第03章整理ppt

1、第第3 3章章 mcs-51mcs-51的指令系统的指令系统 本章介绍mcs-51汇编语言的指令系统。3.1 3.1 指令系统概述指令系统概述 mcs-51的基本指令共111条，按指令在程序存储器所占的字节来分，其中：（1）单字节指令49条；（2）双字节指令45条；（3）三字节指令17条。 按指令的执行时间来分，其中：（1）1个机器周期（12个时钟振荡周期）的指令64条；（2）2个机器周期（24个时钟振荡周期）的指令45条； （3）只有乘、除两条指令的执行时间为4个机器周期（48个时钟振荡周期）； 在12mhz晶振的条件下，每个机器周期为1s。 有一个位变量的指令子集，在进行位变量处理的程序设

2、计时十分有效、方便。 指令格式就是指令的表示方法，一条指令由两部分组成，即操作码和操作数。 操作码用来规定指令进行什么操作， 操作数则是指令操作的对象3.2 3.2 指令格式指令格式 51系列指令系统中，有单字节指令、双字节指令、三字节不同长度的指令，指令长度不同，格式也就不同。 （1）单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中； （2）双字节指令：一个字节为操作码，另一个字节是操作数； （3）三字节指令：操作码占一个字节，操作数占二个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址3.3 3.3 指令系统的寻址方式指令系统的寻址方式 寻址方式就是在指令中说明操作数所在地址的方法。

3、51单片机共有7种寻址方式。寄存器寻址的范围寄存器寻址的范围2直接寻址方式： 直接寻址方式的寻址范围直接寻址方式的寻址范围（1）内部ram的128个单元；（2）特殊功能寄存器。特殊功能寄存器除了以单元地址的形式给出外,还可以用寄存器符号的形式给出。 例如： mov a，80h 与 mov a，p0是等价的。 * 直接寻址方式是访问除a、b、dptr以外的sfr的唯一寻址方式。3. 寄存器间接寻址方式：寻址范围： 立即寻址方式就是操作数在指令中直接给出。为了区别于直接寻址方式，需在操作数前面加前缀标志“#”。例如： mov a，#40h 操作的结果是把立即数40h（常数）送给累加器a。5基址寄存

4、器加变址寄存器间址寻址方式：说明： （1）本寻址方式只能对rom进行寻址，或者说它是专门针对rom的寻址方式，寻址范围可达到64kb。（2）本寻址方式的指令只有3条：movc a，a+dptrmovc a，a+pcjmp a+dptr6位寻址方式：位寻址方式的寻址范围位寻址方式的寻址范围（1）内部ram中的位寻址区： 单元地址为20h2fh，共16个单元，位地址是00hffh，对这128个位的寻址使用直接地址表示。 位寻址区中的位有两种表示方法， a. 直接使用位地址。 例如：40h。（2）特殊功能寄存器中的可寻址位： 可供寻址的特殊功能寄存器有11个，共有88个位，其中5个位没有定义，所以有

5、可寻址位83个。 这些寻址位在指令中有如下4种表示方法：a.直接使用位地址。例如psw.5的位地址为0d5h。7相对寻址方式： 在实际编程中，在实际编程中，“rel” rel” 通常用标号代替通常用标号代替例：例：sjmp loop1sjmp loop1例：例：2000h：sjmp 08h ； 原原pc值为值为2000h；执行这条指令后的当前；执行这条指令后的当前pc值值为为2002h，rel为为08h。2002h+08h=200ah，转移目，转移目的地址为的地址为200ah，程序就跳转至，程序就跳转至200ah去执行了。去执行了。右图为右图为sjmp 08h相对相对寻址示意图。寻址示意图。

6、偏移量rel是一个带符号的8位二进制数补码数，范围是：128+127。因此相对转移是以转移指令所在地址为基点，向地址增加方向最大可转移（127+转移指令字节）个单元地址，向地址减少方向最大可转移（128-转移指令字节）个单元地址。mcs-51指令系统的7种寻址方式及寻址空间 ，概括起来如下表（表3-1 p43)：序号 寻址方式使用的变量寻址空间1寄存器寻址r0r7、a、b、c（位）、dptr、ab4组通用工作寄存器区、部分sfr2直接寻址内部128b的ram、sfr3寄存器间接寻址r0、r1、sp片内ramr0、r1、dptr片外ram4立即寻址#data5基址寄存器加变址寄存器间接寻址a+d

7、ptr、a+pcrom3.4 mcs-513.4 mcs-51指令系统分类介绍指令系统分类介绍111条指令，按功能分类，可分为下面5大类： （1）数据传送类(28条) （2）算术操作类(24条 （3）逻辑运算类(25条) （4）控制转移类(17条) （5）位操作类(17条)描述指令的一些符号描述指令的一些符号rn 当前寄存器区的8个工作寄存器 r0r7(n=07)。ri 当前选中的寄存器区中可作间接寻址 寄存器的2个寄存器r0、r1(i=0,1)。#data16 包含在指令中的16位立即数。rel 相对转移指令中的偏移量，为8位 的带符号补码数dptr 数据指针，可用作16位的地址寄 存器。b

8、it 内部ram或特殊功能寄存器中的直 接寻址位。c 或cy 进位标志位或位处理机中的累加 器。addr11 11位目的地址addr16 16位目的地址 间接寻址寄存器前缀(x) x中的内容。(x) 由x寻址的单元中的内容。 箭头右边的内容被箭头左边的内容 所取代。3.4.1 数据传送类指令1、以累加器a为目的操作数的指令(4条)：【例】【例】 若若r0=40h，(30h)=60h，(40h)=50h mov a，r0 ；将工作寄存器；将工作寄存器r0中的数据传送中的数据传送 至至a中，中，a=40h mov a，r0 ；将以；将以r0中内容为地址的存储单中内容为地址的存储单 元中的数据送至元

9、中的数据送至a中中 a=50h mov a，30h ；将直接地址；将直接地址30h存储单元中存储单元中 的数据传送至的数据传送至a中，中，a=60h mov a，#30h ；将立即数；将立即数#30h送入送入a中，中， a=30h2、以rn为目的操作数的指令：【例】：当（a）=30h时， 执行 mov r6,a ；(a)r6 结果： （r6）=30h【例】：当（70h）=10h时， 执行 mov r6,70h ；(70h)r6 结果： （r6）=10h【例】：执行 mov r6,#78h ;78hr6 结果： （r6）=78h3、以直接地址direct为目的操作数的指令：【例】 当（a）=30

10、h时， 执行 mov 55h,a ;(a)55h 结果：（55h）=30h4、以寄存器间接地址为目的操作数的指令：【例】：当（a）=30h时，（r0）=44h 执行 mov r0,a ;(a)(r0) 结果：（44h）=30h【例2】：当（r0）=33h 执行 mov r0,#22h ;22h(r0) 结果：（33h）=22h5、16位数传送指令： 【例】： 执行 mov dptr，#1234h ;1234hdptr 结果： （dptr）=1234h 其中：dph=12h，dpl=34h6、堆栈操作指令：【例】【例】 push 30h；（；（30h）=2bh，操作过程如图，操作过程如图 (2)

11、出栈指令 pop direct 操作：sp指示的栈顶（内部ram单元）内容送入direct字节单元中，栈指针sp减1。【例】【例】 pop a；（；（a）=2bh，操作过程如图，操作过程如图7、累加器a与外部数据存储器传送指令： 采用16位的dptr作间接寻址，可寻址64kb片外ram，高8位地址（dph）由p2口输出，低8位地址（dpl）由p0口输出。 采用ri（i=0,1）作间接寻址，可寻址片外低256个单元的ram。8位地址和数据均由p0口输出，可选用其它任何输出口线来输出高于8位的地址（一般选用p2口输出高8位的地址）。 mov的后面 “x”表示单片机访问的是片外ram或i/o。【例】

12、：(dptr)=1f62h,(1f62h)=70h,执行下列指令： movx a,dptr ;(dptr)a 结果：（a）=70h【例】：（r0）=6fh，（a）=05h，执行下列指令： movx ri,a ;(a)(r0) 结果：（6fh）=05h问题：地址为6fh的存储单元属于片内还是片外？8、查表指令：【例】: (a)=30h,执行地址1000h处的指令 1000h: movc a,a+pc 本指令占用一个字节，下一条指令的地址为1001h，(pc)=1001h再加上a中的30h，得1031h，结果将程序存储器中1031h的内容送入a。 该指令的优点是不改变sfr及pc的状态，根据a的内

13、容就可以取出表格中的常数。缺点是表格只能存放在该条查表指令后面的256个单元之内，表格的大小受到限制，而且表格只能被一段程序所利用。 (2) movc a,a+dptr 操作过程：以dptr作为基址寄存器，a的内容作为无符号数和dptr的内容相加得到一个16位的地址，把由该地址指出的程序存储器单元的内容送到累加器a。 【例】：(dptr)=8100h (a)=40h 执行指令 movc a,a+dptr 结果将程序存储器中8140h单元内容送入累加器a中。 9、字节交换指令：xch a,rn ; (a)(rn)，n=07xch a,direct ; (a)(direct)xch a,ri ;

14、(a)(ri)），i=0,1 操作：将累加器a的内容和源操作数的内容相互交换。 源操作数有寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址等方式。问题：本指令是否可以采用立即寻址方式。 例如：xch a，#88h 结论：不行【例】: (a)=80h,(r7)=08h,(40h)=f0h (r0)=30h,(30h)=ofh 执行下列指令： xch a,r7 ;(a)(r7) 结果：(a)=08h,(r7)=80h xch a,40h ;(a)(40h) 结果：(a)=f0h,(40h)=08h xch a,r0 ;(a)(r0) 结果：(a)=0fh, (30h)=f0h 最终执行结果： (a)=0fh,

15、(r7)=80h,(40h)=08h,(30h)=f0h10、半字节交换指令：(a)=5eh,(60h)=39h。 【例】设内部ram中30h单元的内容为50h，试分析如下程序。mov60h,#30hmovr0,#60hmova,r0movr1,amov40h,r1mov60h,30h;立即数30h送60h单元，即：30h60h;立即数60h送r0，即：60hr0;间址，60h单元内容送a，即：30ha;a的内容送r1，即：30hr1;间址，30h单元内容送40h，即：50h40h;30h单元内容送60h单元，即：50h60h程序执行结果：（a）=30h，（r0）=60h，（r1）=30h，

16、（60h）=50h，（40h）=50h， （30h）=50h内容不变【例】【例】 按下列要求传送数据：设按下列要求传送数据：设rom(2000h)=abhrom(2000h)=abh (1)rom 2000h (1)rom 2000h单元数据送内单元数据送内ram 10hram 10h单元；单元； (2)r0m 2000h(2)r0m 2000h单元数据送外单元数据送外ram 80hram 80h单元；单元； (3)rom 2000h(3)rom 2000h单元数据送外单元数据送外ram 1000hram 1000h单元；单元；解解(1)(1)：mov dptr，#2000h ；置基址2000

17、h，dptr=2000h mov a，#00h ；置变址0，a=00h movc a，a+dptr ；读rom 2000h，a=abh mov 10h，a ；存内ram 10h单元，(10h)=abh解解(2)(2)：mov dptr，#1fffh ；置基址1fffh，dptr=1fffh mov a，#01h ；置变址01h，a=01h movc a，a+dptr ；读rom 2000h，a=abh mov r0，#80h ；置外ran间址，r0=80h movx r0，a ；写外ram 80h，外ram(80h)=abh解解(3)(3)：mov dptr，#2000h ；置基址2000h，

18、dptr=2000h mov a，#00h ；置变址0，a=00h movc a，a+dptr ；读rom 2000h，a=abh mov dph，1oh ；修改外ran地址，dptr=1000h movx dptr，a ；写外ram 1000h，外ram(1000h)=abh【例】【例】 已知已知romrom中存有中存有0909的平方表，首地址为的平方表，首地址为2000h2000h，试根，试根据累加器据累加器a a中的数值查找对应的平方值，存入内中的数值查找对应的平方值，存入内ram 30hram 30h。( (设设a=3)a=3) 解：解：若用若用dptrdptr作为基址寄存器，可编程如

19、下：作为基址寄存器，可编程如下：1000h1000h：mov dptrmov dptr，#2000h #2000h ；置；置romrom平方表首地址平方表首地址 movc amovc a，a+dptr a+dptr ；a+2000h=2003h(a+2000h=2003h(设设a=3)a=3)， ；a=(2003h)=09ha=(2003h)=09h mov 30h mov 30h，a a ；平方值存入内；平方值存入内ram 30hram 30h中中 2000h2000h：00h 00h ；平方表：；平方表：0 02 2=0=02001h2001h：01h 01h ； 1 12 2=1 =1

20、2002h2002h：04h 04h ； 2 22 2=4=42003h2003h：09h 09h ； 3 32 2=9=92004h2004h：10h 10h ； 4 42 2=16=16，16=10h16=10h 2009h2009h：51h 51h ； 9 92 2=81=81，81=51h81=51h3.4.2 算术操作类指令1加法指令： 这4条8位二进制数加法指令的一个加数总是来自累加器a，而另一个加数可由寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和立即寻址等不同的寻址方式得到。其相加的结果总是放在累加器a中。 使用加法指令时，要注意累加器a中的运算结果对各个标志位的影响：（1）如果位7有

21、进位，则置“1”进位标志cy，否则清“0”cy；（2）如果位3有进位，置“1”辅助进位标志ac，否则清“0”ac；（3）如果位6有进位，而位7没有进位，或者位7有进位，而位6没有，则溢出标志位ov置“1”，否则清“0”ov； 溢出标志位ov的状态，只有在带符号数加法运算时才有意义。当两个带符号数相加时，ov=1，表示加法运算超出了累加器a所能表示的带符号数的有效范围（-128+127），即产生了溢出，因此运算结果是错误的，否则运算结果是正确的。 例：(a)=53h，(r0)=fch， 执行指令： add a，r0 运算式为： 0101 0011 b +）1111 1100 b 1 0100 1

22、111 b结果为:(a)=4fh，cy=1，ac=0，ov=0，p=1 注意：上面的运算中，由于位6和位7同时有进位，所以标志位ov=0。【例】 (a)= 85h,(r0)=20h,（20h）=afh，执行指令： add a，r0运算式为： 1000 0101 b +）1010 1111 b 1 00110100 b结果为:（a）=34h，cy=1，ac=1，ov=1，p=1 注意：由于位7有进位，而位6无进位，所以标志位ov=1 2带进位加法指令：例：（a）=85h,（20h）=ffh,cy=1，执行指令：addc a,20h运算式为： 1000 0101 b +）1111 1111 b +

23、） 1 b 110000101 b结果为:（a）=85h，cy=1，ac=1，ov=0，p=1（a中1的位数为奇数）【例】 试编写计算6655h+11ffh的程序，结果送51h （高）、50h（低）: mova,#55h adda,#0ffh mov50h,a mova,#66h addc a,#11h mov51h,a3增1指令 ： 若变量原来为ffh，加1后将溢出为00h（指前4条指令）。inc a 仅影响p标志，其他指令不影响psw中的任何标志。 第5条指令inc dptr，是16位数增1指令。指令首先对低8位指针dpl的内容执行加1的操作，当产生溢出时，就对dph的内容进行加1操作，不

24、影响标志cy的状态。4十进制调整指令：（2）出错原因和调整方法： 出错原因：bcd码只用到了4位数的二进制编码中的10个，有6个编码没用到。这6个没用到的编码（1010，1011，1100，1101，1110，1111）为无效码。在bcd码的加法运算中，凡结果进入（运算结果大于9）或者跳过（运算结果有进位）无效码编码区时，其结果就是错误的，就需要调整。调整的方法是把结果加6调整，即所谓十进制调整修正。 【例】（a）=56h,（r5）=67h，把它们看作为两个压缩的bcd数，进行bcd数的加法。执行指令： add a,r5 da a 由于高、低4位分别大于9，所以要分别加6进行十进制调整对结果进

25、行修正。 0101 0110 b +）0110 0111 b 1011 1101 b +）0110 0110 b 1 0010 0011 b 结果为： （a）=23h，cy=1 可见，56+67=123，结果是正确的。 【例】2个4位bcd码，分别存入内部ram的50h（低）、51h（高）单元，与60h（低）、61h（高）单元，试编写求这两个数之和的程序，结果存入40h（低）、41h（高）单元。mova,50hadda,60hdaamov40h,amova,51haddc a,61hdaamov41h,a5带借位的减法指令：例 （a）=c9h ,（r2）=54h,cy=1，执行指令: subb a,r2 1100 1001 b -）0101 0100 b -） 1 b 0111 0100 b结果：（a）=74h,cy=0,ac=0,ov=1（位6向位7借位）试编写计算ee33h-a0e0h的程序，结果送51h（高）、50h（低）:clrcmova,#33hsubba,#0e0hmov50h,amova,#0eehsubba,#0a0hmov51h,a6减1指令：【例】(a)=0fh,(r7)=19h,(30h)=00h,(r1)=40h