3 MCS-51指令的分类 2.1.4 MCS-51指令中常用的符号,2.1 概述,2.1.1 单片机程序设计语言的种类,按照语言的结构及其功能可以分为三种：,（1）机器语言（Machine Language） 直接用机器码（0、1代码）编写程序、能够为计算机直接执行的机器级语言。 机器码是一串由二进制代码“0”和“1”组成的二进制数据，其执行速度快，但是可读性极差。机器语言一般只在简单的开发装置中使用，程序的设计、输入、修改和调试都很麻烦。,2.1 概述,（2）汇编语言（Assembly Language） 指用指令助记符代替机器码的编程语言。 汇编语言程序结构简单，执行速度快，程序易优化，编译后占用存储空间小，是单片机应用系统开发中最常用的程序设计语言。汇编语言的缺点是可读性比较差，只有熟悉单片机的指令系统，并具有一定的程序设计经验，才能研制出功能复杂的应用程序。,2.1.1 单片机程序设计语言的种类,按照语言的结构及其功能可以分为三种：,2.1 概述,（3）高级语言（High-Level Language） 在汇编语言的基础上用接近人的自然语言的语句来编写程序，例如PL/M-51、C51等，程序可读性强，通用性好，适用于不熟悉单片机指令系统的的用户。 高级语言是面向过程而独立于机器的通用语言。缺点是实时性不高，结构不紧凑，编译后占用存储空间比较大，这一点在存储器有限的单片机应用系统中没有优势。,单片机的汇编语言不但不会被高级语言完全取代，甚至还将继续占据重要地位。,2.1,2.1.1 单片机程序设计语言的种类,按照语言的结构及其功能可以分为三种：,2.1 概述,2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令,1、常用单位与术语 位（bit）：位是计算机所能表示的最小的、最基 本的数据单位，通常是指一个二进制 位。 字节（Byte）：一个连续的8位二进制数码称为 一个字节，即1Byte=8bit。 字（Word）：通常由16位二进制数码组成，即 1Word=2Byte。 字长：字长是指计算机一次处理二进制数码位的 多少。 MCS-51型单片机是8位机，即它的字长为8位。,2、汇编语言指令格式,标号: 操作码 操作数 ,操作数 ;注释,2.1 概述,2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令,其中： 项是可选项。 标号：指本条指令起始地址的符号，也称为指令的符号地 址。代表该条指令在程序编译时的具体地址。 操作码：又称助记符，它是由对应的英文缩写构成的，是 指令语句的关键。它规定了指令具体的操作功 能，是一条指令中不可缺少的内容。 操作数：它既可以是一个具体的数据，也可以是存放数据 的地址。,Start: MOV A, #0FH; 将循环次数初值送累加器,3、常用伪指令,2.1 概述,2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令,伪指令（也称为汇编程序的控制命令）是程序员发给汇编程序的命令，用来设置符号值、保留和初始化存储空间、控制用户程序代码的位置。 伪指令只出现在汇编前的源程序中，仅提供汇编用的某些控制信息，不产生可执行的目标代码，是CPU不能执行的指令。,（2）结束汇编伪指令END 格式：标号: END 表达式 功能：放在源程序的末尾，表明源程序的汇编到此结束。,2.1 概述,（1）定位伪指令ORG 格式：ORG n 其中：n为绝对地址，可以是十六进制数、标号或表达式。,例 ORG 1000H START：MOV A，#20H MOV R0，#30H ,MOVX DPTR，A END,3、常用伪指令,2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令,（3）赋值伪指令EQU 格式：字符名称x EQU 赋值项n 功能：将赋值项n的值赋予字符名称x。,2.1 概述,ORG 1000H LEDMAP: DB 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h DB 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h；,LEDBuf EQU 60h ; 显示缓冲,（4）定义字节伪指令DB 格式：标号: DB x1, x2, xn 功能：将8位数据（或8位数据组）x1, x2, xn顺序存放 在从当前程序存储器地址开始的存储单元中。,2.1,3、常用伪指令,2.1.2 汇编语言指令格式及常用伪指令,1、按指令字节数分类 单字节指令、双字节指令和三字节指令。,2.1 概述,2.1.3 MCS-51指令的分类,MCS-51指令系统有111条指令，可按下列3种方式分类：,2、按指令执行时间分类 单机器周期指令、双机器周期指令和四机器周期指令。,1、按指令字节数分类,2.1 概述,2、按指令执行时间分类,3、按指令功能分类,2.1,2.1.3 MCS-51指令的分类,MCS-51指令系统有111条指令，可按下列3种方式分类：,2.1.4 指令中的常用符号,Rn（n=07）：表示当前工作寄存器R0R7中的任一个。 Ri（i=0或1）：表示当前寄存器组中用于间址的R0或R1。 #data： 表示8位立即数。 #data16：表示16位立即数。 direct： 表示片内RAM的8位单元地址。 addr11：表示11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中。 addr16：表示16位目的地址，用于LCALL和LJMP指令中。 rel： 用补码形式表示的8位二进制地址偏移量，取值范围 为128+127，主要用于相对转移指令。,2.1 概述,bit：表示片内RAM的位寻址区，或者是可以位寻址的 SFR的位地址。 A（或ACC）、 B ：表示累加器、 B寄存器。 C：表示PSW中的进位标志位Cy。 ：在间接寻址方式中，是间址寄存器指针的前缀标志。 $：表示当前的指令地址。 （X）：表示由X所指定的某寄存器或某单元中的内容。 (X)：表示由X间接寻址单元中的内容。,2.1.4 指令中的常用符号,2.1 概述,2.1,2.2.1 寄存器寻址 2.2.2 直接寻址 2.2.3 立即数寻址 2.2.4 寄存器间接寻址 2.2.5 变址寻址 2.2.6 相对寻址 2.2.7 位寻址,2.2 寻址方式,在指令的操作数位置上，用于表征寻找操作数的方法定义为“寻址方式”。 正确地理解、掌握寻址方式，是学习、使用指令的关键。在MCS-51单片机中，共使用了以下7种寻址方式,2.2.1 寄存器寻址,指令中含有一个存有操作数的寄存器Rn（n=07）,2.2 寻址方式,【特点】寄存器寻址方式的指令大多是单字节指令。寄存 器的3位代码与操作码OP共同占用一个指令字节。,例：MOV A，Rn ;将寄存器Rn中的内容送累加器A中 MOV Rn，A ;将累加器A中的数据送寄存器Rn,以MOV A, R7为例，使用R7寄存器，所以 r r r =111，即指令的机器码为：0EFH,1 1 1 0 1 r r r,操作码OP,寄存器代码111,E8HEFH,MOV A, Rn,ROM的一个字节,2.2,2.2.2 直接寻址,指令本身直接给出操作数在RAM中存放的地址。,2.2 寻址方式,MOV A , direct ;将内存地址direct中的内容送入累加器 MOV direct1, direct2 ;将内存地址direct2的内容送入direct1中,例如：MOV A，30H ;将RAM 30H单元数据送累加器A,【特点】直接寻址方式的指令为23字节指令。每个直接地址 自身占用一个指令字节。,n,n+1,30H,累加器A,X,使用直接寻址应注意的两个问题：,1、当地址恰好在SFR区域时，地址也可用寄存器名来表示。,2.2.2 直接寻址,2.2 寻址方式,如： MOV A, 80H 可以写成 MOV A, P0 后者用SFR中寄存器的名字取代它的物理地址80H。后者更容易阅读和交流，所以提倡使用SFR中寄存器名称来代替直接地址。,如： MOV A, SBUF ；串口数据缓冲器数据送A MOV TH1, #0FEH ；为定时器1赋初值,MOV A, 00H ;将RAM中00H单元数据送累加器A MOV A, R0 ;将工作寄存器R0的内容送累加器A,返回,2.2.2 直接寻址,2.2 寻址方式,2、当直接地址是在工作寄存器区中时，可以使用两种寻址方式来访问。如：,使用了不同的寻址方式，指令的结构与字节数也不相同。 前者是：11100101(0E5H)、00000000（00H）双字节。 后者是：11101000(0E8H) 单字节;,最好用寄存器寻址方式来访问,类似的还有累加器A： INC A 寄存器寻址方式（单字节）； INC ACC 直接寻址方式（双字节）； INC 0E0H 直接寻址方式（双字节）。,2.2,2.2.3 立即寻址,指令中直接含有所需要的操作数data。,2.2 寻址方式,MOV A, #data ；将8位立即数送累加器A MOV DPTR, #data16 ；16位立即数送DPTR寄存器,【特点】立即数寻址的指令长度为2或3个字节。,ROM,DPTR,例：MOV DPTR, #2000H,n,n+1,n+2,注：对于16位立即数指令，汇编时高8位在前，低8位在后。,【注意】MOV A, #30H与 MOV A, 30H 两者的区别。,n,n+1,ROM,累加器A,MOV A, #30H,n,n+1,ROM,累加器A,MOV A, 30H,30H,RAM,2.2.3 立即寻址,2.2 寻址方式,2.2,2.2.4 寄存器间接寻址,指令中含有保存操作数地址的寄存器（Ri或DPTR）。CPU首先从寄存器中找到操作数地址，然后再从该地址中找到操作数 。,2.2 寻址方式,MOV A , Ri； MOVX A, Ri； MOVX DPTR, A,寻址范围： 内部RAM低128B（只能使用R0或R1作间址寄存器）、外部RAM。对于外部低256单元RAM的访问，除可以使用DPTR外，还可以使用R0或R1作间址寄存器。,下列的程序正确吗 MOV R1, #80H MOV A, R1,MOV R0, #30H ；立即数送R0寄存器 MOV A，R0 ；从RAM的30H单元取数送累加器A,30H,R0,00H,累加器A,1,2,3,2.2.4 寄存器间接寻址,【注意】 MOV A, R0 和 MOV A, R0 指令的区别。,2.2,2.2 寻址方式,MOV A, R0 执行过程示意图,指令使用DPTR或PC中的内容作为基地址，再与累加器A的内容相加，其和作为操作数地址。如： MOVC A, A+PC ; PC内容为基地址与A的内容相加得 操作数地址，并将此操作数送A MOVC A, A+DPTR ;DPTR内容为基地址与A的内容相 加得操作数地址并将此操作数送A,2.2.5 变址寻址,这是访问程序存储器ROM中数据的唯一的寻址方式。,变址寻址方式用于查表操作，而数据表是建立在程序存储器ROM中。,2.2 寻址方式,【例】已知ROM中的0300H-0309H 为09的平方表，编程求 A中数据的平方（设A=02H）。,02H,0300H,0302H,累加器A,DPTR,0300H （DPTR） + 02H （A） 0302H,MOVC A,A+DPTR,0300H,平方表,ALU,解：MOV DPTR, #0300H ；指针DPTR赋表头地址 MOVC A, A+DPTR ；从0302H单元取数4送A,ROM,变址寻址,2.2,2.2 寻址方式,相对转移指令使用的一种寻址方式。,2.2.6 相对寻址,SJMP short_lable,2.2 寻址方式,无条件转向短标号short_lable地址 该指令操作码为80H，操作数为偏移量rel（+127-128）， 它由汇编程序汇编时自动计算填入。计算公式为： rel= short_lable地址-PC值，或： rel=short_lable地址-相对转移指令地址-相对转移指令字节数,即相对转移指令中给出一个转移地址的偏移量rel。在执行中将当前PC值（执行当前指令后的PC值）与偏移量rel（补码）相加，形成实际转移的目标地址 相对寻址方式。,【例】ORG 0100H S1：CLR A MOV R0，#45H SJMP S2 SETB C SETB 00H S2：MOV A，#0FH . . .,0100H,0106H,0103H,0105H,0108H,Short_lable,PC值,rel值,0105H + 03H 0108H,2.2 寻址方式,2.2,指令的形式同直接寻址相似，不同的是：指令中的地址是“位地址” ，而不是字节地址。 MOV C，bit,2.2.7 位寻址,如： MOV C，02H；将位地址为02H中的内容送Cy中 类似的还有逻辑运算指令等。,除了RAM中的位寻址区外，大多SFR（地址能够被8整除的）都可以按位寻址，这对编程尤为重要。,2.2 寻址方式,作为嵌入式控制器，CPU更多的是处理“开关量”而不单纯是字节结构的数据。因此MCS-51在指令设计上刻意设计了大量的“布尔操作”即位操作，这为系统应用带来了很大的方便。,MCS-51 单片机 控制、检测 系统,驱动器,电动机,外设1,外设2,状态信号,状态信号,控制信号,2.2.7 位寻址,2.2 寻址方式,【举例】： SETB 90H ;将P1口的D0位置1 为了增加程序的可读性，凡在SFR中的位地址都可以使用符号来替代。如本例中，完全可以使用下面的指令格式： SETB P1.0 ;将P0口的D0位置1 又如： SETB EA （SETB 0AFH）；开中断 SETB TR0 （SETB 8CH） ；启动定时器 这种指令在编译时，是要先将符号地址进行转换的。,2.2,2.2.7 位寻址,2.2 寻址方式,2.3 MCS-51指令系统,2.3.0 预备知识：WAVE仿真开发软件安装与使用 2.3.1 数据传送指令 2.3.2 算逻运算与移位指令 2.3.3 控制转移和位操作指令,WAVE仿真开发软件把源程序编辑、编译、下载、调试等操作全部集中在一个环境下进行，支持MCS-51、PIC两大系列、不同种类的单片机。 具有软件模拟执行功能，除输入、输出操作外，均可在软件模拟环境下完成绝大部分应用程序的调试。,2.3.0 WAVE仿真软件的安装与使用,2.3 MCS-51指令系统,1、WAVE仿真软件功能简介,2.3 MCS-51指令系统,2、WAVE仿真软件的安装,1）从WAVE网站/download.htm （南京伟福实业有限公司）下载WAVE6000 for Windows （支持LAB2000）仿真开发软件（ZIP压缩文件格式），经 ZIP解压后，运行其中的SETUP.EXE文件即可，该安装程序将引导用户完成WAVE 6000仿真开发软件的安装过程。 2）从课件邮箱下载应用程序文件“wave6000_G”，双击安装即可。,2.3.0 WAVE仿真软件的安装与使用,1、WAVE仿真软件功能简介,1）安装后，从“WAVE6000_GBIN”子目录下双击wave图标进入界面；,2.3 MCS-51指令系统,3、WAVE仿真软件的使用,2、WAVE仿真软件的安装,2.3.0 WAVE仿真软件的安装与使用,1、WAVE仿真软件功能简介,2）新建一个汇编语言的源程序（如：f1.asm）； 3）编译、调试。,完成安装后，首次启动看到的界面,2.3.0 WAVE仿真软件的安装与使用,2.3 MCS-51指令系统,2.3,2.3.1 数据传送指令,2.3 MCS-51指令系统, 内部数据传送类指令 外部数据传送类指令 堆栈操作指令 数据交换指令,数据传送是编程中使用最多、最主要的操作。 在传送过程中，源地址的内容不被改变（COPY）。 传送类指令除了以累加器A为目标的传送对PSW的P有影响外，其余的传送类指令对PSW一概无影响。,指令通式：MOV ,2.3,特点：单片机内部各单元之间的内部数据传送，指令的源操作数和目的操作数都在单片机内部。,1、立即寻址型传送指令 2、直接寻址型传送指令 3、寄存器寻址型传送指令 4、寄存器间址型传送指令 5、内部数据传送类指令的使用, 内部数据传送指令,2.3,2.3.1 数据传送指令,1、立即寻址型传送指令,【特点】源操作数是立即数，处在指令的第二或第三字 节，所以这类指令都是多字节指令，有如下4条。 MOV A ,#data ; A data （双字节指令） MOV Rn ,#data ; Rn data （双字节指令） MOV Ri ,#data ; （Ri） data（双字节指令） MOV direct ,#data ; direct data （三字节指令）,这类指令多用于程序的初始化。如： MOV R0，#20H ；R0 #20H MOV A，#00H ；累加器A清零,2.3.1 数据传送指令, 内部数据传送指令,【例】已知：R0=20H，试问单片机执行如下指令后，累加器A、R7、20H和21H单元中的内容各是什么。 MOV A, #18H MOV R7, #28H MOV R0, #38H MOV 21H, #48H,,2.3.1 数据传送指令,1、立即寻址型传送指令, 内部数据传送指令,【特点】指令中至少含有一个源操作数或目的操作数的地址。是2个或3个字节的指令格式，其中直接地址在第2或第3个字节上。这类指令有如下5条：,2、直接寻址型传送指令, 内部数据传送指令,MOV A , direct MOV direct , A MOV Rn , direct MOV Ri , direct MOV direct2 , direct1 【注意】direct为内部RAM和SFR的地址，即direct 适用于片内所有的地址。,2.3.1 数据传送指令,MOV A, 30H ；内存RAM30h单元数据送A MOV 50H, A ；A中内容送RAM的50h单元 MOV R6, 31H ；RAM的30h 内容送R6寄存器 MOV Ri, 30H ；RAM30h内容送Ri指定的RAM单元 MOV P1, 32H ；RAM32h内容送P1口（p1:符号地址） MOV 90H, 32H ；（同上，试比较两种表示方法，一个 指令两种写法）,,2.3.1 数据传送指令,2、直接寻址型传送指令, 内部数据传送指令,【特点】指令中含有存放操作数的寄存器名Rn， 其中（n0，1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)。 共有如下4条： MOV A ,Rn MOV Rn ,A MOV direct ,Rn MOV Rn，direct,3、寄存器寻址型传送指令, 内部数据传送指令,,2.3.1 数据传送指令,【特点】指令中Ri中存放的不是操作数本身，而是操作数 在RAM中的地址（i=0、1）。 格式如下： MOV A ,Ri MOV Ri ,A MOV direct ,Ri 【注意】Ri中存放操作数的地址是有所选择的，只有 非SFR的RAM单元才能使用这种寻址方式。,4、寄存器间接寻址型传送指令, 内部数据传送指令,2.3.1 数据传送指令,【例】已知（40h）=11h，（41h）=22h，R0=40h和R1=41h。试问：下面的指令执行后，累加器A、RAM的40h、41h和42h单元中的内容各是什么。 MOV A , R0 MOV R1, A MOV 42H, R1,,2.3.1 数据传送指令,4、寄存器间接寻址型传送指令, 内部数据传送指令,（1）不能根据主观意愿去“创造”指令。,5、内部数据传送类指令的使用, 内部数据传送指令,例如：要将R0中的数据传送到R1中。如何使用指令去完成上述的操作？ MOV R1, R0 是否可以？,回答是否定的！因为在MCS-51的指令系统中没有此条指令！只能使用： MOV A, R0 或： MOV 01h, 00h MOV R1, A 因此，必须从MCS-51的指令表中选择使用指令。,2.3.1 数据传送指令,MCS-51内部数据传送类指令方式图,累加器A,direct 直接寻址,Ri间址,Rn寄存器,Data立即数, 内部数据传送指令,2.3.1 数据传送指令,返回,（2）会正确地估计指令的字节。凡是包含有立即数、直接地址的指令，都应当在原有的基础上加1或2。 【举例】 mov a ,Ri （ ）个字节 mov a ,direct （ ）个字节 mov direct ,data （ ）个字节 mov direct2 ,direct1 （ ）个字节,（3）养成一个好的、合理的编程习惯。 （4）注意给程序进行适当的注释，这对于阅读、编写和修改程序都是非常重要的。,（1）不能根据主观意愿去“创造”指令。,2.3.1 数据传送指令,2.3.1,5、内部数据传送类指令的使用, 内部数据传送指令,1、16位数传送指令 2、外部ROM的字节传送指令 3、外部RAM的字节传送指令, 外部数据传送指令,【特点】单片机内部与外部之间的外部数据传送。,2.3.1,2.3.1 数据传送指令,1、16位数传送指令,MCS-51指令系统中唯一的一条16位数据传送类指令。 MOV DPTR,#data16 DPTR是单片机内部SFR中的两个寄存器DPH、DPL组合而成。其中DPH为高八位，DPL为低八位。 DPTR是一个专门用于访问外部存储器的间址寄存器。寻址能力为 64K （065535）。,,2.3.1 数据传送指令, 外部数据传送指令,这类指令有两条，都属于变址寻址指令。 MOVC A,A+DPTR ；A (A+DPTR) MOVC A,A+PC ；PC PC+1, A (A+PC) ROM单元地址由A和DPTR或PC内容相加获得。 该指令称为“查表”指令。 前者用DPTR作为基地址；后者是以程序计数器PC为基地址。由于PC的内容与该指令在ROM中的位置有关，并且PC的值是不能随便修改的，所以选择PC作基地址时，往往要通过累加器A进行“查表修正”。,2、外部ROM的字节传送指令,2.3.1 数据传送指令, 外部数据传送指令,【例】已知累加器A中存有09范围内的数，试用查表指令编写出查找出该数平方的程序。 1）采用DPTR作基址寄存器： MOV DPTR,#2000H ;指针赋值 MOVC A,A+DPTR;查表得平方值送A,2000h,2009h,2008h,2007h,2006h,2005h,2004h,2003h,2002h,2001h,2、外部ROM的字节传送指令,2.3.1 数据传送指令, 外部数据传送指令,2）采用PC作基址寄存器 ORG 1FFBH 1FFBH 74 data ADD A , #data; data=02h 1FFDH 83H MOVC A,A+PC;PC=1FFE 1FFEH 80FEH SJMP $ 2000H 00H DB 0 ;平方表首址 2001H 01H DB 1 2002H 04H DB 4 2003H 09H DB 9 2004H 10H DB 16 2005H 19H DB 25 : : : 2009H 51H DB 81 END data为MOVC指令对表头地址之间的单元数。,2000h,2009h,2008h,2007h,2006h,2005h,2004h,2003h,2002h,2001h,1FFFh,1FFEh,1FFDh,1FFCh,1FFBh,通过A进行修正,2.3.1 数据传送指令,使用 MOVC A,A+PC 指令的特点： 1）与使用MOVC A,A+DPTR 指令不同，使用前应当对A中的偏移量加一个“修正值”，修正值的大小为：MOVC指令与表头之间的字节数； 2）程序与数据表在ROM中的位置是可以浮动的。 只要MOVC指令与表之间的距离不变，则程序可以在ROM中的任意位置上“浮动”，程序具有可修改性。,,2.3.1 数据传送指令,2、外部ROM的字节传送指令, 外部数据传送指令,实现外部RAM和累加器A之间的数据传送。 只能使用寄存器间址的寻址方式。 在MOVX指令模式下，单片机的P0、P2口做访问外部数据的地址和数据的总线。其中： P0口做低8位地址和数据的复用总线； P2口做高8位地址总线。,3、外部RAM的字节传送指令, 外部数据传送指令,MOVX A ,Ri 使用Ri寄存器间址寻址范围0255 MOVX Ri ,A 在硬件电路中P2口不用。 MOVX A,DPTR ; 使用DPTR间址，寻址范围065535 MOVX DPTR,A ;在硬件电路中，使用P0口输出低8位， P2口输出高8位外部RAM地址。,2.3.1 数据传送指令,【例】已知外部RAM的88H单元有一个数x，试编程将x送外部RAM的1818H单元。 【解】：外部RAM中的数据是不能直接传送的，因此必须使用两次 MOVX 指令完成此操作。 ORG 2000H MOV R0，#88H ；为8位指针赋值 MOV DPTR，#1818H；为16位指针赋值 MOVX A，R0 ；取 x 到累加器A MOVX DPTR，A ；x 送RAM的1818h单元 SJMP $ ；停机 END, 外部数据传送指令,返回,,2.3.1 数据传送指令,堆栈操作是一种特殊的保护数据的传送指令。 堆栈：一个用来保存程序断点、数据的存储区域。在51单片机中，栈区可以使用片内RAM的任意位置，具体位置由指针SP来确定（系统上电时，SP=07h）。 1）进栈操作： PUSH direct ；sp+1sp, (direct)(sp) 2）出栈操作： POP direct ；(sp) (direct), sp-1sp, 堆栈操作指令,2.3.1 数据传送指令,“先加后压” 、 “先弹后减”,org 0800h delay: push 00h push 01h mov r0, #00h Loop1: mov r1, #00h Loop2: djnz r1, loop2 djnz r0, loop1 pop 01h pop 00h ret,SP,思考：为什么R0、R1的内容要进栈？,【例】产生延时的子程序delay。, 堆栈操作指令,2.3.1 数据传送指令,PUSH、POP 指令使用的寻址方式为直接寻址，所以 push a X（有的编译系统识别，将a转换为acc） push acc push 0e0h push r0 X push 00h 进栈操作是堆栈向上“生长”的过程，即sp+1；出栈则相反。 系统上电时，SP=07h。SP的值可以根据需要进行修改，在确定SP值时要考虑对栈区对数据区的影响，以避免两者冲突。如：在程序的初始化时加一条： MOV SP，60H,使用PUSH、POP 指令的注意事项,2.3.1,2.3.1 数据传送指令,一种方便的累加器和寄存器/RAM之间的数据交换。避免了使用MOV 指令交换时的不便。 格式： XCH a ,Rn ；a Rn XCH a ,direct ；a (direct) XCH a ,Ri ；a (Ri) XCHD a ,Ri ；a 30 (Ri) 30低四位交换 举例：将R1和R2的内容交换。 MOV A, R1 ；取数据送A XCH A, R0 ；与R0交换 MOV R2, A ；送回到R1, 数据交换指令,2.3.1 数据传送指令,【例】已知，片外RAM20h单元、内部RAM20h单元分别有数x和y，试编程将两数相互交换。 mov R1, #20h ；指针赋初值 movx a, R1 ；x a xch a, R1 ；交换 a(20h),ya movx R1, a ；y(20h)片外RAM,(y) x,20h,20h,累加器A,1,2,3,跳过例2, 数据交换指令,2.3.1,2.3.1 数据传送指令,【例】已知RAM50h单元有一个09范围内的数，试编程将它变成相应的ASCII码。 【解】：09的ASCII码是30h39h，两者相差30h。 方法一：对50h单元的数据高四位组装一个30h。 mov r0,#50h ；指针赋值 mov a,#30h ；30hA xchd a,r0 ；A30(r0)30,在A中组成ASCII码 mov r0,a ；A中的ASCII码送回50h单元,50h,00110101,A=30h,交换后A=35h,1,2,方法二：把50H的内容直接与30H相加，形成相应的ASCII码（略）,2.3.1 数据传送指令, 数据交换指令,2.3.1,功能：完成算术运算、逻辑运算和循环移位三大 功能。 特点：大多指令都要由累加器A来存放一个源操 作数，并把操作结果放回累加器A中。, 算术运算指令 逻辑运算指令 移位指令,2.3,2.3.2 算逻运算和移位指令, 算术运算指令,不带进位的加法指令 （ ADD ） 1、加法指令： 带进位的加法指令 （ ADDC ） 加1指令 （ INC ） （编程举例） 2、减法指令： 带进位的减法指令 （ SUBB ） 减1指令 （ DEC ） 3、十进制调整指令： （ DA A ） 4、乘法和除法指令： （MUL DIV）,2.3.2,2.3.2 算逻运算和移位指令,1、加法指令（之一）：不带进位的加法指令,格式： ADD A ,Rn ；A +Rn A ADD A ,direct ；A +(direct) A ADD A ,Ri ；A +(Ri) A ADD A ,#data ；A +data A 【注意】 参加运算的数据都应是8位的，结果也是8位并影响PSW。 根据编程者的需要，8位数据可以是无符号数（0255），也可以是有符号数（-128+127）。 不论编程者使用的数据是有符号数还是无符号数，CPU都将它们视为有符号数（补码）进行运算并影响PSW。, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,,【例】分析执行下列指令后累加器A和PSW中各标志的变化。 MOV A,#19H Cy=0; ADD A,#66H AC=0 OV=CPCS=0 25 A= 0 0 0 1 1 0 0 1 B P=1 + 102 data= 0 1 1 0 0 1 1 0 B 127 0 0 1 1 1 1 1 1 1 B 1）若两数都是无符号数，则因Cy=0无溢出，25+102=127。 2）若两个数是有符号数，则因OV=0无溢出。,cy,0 0 0 CP CS AC,,1、加法指令（之一）：不带进位的加法指令, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,【例】分析执行下列指令后累加器A和PSW中各标志的变化。 MOV A,#5AH Cy=0; ADD A,#6BH AC=1; OV=CPCS=1 90 A= 0 1 0 1 1 0 1 0 B P=0 + 107 data=0 1 1 0 1 0 1 1 B 197 0 1 1 0 0 0 1 0 1 B CP CS AC 1）若两数是无符号数，因Cy=0无溢出：90+107=197 2）若两数是有符号数，因OV=1，故有溢出，两个正数相加后变为负数，很明显结果是不正确的。,1、加法指令（之一）：不带进位的加法指令, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,格式： ADDC A ,Rn ；A +Rn +Cy A ADDC A ,direct；A +(direct) +Cy A ADDC A ,Ri ；A +(Ri) +Cy A ADDC A ,#data；A +data +Cy A 【注意】 这里的Cy是指令执行前的Cy； 对PSW的影响同ADD指令。,1、加法指令（之二）：带进位的加法指令, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,格式： INC A ；累加器A加1 INC Rn ；Rn+1Rn INC direct ；内存单元数据加1 INC Ri ；内存单元数据加1 INC DPTR ；dptr+1dptr 【注意】 除第一条对PSW的P有影响外，其余对PSW均无影响。 由于上面的原因，INC指令不能作为一般的数据算术运算使用（为什么？），而常用于修改数据指针等控制、循环语句中使用。,1、加法指令（之三）：加1指令（修改指针专用）, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,【例】已知片内M1、M2单元中存有两个16位无符号数X1、X2（低位在前）。试写出求解X1+X2的程序段，并将结果放入M1、M1+1单元（低8位在M1单元）。设两数之和不会超过16位（65535）。,M1,M1+1,M2,M2+1,1、加法指令, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,MOV R0，#M1；x1指针赋初值 MOV R1，#M2；x2指针赋初值 MOV A，R0；取x1低8位送A ADD A，R1；x1与x2低8位相加 MOV R0，a ；低8位和送m1单元 INC R0 INC R1 ；修改指针 MOV A，R0 ；取x1的高8位送A ADDC A，R1 ；x1与x2的高8位和Cy相加 MOV R0，A ；结果送M1+1单元,M1,M1+1,M2,M2+1,2.3.2 算逻运算和移位指令,1、加法指令, 算术运算指令,【例】要求在内存40H单元开始的16个单元建立一个数据区，分别存0、1、2，0FH；将该数据块的数据移动到外部存储器2000H开始的区域。,40H,41H,4FH,2000H,2001H,200FH,2.3.2 算逻运算和移位指令,1、加法指令, 算术运算指令,MOV R0，#40H ;内部RAM指针赋初值 MOV R2，#0FH ; R2计数指针赋初值 MOV A，#00H ; 第一个数据送A START：MOV R0，A ; 开始建立内部RAM数据区 INC R0 ; 指向下一单元 INC A ; 下一个数据 DJNZ R2，START ; 是否是最后一个单元 MOV DPTR，#2000H ;外部RAM指针赋初值 MOV R0，#40H MOV R2，#0FH LOOP ： MOV A ， R0 ;开始传送 MOVX DPTR，A INC R0,INC DPTR DJNZ R2，LOOP SJMP $,2.4.4,,2.3.2 算逻运算和移位指令,在MCS-51单片机的指令系统中，只有： 带进位的减法 SUBB 减1 DEC 两种减法指令。,2、减法指令（之一）带进位的减法指令, 算术运算指令,格式：SUBB A ,Rn ; A Rn Cy A SUBB A ,direct ; A (direct) Cy A SUBB A ,Ri ; A (Ri) Cy A SUBB A ,#data ; A data Cy A,【注意】 无论相减两数是无符号数还是有符号数，减法操作总是按有符号数来处理、影响PSW中相关的标志（见举例）。 在MCS-51的指令系统中没有不带Cy的减法，所以在使用SUBB指令前必须使用一条清除Cy的指令：CLR C。,2.3.2 算逻运算和移位指令,,【例】分析执行下列指令后累加器A和PSW中各标志的变化。 CLR C MOV A,#52H 01010010B = 82 SUBB A,#0B4H 10110100B = -76补 82 a= 0 1 0 1 0 0 1 0 -76 data= 1 0 1 1 0 1 0 0 158 1 1 0 0 1 1 1 1 0 = -98补 手工计算 CP CS AC 1 0 1 【分析】-98的结果显然是错的。原因是OV=1，即产生了溢出。所以，对于符号数的减法在运算后一定要检测OV。,2、减法指令（之一）带进位的减法指令, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,格式： DEC A ；累加器A减1 DEC Rn ；Rn-1Rn DEC direct ；内存单元数据减1 DEC Ri ；内存单元数据减1 【注意】 除了第一条对PSW的P有影响外，其余对PSW均无影响。 由于上面的原因，DEC指令一般不作为数据算术运算使用（因为不能对PSW的OV等位产生影响，它主要用于修改数据指针在循环语句中使用）。,2、减法指令（之二）减1指令（修改指针专用）, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,CPU没有专用的BCD码加、减法指令，只能使用二进制加法指令再通过十进制调整指令实现BCD码的运算。 格式：DA A ;若AC=1或A30 9,则A+06hA ;若Cy =1或A74 9,则A+60hA 【注意】 DA A指令必须紧跟在加法指令之后； DA A指令只适用于加法指令的调整。,3、十进制调整指令, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,【例】试写出完成85+59的BCD码的加法程序。 MOV A,#85H ADD A,#59H DA A SJMP $ 85 a= 1 0 0 0 0 1 0 1B + 59 dtat= 0 1 0 1 1 0 0 1B 144 1 1 0 1 1 1 1 0B 低4位 9，所以加06h + 0 0 0 0 0 1 1 0B 1 1 1 0 0 1 0 0B 高4位 9，所以加60h 0 1 1 0 0 0 0 0B 1 0 1 0 0 0 1 0 0B 结果为144h（1在Cy中） 【注意】144H是用16进制数来表示十进制，即BCD码。, 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,BCD减法运算：由于DA A 指令只能对BCD码的加法进行调整，所以遇到BCD码的加法时就要将其减法变为加法运算，然后再使用DA A指令进行调整。 减法变加法就是使用BCD码的补码运算法则： 将被减数 - 减数变为被减数 + 减数的补码。 减数的补码 = BCD码的模-减数 其中BCD码的模为100 = 99H+01H = 9AH, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,【例】在M1、M2中分别存有被减数91和减数36。试编程求91-36并将结果存入M3单元。 【解】： 1）算法：91-36=91+（100-36）=91+（9A-36) 2）编程： CLR C ; 清除Cy MOV A, #9AH ; BCD码的模100送A SUBB A, M2 ;计算减数的补码 （结果在A中） ADD A, M1 ;被减数+减数的补码（结果在A中） DA A ;十进制调整 MOV M3, A ;结果送M3单元 CLR C ;清除进位位（不要Cy), 算术运算指令,,2.3.2 算逻运算和移位指令,这是MCS-51单片机唯一的一类单字节4周期指令，它相当于4条加法指令的运行时间。 格式：MUL A B ;a b=b a (b存高8位，a存低8位） DIV A B ;a b=ab (a存商，b存余数） 【注意】指令对标志的影响： 在乘法指令中对PSW的影响有Cy、OV、和P。 其中: Cy0；P取决于A中“1”的个数；OV表明积的大 小。当积超过255（B0）时，OV=1。 在除法指令中，Cy、P与乘法相同。在执行除法指令 时，若B=0时OV=1，表示除数=0除法无意义，其余情 况下OV被复位。,跳过举例,4、乘法和除法指令, 算术运算指令,2.3.2 算逻运算和移位指令,【例】是将内存20H中的无