系列单片机指令系统和汇编语言程序示例.ppt

单片微机原理及应用教学课件,第三章 51系列单片机指令系统和汇编语言程序示例,本重点： 寻址方式； MCS-51指令集； 伪指令； 汇编语言与简单程序设计.,它通过单片机的内部总线，将单片机内部的各个部分：程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等联系在一起 。,内部总线有三种,数据总线：专门用来传送数据信息 。,地址总线：专门用来传送地址信息，选中各操作单元。,控制总线：专门用来传送CPU各种控制命令，以便CPU统一指挥协调工作。完成程序所要执行的各种功能。,程序计数器PC(program Counter),程序计数器在物理上是独立的，它不属于特殊内部数据存储器块中。 PC是一个16位的计数器，由两个八位寄存器PCH和PCL组成，用于存放一条要执行的指令地址，寻址范围为64kB（ROM），PC有自动加1功能，即完成了一条指令的执行后，其内容自动加1。 PC本身并没有地址，因而不可寻址，用户无法对它进行读写，但是可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容，以控制程序的执行顺序。,CPU执行程序一般包括两个主要过程,第一，就是从程序存储器中取出指令，指令的地址由PC指针提供。,第二，就是执行指令过程，取出的指令代码首先被送到CPU中控制器中的指令寄存器，再通过指令译码器译码变成各种电信号，从而实现指令的各种功能。,执行,取指令,分析,3.1 51系列单片机指令系统概述,3.1.1指令与指令系统的概念,汇编语言：由于机器语言不便被人们识别、记忆、理解和使用，因此给每条机器语言指令赋予助记符号来表示，这就形成了汇编语言。,指令：是使计算机内部执行的一种操作，提供给用户编程使用的一种命令。,机器语言：由构成计算机的电子器件特性所决定，计算机只能识别二进制代码。以二进制代码来描述指令功能的语言，称之为机器语言。,也就是说，汇编语言是便于人们识别、记忆、理解和使用的一种指令形式，它和机器语言指令一一对应，也是由计算机的硬件特性所决定的。,指令系统：计算机能够执行的全部操作所对应的指令集合，称为这种计算机的指令系统。,指令系统全面展示出了计算机的操作功能，也就是它的工作原理；从用户使用的角度来看，指令系统是提供给用户使用计算机功能的软件资源。要让计算机处理问题，首先要编写程序。编写程序实际上是从指令系统中挑选一个指令子集的过程。,单片微机原理及应用教学课件,指令一般有功能、时间和空间三种属性。,51系列单片机指令集含有111条指令,每条指令在执行时要花去一定的时间，以机器周期为单位。按指令执行时间分类： 单周期(64条);双周期(45条);4周期(2条),按指令的功能分类，可分为5大类： 数据传送类（29条）；算术运算类（24条） 逻辑运算及移位类（24）；控制转移类（17条） 位操作类（17条）,每条指令在程序存储器ROM中占据一定的空间，以字节为单位。按指令所占字节数分类： 单字节(49条);双字节(46条);3字节(16条),指令的描述形式有两种：机器语言形式和汇编语言形式。现在描述计算机指令系统及实际应用中主要采用汇编语言形式。,目标程序：采用机器语言编写的程序称之为目标程序。,源程序：采用汇编语言编写的程序称之为源程序。,汇编有两种方式：机器汇编和手工汇编。机器汇编是用专门的汇编程序，在计算机上进行翻译；手工汇编是编程员把汇编语言指令逐条翻译成机器语言指令。现在主要使用机器汇编。,汇编：计算机能够直接识别并执行的只有机器语言。汇编语言程序不能被计算机直接识别并执行，必须经过一个中间环节把它翻译成机器语言程序，这个中间过程叫做汇编。,目前，比较流行C语言单片机。C语言具有移植性强，具有通用性，阅读性好等特点，因此得到广泛应用。用C语言编写单片机程序，编译软件是先把C程序编译成汇编语言，在把汇编语言翻译成机器语言。 汇编的特点：简洁，准确，生成代码质量高。我们学习以汇编为主，今后应用，鼓励大家用C。,单片微机原理及应用教学课件,ASM-51指令的格式,方括符 表示可选项 标号代表指令所在的首地址，在跳转、调用时常常用到，1-8个字母/数字，“:”结尾 操作码就是指令功能助记符，指令实体 目的操作数 源操作数（无操作数，单操作数，双操作数） 注释，以“;”开头,标号:操作码 目的操作数,源操作数;注释,3.1.2 MCS-51单片机指令系统及其指令格式,指令描述符号介绍,Rn当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0R7（n=07）。 Ri当前选中的寄存器区中的2个工作寄存器R0、R1（i=0，1）。 direct 表示直接寻址的地址，一般指片内低128字节RAM或SFR。 #data包含在指令中的8位常数。 #data16包含在指令中的16位常数。 addr1616位直接地址，现在长以标号地址代替。 addr1111位直接地址，现在长以标号地址代替。,rel8位带符号的偏移字节，简称偏移量，现在长以标号地址代替。 DPTR数据指针，可用作16位地址寄存器。 bit内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A累加器。 B专用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。,间址寄存器或基址寄存器的前缀，如Ri，DPTR。 / 位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。 （）片内RAM的直接地址或寄存器中的内容。 ()表示以单元的内容为地址的存储器单元中的内容，即（X）作地址，该地址单元中的内容用(X)表示。所以X只能是Ri/SP所对应的地址。 箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。,单片微机原理及应用教学课件,1、立即寻址 操作数直接在指令中给出。 例：MOV A，#64H ；(A) 立即数 64H ADD A，#05H ；(A)(A)+立即数 05H 注意：符号“#”表明其后跟的是立即数, 立即数就是数字量本身，存放在ROM区。,单片微机原理及应用教学课件,2、寄存器寻址 从寄存器中读取操作数或存放操作数进寄存器 例：MOV A，B ； （A） （B） MOV 30H，R0 ；（30H）（R0） MOV A，R1 ； （A） （R1）,寄存器寻址方式的寻址范围： 1） 4个工作寄存器组共32个通用寄存器（在指令中只能使用当前寄存器组） 2） 部分特殊功能寄存器。如A，B，DPTR。注意： （1）寄存器B只有在执行乘除法指令时才是寄存器寻址方式； （2）累加器A有三种表示方式：A、ACC、0E0H，它们分别属于不同的寻址方式，A为寄存器寻址，ACC、0E0H属于直接寻址。 （3）DPTR：程序中写DPTR则为寄存器寻址；如果程序中写DPH(83H)和DPL(82H)，则为直接寻址。,单片微机原理及应用教学课件,3、直接寻址 指令中直接给出了操作数所在单元的地址或名称 例：MOV R1，1FH ；(R1) （1FH） MOV 30H，4AH ；(30H)（4AH）,在本单片机中规定：访问特殊功能寄存器SFR只能采用直接寻址方式。例如： MOV A, SP ； (A) (SP) MOV A, 81H ； (A) (SP) MOV P1, #5AH ； (P1)(#5AH) MOV 90H,#5AH ； (P1)(#5AH) MOV B, 30H ； (B) (30H),相同,相同,直接寻址方式可访问的范围 -direct,1) 特殊功能寄存器。 这部分存储单元既可以用单元地址给出，也可以用寄存器符号的形式给出。如：MOV A, 90H 或 MOV A, P1为同一条指令的两种写法。 （A、B、DPTR除外，前面已说明） 2) 内部数据存储器的低128个字节单元。 直接以单元地址的形式给出（00H-7FH）。对于8032/8052等单片机，其内部高128字节RAM（80HFFH）不能用直接寻址方式访问。,单片微机原理及应用教学课件,4、寄存器间接寻址 寄存器中的内容是一个地址，由该地址单元 寻址到所需的操作数,注意： 1）“间接”表示某寄存器中的“内容”只是一个“单元地址”，这个地址单元中存放的数据才是要找的“操作数”。 2）符号“”表示“在”，其含义与读音皆同“at”。,例： MOV R1，#80H ;(R1) 立即数80H MOV R1，#2FH ;(80H)立即数2FH MOV A，R1 ;(A)(R1)=2FH,图3.1 寄存器间接寻址示意图,单片微机原理及应用教学课件,52系列单片机有256字节的片内RAM,其中的80H0FFH的RAM与SFR所占地址重叠。,MOV A, 90H 等效于 MOV A, P1 属直接寻址 MOV A, R0 ；事先已知 (R0) = #90H 执行的操作：A (90H) 属寄存器间接寻址, 随意写的指令如：MOV A, 85H 则是非法的！,于是规定： 80H0FFH范围内的RAM只能用寄存器间接寻址方式，而SFR只能用直接寻址方式。从而解决了地址冲突的问题。例如：,单片微机原理及应用教学课件,存储器配置（片内RAM）,89C51片内RAM 128字节（00H7FH） 89C52片内RAM 256字节（00H0FFH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH 其中92个位可位寻址,80H,FFH,89C51 128字节,89C52 256字节,只能直接寻址,那么对于这高128的RAM如何访问？（间址）,可以直接寻址,小结： 1、对低128B的RAM可以采用直接寻址，或寄存器间接寻址方式进行读写。 2、对于高128B的RAM只能采用寄存器间接寻址方式进行读写。 3、对SRF只能采用直接寻址方式进行读写，常常采用助记符。,单片微机原理及应用教学课件,5、变址寻址 也称为: 基址寄存器+变址寄存器间接寻址,以16位的地址指针寄存器DPTR或PC寄存器（16位）为基址寄存器，以累加器 A 为变址寄存器，两者中的“内容”形成一个16位的“地址”，该“地址”所指的存储单元中的内容才是操作数。,例：MOV A，#0A4H MOV DPTR，#1234H MOVC A，A+DPTR；（A）(A)+(DPTR) 操作：将A4H+1234H=12D8H单元中的数放进累加器A MOVC A，A+PC；（A）(A)+(PC) 单字节指令,单片微机原理及应用教学课件,6、相对寻址(P.58) 当前PC值加上指令中规定的偏移量 rel，构成实际的操作数地址 例： JZ rel ;累加器A为零，则转移到rel 目的地址=当前PC值+rel = 指令存储地址+指令字节数(2)+rel,注意： 1）当前PC值 ：指相对转移指令的存储地址加上该指令的字节数。例如：JZ rel 是一条累加器A为零就转移的双字节指令。若该指令的存储地址为2050H，则执行该指令时的当前PC值即为2052H。即当前PC值是对相对转移指令取指结束时的值。,注意： 2）符号“rel”表示“偏移量”,是一个带符号的单字 节数,范围是:-128+127(80H7FH),负数表示从当前地址向前转移，正数表示从当前地址向后转移。,在实际编程中，“rel” 通常用标号代替,单片微机原理及应用教学课件,7、位寻址 指令中直接给出了操作数所在的位地址。 例： CLR P1.0 ；(P1.0) 0 SETB ACC.7 ；(ACC.7) 1 CPL C ；( C ) NOT( C ),注意： 1）位地址里的数据只可能是一个 0 或 1 2）有的位地址十分明确,如 P1.0, ACC.7等, 有的位地址则“不太明确”，如： MOV A，17H ; (A)(17H),17H是字节地址 MOV ACC.0，17H ;(ACC.0)(17H),这里ACC.0 是位地址所以该指令中的17H是22H单元的第7位,单片微机原理及应用教学课件,片内RAM中有128个位可按位寻址的位，位地址：00H7FH分布在：20H2FH单元； 另外，在SFR中还有92个位可按位寻址,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,2FH,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,总共128个可按位寻址的位,单元地址,17,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51指令集,功能分五类，共111条指令,单片微机原理及应用教学课件,MCS-51指令集（五大类功能）,数据传送类指令： （29条） 算术运算类指令： （24条） 逻辑运算及移位类指令： （24条） 控制转移类指令： （17条） 位操作（布尔操作）类指令：（17条）,3.3 数据传送类指令,3.3.1 访问片内数据存储器的 一般数据传送指令,其格式如下： MOV ，； 目的操作数单元源操作数(或单元) 该类指令的功能是实现数在片内RAM单元之间、寄存器之间、寄存器与RAM单元之间的传送。目的操作数和源操作数不同寻址方式的组合就派生出该类的全部16条指令。,图3.3 访问片内RAM的一般传送指令操作关系图,根据片内RAM的一般传送指令操作关系图 ，写出16条指令,例1、设内部RAM（30H）=40H，（40H）=10H，（10H）=00H，（P1）=CAH，分析下面程序。P.60 MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R1,A MOV B,R1 MOV R1,P1 MOV P2,P1 MOV 10H,#20H 结果:（R0）= ，（R1）=（A）= ， （B）= ,(40H)=（P1）=（P2）= ，（10）= ;,例1、设内部RAM（30H）=40H，（40H）=10H，（10H）=00H，（P1）=CAH，分析下面程序。P.60 MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R1,A MOV B,R1 MOV R1,P1 MOV P2,P1 MOV 10H,#20H 结果:（R0）=30H，（R1）=（A）=40H， （B）=10H,(40H)=（P1）=（P2）=CAH，（10）=20H,3.3.2 片内特殊传送指令 1堆栈操作指令 堆栈操作有进栈和出栈，即压入和弹出数据，常用于保存或恢复现场。进栈指令用于保存片内RAM单元(低128字节)或特殊功能寄存器SFR的内容；出栈指令用于恢复片内RAM单元(低128字节)或特殊功能寄存器SFR的内容。堆栈指针寄存器SP，直接地址为81H，复位后（SP）=（81H）=07H。堆栈段一般设在片内RAM30H到7FH区域内。,单片微机原理及应用教学课件,2、 堆栈操作指令(2条):,PUSH压栈指令,POP 弹栈指令,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP 管理 堆栈区可以安排在片内RAM单元(低128字节)任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区,而是放在RAM区的靠后的位置 堆栈总是指向栈顶 通常PUSH与POP两条指令成对使用,PUSH direct ；（先加1，再入） 1）(SP)(SP)+ 1 修改指针，使其指向栈顶上的一个存数单元； 2）(SP)direct 把直接地址单元的内容压入SP所指单元内。 POP direct ； （先出，再减1） 1）(direct)(SP) 把栈顶的数据弹出到直接寻址单元中去； 2）(SP)(SP)-1 修改指针，指向新栈顶； 这两条指令都是双字节指令，机器码分别为： C0 direct 和D0 direct。（先入，先出）,例2 若在外部程序存储器中2000H单元开始依次存放09的平方值，数据指针(DPTR)=3A00H，用查表指令取得2003H单元的数据后，要求保持DPTR中的内容不变。,MOV A，#03H PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR，#TAB MOVC A，A+DPTR POP DPL POP DPH 执行结果：(A)09H，(DPTR)=3A00H。,；(A)03H ；保护DPTR高8位入栈 ；保护DPTR低8位入栈 ；(DPTR)2000H ；(A)(2000H+03H) ；弹出DPTR低位 ；弹出DPTR高位,演示,由此可见，SP只是存放堆栈的地址，所以PUSH和POP指令属寄存器间接寻址方式。,单片微机原理及应用教学课件,2、 数据交换指令(5条): XCH A，direct (字节互换) XCH A，Ri (字节互换) XCH A，Rn (字节互换) （A） （direct）或(Ri)，或(Rn),XCHD A，Ri 累加器 Acc的低4位与(Ri)的低4位互换，各自的高4位不变,SWAP A 累加器 Acc的低4位与自身的高4位互换,单片微机原理及应用教学课件,3.3.3 片外数据存储器数据传送指令,MOVX类指令可在累加器与以DPTR或Ri所代表的外部 RAM或I/O口之间进行数据传送。,例如: MOVX A， DPTR ；(A) (DPTR) 读（64KB） MOVX A， Ri ；(A) (Ri) 读（64KB） MOVX DPTR, A ；(DPTR) (A) 写（256B） MOVX Ri, A ；(Ri) (A) 写（256B）,MCS-51单片机CPU对片外扩展的数据存储器RAM或I/O口进行数据传送，必须采用寄存器间接寻址的方法，通过累加器A来完成。,数据存储器 6264 （8K）的扩展：,89C51单片机,SRAM6264,锁存器74LS373,P0.0-P0.7,ALE,P2.7,P2.0-P2.4,8D,8Q,OE,A8-A12,A0-A7,D0-D7,G,EA,OE,CE2,51单片机能提供16条地址线，可扩展64K字节的RAM。可以用一片芯片，也可以用多片RAM,RD,WR,WE,CE1,+5V,图7-9 执行MOVX指令时的读时序,执行MOVX指令时的读时序,图7-10 执行MOVX指令时的写时序,执行MOVX指令时的写时序,读/RD有效（P3.7），写/WR有效（P3.6）。 由于R0是8位的寄存器，DPTR是16位的寄存器，所以但外部数据存储器小于等于256B是采用R0，当外部数据存储器大于256B时，采用DPTR。 当访问外部存贮器时，ALE以每机器周期两次进行信号输出，P0口输出的低八位地址由ALE输出的控制信号锁存到片外地址锁存器，P0口输出地址低八位后，又能与片外存贮器之间传送信息。,单片微机原理及应用教学课件,单片机,锁存器74LS373,P0.0-P0.7,ALE,PSEN,P2.0-P2.4,8D,8Q,OE,A8-A12,A0-A7,D0-D7,G,EA,OE,CE,EPROM,单片机的引脚（PSEN端）,PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端（OE）低有效。,图7-7 片外ROM操作时序图,片外ROM操作时序图,3.3.4 访问程序存储器的数据传送指令 P.61 访问程序存储器的数据传送指令又称作查表指令，采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式，把程序存储器中存放的表格数据读出，传送到累加器A。共有如下两条单字节指令，指令操作码助记符为MOVC。 指令助记符 操作功能注释 机器码(H) MOVC A，A+DPTR ；(A)(A)+(DPTR) 93 MOVC A，A+PC ；(PC)(PC)+1，(A)(A)+(PC) 83 以上两条指令的区别：,前一条指令采用DPTR作基址寄存器，因此可以很方便地把一个16位地址送到DPTR，实现在整个64 KB程序存储器单元到累加器A的数据传送。即数据表格可以存放在程序存储器64 KB地址范围的任何地方。 后一条指令以PC作为基址寄存器，CPU取完该指令操作码时PC会自动加1，指向下一条指令的第一个字节地址，即此时是用(PC)+1作为基址的。另外，由于累加器A中的内容为8位无符号数，这就使得本指令查表范围只能在256个字节范围内(即(PC)+1H(PC)+100H)，使表格地址空间分配受到限制。同时编程时还需要进行偏移量的计算，即MOVC A，A+PC指令所在地址与表格存放首地址间的距离字节数的计算，并需要一条加法指令进行地址调整。偏移量计算公式为： 偏移量 = 表首地址-(MOVC指令所在地址+1),例5 若在外部程序存储器中2000H单元开始依次存放09的平方值，以PC作为基址寄存器进行查表，得9 的平方值。 设MOVC指令所在地址为1FF0H，则偏移量=2000H -（1FF0H+1）=0FH，相应程序如下：,MOV A，#09H ADD A，#0FH MOVC A,A+PC,；(A)09H ；用加法指令进行地址调整 ；(A)( (A)+(PC)+1),演示MOVC-PC,以DPTR为基址寄存器的查表指令，程序如下 MOV DPTR，#TAB MOV A，#09H MOVC A，A+DPTR 执行结果：(A)51H。,演示MOVC-DPTR,图3.2 变址寻址示意图,单片微机原理及应用教学课件,单片机,锁存器74LS373,P0.0-P0.7,ALE,PSEN,P2.0-P2.4,8D,8Q,OE,A8-A12,A0-A7,D0-D7,G,EA,OE,CE,EPROM,单片机的引脚（PSEN端）,PSEN：寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端（OE）低有效。,图7-7 片外ROM操作时序图,片外ROM操作时序图,3.4 算术运算类指令,3.4.1 加、减法指令,图3.4 加减法指令形式结构图 (a) 加减法指令关系图；(b) 加1、减1指令关系图,单片微机原理及应用教学课件,算术运算类指令,加法运算： （ADD4条） 带进位加法运算: （ADDC4条） 带借位减法运算： （SUBB4条）,所有的加法(ADD)、带进位加法(ADDC)、带借位减法(SUBB)运算都是以 A为一个加数或被减数,最终结果也存进 A 。,加法(ADD)、带进位加法(ADDC) 以及带借位减法(SUBB)运算中,如果产生了进位或借位,将自动对PSW中的Cy标志位置“1” 。,带进位加法(ADDC):(A)(A)+(Cy)+(第二操作数)带借位减法(SUBB):(A)(A)-(Cy)-(第二操作数),单片微机原理及应用教学课件,加1/减1操作： （INC，DEC9条） INC, DEC与用加/减法指令做加1/减1 操作不同之处在于INC、DEC不影响标志位OV和Cy。,例6 设(A) = 49H，(R0)=6BH，分析执行指令ADD A，R0后的结果。 结果为：(A)=B4H，OV=1，CY=0，AC=1，P=0。 例7 设(A)=C3H，数据指针低位(DPL)=ABH，CY=1，分析执行指令ADDC A，DPL后的结果。 结果为：(A)=6FH，CY=1，AC=0，P=0。,例8 设 (A) = 52H，(R0)=B4H，分析执行如下指令后的结果 CLR C ；是位操作指令，是进位位清零 SUBB A，R0 结果为：(A)=9EH，CY=1，AC=1，OV=1，P=1。,关于Cy和OV,1、CY(PSW.7) 进位标志，简记C 8位无符号数在加法运算时，位7有进位，CY=1;无进位，CY=0 8位无符号数在减法运算时，位7有借位，CY=1;无借位，CY=0 在乘除运算时，CY=0,2、OV(PSW.2) 溢出标志 在乘法运算时，乘积超过255，OV=1；否则OV=0 在除法运算时，除数为零，OV=1；否则OV=0 在有符号数加减运算时，数值超出有符号数的范围，OV=1,注意：8位有符号二进制数范围 -128 +127,任何时候OV都满足：OVC6 C7,例9 设 (R0) = 7EH，(7EH)=FFH，(7FH)=38H，(DPTR)=10FEH，分析逐条执行下列指令后各单元的内容。 INC R0 ；使7EH单元内容由FFH变为00H INC R0 ；使R0的内容由7EH变为7FH INC R0 ；使7FH单元内容由38H变为39H INC DPTR ；使DPL为FFH，DPH不变 INC DPTR ；使DPL为00H，DPH为11H INC DPTR ；使DPL为01H，DPH不变,单片微机原理及应用教学课件,3.4.2 十进制调整指令,BCD码是指“用二进制表达的十进制数”。如： 十进制数20可以用二进制数00010100B表示; 也可以用十六进制数14H表示； 还可以用BCD码 00100000B 或 20H 表示。,4个二进制位就可以表示一位BCD码： 00001001 可表示十进制数(BCD数) 09; 8个二进制位就可以表示两位压缩的BCD码：0000000010011001 表示 0099。,十进制调整： （DA A1条） 用于两个BCD码之间的相加，这条指令只能跟在 ADD 或 ADDC 之后,单片微机原理及应用教学课件,若(A)309或(AC)=1则(A)30(A)306； 若(A)749或(CY)=1则(A)74(A)746；,例：两个十进制数“65”与“58”相加，根据常识，显然其和应当为“123”。,MOV A,#65H ADD A,#58H DA A 结果:(A)= 23H (CY)= 1,指令 “DA A” 完成的操作：,6 5 0110 0101 5 8 0101 1000 1011 1101,+,1,3,2,0110 0110,1 0010 0011,+,1、 使用时应注意：DA指令不能对减法进行十进制调整。做减法运算时，可采用十进制补码相加，然后用 DA A指令进行调整。 机内十进制补码可采用：x补 = 9AH -x。,P.64例11 设片内RAM 30H，31H单元中分别存放着两位BCD码表示的被减数和减数，两数相减的差仍以BCD码的形式存放在32H单元中。可用下面的程序实现： CLR C MOV A，#9AH SUBB A，31H ；求减数的十进制补码 ADD A，30H ；作十进制补码加法 DA A ；进行BCD调整 MOV 32H，A ；将BCD码的差送存32H单元,3.4.3 乘、除法指令,MUL AB；,(B)(A)(B)158(A)(A)(B)70 CY0,机器码：A4H,乘法指令的功能是把累加器A和寄存器B中的两个8位无符号数相乘，将乘积16位数中的低8位存放在A中，高8位存放在B中。若乘积大于FFH(255)，则溢出标志OV置1，否则OV清零。乘法指令执行后进位标志CY总是零，即CY=0。,1.乘法指令,2除法指令,除法指令的功能是把累加器A中的8位无符号整数除以寄存器B中的8位无符号整数，所得商存于累加器A中，余数存于寄存器B中，进位标志位CY和溢出标志位OV均被清零。若B中的内容为0时，溢出标志OV被置1，即OV=1，而CY仍为0。,3.5 逻辑运算及移位指令,图3.5 逻辑指令形式结构图,表3.3 逻辑操作指令表,表3.3 逻辑操作指令表,例12 (P1)=C5H=11000101B，屏蔽P1口高4位而保留低4位。 执行指令：ANL P1，#0FH 结果为：(P1)=05H=00000101B。 （）逻辑“或”指令常用来使字节中某些位置“1”，其它位保持不变。则欲置位的位用“1“与该位相或，保留不变的位用“0“ 与该位相或。,（）逻辑“与”指令常用于屏蔽（置0）字节中的某些位。若清除某位，则用“0”和该位相与：若保留某位，则用“”和该位相与,例13 若(A)=C0H，(R0)=3FH，(3FH)=0FH, 执行指令：ORL A，R0 结果为：(A)=CFH=11001111B。 （）逻辑“异或“指令常用来使字节中某些位进行取反操作，其它位保持不变。欲某位取反该位与“1“相异或；欲某位保留则该位与“0“ 相异或。还可利用异或指令对某单元自身异或，以实现清零操作。,例14 若(A)=B5H=10110101B，执行下列操作： XRL A，#0F0H ； A的高4位取反，低4位保留， (A)=01000101B=45H MOV 30H，A ；(30H)=45H XRL A，30H ；自身异或使A清零 （）用移位指令还可以实现算术运算，左移一位相当于原内容乘以2，右移一位相当于原内容除以2，但这种运算关系只对某些数成立(请读者自行思考)。,例15 设(A)=5AH=90，且CY=0，则 执行指令RL A后，(A)=B4H=180。 执行指令 RR A后，(A)=2DH=45。 执行指令 RLC A后，(A)=B4H=90。 执行指令 RRC A后，(A)=2DH=45。,3.6 控制转移类指令,3.6.1 无条件转移指令,表3.4 无条件转移指令,1LJMP(长转指令) LJMP addr16 长跳转指令 可在64K范围内跳转 LJMP指令执行后，程序无条件地转向16位目标地址(addr16)处执行，不影响标志位。可以使程序从当前地址转移到64 KB程序存储器地址空间的任意地址。,2AJMP(绝对转移指令) AJMP addr11 绝对跳转指令 可在指令所在的2K范围内跳转 AJMP的机器码是由11位直接地址addr11和指令操作码00001，按下列分布组成的：,该指令执行后，程序转移的目的地址是由AJMP指令所在位置的地址PC值加上该指令字节数2，构成当前PC值。取当前PC值的高5位与指令中提供的11位直接地址形成转移的目的地址，即,PC15 PC14 PC13 PC12 PC11a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0,转移目的地址(PC),由于11位地址的范围是0000000000011111111111（000007FFH），即2 KB范围，而目的地址的高5位是由PC当前值，所以程序可转移的位置只能是和PC当前值在同一2 KB范围内。本指令转移可以向前也可以向后，指令执行后不影响状态标志位。 例如：若AJMP指令地址(PC)=2300H。执行指令AJMP 0FFH后，结果为：转移目的地址(PC)=20FFH，程序向前转到20FFH单元开始执行。 又如：若AJMP指令地址(PC)=2FFFH。执行指令AJMP 0FFH后，结果为：转移目的地址(PC)=30FFH，程序向后转到30FFH单元开始执行 因为在执行本指令，当前PC=2FFFH+2。 由上可见：若addr11相同，则AJMP指令的机器码相同，但转移的目的地址却可能不同，这是因为转移的目的地址是由PC当前值的高5位与addr11共同决定的。,3SJMP(相对短转指令) SJMP rel 相对跳转指令 可在当前PC-128与+127范围内跳转 指令的操作数rel用8位带符号数补码表示，占指令的一个字节。因为8位补码的取值范围为-128 +127，所以该指令的转移范围是：相对PC当前值向前转128字节，向后转127字节。即 转移目的地址= SJMP指令所在地址+2+rel 如在2100H单元有SJMP指令，若rel = 5AH(正数)，则转移目的地址为215CH(向后转)；若rel = F0H(负数)，则转移目的地址为20F2H(向前转)。,用汇编语言编程时，指令中的相对地址rel往往用欲转移至的地址的标号(符号地址)表示。机器汇编时，能自动算出相对地址值；但手工汇编时，需自己计算相对地址值rel。 rel的计算公式如下： 向前转移：rel=FEH -(SJMP指令地址与目的地址差的绝对值) 向后转移：rel=FEH -(SJMP指令地址与目的地址差的绝对值)-2 若rel = FEH，即目的地址就是SJMP指令的地址，在汇编指令中的偏移地址可用 $ 符号表示。若在程序的末尾加上SJMP $(机器码为80 FEH)，则程序就不会再向后执行，造成单指令的无限循环，进入等待状态。,4JMP A+DPTR(相对长转移指令) JMP A+DPTR 间接长跳转指令 可在以DPTR为基址 + A为偏移量之和所指向的64K程序范围内跳转 它是以数据指针DPTR的内容为基址，以累加器A的内容为相对偏移量，在64 KB范围内无条件转移。该指令的特点是转移地址可以在程序运行中加以改变。例如，当DPTR为确定值，根据A的不同值就可以实现多分支的转移。该指令在执行后不会改变DPTR及A中原来的内容。,例16 根据累加器A的值，转不同处理程序的入口。 MOV DPTR，#TABLE ；表首地址送DPTR JMP A+DPTR ；根据A值转移 ABLE：AJMP TAB1 ；当(A)=0时转TAB1执行 AJMP TAB2 ；当(A)=2时转TAB2执行 AJMP TAB3 ；当(A)=4时转TAB3执行,可见，A必须是偶数，因为AJMP TAB# 是双字节指令。 若为LJMP TAB# 则A值应该为多少？,3.6.2 条件转移指令 条件转移指令是当某种条件满足时，程序转移执行；条件不满足时，程序仍按原来顺序执行。 转移的条件可以是上一条指令或更前一条指令的执行结果(常体现在标志位上)，也可以是条件转移指令本身包含的某种运算结果。 由于该类指令采用相对寻址，因此程序可在以当前PC值为中心的-128+127范围内转移。 该类指令共有8条，可以分为累加器判零条件转移指令、比较条件转移指令和减1条件转移指令三类。表3.5中列出了这些指令。,表3.5 条件转移指令,JZ指令：累加器A为0转移，不为0则顺序执行； JNZ指令：累加器A不为0转移，为0则顺序执行。 累加器A的内容是否为0，是由这条指令以前的其它指令执行的结果决定的，执行这条指令不作任何运算，也不影响标志位。,1判零条件转移指令,条件转移： JZ,JNZ,JZ rel JNZ rel 根据Acc的内容是否为0决定是否跳转,例17 将片外RAM首地址为DATA1的一个数据块转送到片内RAM首地址为DATA2的存储区中,遇零终止。 外部RAM向内部RAM的数据转送一定要经过累加器A，利用判零条件转移正好可以判别是否要继续传送或者终止。完成数据传送的参考程序如下： MOV R0，#DATA1 ；R0作为外部数据块的地址指针 MOV R1，#DATA1 ；R1作为内部数据块的地址指针 LOOP： MOVX A，R0 ；取外部RAM数据送入A HERE： JZ HERE ；数据为零则终止传送 MOV R1，A ；数据传送至内部RAM 单元 INC R0 ；修改指针，指向下一数据地址 INC R1 SJMP LOOP ；循环取数,2比较转移指令 CJNE A, #data, rel CJNE A, direct,rel CJNE Ri,#data, rel CJNE Rn, #data, rel 将A(或Ri,或Rn)与#data(或direct)相比较，其值不相等就跳转；相等则不跳转,继续往下执行。,单片微机原理及应用教学课件,以上指令执行过程： （1）若第一操作数=第二操作数，顺序执行，进位标志位CY清0； （2）若第一操作数第二操作数，程序转移，进位标志位CY清0； （3）若第一操作数第二操作数，程序转移，进位标志位CY清1；,比较是进行一次减法运算，但其差值不保存，两个数的原值不受影响，而标志位CY要受到影响。利用标志位CY作进一步的判断，可实现三分支转移。,例18 当从P1口输入数据为01H 时，程序继续执行，否则等待，直到P1口出现01H。参考程序如下： MOV A，#01H ；立即数01H送A WAIT： CJNE A，P1，WAIT ；(P1)01H，则等待,3减1条件转移指令 DJNZ direct，rel DJNZ Rn， rel 将direct(或Rn)里的内容减 1，结果不等于0就跳转；等于0则不跳转继续往下走。 减1条件转移指令有两条。每执行一次这种指令，就把第一操作数减1，并把结果仍保存在第一操作数中，然后判断是否为零。若不为零，则转移到指定的地址单元，否则顺序执行。,若单片的晶振频率为6MHZ，问执行下列程序需要的时间 DELAY: MOV R3，#100 ；1 LOOP： NOP ；1 NOP NOP DJNZ R3，LOOP ；2 RET ；2,3.7.3 空操作指令 NOP ；(PC)(PC)+1 “耗时”一个机器周期。 do nothing! 空操作指令是一条单字节单周期指令。它控制 CPU不做任何操作，仅仅是消耗这条指令执行所需要的一个机器周期的时间，不影响任何标志位，故称为空操作指令。NOP指令在设计延时程序、拼凑精确延时时间及在程序等待或修改程序等场合是很有用的。,若单片的晶振频率为6MHZ，问执行下列程序需要的时间 DELAY: MOV R3，#100 ；1 LOOP： NOP ；1 NOP NOP DJNZ R3，LOOP ；2 RET ；2,1 +,1,+ 1,+ 1,+ 2,（ ）* 100,+2,=503,T=503*2uS=1006uS1mS,例19 将内部RAM从DATA单元开始的10个无符号数相加，相加结果送SUM单元保存。 设相加结果不超过8位二进制数，则相应的程序如下： CLR C MOV R0，#0AH ；设置循环次数 MOV R1，#DATA ；R1作地址指针，指向数据块首地址 CLR A ；A清零 LOOP： ADDC A，R1 ；加一个数 INC R1 ；修改指针，指向下一个数 DJNZ R0，LOOP ；R0减1，不为0循环 MOV SUM，A ；存10个数相加的和,3.7 子程序调用与返回指令,3.7.1 子程序调用指令 子程序调用指令有长调用和绝对调用两条，它们都是双周期指令。,单片微机原理及应用教学课件,LCALL addr16 子程序长调用指令 可在64K范围内调用子程序,LCALL，可调用64 KB范围内的子程序。由于该指令为3字节，所以执行该指令时首先应执行(PC)(PC)+3，以获得下一条指令地址，并把此时的PC内容压入堆栈(先压入低字节，后压入高字节)作为返回地址，堆栈指针SP加2指向栈顶，然后把目的地址addr16送入PC。该指令执行不影响标志位。,ACALL addr11 子程序绝对调用指令 可在指令所在的2K范围内调用子程序,ACALL提供11位地址，只能调用与PC在同一2 KB范围内的子程序。由于该指令为2字节指令，所以执行该指令时应执行(PC)(PC)+2以获得下一条指令地址，并把该地址压入堆栈作为返回地址。机器码的组成如下：,被调用子程序的目的地址也是由执行 ACALL指令的当前PC值的高5位与指令中提供的11位直接地址形成。PC值如下：,LCALL和ACALL指令类似于转移指令LJMP和AJMP，不同之处在于LCALL和ACALL在转移前要把执行完该指令的PC内容自动压入堆栈后（为了返回），才将子程序入口地址addr16(或addr11)送PC，实现转移。 而LJMP和AJMP，没有堆栈操作，从给出的目的地址开始执行， 不存在子程序返回的问题。,3.7.2 返回指令 返回指令共两条：一条是对应两条调用指令的子程序返回指令RET，另一条是对应从中断服务程序的返回指令RETI。,从上述两条指令的功能操作看，都是从堆栈中弹出返回地址送PC，堆栈指针减2，但它们是两条不同的指令。其有下面两点不同： (1) 从使用上，RET指令必须是子程序的最后一条指令；RETI必须是中断服务程序的最后一条指令。 (2) RETI指令除恢复断点地址外，还恢复CPU响应中断时硬件自动保护的现场信息。执行RETI指令后，将清除中断响应时所置位的优先级状态触发器，使得已申请的同级或低级中断申请可以响应；而RET指令只能恢复返回地址。,单片微机原理及应用教学课件,LCALL addr16 子程序长调用指令 可在64K范围内调用子程序,子程序调用及返回： （LCALL,ACALL,RET,RETI4条）,ACALL addr11 子程序绝对调用指令 可在指令所在的2K范围内调用子程序,RET 子程序返回指令 子程序结束并返回调用的下一条指令,RETI 中断服务子程序返回指令 中断结束/返回被打断处的下一条指令,控制转移类指令,此类指令改变程序的执行顺序改变当前PC值,无条件转移： （LJMP,AJMP,SJMP,JMP4条）,条件转移（判断跳转）： （JZ,JNZ,