MCS-51单片机的指令系统.ppt

本章内容,SingleChipMicrocomputer,寻址方式,算术操作类指令,逻辑运算指令,数据传送类指令,控制转移类指令,第3章MCS-51单片机的指令系统,位操作指令,指令系统单片机所能执行的命令（指令）的集合，就是他的指令系统。汇编语言以助记符（用英文名称或缩写表示的指令）、符号地址、标号等书写程序的语言，称为汇编语言。MCS-51指令系统共111条基本指令；单字节指令49条；双字节45条；三字节17条。指令执行时间1个机器周期的指令64条；2个机器周期的指令45条；4个机器周期2条（乘、除）。,3.1指令系统概述,3.2指令格式,不同字节长度指令的表示形式：,指令的表示方法,指令的格式：,例如：MOVA，R0,例如：MOVA，30H,例如：MOVDPTR，#2010H,操作码用来规定指令进行什么操作。操作数是指令操作的对象。,寄存器寻址,直接寻址,立即寻址方式,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,寻址方式就是在指令中说明操作数所在地址的方法。MCS-51单片机指令系统有7种寻址方式：,3.3指令系统的寻址方式,目的地,1、寄存器寻址,寄存器,操作数,XXH,MOVA,Rn；（Rn）A，n=07,R0-R7ABDPTR,操作数在寄存器中，指定了寄存器就能得到操作数。寻址范围32个工作寄存器，A、B累加器，数据指针寄存器DPTR。,目的地,2、直接寻址,内部RAM或SFR区,操作数,XXH,MOVA,20H;(20H)A,20H,注:寻址是寻操作数的“地址”!,指令中操作数在所给单元地址中，即该单元地址中的内容为操作数。寻址范围内部低128个RAM单元；特殊功能寄存器SFR。注：对端口的寻址，两种表示方法MOVA，80H或MOVA，P0,3、寄存器间接寻址,MOVA,Ri；(Ri)A,i=0，1,目的地,寄存器,操作数,3AH,内部RAM,3AH,65H,3AH,R0R1DPTR,寄存器中存放的是操作数的地址，即先从寄存器中找到操作数的地址，再按该地址找到操作数。,寻址范围片内低128RAM单元，其通用形式为RiMOVA，Ri片外64kRAM，用DPTR作间址寄存器，即DPTRMOVXA，DPTR片外低256B的RAMMOVXA，DPTRMOVXA，Ri,目的地,#XXH,操作数,MOVA,#40H;40HA,#40H,4、立即数寻址,操作数在指令中直接给出，出现在指令中的操作数称为立即数。,MOVCA,A+DPTRMOVCA,A+PCJMPA+DPTR,目的地,寄存器,操作数,基址寄存器0012H,变址寄存器34H,程序存储器,0046H,65H,A,DPTRPC,0046H,5、基址寄存器加变址寄存器间接寻址,以DPTR或PC作基址寄存器，以A作变址寄存器，以两者内容相加形成的16位地址作操作数的地址来进行寻址的（多用于访问数据表格）。注：这种寻址方式只用于读出程序存储器中的数据到A；三条指令均为单字节指令。寻址范围:64KB,6、位寻址方式,1,00000000,想一想:如果想使27H单元的D5位置1，该怎么办呢?,内部RAM,位寻址地址表,例：SETB3DH,3D,3C,3B,3F,3E,3A,39,38,27H,SETB3DH,0000000,1,0,内部RAM的位寻址的表示方法：位地址，如3DH；单元地址加上位，如（27H）.5,特殊功能寄存器位寻址的表示方法：位地址，如0D5H（为PSW的位5的位地址）；位名称，如F0（PSW位5是F0标志位，可直接使用）；单元地址加位数，如0D0H（PSW寄存器）的位5，表示为（0D0H）.5；特殊功能寄存器符号加位数，如PSW.5位寻址范围：128个内部RAM位地址，83个特殊功能寄存器位地址。,7、相对寻址,用于程序转移操作而设置的寻址方式。相对转移指令多为2字节，个别为3字节。指令中，给出的操作数是地址偏移量rel,因而目的地址为：目的地址=转移指令所在的地址+转移指令的字节数+rel注：rel是带符号的8位二进制数补码数，表示范围为-128+127,目的地,XXH,操作数,SJMP54H,PC+2,+,54H,PC,2000H,2000H+2=2056H,PC,2056H,寻址比较,MOVA，R0,MOVA，R0,MOVA，20H,MOVA，#20H,MOVA，R0,寻址比较,MOVA，R0,MOVA，R0,MOVA，20H,MOVA，#20H,MOVA，R0,寻址比较,MOVA，R0,MOVA，R0,MOVA，20H,MOVA，#20H,MOVA，20H,寻址比较,MOVA，R0,MOVA，R0,MOVA，20H,MOVA，#20H,MOVA，#20H,3.4MCS-51指令系统分类介绍,指令描述约定,MCS-51的指令,1数据传送指令（29条）2算术运算指令（24条）3逻辑运算指令（24条）4控制转移指令（17条）5位操作指令（17条）,目的地址源地址,数据,MOV,MOVA，#20H;20HA,，,MOV,20H,A,3.4.1数据传送指令（29条）8位数据传送指令(15条)(1,2,3,4),例MOVA，R6;（R6）AMOVA，R0；(R0)AMOVA，20H;（20H）AMOV20H，A;(A)20H,16位数据传送指令（1条）(5),MOVDPTR，#data16,外部数据传送指令(4条)(7),MOVX,，,MOVX,交换和查表类指令(9条)(6,8,9,10,),，,A,XCH,1)字节交换指令(3条),2)低半字节交换指令(1条),XCHDA,Ri,（A）（Rn），n=07,（A）（direct）,（A）(Ri)，i=0,1,(A)03(Rn)03，n=07,3)查表指令(2条,单字节),MOVCA,A+PC；(A)+PC+1)A,MOVCA,A+DPTR;(A)+(DPTR)A,4)堆栈操作指令(2条),PUSHdirect;(SP)+1SP,(direct)SPPUSHA;(SP)+1SP,(A)SP(direct可以是直接地址，也可以是SFR）,POPdirect;(SP)direct,(SP)-1SPPOPA;(SP)A,(SP)-1SP,direct,3.4.2算术操作类指令（24条）1、加法指令（4条）,A，,Rn,Ri,#data,ADD,（A）+（Rn）A，n=07,（A）+（direct）A,（A）+(Ri)A，i=0，1,（A）+#dataA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响：位7有进位，置1Cy，否则清0Cy；位3有进位，置1Ac，否则清0Ac；位6有进位，位7无进位，或，位7有进位，位6无进位，则OV置1，否则清0OV。,A,direct,A，,Rn,Ri,#data,ADDC,2、带进位加法指令（4条）,（A）+（Rn）+CA，n=07,（A）+（direct）+CA,（A）+(Ri)+CA，i=0，1,（A）+#data+CA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响：位7有进位，置1Cy，否则清0Cy；位3有进位，置1Ac，否则清0Ac；位6有进位，位7无进位，或，位7有进位，位6无进位，则OV置1，否则清0OV。,A,3、加1减1指令（3，6）,4、十进制（BCD码）调整指令(1条),DAA,注意：DAA指令只能跟在ADD或ADDC加法指令后，不适用于减法指令。,用于对BCD码十进制数加法运算结果的内容修正。,5、带借位的减法指令(4条),direct,A，,Rn,Ri,#data,SUBB,（A）-（Rn）-CyA，n=07,（A）-（direct）-CyA,（A）-(Ri)-CyA，i=0，1,（A）-#data-CyA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响：位7有借位，置1Cy，否则清0Cy；位3有借位，置1Ac，否则清0Ac；位6有借位，位7无借位，或，位7有借位，位6无借位，则OV置1，否则清0OV。,7、乘法指令(1条),MULAB；ABBA,8、除法指令(1条),DIVAB；A/BA（商），余数B,乘法指令中，乘积BA对标志位OV的影响：积大于255，置1溢出标志位OV，否则清0OV位；进位标志位Cy总是清0。,除法指令中，商、除数对标志位OV的影响：B的内容（除数）不为0，计算后，清0Cy和溢出标志位OV；如除数（B的内容）为0，则存放结果的A、B的内容不定，并置1溢出标志位OV。,1、累加器A清0和取反指令,3.4.3逻辑运算指令,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,CY,CY,RLA；左环移RRA；右环移RLCA；带进位左环移RRCA；带进位右环移,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。,2、循环移位指令（2、3、4、5）,3、累加器半字节交换指令,SWAPA；（Acc.7Acc.4)（Acc.3Acc.0),A,4、逻辑与指令（6条）,5、逻辑或指令（6条）,6、逻辑异或指令（6条）,PC高5位(保持不变),PC低11位,操作码(第一字节),操作数(第二字节),11位转移地址的形成示意图,程序计数器PC,AJMPaddr11；PC+2PC，addr11PC.10PC.0,3.4.4控制转移类指令1、无条件转移指令,PC,2002H,2003H,0000H,0001H,2004H,2005H,2006H,PC,PC,PC,2006H,2003H,PC,0002H,PC,2、相对转移指令,SJMPrel；rel为相对偏移量，在128-127之间例：SJMP03H,03H就是当前PC值与目的PC值相对差,PC,注：在编写程序时，只需在相对转移指令中直接写上要转向的目标地址标号即可。,例：LOOP:MOVA,R6SJMPLOOP,3、长跳转指令LJMPaddr16；AAAAHPC,PC=0000H,PC=AAAAH,假设执行该指令前，PC的值为0000H。,注意:该指令可以转移到64KB程序存储器中的任意位置。,4、间接跳转指令,JMPA+DPTR；DPTR内容为基址，A内容为变址。,注：本指令不改变A和DPTR的内容，不影响标志位。,5、条件转移指令,6、比较不相等转移指令(4条),7、减1非零转移指令(2条),条件转移类指令范例方案一,还有什么方法实现循环的终止?,将00H0FH这16个数顺序地置入片内RAM20H2FH单元中。MOVR0，#20HMOVR7，#0FHCLRALOOP：MOVR0，AINCAINCR0DJNZR7，LOOPSJMP$,条件转移类指令范例方案二,MOVR0，#20HMOVR7，#0FHCLRALOOP：MOVR0，AINCAINCR0CJNEA，#0FH，LOOPSJMP$,条件转移类指令范例方案三,MOVR0，#20HMOVA，#0FHMOV30H，#00HLOOP：MOVR0，30HINC30HINCR0DECAJNZLOOPSJMP$,条件转移类指令范例方案四,MOVR0，#20HMOVA，#0FHMOV30H，#00HLOOP：MOVR0，30HINC30HINCR0SUBBA，#01HJNCLOOPSJMP$,8、调用子程序指令1)短调用指令,2)长调用指令,9、子程序的返回和中断返回指令（9、10),10、空操作（11）,3.4.5位操作指令,RAM位寻址区位地址表,1.数据位传送指令,注：指令中一个操作数必须是进位标志位，另一个可以是任何直接寻址位。,2.位置位和位清零指令,3.位变量逻辑与指令,4.位变量逻辑或指令,5.条件转移类位操作指令,练习1,设内部RAM中33H单元中内容为44H，34H单元中内容为0AFH，R0中内容为33H，R1中内容为00H，给出以下每一条指令执行后A中的值和PSW中P的值。MOVA,#34HMOVA,34HMOVA,R