微机原理课件第六章 指令系统

1、第六章 指令系统一单片机的编程过程编写汇编语言源程序(.ASM)编译链接（.OBJ）伪指令翻译成机器码以及程序的地址定位。（.BIN或.ASM）EPROM工具：文本编辑器工具：专用编译器工具：编程器图6-1例：TEST.ASM源文件ORG2018HDCB0BDHAXEQU1AHBXEQU1CHORG2080HMAIN:LDAX,#01HLDBX,#03HLJMPMAINEND编译成.OBJ文件XXXXXX(定位信息)0BDHXXXXXX(定位信息)LD1AH,#01HLD1CH,#03HLJMP2080H翻译成.HEX文件文件头（0000H）0BDH2018H空 空 A1H2080H01H20

2、81H00H2082H1AH2083HA1H2084H03H2085H00H2086H1CH2087HE7H2088HF5H2089HFFH208AH文件尾二汇编语言指令格式：操作码操作数，.，操作数操作码：指令类型（传送、加、减、乘、除、逻辑判断等）操作数：代表操作码所要操作的数据或数据存放的地址，在8098的指令系统中一条指令最多可以有三个操作数。三指令系统使用的数据类型共6种数据类型：指的是操作数的数据表示方式和所占用的字节数。A、 字节型：无符号型（字节型）0255；有符号型（短整数型）（补码）-128127B、 字型：无符号型（字型）065535；有符号型（整数型）（补码）-3276

3、832767C、 双字型：无符号型（双字型）0232-1；有符号型（长数型）（补码）-231231-1对于不同的数据类型分配数据的地址有限制。对于字节型地址可任意分配，对于字型低位地址必须是偶数，对于双字型最低位地址必须是4的倍数。在每条指令中，都已明确指定所使用的操作数的数据类型。四寻址方式：寻址方式：在指令中操作数表达具体数据的方式。共有四种。A、 立即数寻址：操作数直接就是数据。数据前应加#号。例：LDB20H,#22HB、 寄存器寻址：若数据是位于CPU内部的寄存器组或SFR时，可以使用寄存器寻址。采用寄存器寻址的操作数是用要读写的寄存器或SFR的地址代表。对于字或双字操作数用最低位的

4、地址代表。例：LDB20H,22H（将22H的内容送到20H中）LD20H,22H（将22H、23H的内容送到20H、21H中）C、 寄存器间接寻址：对于读写外部地址单元（通过外部地址、数据总线），采用寄存器间接寻址方式。寄存器间接寻址的操作数本身是CPU内部的寄存器，他的内容是要寻址的数据的地址。例：LD22H,4000H（错）例：LD22H,#4000HLDB20H,22H自动增量间接寻址：LD22H,#4000H(A)LD20H,22H+; (B)LDB20H,22H+执行前：20H00H;21H00H;22H00H;23H00H4000H55H;4001HAAH(A) 执行后：20H5

5、5H;21HAAH;22H02H;23H40H4000H55H;4001HAAH(B) 执行后：20H55H;21H00H;22H01H;23H40H4000H55H;4001HAAHD、 变址寻址：由基地址和偏移地址组合形成的寻址方式。例：比较间接寻址和变址寻址LD22H,#4000HLD20H,22HLD20H,30H22H间接寻址的地址是4000H，变址寻址的地址是4030H。长变址寻址和短变址寻址：若偏移量为八位二进制数，为短变址寻址。若偏移量为16位二进制数，为长变址寻址。例：短变址寻址LD20H,30H22HLD20H,-3H22H短变址寻址的偏移量的范围从-128127例：长变址

6、寻址LD20H,2000H22H长变址寻址的偏移量范围是065535零寄存器寻址：变址寻址的变形。零寄存器：在CPU内部地址是00H、01H的两个寄存器的内容不能改变，就是零。例：LD20H,2000H0LD20H,30H0五指令中操作数使用寻址方式的规则：在任一个指令中，只有最后一个操作数可采用四种寻址方式中的任一种，而其它操作数必须采用寄存器直接寻址方式。例：ADD20H,22HADD20H,22HADD20H,22HADD20H,22H,24HADD20H,22H,24HADD20H,22H,24H再例：LDAX,#4000HLDAX,#0001H为什么会有这样的规律：操作码操作数，.，

7、操作数其中，操作码由八位二进制数组成A1A076543210操作码指明最后一个操作数的寻址方式，其余操作数的寻址方式隐含为寄存器寻址方式六指令系统分类1、数据传送指令2、算术运算指令3、逻辑操作指令4、栈操作指令5、无条件转移和调用指令6、条件转移指令7、位为“0”或位为“1”转移指令8、循环控制指令9、单寄存器指令10、移位指令11、特殊控制指令12、规格化指令符号说明：wreg：操作数使用寄存器直接寻址的字型数据waop：操作数可使用任意一种寻址方式的字型数据breg：操作数使用寄存器直接寻址的字节型数据baop：操作数可使用任意一种寻址方式的字节型数据lreg：操作数使用寄存器直接寻址的

8、双字型数据（双字型数据只能使用寄存器直接寻址方式）七数据传送指令（a）LDwreg,waopLDBbreg,baop（b）STwreg,waopSTBbreg,baop（c） LDBSEwreg,baop短整数变整数LDBZEwreg,baop字节变字例：LDBSEAX，80H（A）AX：1111，1111，1000，0000LDBZEAX，80H（B）AX：0000，0000，1000，0000八算术运算指令：（A） 程序状态字（PSW）STVTICZVNZ中断屏蔽寄存器Z：零标志位N：负标志位V：溢出标志位VT：溢出陷阱标志位C：进位标志位I：中断标志位ST：粘着标志位以上标志位除了I标志

9、位和中断有关，ST标志位和循环移位指令标志位外，其余标志位都和加减乘除运算有关。加减运算不考虑进位或借位，若运算结果为零，置零标志位。运算结果为零 Z=1，运算结果不为零 Z=0将运算结果作为无符号数的运算结果，改变C标志位加法：有进位 C=1，无进位 C=0减法：有借位 C=0，无借位 C=1将运算结果作为有符号数的运算结果，改变V，VT，N若运算结果溢出（运算结果超过补码表示范围）V=VT=1未溢出 V=0，VT不变。若运算结果为负或负溢出 N=1若运算结果为正或正溢出 N=0例：LDBAL，#0FCHLDBBL，#0FCHADDBAL，BLC=？，V=？，VT=？N=？C=1，V=VT=

10、0，N=1例：LDBAL，#01000110BLDBBL，#01000110BADDBAL，BLC=？，V=？，VT=？N=？C=0，V=VT=1，N=0例：LDBAL，#00111100B（60）LDBBL，#10111010B（-70）SUBBAL，BLC=？，V=？，VT=？N=？C=0，V=VT=1，N=0V和VT的区别：VT：算术运算若有溢出，可以使VT置1，若无溢出不能使VT清零。只有通过专用指令CLRVT，VT才能等于0。V：随算术运算的溢出或不溢出而置1或清零。V和VT的使用方法：开始-70-60判断V=1-70+30判断V=140+30判断V=1结束是否跳转到出错处理程序是跳

11、转到出错处理程序否是跳转到出错处理程序否方法A开始-70-60判断VT=1是否跳转到出错处理程序40+3060-70+30结束方法B方法A：1、程序复杂2、可以知道具体那个运算出错。方法A：1、程序简单2、不知道具体那个运算出错。（B） 加减法指令1、 加法字节加ADDBbreg，baop（2操作数）ADDBDbreg，Sbreg，baop（3操作数）字加ADDwreg，waop（2操作数）ADDDwreg，wbreg，waop（3操作数）带进位相加ADDCBbreg，baop（2操作数）ADDCwreg，wreg（2操作数）ADDCB 和ADDC运算过程：breg（wreg）= breg（w

12、reg）+baop（waop）+C例：四字节加法：（大于65536的加法）838860+838860838860=1100，1100，1100，1100，1100838860=1100，1100，1100，1100，1100838860=1100，1100，1100，1100，1100838860=1100，1100，1100，1100，110011001，0001，1001，10001101，程序：SUM：LDAX，#1100，1100，1100，1100BLDBX，#1100BLDCX，#1100，1100，1100，1100BLDDX，#1100BADDCX，AXADDCDX，BXRET

13、运算结果：DX（高位）CX（低位）2、 减法同加法一一对应breg（wreg）= breg（wreg）-baop（waop）-（C的反）（C） 比较指令CMPBwreg，waopCMPbreg，baop比较指令相当与减法指令（被比较数减比较数），但运算结果不存入wreg（breg）中，运算结果的正负，是否为零等，从而改变标志位（C、N、Z、V、VT）。（D） 乘除指令：有符号数和无符号数的乘除指令不同。1、乘法：有符号数：MULlreg，waopMULlreg，wreg，waopMULBwreg，baopMULBwreg，breg，baop无符号数：MULUlreg，waopMULUlreg，

14、wreg，waopMULUBwreg，baopMULUBwreg，breg，baop例：MULU20H，24H21H，20H（CCH，CCH）25H，24H（CCH，CCH）积：A3D5C290H运算结果：21H，20H（C2H，90H）23H，22H（A3H，D5H）2、 除法有符号数：DIVlreg，waopDIVBwreg，baop无符号数：DIVUlreg，waopDIVUBwreg，baop例：DIVU20H，24H23H，22H，21H，20H（00H，01H，12H，34H）25H，24H（24H，68H）商：7H，余数：135CH21H，20H（00H，07H）23H，22H（

15、13H，5CH）九 条件转移指令：1、 条件转移的基本模式：条件是否满足跳转到指令确定的地址下一条指令是否例：程序片断：START：LDAX，#01HLDBX，#02HCMPAX，BXJCSTARTLDAX，BX条件判断中的条件：PSW中的各标志位。2、 条件转移指令的分类：对进位标志位的判断、对V，VT，N标志位的判断、对Z标志位的判断、位测试指令、循环控制指令、对ST标志位的判断。A、 对进位标志位的判断（比较无符号数时使用）JC，JNC，JH，JNHJC：C=1，进位标志位为1，跳转JNC：C=0，进位标志位为0，跳转JH：C=1且Z=0，当两个无符号数相比较，被比较数大于比较数时跳转。

16、JNH：C=0或Z=1，当两个无符号数相比较，被比较数小于或等于比较数时跳转。例：CMP20H，22HJNHcaddB、 对V、VT、N标志位的判断（比较有符号数时使用）对V标志位的判断：JV、JNV对VT标志位的判断：JVT、JNVT对N标志位的判断：JGT、JLE、JGE、JLTJGT：N=0，Z=0被比较数大于比较数跳转（带符号数）JLE：N=1或Z=1被比较数小于或等于比较数跳转（带符号数）JGE：N=0被比较数大于或等于比较数跳转（带符号数）JLT：N=1被比较数小于比较数跳转（带符号数）例：LDB20H,#0F4HLDB22H,#0F5HCMPB20H,22H若0F4H，0F5H代

17、表无符号数，若被比较数大于比较数则跳转，用什么指令？答：JH若0F4H，0F5H代表有符号数（补码），若被比较数大于比较数则跳转，用什么指令？答：JGTC、 对Z标志位判断：JNE、JEJNE：Z=0不相等则跳转JE： Z1 相等则跳转D、位测试指令：JBC，JBS 对于CPU内部寄存器的每一位都可以通过相应的指令来测试内容例：JBC20H,7,caddJBS20H,0,caddE、循环控制指令：DJNZbreg,cadd 减一非零跳转例：LDB20H,#5 START: . . .DJNZ20H,START.例：软件按键消抖，需要使用沿时子程序沿时子程序DELAY:LDBAL,#30HDEL

18、AY1:NOPDJNZAL,DELAY1RET沿时时间循环次数循环一次指令执行的时间例：编写沿时500US的子程序。8098，12MDELAY:LDBAL,#XXXXHDELAY1:NOPDJNZAL,DELAY1RET执行时间NOP+DJNZ=4+9=13个状态周期循环次数=沿时时间/13个状态周期答：500130.25=154DELAY:LDBAL,#154DELAY1:NOPDJNZAL,DELAY1RET再例：编写沿时1MS的子程序。8098，12M程序1DELAY:LDBAL,#308DELAY1:NOPDJNZAL,DELAY1RET程序2DELAY:LD AL,#308DELAY

19、1:NOPDJNZAL,DELAY1RET程序3DELAY:LDBAL,#154DELAY1:NOPNOPNOPNOPDJNZAL,DELAY1RET程序4DELAY:LDBAL,#7DELAY1:LDB BL,#22DELAY2:NOPDJNZBL,DELAY2DJNZAL,DELAY1RETF、对粘着位的判断：JNST，JSTJNST：ST=0，跳转JST：ST1，跳转十 无条件转移和调用指令1、无条件转移指令SJMP、LJMP、BRA、SJMP： SJMP cadd 1024cadd-当前指令地址1023,寻址范围小，占用的存储空间小B、LJMP： LJMPcadd可以寻址地址空间的任一

20、个地址，占用的存储空间大例：开始是否溢出20H21H出错处理40H41H结束是否溢出是否是否START:ADDB20H,21HJNVSTART1LJMPERROR1START1:ADDB40H,41HJNVSTART2ERROR1:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXSTART2:RETC、BR: BRwreg把由wreg代表的寄存器内容作为转移的目的地址。例：LDAX,4000H BRAX当前PC=2900H，执行完指令后，PC=4000H2、调用指令子程序：子程序是一段独立的程序模块。可由主程序的调用指令调用。使用子程序有利于程序的模块化、易修改性、程序的减化等。例：MAIN:

21、LDAX,#01HMAIN:LDAX,#01HLDBX,#01HLDBX,#01HLDCX,#01HLDCX,#01HLDDX,#01HLDDX,#01HADDAX,CXLCALLLADDADDCBX,DXLDAX,#02HLDAX,#02HLDBX,#02HLDBX,#02HLDCX,#02HLDCX,#02HLDDX,#02HLDDX,#02HLCALLLADDADDAX,CXLJMPMAINADDCBX,DXLADD:ADDAX,CXLJMPMAINADDCBX,DXRET子程序调用指令：SCALL、LCALLSCALL：SCALLcadd1024cadd-当前指令址1023,寻址范围小

22、，速度快。LCALL：LCALLcadd可以寻址地址空间的任一个地址，速度慢。十一 移位指令：包括左移和右移指令1、左移指令C0字节、字、双字SHLBbreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHLBbreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SHLwreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHLwreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SHLLLreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHLLLreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）2、右移指令A、逻辑右移指令字节、字、双字C0逻辑右移SHRBwreg,#count由立即数确定移位次

23、数（015）SHRBwreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SHRbreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHRbreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SHRLLreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHRLLreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）B、算术右移指令字节、字、双字C01算术右移SHRABwreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHRABwreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SHRAbreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHRAbreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）SH

24、RALLreg,#count由立即数确定移位次数（015）SHRALLreg,breg由寄存器内容确定移位次数（031）C、左移和右移指令的使用移位指令可分为逻辑性移位和算术性移位。逻辑性移位例：半字节交换指令A0A1A2A3A4A5A6A7A4A5A6A7A0A1A2A3SWAP:LDBBL,ALSHLBAL,#4SHRBBL,#4ORBAL,BLRET算术性移位对于无符号数左移一位相当于乘2，右移一位相当于除2。对于有符号数左移一位相当于乘2，若最高位是1，右移一位且最高位移入1相当于除2。若最高位是0，右移一位且最高位移入0相当于除2。十二 栈操作指令堆桟操作是存储数据的特殊方法。下面比较普通的数据存储和压栈操作 LD20H,30H PUSH30H 普通的数据存储需要在指令中明确指定数据存储的目标地址。而在压栈操作中不需要指出数据存储的目标地址。那么在压栈操作中数据存放到什么位置？在SFR中有两个个寄存器（0018H，0019H）叫堆桟指针寄存器SP。在压栈操作中，数据存储的目标地址就是堆桟指针寄存器的内容（所以堆桟指针寄存器是一个字，因为存放的