单片机的指令系统.ppt

1,指令概述 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,第3章 80C51的指令系统,本章内容,2,3.1 指令系统简介,1) 指令概述 一台微机所具有的所有指令的集合，就构成了指令系统。指令系统越丰富，说明CPU的功能越强。,2)机器指令 一台微机能执行什么样的操作，是在微机设计时确定的。一条指令对应着一种基本操作。由于计算机只能识别二进制数，所以指令也必须用二进制形式来表示，称为指令的机器码或机器指令。 MCS-51单片机指令系统共有33种功能，42种助记符，111条指令。,3,1、二进制的表示形式：（以“累加器的内容+08H”为例） 00100100B 操作码 OP （加法） 00001000B 操作数DATA（08H） 特点： 能被CPU直接识别、运行的形式。也称机器码、汇编 语言的目标代码。 缺点：不便于阅读、记忆和调试修改。,3) 指令表示,4,2、十六进制表示方式： 它是对二进制形式的一种简化。 00100100B 24H 00001000B 08H,二进制表示的形式 十六进制表示的形式,在实验室等少数环境下，可以将这种形式作为输入程序的一种辅助手段。但是，这种形式的指令格式必须由对应的监控程序把它们翻译成二进制的“机器码”后存入程序存储器并运行。,5,3、指令的“助记符”方式（也称“汇编格式”）： 00100100B 24H 00001000B 08H ADD A，#08H,二进制表示形式 十六进制表示 汇编格式,返回,1）这是一种由英文单词或字母、数字来表征指令功能的形式。是一种便于阅读、书写和交流的表示形式。 2） “汇编”格式的指令必须 “翻译”为二进制形式 “机器码”后才能为CPU所识别和执行。 3）三种不同的表示方法适用于不同的场合。,6,指令格式：既指令的结构形式。,操作码,操作数或操作数地址,由操作码和操作数（或操作数地址）构成指令的结构。,举例：MOV A,#0FFH ADD A,R0,返回,4) 指令格式,7,采用助记符表示的汇编语言指令格式如下：,标号是程序员根据编程需要给指令设定的符号地址，可有可无；标号由18个字符组成，第一个字符必须是英文字，不能是数字或其它符号；标号后必须用冒号。,4) 指令格式,8,操作码表示指令的操作种类，如MOV表示数据传送操作，ADD表示加法操作等。 操作数或操作数地址表示参加运算的数据或数据的有效地址。操作数一般有以下几种形式：没有操作数项，操作数隐含在操作码中，如RET指令；只有一个操作数，如CPL A指令；有两个操作数，如MOV A,#00H指令，操作数之间以逗号相隔；有三个操作数，如CJNE A,#00H,NEXT指令，操作数之间也以逗号相隔。 注释是对指令的解释说明，用以提高程序的可读性；注释前必须加分号。,4) 指令格式,9,在MCS-51单片机的指令系统中，因指令操作码和操作数的不同，指令（在存储器中）长度也各不相同。 分为单字节、双字节和三字节。 单字节指令（49条）：分无操作数、有操作数两种。 无操作数：如 INC DPTR 10100011B INC A 00000100B 【特点】：操作数隐含在操作码中。 含有操作数寄存器名称的单字节指令： 如：MOV A，R0 11101000B MOV A，R1 11101001B 【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。,5) 指令长度与执行时间,5)指令长度与执行时间,10,双字节指令（46条）： 指令的操作码和操作数各占一个字节。 如： MOV A , #data 01110100B data 很明显：8位的操作数本身占据一个字节。,n,n+1,MOV A , #data,双字节指令在程序存储器的存放示意图,5) 指令长度与执行时间,11,三字节指令（16条）： 指令中的操作数为双字节。如： MOV DPTR,#data16 1001000B,data15-8,data7-0 或者：指令中分别包含1个字节的操作数和1个字节的操作数地址。如： MOV direct, #data 举例：MOV 20H,#0FFH,MOV DPTR,#data16,MOV direct, #data,三字节指令在存储器中存放的方式示意图,5) 指令长度与执行时间,12,指令的字节多是否意味着指令周期就长？,从表中可见，指令的字节数与指令周期不是对等的关系,返回,5) 指令长度与执行时间,5) 指令长度与执行时间,13,6) 符号说明,参见P51说明,14,3.2 寻址方式,找到参与运算的数据或数据所在的地址的方式，称为寻址方式。 寻址方式主要是指源操作数的寻址。,15,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,1) 立即数寻址,16,MOV P1,#55H ；将立即数55H送P1口 MOV 20H,#55 ；将立即数55H送20H 单元 MOV A,#0F0H ；将立即数0F0H送累加器A MOV R4,#0FH ；将立即数0FH送寄存器R4中 MOV R0,#20H ；将立即数20H送寄存器R0口 AND A,#0FH ；A的内容与立即数0FH与操作 ORL A,#0F0H ；A的内容与立即数0F0H或操作 MOV A,#01H ；将立即数01H送累加器A中 MOV A,#55H ；将立即数55H送累加器A中,注意：1）#；2）不能作为目的；3）注意#0F0H的意义,17,MOV A, 3AH 直接寻址是指把存放操作数的内存单元的地址直接写在指令中。在MCS-51单片机中，可以直接寻址的存储器主要有内部RAM区和特殊功能寄存器SFR区。(参见P37),2) 直接寻址,18,3) 寄存器寻址,MOV R1, A寄存器寻址是指将操作数存放于寄存器中，寄存器包括工作寄存器R0R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR等。例如，指令MOV R1,A的操作是把累加器A中的数据传送到寄存器R1中，其操作数存放在累加器A中，所以寻址方式为寄存器寻址。,19,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,设R0=3AH，内部RAM 3AH中的值是65H，则指令MOV A，R0的执行结果是累加器A的值为65H。,目的地,寄存器,操作数,3AH,内部RAM,3AH,65H,3AH,R0 R1 DPTR,目的地,2号,信在2号箱子里,1号,注意： 1）间接寻址的标志 2）R0,R1,SP，DPTR,4) 寄存器间接寻址,20,寻址比较,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，R0,21,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，R0,22,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，20H,23,MOV P1，R0,MOV P1，R0,MOV P1，20H,MOV P1，#20H,MOV P1，#20H,24,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 MOVC A, A+PC JMP 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,DPTR PC,46H,5) 变址寻址,25,26,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,ORG 2000H SJMP 54H SJMP 2056H 出现的格式！,PC,+,54H,PC,2002H,2002H =2056H,PC,2056H,6) 相对寻址,27,设指令SJMP 54H的机器码80H 54H存放在2000H处，当执行到该指令时，先从2000H和2001H单元取出指令，PC自动变为2002H；再把PC的内容与操作数54H相加，形成目标地址2056H，再送回PC，使得程序跳转到2056H单元继续执行。,28,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单元的第3位置1，该怎么办呢?,7) 位寻址,29,位寻址地址表,例：SETB 3DH,3D,3C,3B,3F,3E,3A,39,38,27H,30,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 3DH,0 0 0 0 0 0 0,1,0,位地址的表示方式: ?,31,3.3 数据传送指令,按功能, MCS -51 指令系统可分为下列 5 类: 数据传送指令（29条） 算术运算指令（24条） 逻辑运算指令（24条） 控制转移指令（17条） 位操作指令 （17条）,32,数据传送类指令共29条, 它是指令系统中最活跃、 使用最多的一类指令。 一般的操作是把源操作数传送到目的操作数, 即指令执行后目的操作数改为源操作数, 而源操作数保持不变。 若要求在进行数据传送时, 不丢失目的操作数, 则可以用交换型传送指令。,指令通式：MOV ,目的地址 源地址,数 据,20H,A,33,数据传送类指令不影响进位标志CY、 半进位标志AC和溢出标志OV, 但当传送或交换数据后影响累加器A的值时, 奇偶标志P的值则按A的值重新设定。 按数据传送类指令的操作方式, 又可把传送类指令分为3种类型: 数据传送、 数据交换和堆栈操作, 并使用8种助记符: MOV、 MOVX、 MOVC、 XCH、 XCHD、 SWAP、 PUSH及POP。,34,1. 数据传送到累加器A的指令 MOV A, Rn MOV A, direct MOV A, Ri MOV A, data 这组指令的功能是：把源操作数的内容送入累加器A。例如: MOV A, 10H, 该指令执行时将立即数 10H送入累加器A中。,3.3.1 内部RAM传送指令,35,例3.3.1 已知（A）=20H，（R0）=50H，内部RAM中（40H）=30H，（50H）=10H，指出下列指令执行后相应单元内容的变化情况。 MOV A , #40H MOV A , 40H MOV A , R0 MOV A , R0,36,2. 数据传送到工作寄存器Rn的指令 MOV Rn, A MOV Rn, direct MOV Rn, data 这组指令的功能是: 把源操作数的内容送入当前工作寄存器区的R0R7中的某一个寄存器。指令中Rn在内部数据存储器中的地址由当前的工作寄存器区选择位RS1、RS0 确定, 可以是 00H07H、08H0FH、10H17H、18H1FH。 例如: MOV R0, A, 若当前RS1、RS0 设置为 00 (即工作寄存器 0 区), 执行该指令时，将累加器A中的数据传送至工作寄存器R0(内部RAM 00H)单元中。,37,3. 数据传送到内部RAM单元（直接地址） MOV direct, A MOV direct, Rn MOV direct, direct MOV direct, Ri MOV direct, data 4. 数据传送到内部RAM单元（间接地址） MOV Ri, A MOV Ri, direct MOV Ri, data,38,5. 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)。,39,例3.3.2 已知（R0）=50H，（R1）=66H， （R6）=30H 内部RAM中（50H）=60H，（66H）=45H， （70H）=40H 指出下列指令执行后相应单元内容的变化情况。 MOV A , R6 MOV R7 , 70H MOV 70H , 50H MOV 40H , R0 MOV R1 , #88H,40,实现外部RAM和累加器A之间的数据传送。只有寄存器间接寻址的指令。 MOVX A,Ri 使用Ri寄存器间址寻址范围0255h MOVX Ri,A 在硬件电路中P0口输出8位地址数据。 MOVX A,DPTR 使用DPTR间址，寻址范围065535h 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。,3.3.2 外部RAM传送指令,41,外部RAM的字节传送指令举例,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,返回,42,3.3.3 数据交换指令,为提供一种方便的累加器和寄存器或RAM之间的数据交换。避免了使用一般MOV传送指令完成交换时的不便。 格式： XCH A,Rn ；A Rn XCH A,direct ；A (direct) XCH A,Ri ；A (Ri) XCHD A,Ri ；A30(Ri)30 SWAP A ；A30 A47,43,数据交换指令举例,已知，片外RAM 20h单元、内部RAM 20h单元分别有数x和y，试编程互将两数相交换。 MOV R1,#20h ；指针赋初值 MOVX A,R1 ；xa XCH A,R1 ；交换 a(20h),ya MOVX R1,A ；y(20h)片外RAM,(y) x,20h,20h,累加器A,1,2,3,44,3.3.4 ROM的字节传送指令（查表指令）,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) 该指令也称为“查表”指令。在ROM中建立一个数据表，可以使用DPTR、PC作为数据表格的基地址。 在第一条指令中：用DPTR作为基地址。使用前，先将数据表的首地址送入DPTR中，累加器A作为偏移量。由两者数据相加得到待查的表中数据地址并取出。（远程查表指令） 第二条指令是以程序计数器PC为基地址。由于PC的内容与该指令在ROM中的位置有关，所以一旦该指令在程序中的位置确定，其PC的值也就确定。（近程查表指令）（P62）,45,ROM的字节传送指令举例,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。 采用DPTR作基址寄存器： 设平方表的首地址为2000h，累加器A中的内容恰好是查表的偏移量。首先将表的起始地址2000h送入DPTR中。 MOV DPTR,#2000H ；指针赋值 MOVC A,A+DPTR ；平方值送A,2000h,2009h,2008h,2007h,2006h,2005h,2004h,2003h,2002h,2001h,46,3.3.5 堆栈操作指令,堆栈操作是一种特殊的数据传送指令。 堆栈：一个用来保存程序断点、数据的特殊的存储区域。在MCS-51单片机中，栈区是占用片内RAM的存储空间，具体栈位置由指针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 【注意】： 寻址方式为直接寻址，所以 PUSH A 是错误的，应当是PUSH ACC或PUSH 0E0H，同理：PUSH R0也是错误的。 进栈是堆栈向上“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，以适应具体编程的需要。在确定栈区位置时要考虑对数据区的影响，以避免数据区与栈区冲突。,47,堆栈操作指令举例（一）,下面是一个BCD码转换为二进制的子程序BCDB中有关堆栈操作的例子。在这里，进栈操作是为了保护主程序中相关寄存器中的数据，因为子程序要使用这些寄存器。 org 0800h bcdb: push PSW push ACC push B : : pop B pop ACC pop PSW RET,SP,48,堆栈操作指令举例（二）,堆栈操作指令除了可以在子程序的设计中，对主程序的数据进行保护。还可以根据堆栈操作的特点完成一些特殊的操作。 【举例】：设片内RAM的30h单元存有x，40h单元存有y。试将两个单元内容互换。 push 30h push 40h pop 30h pop 40h,SP=07h,40h,30h,49,内部RAM前128字节，SFR之间可以相互传送，但最多只允许1个操作数使用寄存器间接寻址。 MOV R0 , R1 是错误的。 访问SFR必须使用直接寻址，不能采用寄存器间接寻址。 MOV A , P0 或 MOV A, 80H 正确 MOV R0 , #80H 和 MOV A , R0 错误 8051没有提供B寄存器的寻址方式（乘法除法除外）。 MOV A , B 直接寻址 注意 A 和 ACC 的区别： MOV 3FH , A ; 寄存器寻址（2字节指令） MOV 3FH , ACC ; 直接寻址 （3字节指令）,8051数据传送指令的几点说明：,50,3.4 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 （ ADC ） 加1指令 （ INC ） 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 AB ; DIV AB ）,51,3.4.1 加法指令,1、不带进位的加法指令 格式： ADD A,Rn ；A+RnA ADD A,direct ；A+(direct)A ADD A,Ri ；A+(Ri)A ADD A,#data ；A+dataA 【注意】： 1，参加运算的数据都应当是8位的，结果也是8位并影响PSW。 2，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）。,52,不带进位的加法指令举例(一),试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=C7C6=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无进位，25+102=127。 2，若两个数是有符号数，则因OV=0无溢出。,cy,0 0 0 C7 C6 AC,53,不带进位的加法指令举例(二),试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=C7C6=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 C7 C6 AC 1，若两数是无符号数，因Cy=0无进位：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。,54,2、带进位的加法指令 格式： ADDC A,Rn ；A+Rn+CyA ADDC A,direct ；A+(direct) +CyA ADDC A,Ri ；A+(Ri) +CyA ADDC A,#data ；A+data+CyA 【注意】：这里的Cy是指令执行前的Cy； 对PSW的影响同ADD指令。,55,3、加1指令 格式： INC A ；累加器A加一 INC Rn ；Rn+1Rn INC direct ；内存单元数据加一 INC Ri ；内存单元数据加一 INC DPTR ；dptr+1dptr 【注意】： 1，除了第一条对PSW的P有影响外,其余对PSW均无影响。 2，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，INC主要用于修改数据指针等控制、循环语句中使用。,56,编程举例,已知M1、M2单元中存有两个16位无符号数x1、x2（低位在前）。试写出x1+x2,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）。 【 解】： 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+1,57,3.4.2 减法指令（带进位的减法指令）,在MCS-51单片机的指令系统中，只有： 带进位的减法 SUBB 减一 DEC 两种指令。 1、减法指令： 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,58,使用减法指令要注意的问题,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。,59,减法指令应用举例,试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,#C9H SUBB A,#054H 201 a= 1 1 0 0 1 0 0 1 84 data= 0 1 0 1 0 1 0 0 117 0 0 1 1 1 0 1 0 1 =117 手工计算,60,2、减一指令,格式： DEC A ；累加器A减一 DEC Rn ；Rn-1Rn DEC direct ；内存单元数据减一 DEC Ri ；内存单元数据减一 【注意】： 1，除了第一条对PSW的P有影响外，其余对PSW均无影响。 2，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控制、循环语句中使用）。,61,3.4.3 十进制调整指令,在CPU进行BCD码运算时，必须在运算后进行十进制调整，这是因为，CPU在运算时，并不知道数据是二进制还是BCD码。 格式：DA A ;若AC=1或A30 9,则A+06hA ;若Cy =1或A74 9,则A+60hA 【注意】： 1，DA A指令必须紧跟在加法指令之后； 2，DA A指令只适用于加法指令的调整。,62,十进制调整指令应用举例（一）,1、BCD加法运算：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包含在Cy） 【注意】： 144H是用16进制数来表示十进制，既BCD码。,63,3.4.4 乘法和除法指令,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 AB ；ab=b，a (b存高8位，a存低8位） DIV AB ；ab=ab (a存商，b存余数） 【注意】：指令对标志的影响： 1，在乘法指令中对PSW的影响有Cy、OV、和P。 具体如下: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。 2，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。,64,3.5 逻辑运算指令,功能:对2个8位二进制数进行逻辑与、或、非和异或操作； 特点:除了以累加器A为目标寄存器的指令影响PSW的P位外，其余指令对PSW均无影响。 1，逻辑与运算指令 ( ANL ) 2，逻辑或运算指令 ( ORL ) 3，逻辑异或指令 ( XRL ) 4，累加器清零和取反指令 ( CLR & CPL ),65,1、逻辑与运算指令,格式： ANL A,Rn ；A R n A ANL A,direct ； A (direct) A ANL A,Ri ； A （ Ri） A ANL A,#data ； A data A ANL direct,A ； (direct) A direct ANL direct,# data ； (direct) data direct 上面的指令也可以分为两类： 1，以累加器A为目标寄存器的逻辑运算指令； 2，以内存单元为目标的逻辑运算指令。,66,应用举例(一),已知R0=30H和（30H）=0AAH,试问执行下列指令后累加器A和30H单元中的内容是什么？ 1, MOV A,#0FFH 2, MOV A,#0FH ANL A,R0 ANL A,30H （A=30H,（30H）=0AAH） （A=0AH,（30H）=0AAH） 3, MOV A,#0F0H 4, MOV A,#80H ANL A,R0 ANL 30H,A （A=0A0H,（30H）=0AAH）（A=80H,（30H）=80H） 很明显：ANL操作可以从某个存储单元中取出某几位，而把其它的位清零。,67,2、逻辑或运算指令,格式： ORL A,Rn ；A R n A ORL A,direct ； A (direct) A OR A,Ri ； A ( R I ) A ORL A,#data ； A data A ORL direct,A ； (direct) A direct ORL direct,# data ； (direct) data direct 同与运算一样，上面的指令也可以分为两类： 1，以累加器A为目标寄存器的逻辑运算指令； 2，以内存单元为目标的逻辑运算指令。,68,应用举例,设累加器A=0AAH,P1口=0FFH。试编程将累加器A中的低四位送P1口的低四位，而P1口的高四位不变。 解： MOV R0,A ；累加器A中的数据暂存 ANL A,#0FH ；屏蔽A的高4位 ANL P1,#0F0H ；屏蔽P1口的低4位 ORL P1,A ；在P1口组装 MOV A,R0 ；恢复累加器A的数据 【小结】： 与运算可以 “清零” 某些位; 或运算可以 “置位” 某些位。,69,3、逻辑异或运算指令,格式： XRL A,Rn ； A R n A XRL A,direct ； A (direct) A XR A,Ri ； A ( R I ) A XRL A,#data ； A data A XRL direct,A ； (direct) A direct XRL direct,# data； (direct) data direct 特点：按位运算，相同时为0，不同时为1。使用异或可以实现将某个字节的数据或将数据的某几位取反。,70,举例,已知：外部RAM的30H单元中有一个数AAH，现要将其高4位不变，低4位取反，试编程。 解1，利用MOVX A,Ri指令： MOV R0，#30H 1 0 1 0 1 0 1 0 MOVX A，R0 0 0 0 0 1 1 1 1 XRL A，#0FH 1 0 1 0 0 1 0 1 MOVX R0，A 解2，利用MOVX A,DPTR MOV DPTR，#0030H MOVX A，DPTR XRL A，#0FH MOVX DPTR，A,71,4、累加器清零和取反指令,用传送指令可以实现对累加器A的清零和取反操作，但是它们都是双字节指令。在MCS-51的指令系统中专门设计了单字节、单周期对累加器清零和取反的指令。 格式： CLR A ；累加器清零 CPL A ；累加器取反 取反指令可以方便的实现求补操作。 举例：已知30H单元中有一个数x，写出对它求补的程序。 MOV A,30H CPL A INC A MOV 30H,A,72,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,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。,5、循环移位指令,73,循环指令可以实现数据各位的循环移位、循环检测，也可以对数据乘2、除2操作。 MOV A , 02H CLR C RLC A ; A*2 MOV A , 06H CLR C RRC A ; A/2,74,3.6 控制转移指令,1、无条件转移指令 2、条件转移指令 3、子程序调用和返回 4、空操作指令,75,3.6.1 无条件转移指令,格式： LJMP addr16 ；长转移指令，寻址范围65535 AJMP addr11 ；短转移，寻址范围2K SJMP rel ；相对转移，转移范围（+127-128） JMP A+DPTR ；间接转移，寻址范围65535,LJMP指令 （三字节）,AJMP指令 （双字节）,SJMP指令 （双字节）,JMP指令 （单字节）,76,1、长转移指令：(三字节双周期指令),指令执行时，将指令码中的addr16送入PC中，使程序无条件的转向addr16所指向的新地址执行程序。 【举例】： 已知某单片机的监控程序地址为A080H,试问用什么方法使单片机开机后自动的转向该监控程序？ 【解】： 因为单片机上电时，PC=0000H,所以在0000H单元存放一条 LJMP 0A080H 的指令即可。,ROM,0000H 0001H 0002H 0003H,77,2、短转移指令：,双字节、双周期指令。 将AJMP指令中的11位转移地址替换掉原来PC中16位地址中的低11位地址。 指令中的11位地址，确定了地址的转移范围在2K以内，所以AJMP也称“页内转移”指令。,A10 a9 a8 操作码 a7 a0,AJMP指令,PC程序计数器,78,MCS-51的ROM系统是以2K为一页来划分程序存储器，这样对于4K的片内ROM存储器可以分为2页；片外64K的ROM可以分为32页。 在执行AJMP指令时，PC的高5位决定了ROM中的页地址；而AJMP 指令的低11位地址用来选择页内地址。 在一般情况下，AJMP指令应当与目标地址在同一页内。更具体的说：目标地址应当与AJMP指令取出后的PC值（PC=PC+2) 在同一页内。否则转移将会出现错误。,79,ROM的64K存储空间的页面（部分）划分表,80,ROM的64K存储空间的页面示意图,: : : : AAA:MOV A,R0 MOV R1,A : : AJMP AAA,0100H,07FEH,000001111111 11111110,PC值,000010000000 00000000,PC+2值,000010010000 00000000,AJMP指令中的11位地址,原本AJMP指令要转到本 页的 0100H 单元但是由 于 PC 的高5位页面地址 发生了变化使AJMP指令 实际转到下一页 0900H 单元。,最后PC值,发生跨页错误,81,AJMP转一指令是用来做页内2K范围的转移，如果使用不当，会发生错误的“跨页”操作。 产生跨页的原因是AJMP指令处于每一页的最后两个单元的结果，所以避免这种现象的方法就是不要在每一页的最后两个单元使用AJMP指令。 如果目标地址与AJMP地址不再同一页内，建议使用LJMP指令替代AJMP。 使用AJMP指令时，11位的绝对地址可以用符号地址取代,正确使用AJMP转移指令,82,3、相对转移SJMP指令,格式：SJMP rel rel 为偏移量（ +127-128） rel（偏移量）的计算公式： rel=目标地址 源地址 2 （其中：2为SJMP指令的长度） 【例1】：如图，要转到0116H时： rel=0116H-0110H-2=04H 【例2】：要转到0109H时： rel=0109H-0110H-2=F7H（-9） 实际编程时，使用符号地址取代rel以简化计算，在汇编时由汇编程序来计算rel。,PC,PC+2,0109H,0110H,0116H,83,4、间接转移指令（散转指令）,格式：JMP A+DPTR 单字节操作码为73H 特点：转移地址由累加器A的内容与DPTR相加形成。 用途：用来制作一个多分支的转移结构。 【举例】: MOV DPTR,#TABLE ;指针赋表头地址 JMP A, A+DPTR ；转移地址由A+DPTR产生 TABLE: AJMP ROUT0 ；多分支转移表 AJMP ROUT1 AJMP ROUT1 AJMP ROUT2 : :,84,3.6.2 条件转移指令,1、累加器A判零转移指令（双字节指令） JZ rel ；若A=0,则PC=PC+2+rel ；若A0，则PC=PC+2 JNZ rel ；若A0,则PC=PC+2+rel ；若A=0，则PC=PC+2,85,2、比较不相等转移指令（3字节） a=data时：PC+3PC,Cy=0 CJNE A, #data,rel adata时：PC+3+rel,Cy=0 CJNE Rn,#data,rel a=Y； Cy=1 则 XY 。,86,3、减一条件转移指令,1） DJNZ Rn,rel ;Rn-1Rn,若Rn0则PC+2+relPC ；若Rn=0则PC+2PC 2） DJNZ direct,rel ; (direct)-1direct, ；若(direct)0则PC+3+relPC ；若(direct)= 0则PC+3PC 注意：第一条指令为双字节，第二条指令为三字节。 指令本身先做一个带回送的减一运算操作，然后 根据运算的结果是否为零作为转移的条件,例如，有一段程序如下： MOV 23H，#0AH CLR A LOOPX：ADD A，23H DJNZ 23H，LOOPX SJMP $ 该程序执行后，（A）=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=37H,87,88,应用举例,令片内RAM中DATA为起始地址的数据块中连续10个无符号数相加，并把和送到SUM单元（设其和小于256）。 ORG 1000H START: MOV R2,#0AH ;数据块长度10送计数器R2 MOV R0,#DATA ;数据块起始地址送指针R0 CLR A ;累加器清零 LOOP: ADD A,R0 ;累加部分和 INC R0 DJNZ R2,LOOP ;若R2-10则转LOOP继续 MOV SUM,A ;存累加和 SJMP $ ;停机 END 这是一个循环结构的程序，DJNZ指令又是决定整个循环是否结束的控制语句。,89,3.6.3 子程序调用和返回指令,（一）子程序调用指令： 1）短调用指令 ACALL addr11 2）长调用指令 LCALL addr16 （二）返回指令： 1）子程序返回 RET 2） 中断返回 RETI,90,1、调用指令,1，短调用指令 ACALL addr11 PC+2PC SP+1SP, PC70(SP) SP+1SP, PC158(SP) addr11 PC100 2, 长调用指令 LCALL addr16 PC+3PC SP+1SP, PC70(SP) SP+1SP, PC158(SP) addr16 PC,子程序的调用包含两部分内容： A） 实现转入子程序的入口地址；这主要由调用语句中的addr11或addr16 实现。 B）子程序完成后，能够自动的返回；这是由调用语句执行时依靠堆栈操作已经将返回地址压栈保存，带返回时弹出送PC实现的。,91,2、返回指令,格式：RET （子程序返回 操作码：22H） 操作: (SP) PC158 , SP-1SP (SP) PC 70 , SP-1SP 格式：RETI （中断子程序返回 操作码：32H） 操作: (SP) PC158 , SP-1SP (SP) PC 70 , SP-1SP RETI与RET的区别在于返回主程序后，RETI还要清除相应的中断优先级状态位，使系统响应低优先级的中断。,92,3.6.4 空操作指令,格式： NOP （单字节 操作码：00H） 功能：仅使程序计数器PC加一，消耗12个时钟周期，所以时常用作延时。,93,位操作特点：操作数不是字节，而是某一位。每位的取值只能是“0”或“1”，因而也称之为布尔变量操作。 布尔变量存在于片内RAM的位寻址区(20H2FH)、11个可以按位寻址的SFR。,3.7 位操作指令,主要内容： 1、位传送指令 2、位置位和位清零指令 3、位运算指令 4、位控制转移指令,94,3.7.1 位传送指令：,格式：MOV C , bit ；其中：C为PSW中的Cy MOV bit , C ； bit为布尔变量的位地址 举例：试将00H位和7FH位中的内容互换。 【解】：两个位互换必须找一个位作为缓冲位。 MOV C,00H MOV 01H,C MOV C,7FH MOV 00H,C MOV C,01H MOV 7FH,C,例如，若（CY）=1，（P3）=1100 0101B，（P1）=0011 0101B。执行以下指令： MOV P1.3，C MOV C，P3.3 MOV P1.2，C 结果为（CY）=0，P3 的内容未变，P1 的内容变为0011 1001B。,95,96,3.7.2 位置位和位清零指令：,格式： CLR C ；0Cy