第3章80C51的指令系统

2019/9/6,1,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）,3.7,2019/9/6,2,3.1 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,2019/9/6,3,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,2019/9/6,4,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,2019/9/6,5,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 -间址寄存器前缀 #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,2019/9/6,6,3.2.1 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： 代码短，传送和执行速度快,【例】若（R0）=30H，,执行MOV A,R0后,（A）=30H,2019/9/6,7,3.2.2 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,2019/9/6,8,3.2.3 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,2019/9/6,9,3.2.4 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,2019/9/6,10,3.2.5 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,2019/9/6,11,3.2.6 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。,2019/9/6,12,3.2.7 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。,2019/9/6,13,3.3 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,2019/9/6,14,3.3.1 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 ， ；,2019/9/6,15,以A为目的,【例3-9】若（R1）= 20H，（20H）= 55H。执行指令 MOV A，R1 后，（A）= 55H。,2019/9/6,16,以Rn为目的,【例3-10】执行指令 MOV R6，#50H 后，（R6）= 50H,2019/9/6,17,以direct为目的,【例3-11】若（R1）=50H,（50H）=18H，执行指令 MOV 40H，R1 后,（40H）=18H,2019/9/6,18,以Ri为目的,【例3-12】若（R1）=30H，（A）=20H，执行指令 MOV R1，A 后，（30H）=20H。,2019/9/6,19,3.3.2 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,2019/9/6,20,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,2019/9/6,21,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。,2019/9/6,22,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,2019/9/6,23,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。,2019/9/6,24,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 。,2019/9/6,25,3.4 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,2019/9/6,26,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0,2019/9/6,27,3.4.1 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255,2019/9/6,28,【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。,2019/9/6,29,带进位加法（这组指令方便了多字节加法的实现）,加1,2019/9/6,30,十进制调整,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,2019/9/6,31,2019/9/6,32,3.4.2 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”,2019/9/6,33,【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。,2019/9/6,34,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。,2019/9/6,35,3.4.3 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0,2019/9/6,36,3.5 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,2019/9/6,37,3.5.2 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,2019/9/6,38,3.5.3 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,2019/9/6,39,3.5.4 逻辑清0和取反,3.5.5 累加器循环移位,2019/9/6,40,CLR A； 将累加器A中的内容清零 CPL A： 将累加器A中的值按位取反,2019/9/6,41,3.6 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 addr11,2019/9/6,42,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。,2019/9/6,43,【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：,2019/9/6,44,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 ROUT3,2019/9/6,45,3.6.2 条件转移,累加器判0转移,比较不等转移,2019/9/6,46,减1不为0转移,2019/9/6,47,【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 $,2019/9/6,48,3.6.3 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）,2019/9/6,49,【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25H压入堆栈的08H单元，其高8位的01H压入堆栈的09H单元（低地址对应于低字节）。