单片机寻址方式指令系统教程.ppt

第三章指令系统,硅谷芯微技术贡献网址：www.threeway.cc,本章重点：,理解指令的6种寻址方式理解各种类型指令的用法能读懂简单的程序,3.1MCS51指令概述,3.1.1机器指令：用二进制编码表示的，能够被计算机直接识别和执行的语言称为机器语言，对应的指令成为机器指令。机器指令不需要翻译就可直接运行，是计算机发展初期使用的。,3.1.2汇编指令：机器语言的繁杂和不便操作直接催生了汇编指令。汇编语言用助记符、符号和数字来表示机器指令。它与机器语言指令一一对应，便于理解和记忆。但是汇编语言并不能直接被机器识别，因此汇编程序在编写好后必须被翻译成相应的机器语言才能执行，而这些工作是由编译器完成的。,3.1.3汇编伪指令伪指令和汇编指令属于同一范畴，属于一种符号语言。不同之处在于，汇编指令都有其对应的机器码，而伪指令没有对应的机器码，伪指令的作用在于控制编译器的编译过程。也就是说，汇编指令的实质是对应的机器指令，程序运行过程中才会被执行。而伪指令的实质是编译过程控制语句，编译完成后伪指令就完成使命了，在程序烧录进单片机实际运行过程中并没有伪指令的参与。,3.2指令的语句结构MCS-51汇编语言的完整语句结构如图3.1，包括标号、操作码、操作数和注释4部分。其中，操作码和操作数是必选部分，而标号和注释（方括号括起来的部分）是可选项目。,寻址方式，是指指令语句中操作数的解析方式。即，操作数按照什么规则来存取。,3.3MCS51的6中寻址方式,3.3.1立即寻址又叫立即数寻址，是指在指令中直接给出参与运算的数字。为了区别于作为地址的数字，把这种直接使用的数字称为立即数，并在其前面加上#以区别于作为地址的数字。因为立即数本质上即是一个数字，因此其只能作为源操作数而不能作为目的操作数（目的操作数需要的是一个地址）。如：MOVA,#30H;把#30H复制到A中,3.3.2直接寻址操作数来源于直接地址。所谓直接地址，是指RAM区域的一个字节型地址空间。大多数直接寻址会使用用户RAM区（30H7FH），当位寻址区（20H2FH）被按字节寻址时，也属于直接寻址范畴。直接寻址可作为源操作数或目的操作数，当其用作源操作数时，实际作为操作数的是该地址内存储的数据。如MOV30H,#40HMOVA,30H第二句中源操作数的30H即为直接寻址，此时实际使用的操作数其实是存储于30H中的#40H，所以程序执行后A中实际值为#40H。直接寻址作为目的操作数时，实际指示的是这个地址本身（而不是地址内的数），因为目的操作数的任务是存储操作后的结果数据，因此需要的是一个地址（虽然命名为操作数，但实际叫“存储地址”更加确切）。直接寻址作为目的操作数的一个实例是上面第一句语句中的30H。,3.3.3寄存器寻址也叫寄存器直接寻址（以明确区别于寄存器间接寻址），此处的寄存器指的是工作寄存器R0R7。无论作为源操作数还是目的操作数，寄存器寻址的特点和直接寻址均很类似。实际上，在内部结构一节我们已经知道，工作寄存器区和用户RAM区同属于RAM区，在逻辑上本来就是同级的。MOVA,R0,3.3.4寄存器间接寻址寄存器间接寻址用于源操作数时，语句中的寄存器中取出的不再是操作数，而是操作数的地址，真正的操作数需要用这个地址去寻址RAM区才能得到。同样，寄存器间接寻址用于目的操作数时，实际目的地址不再是语句中的寄存器，而是该寄存器中内容对应的RAM区地址。如图3.2所示，R0寄存器内装入#34H，在执行完语句MOVA，R0后，实际取到的操作数是RAM区域的34H地址处的地址（#56H）。符号是间接寻址的标志符，不能省略或者混用。此外，间接寻址寄存器只能使用工作寄存器区的R0或R1，其余R2R7不可使用。（4个区中的R0和R1均可）,3.3.5基址+变址寻址首先，基址+变址寻址也属于一种间接寻址，即不是直接给出操作数，而是给出操作数的地址。与寄存器间接寻址（操作数地址由工作寄存器给出）不同，基址+变址寻址的操作数地址由两部分给出，分别成为基地址和变地址。典型的基址+变址寻址的实例如：MOVCA，A+DPTR其中，DPTR数据指针内指出基地址，A中存放变地址，A+DPTR共同指出了真实操作数的地址。,3.3.6位寻址由于51单片机内部包含一个位处理器，因此具有位寻址能力。可以位操作的内容有RAM的位寻址区（20H2FH）、可位寻址的SFR等。MCS-51的指令系统中有专门设置的位寻址指令用于按位操作这些内容。,3.4常用符号,Rn：工作寄存器中的寄存器R0、R1R7之一，Ri：工作寄存器中的寄存器R0或R1#data：8位立即数#data16：16位立即数direct：片内RAM或SFR的地址（8位）:间接寻址寄存器Bit：片内RAM或SFR的位地址addr11：11位目的地址addr16：16位目的地址rel:补码形式的8位地址偏移量。偏移范围为-128127/：位操作指令中，该位求反后参与操作，不影响该位X：片内RAM的直接地址或寄存器(X)：相应地址单元中的内容：箭头左边的内容送入箭头右边的单元内,3.5指令分类,以下分数据传送类、算术运算类、逻辑运算与移位类、控制转移类、布尔操作类共5个大类来详细讲解MCS-51的指令系统：3.5.1.数据传送类助记符：MOV、MOVX、MOVCXCH、XCHD、SWAPPUSH、POPMOV:将后面的立即数(地址中的数据)放到前面的地址（寄存器）中。MOVR0，R1MOVX:用于片外寻址，由于使用外部存储器技术已经基本被淘汰，在此就不做过多讲解。MOVC:主要用于查表中，是将ROM中的数取出。本组指令也被称为查表指令，常用此指令来查一个已做好在ROM中的表格。MOVDPTR，#T_tabMOVA，R0MOVCA，A+DPTR.T_tab：DB0,1,4,9,16,25,XCH:用于两个字节型变量互相交换数据。XCHD：用于两个字节型变量互相交换低4位数据（高4位保持不变）。SWAPA：指令，用于将A的高4位和低4位互相交换。PUSH、POP:堆栈操作指令，分别为压栈和弹栈操作。这两句经常用来在进入中断服务程序时保存ACC和PSW，以保证主程序中的ACC和PSW不会被中断服务程序破坏掉。注意压栈和出栈时，先压后出，后压先出。总结：数据传送类指令结构简单、容易理解，关键在于熟练掌握并应用于各种寻址方式。,3.5.2.算术运算类算术运算主要对8位无符号数；也可用于带符号数运算。包括：加、减、乘、除、加1、减1运算指令影响PSW有关位。,助记符：ADDADDCINCMULDASUBBDECDIVADD:前后两数相加，和放入前面寄存器。影响进位标志位C。ADDC：前后两数相加再加上进位标志位C的值，和放入前面寄存器。ADDC往往和ADD配合使用，完成多字节加法。结果对C有影响。INC：对地址或者寄存器里面的数据进行加一。不影响进位标志位C。SUBB:前后两数想减再减去C的值，差放入前面寄存器，同ADDC，结果对C有影响。DEC：对地址或者寄存器里面的数据进行减一。不影响进位标志位。MULAB：AB两数相乘，积的低八位放入A中，高八位放入B中。DIVAB：AB两数相除，商放入A中，余数放入B中。DAA：十进制调整，可以看成对十六进制数进行十进制运算。如下：MOVA,#49H;A=49HADDA,#1;加一DAA;A=50H,3.5.3逻辑运算类,助记符：ANLORLCPLCLRRRRLRRCRLCANL：前后两数按位相与，结果放入前面寄存器。ORL：前后两数按位相或，结果放入前面寄存器。CPL：对累加器A（bit位地址）数据按位进行取反。CLR：对累加器A（bit位地址）中数据清零。RR：循环右移。RRC：带C循环右移。RL：循环左移。RLC：带C循环左移。,助记符：LJMPAJMPJMPSJMPJZJCJBJNZJNCINBLCALLACALLRETRETICJNEDJNZLJMP：无条件跳转，寻址范围64k。AJMP：无条件跳转，寻址范围2k。JMP：散转，跳转地址由A+DPTR决定。SJMP：相对跳转，范围上下128字节。JZ：A中数据为0跳转，不为0向下执行。JNZ：与JZ相反。JC、JB：C、bit位为0向下执行，不为0跳转。JNC、JNB：与JC、JB相反。LCALL、ACAlL：子程序调用。前者调用范围64k，后者2K。RET、RETI：前者，子程序返回，与LCALL、ACALL配合使用。后者只用于中断返回。CJNE：两数相比较相等则向下执行，不等则跳转。同时前面数大于后面数，C=0。后面数大于前面数，C=1。DJNZ：该数减一是否为0，为零则向下执行，不为0则跳转。CJNE和DJNZ常用来实现循环程序结构，即是两种最典型的循环结构。,3.5.4控制转移类,3.5.5.布尔操作类（位操作）,助记符：MOVCLRCPLSETBANLORLJB(JNB)JC(JNC)MOV：对位进行赋值。CLR：对该位进行清零。CPL：对该位进行取反。SETB：对该位置1。ANL：相与。ORL：相或。,3.5.6.伪指令,助记符：ORGCSEGDBEQUENDDSEGDWBIT,ORG伪指令用于指定该指令语句后一段语句生成的机器码在ROM内存储的起始点，每条ORG指令的作用范围为本条语句后面的一条指令开始到下一个ORG指令出现为止。END伪指令为汇编程序结束标志，编译器将无视END后的指令语句。DB、DW伪指令用于在ROM中开辟一些数值区域，DB开辟的数值区域以字节（8bit）为单位，DW开辟的数值区域以双字节（16bit）为单位。EQU指令和DAT