第3章MCS-51指令系统

第3章单片机指令系统,3.1MCS51指令简介3.2指令系统,LOOP:MOVA,R0;将R0的内容送A标号操作码第一操作数第二操作数注释（目的操作数）（源操作数）注：白色的内容不是必须的,3.1MCS51指令简介,一、MCS51指令格式,二、MCS51系列单片机指令系统分类按寻址方式分为以下七种：按功能分为以下四种：1、立即立即寻址1、数据传送指令位操2、直接寻址2、算术运算指令3、寄存器寻址3、逻辑运算指令4、寄存器间接寻址指令4、控制转移类指令5、相对寻址5、位操作指令6、变址寻址7、位寻址,三、寻址方式,寻址方式：寻找（或确定）操作数所在单元地址的方式。寻址方式越多，计算机寻址能力越强，但指令系统也越复杂。说明：以下讨论的寻址方式都是针对源操作数的。但实际上目的操作数也有寻址问题。,1、寄存器寻址MOVA,Rn操作数在寄存器中，如R0R7，A、B、Cy(位)、DPTR2、直接寻址MOVA,40H操作数直接以单元地址形式给出（也可以寄存器名称形式给出，但ABDPTR除外）如：MOVA,P0；MOVR0,TH0,3、寄存器间接寻址MOVA,R1操作数是通过寄存器间接得到的。4、立即寻址MOVA,#40H操作数在指令中直接给出。5、基址寄存器加变址寄存器寻址以DPTR或PC为基址寄存器，以A为变址寄存器，以两者相加形成的16位地址为操作数的地址。MOVCA,A+DPTRMOVCA,A+PC,四、指令中常用符号说明,Rn当前寄存器区的8个工作寄存器R0R7(n07)；Ri当前寄存器区可作地址寄存器的2个工作寄存器R0和R1(i0，1)；direct8位内部数据存储器单元的地址及特殊功能寄存器的地址；#data表示8位常数（立即数）；#datal6表示16位常数；add16表示16位地址；addrll表示11位地址；rel8位带符号的地址偏移量；bit表示位地址；间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀；()表示括号中单元的内容()表示间接寻址的内容；,五、MCS51指令简介1.以累加器A为目的操作数的指令,MOVA,data；AdataMOVA,Rn；n=07，A(Rn)MOVA,Ri；i=0,1，A(Ri)MOVA,direct；A(Rn)direct为内部RAM或SFR地址注：MOVA,Ri;以Ri的内容为地址，把该地址中的内容送到A中去。A(Ri)MOVA,R0;将R0的内容送到A去。A(R0)MOVA,#20H;(A)=20HA的内容为20HMOVA,20H;(A)=(20H)A的内容为20H中的内容注意以上两组指令的不同点,例：MOVR0,#30HMOV30H,#60HMOVA,R0(A)=?,2.以Rn为目的操作数的指令,MOVRn，A；Rn(A)，n=07MOVRn，direct；Rn(direct)MOVRn，data；Rndata,3.以直接地址为目的操作数的指令,MOVdirect,A；direct(A)MOVdirect,Rn；direct(Rn)，n=07MOVdirect,Ri；direct(Ri)，i=0,1MOVdirect,direct；direct(direct)MOVdirect,#data；directdata,4.以寄存器间接地址为目的操作数指令,MOVRi，A；(Ri)(A)，i=0,1MOVRi，direct；(Ri)(direct)MOVRi，data；(Ri)data,应用举例1,MOVP1,#0FEH;11111110B可以使P1.0上的发光二极管点亮MOVP1,#0F0H;11110000B可以使P1口上的上面4个发光二极管点亮,8段数码管显示,MOVP1,#00H;显示8.MOVP1,#0F8H;显示7MOVP1,#88H;显示A,应用举例2,一个引脚的高低电平，可以通过“光电耦合器”控制继电器，从而以“弱电”控制“强电”。,3.2指令系统,一、数据传送指令位操作1.16位数据传输指令,MOVDPTR,#data16；DPTRdata16DPTR-数据指针，为SFR中(DPH)、(DPL)MOVDPTR,#2010H相当于：MOVDPH,#20HMOVDPL,#10H,2、堆栈操作指令,进栈指令PUSHdirect如:(SP)=60H,(A)=30H,(B)=70H时，执行PUSHAcc；(SP)+1=61HSP,(A)61HPUSHB；(SP)+1=62HSP,(B)62H结果:(61H)=30H,(62H)=70H,(SP)=62H退栈指令POPdirect如:(SP)=62H,(62H)=70H,(61H)=30H时，执行POPDPH；(SP)DPH,(SP)1=61HSPPOPDPHL；(SP)DPL,(SP)1=60HSP结果:(DPTR)=7030H,(SP)=60H堆栈的存储原则：先进后出,3.累加器A与外部数据传输指令,MOVXA,DPTR；A(DPTR)地址范围64KMOVXA,Ri；A(Ri)地址范围0255MOVXDPTR,A；(DPTR)(A)MOVXRi,A；(Ri)(A),4.查表指令,MOVCA,A+DPTR；A(A)+(DPTR)例:(DPTR)=0300H,（A）02HROM中(0302H)=55H执行：MOVCA,A+DPTR结果：(A)=55H,MOVCA,A+PCA(A)+(pc)PC程序指针，指向下一条指令的地址例：根据A中的内容（09）查平方表,MOVCA,A+PC例子：,地址机器码源程序ORG0000H00007403MOVA,#03H000283MOVCA,A+PC000300DB00H000401DB01H000504DB04H000609DB09H000710DB10H000819DB19H000924DB24H000A31DB31H000B40DB40H000C51DB51H（顺便讲解如何查机器码）END,5.字节交换指令,XCHA,Rn；(A)(Ri)XCHA,direct；(A)(direct)XCHA,Ri；(A)(Ri)例：(A)=80H,(R7)=97H执行：XCHA,R7结果：(A)=97H,(R7)=80H例：将片内RAM60H单元与61H单元的数据交换。XCH60H，61H对吗？,6.半字节交换指令,XCHDA,Ri；(A)0-3(Ri)0-3例：(R0)=60H,(60H)=3EH,(A)=59H执行：XCHDA,R0结果：（A）5EH（60H）39H,二、算术操作类指令,1.加法指令（Addtion）2.带进位加法指令3.加1指令（Increase）4.十进制调整指令5.带借位减法指令（Subtraction）6.减1指令（Decrease）7.乘法指令（Multiplication）8.除法指令（Division）,PSW寄存器,Cy：进位标志位AC：辅助进位标志位F0:供用户使用的标志位OV：溢出标志位P：奇偶标志位A中数据的奇偶性。当1的个数为奇数，P=1，否则P=0。RS1RS000区0(地址：00H07H)01区1(地址：08H0FH)10区2(地址：10H17H)11区3(地址：18H1FH),2.带进位加法指令,ADDCA,Rn；A(A)+(Rn)+(Cy)ADDCA,Ri；A(A)+(Ri)+(Cy)ADDCA,direct；A（A)+(direct)+(Cy)ADDCA,data；A（A)+#data+(Cy)对标志位的影响与ADD相同,3.加1指令,INCA；A(A)+1INCRi；Ri（A)+1INCdirect；direct（direct)+1INCRi；(Ri)(Ri)+1INCDPTR；DPTR(DPTR)+1对标志位不产生影响若：（A）0FFH,(Cy)=0执行：INCA结果：（A）00H,(Cy)=0,4.十进制调整指令,DAA用途：紧跟在BCD码加法指令（不包括减法）之后，进行十进制调整。（96H为压缩BCD码，表示十位为9,个位为6）如两BCD码加：MOVA,#35HADDA,#46H(A)=7BH,并不是81H但：DAA后，（A）81H,5.带借位减法指令（Subtraction）,（1）SUBBA,Rn；A（A)-(Rn)-(Cy）（2）SUBBA,Ri；A（A)-(Ri)-(Cy）（3）SUBBA,direct；A（A)-(direct)-(Cy）（4）SUBBA,data；A（A)-#data-(Cy）（5)对标志位的影响(6）Cy-进位位（7）AC-半进位位（8）OV-溢出位,6.减1指令（Decrease）,减1类指令共4条，其功能是将操作数指定单元内容减1。DECA；A-1A,A中内容减1DECRn；Rn-1Rn,Rn中内容减1DECdirect；（direct）-1(direct),直接地址中内容减1DECRi；(Ri)-1(Ri),Ri间址中的内容减1,7.乘法指令（Multiplication）,MULAB；(A)(B)低8位A高8位BA、B中都是无符号整数如果积大于255，OV1，否则OV0；进位标志总是清零Cy0。,8.除法指令（Division）,DIVAB；(A)(B)商A余数BA、B中都是无符号整数如果除数B为“0”，OV1，否则OV0；进位标志总是清零Cy0。,三、逻辑运算指令1.简单逻辑操作指令,CLRA；A“0”CPLA；AASWAPA；A03A47例:(A)=3AH,CPLA,(A)=0C5H00111010B11000101B(A)=3AH,SWAPA,(A)=0A3H,2.循环指令,左循环指令（RotateAccumulatorLeft）RLA例（A）6CH=01101100BRLA(A)=11011000B=0D8H,带进位左循环指令（RotateAccumulatorLeftthroughCarryflag）,RLCA例（A）6CH=01101100B，(C)=1RLCA(A)=11011001B=0D9H,右循环指令（RotateAccumulatorRight）,RRA例（A）6CH=01101100BRRA(A)=00110110B=36H,带进位右循环指令（RotateARightwithC）,RRCA例（A）6CH=01101100B，(C)=1RRCA(A)=10110110B=0B6H,3.逻辑与指令,ANLA,RnANLA,directANLA,dataANLA,RiANLdirect,AANLdirect,data“与”，“有0即0，全1为1”00000111）1111110100000101B05H,4.逻辑或指令,ORLA,RnORLA,directORLA,dataORLA,RiORLdirect,AORLdirect,data“或”，“有1即1，全0为0”00000110）0110110101101111B6FH,5.逻辑异或指令,XRLA,RnXRLA,directXRLA,dataXRLA,RiXRLdirect,AXRLdirect,data“异或”，“相异为1，相同为0”00000110）0110110101101011B6BH,例（A）=01B，表示随机状态，为1或0，执行下述一组指令执行后A的值如何?XRLA，#0C0H；将累加器A的内容D7、D6取反01ORLA，#03H；将累加器A的内容D1、D0置111010000ANLA，#0E7H；将累加器A的内容D4、D3清01000000011101111100111100011解：执行上述指令后，（A）=100011B。,习题1：如何将累加器A中的数据高4位清0，低位不变？习题2：如何将寄存器R2中的数据奇数位取反，偶数位不变？,四、控制转移类指令1.跳转指令,短跳指令AJMPaddr11PCaddr11，跳转范围2k长跳指令LJMPaddr16PCaddr16，跳转范围64k间接跳转指令JMPA+DPTRPC（A）（DPTR),相对转移指令SJMPrelPC(PC)+2PC(PC)+rel,rel机器码的相对偏移量，为8位补码转移范围：前128后127字节rel（目的地址转移指令地址转移指令字节数）补（目的地址PC当前值）补编程时，可用标号代替转移目的地址，rel交给编译程序计算。SJMPNEXT（或AJMPNEXT,SJMPNEXT）NEXT：原地踏步指令的指令:HERE：SJMPHERE常写成：SJMP$,地址机器码源程序注释ORG0000H；整个程序起始地址0000200030LJMPMAIN；跳向主程序ORG0030H；主程序起始地址0030C3MAIN:CLRC；MAIN为程序标号0031E6LOOP:MOVA,R0003237ADDCA,R1003308INCR00034DAFBDJNZR1,LOOP；相对转移00368003SJMPNEXT00387803MOVR0,#03H003A18NEXT:DECR0003B80FESJMP$；HERE:SJMPHEREEND;结束标记,程序中标号与地址之间的关系,2.条件转移指令,JZrel；（A）0，转移JNZrel；（A）0，转移,3.比较不相等转移指令,CJNEA，#data，rel；(A)=#data，继续C0(A)#data，转C0(A)#data，转C1特点：只有时，C1CJNEA，direct，relCJNERn，#data，relCJNERi，#