第三章单片机

1、1第第章章MCSMCS5151指指令令系系统统 本章内容本章内容Single Chip Microcomputer2DELAY: MOV R3,#0FFH ;延时程序延时程序 34寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址5寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址6寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址R0-R7ABDPTR7寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址R0R1DPTR89101112寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址ADPTRPC13寄存器寻址直接寻址立即

2、数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址14寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址10 0 0 0 0 0 0 0157F7F77776F6F67675F5F57574F4F474737372F2F27271F1F17170F0F0707 7E7E76766E6E66665E5E56564E4E4646 36362E2E26261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D5D55554D4D454535352D2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C4444 34342C2C2424

3、1C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B4343 33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A4242 32322A2A22221A1A12120A0A020279797171696961615959515149494141 313129292121191911110909010178787070686860605858505048484040 3030282820201818101008080000 例： 3D3D 3C3C 3B3B3F3F 3E3E3A3A 39393838

4、27H27H16寄存器寻址直接寻址立即数寻址寄存器间接寻址变址寻址相对寻址位寻址0 0 0 0 0 0 01 017立即寻址v立即寻址是指将操作数直接写在指令中。v紧跟在操作码之后的操作数称为立即数。立即数可以为一个字节，也可以是两个字节，并要用符号“”来标识。v寻址空间：ROMv举例：MOV A，50H18直接寻址v直接寻址是指把存放操作数的内存单元的地址直接写在指令中。v寻址空间：内部RAM区和特殊功能寄存器SFR区v举例： MOV A，3AH 88H3AH内部 RAM88HA19寄存器寻址v操作数存放在寄存器中，指令中直接给出该寄存器名称的寻址方式称为寄存器寻址。v寄存器可以是：R0R7

5、；累加器A；寄存器B；数据指针DPTR。v寻址空间：片内RAM指定的寄存器v举例：MOV R1，A20H09H内部RAM20HAR101RS1 RS020寄存器间接寻址v寄存器间接寻址是指将存放操作数的内存单元的地址放在寄存器中，指令中只给出该寄存器。v执行指令时，首先根据寄存器的内容，找到所需要的操作数地址，再由该地址找到操作数并完成相应操作。v用于寄存器间接寻址的寄存器有R0、R1和DPTR，前面必须加上符号“”。v寻址空间：片内RAM、片外RAMv举例：MOV A，R065H3AH内部 RAM3AHAR065H21变址寻址v变址寻址是指将基址寄存器与变址寄存器的内容相加，结果作为操作数的

6、地址。vDPTR或PC是基址寄存器，累加器A是变址寄存器。该类寻址方式主要用于查表操作。v寻址空间：ROMv举例：MOVC A，A+DPTR55H程序存储区02HA0302H03HDPTR00H0302H22相对寻址v相对寻址是指程序计数器PC的当前内容与指令中的操作数（偏移量rel）相加，其结果作为跳转指令的转移地址。v该类寻址方式主要用于跳转指令。v寻址空间：ROMv举例： SJMP 54H 54H程序存储区54HA2001H20HPC02H2056HXX80H2056H2000H23位寻址v位寻址是指按位进行的寻址操作。v采用位寻址指令的操作数是8位二进制数中某一位。v寻址空间：片内RA

7、M的20H2FH单元中的128个可寻址位；SFR的可寻址位。v举例： SETB 3DH 内部RAM27H二进制 10 0 1 0 0 0 0 0241、指令描述约定、指令描述约定符符 号号含含 义义RnRn表示当前选定寄存器组的工作寄存器表示当前选定寄存器组的工作寄存器R0R0R7R7RiRi表示作为间接寻址的地址指针表示作为间接寻址的地址指针R0R0R1R1#data#data表示表示8 8位立即数，即位立即数，即00H00HFFHFFH#data16#data16 表示表示1616位立即数，即位立即数，即0000H0000HFFFFHFFFFHaddr16addr16表示表示1616位地址

8、，用于位地址，用于64K64K范围内寻址范围内寻址addr11addr11表示表示1111位地址，用于位地址，用于2K2K范围内寻址范围内寻址directdirect8 8位直接地址，可以是内部位直接地址，可以是内部RAMRAM区的某一单元或某一专用功能寄存器的地址区的某一单元或某一专用功能寄存器的地址RelRel带符号的带符号的8 8位偏移量（位偏移量（-128-128+127+127）BitBit位寻址区的直接寻址位位寻址区的直接寻址位（X X）X X地址单元中的内容，或地址单元中的内容，或X X作为间接寻址寄存器时所指单元的内容作为间接寻址寄存器时所指单元的内容将将 后面的内容传送到前面

9、去后面的内容传送到前面去2526MOV , v数据传送指令是MCS-51单片机汇编语言程序设计中使用最频繁的指令，包括内部 RAM、寄存器、外部RAM以及程序存储器之间的数据传送。v数据传送操作是指把数据从源地址传送到目的地址，源地址内容不变。27MOV , MOV A，#20H 28举例v已知(20H)=54H，R1=38H，(38H)=86H，判断下列指令的执行结果。MOV A,20HMOV 40H,R1MOV R5,#43HMOV A,R1MOV R2,R1A=54H(40H)=38HR5=43HA=86H错误！如何解决？如何解决？MOV A,R1MOV R2,A29 MOV DPTR，

10、#data16 MOVX , 30举例v已知(2000H)=54H，A=39H，R1=30H，DPTR=2000H，判断下列指令的执行结果。MOV DPTR，#1234H MOVX R1,AMOVX A,DPTRMOVX DPTR,A(DPH)=12H，(DPL)=34H(30H)=39HA=54H(2000H)=39H思考：如何将外部RAM2040H单元中的数据传送到2560H单元中去？MOV DPTR,#2040HMOVX A,DPTRMOV DPTR,#2560HMOVX DPTR,A31 32交换指令v已知(R0)30H，(30H)67H，(A)20H，判断下列指令的执行结果。XCH

11、A,30HXCH A,R0XCH A,R0XCHD A,R0SWAP AA=67H,(30H)=20HA=30H,R0=20HA=67H,(30H)=20HA=27H,(30H)=60HA=02H33查表指令v查表指令用于查找存放在程序存储器中的表格。vDPTR内容为基址MOVC A，A+DPTR ；A (A)+(DPTR)该指令首先执行16位无符号数加法，将获得的基址与变址之和作为16位的程序存储器地址，然后将该地址单元的内容传送到累加器A。指令执行后DPTR的内容不变。vPC内容为基址 MOVC A，A+PC ；A (A)+(PC)取出该单字节指令后PC的内容增1，以增1后的当前值去执行1

12、6位无符号数加法，将获得的基址与变址之和作为16位的程序存储器地址。然后将该地址单元的内容传送到累加器A。指令执行后PC的内容不变。34堆栈指令v堆栈是在内部RAM中按“后进先出”的规则组织的一片存储区。此区的一端固定，称为栈底；另一端是活动的，称为栈顶。栈顶的位置（地址）由堆栈指针SP指示（即SP的内容是栈顶的地址）。v在8051中，堆栈的生长方向是向上的（地址增大）。 v系统复位时，SP的内容为07H。通常用户应在系统初始化时对SP重新设置。SP的值越小，堆栈的深度越深。PUSH direct ；SP (SP) 1，(SP)(direct)POP direct ；direct(SP)，SP

13、 (SP)1 35堆栈举例v设堆栈指针为30H，把累加器A和DPTR中的内容压入，然后根据需要再把它们弹出，编写实现该功能的程序段。MOV SP，#30H ；设置堆栈指针，SP=30H为栈底地址PUSH ACC ；SP+1SP,SP=31H,ACC (SP)PUSH DPH ；SP+1SP,SP=32H,DPH (SP) PUSH DPL ；SP+1SP,SP=33H,DPL (SP)POP DPL ；（SP）DPL,SP-SP,SP=32HPOP DPH ；（SP）DPH,SP-SP,SP=31HPOP ACC ；（SP）ACC,SP-SP,SP=30H36 37加法指令vADD与ADDC的

14、区别为是否加进位位CY。v指令执行结果均在累加器A中。v指令结果均影响程序状态字寄存器PSW的CY、OV、AC和P标志。若若(A)=84H，(30H)=8DH，执行指令，执行指令 ADD A，30H之后，由于：之后，由于：即：即：(A)=11H，(CY)=1，(AC)=1，(OV)=1（D7有进位，有进位，D6无进位），无进位），(P)=0。 38减法指令v减法指令中没有不带借位的减法指令，所以在需要时，必须先将CY清0。v指令执行结果均在累加器A中。v减法指令结果影响程序状态字寄存器PSW的CY、OV、AC和P标志。39举例v编写计算12A4H+0FE7H的程序，将结果存入内部RAM 41H

15、和40H单元，40H存低8位，41H存高8位。v分析：单片机指令系统中只提供了8位的加减法运算指令，两个16位数（双字节）相加可分为两步进行，第一步先对低8位相加，第二步再对高8位相加。 A4H + E7H = 8BH 进位1 12H + 0FH + 1 = 22H40举例v程序清单如下：MOV A,#0A4H ；被加数低8位AADD A,#0E7H ；加数低8位E7H与之相加 MOV 40H,A ；A(40H)，存低8位结果MOV A,#12H ；被加数高8位AADDC A,#0FH ；加数高8位+A+CY，A=22HMOV 41H,A ；存高8位运算结果41BCD码码: 0011 0100

16、 十进制十进制二进制二进制BCDBCD码码0123456789 10 11 12 13 14 15000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111100000001001000110100010101100111100010010001 00000001 00010001 00100001 00110001 01000001 01011 81 6+3 4十进制十进制0001 10000001 0110+BCD码码0010 11100011 01000010 1110-0000 0110差差642DA指令执行过程ACC

17、.0ACC.3大于9吗?开始Ac=1?(A)+06HAACC.4ACC.7大于9吗?Cy=1?(A)+60HA结束43助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器机器周期周期INC A00000100AA+1影响影响PSW的的P标志标志1INC Rn00001rrrRnRn+1n=07, rrr=0001111INC direct000001 0 1 direct(direct)(direct)+1 1INC Ri0000011i(Ri)(Ri)+1i=0,11INC DPTR10100011DPTRDPTR+1 2DEC A00010100AA-1影响影响PSW

18、的的P标志标志1DEC Rn00011rrrRnRn-1n=07, rrr=0001111DEC direct000101 0 1 direct(direct)(direct)+1 1DEC Ri0001011i(Ri)(Ri)-1i=0,1144加1减1指令举例v已知(R0)30H，(30H)67H，(A)20H，判断下列指令的执行结果。INC R0INC R0DEC ADEC 30HDEC R0R0=31H(30H)=68HA=1FH(30H)=66H(30H)=66H45 无符号数相乘，高位存无符号数相乘，高位存B，低位存，低位存A无符号数相除，商存无符号数相除，商存A，余数存，余数存B

19、例：例：（A）=50H，（B）=0A0H，执行指令： MUL AB结果：（B）=32H，（A）=00H（即积为3200H）。 CY=0，OV=1。46 助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器机器周期周期ANL A,direct01010101 directAAdirect按位相与按位相与1ANL A,Rn01011rrrAARnn=07rrr=0001111ANL A,Ri0101011iAA(Ri)i=0,11ANL A,#data01010100 dataAA#data 1ANL direct,A01010010direct(direct)(direct

20、)A不影响不影响PSW的的P标志标志1ANL direct,#data01010011 directdata(direct)(direct)#data不影响不影响PSW的的P标志标志247v逻辑与指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。v逻辑与指令通常用于将一个字节中的指定位清0，其它位不变。v举例：已知（P1）= 35H，使其高4位输出0，低4位不变。使用指令：使用指令： ANL P1，#0FH 此做法称为此做法称为“屏蔽屏蔽”位。位。48 01000011 direct data助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器机器周期周期ORL A,dir

21、ect01000101 directAAdirect按位相或按位相或1ORL A,Rn01001rrrAARnn=07, rrr=0001111ORL A,Ri0100011iAA(Ri)i=0,11ORL A,#data01000100dataAA#data 1ORL direct,A01000010 direct(direct)(direct)A不影响不影响PSW的的P标志标志1ORL direct,#data(direct)(direct)#data不影响不影响PSW的的P标志标志249v逻辑或指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。v逻辑或指令通常用于将一个字节中的指定位置1，

22、其它位不变。v举例：将A中的低3位送入P1中，并且保持P1中高5位不变。程序段为：程序段为： ANL A，#07H ANL P1，#0F8H ORL P1，A ；（；（P1）= P17P16P15P14P13A2A1A0这称为这称为“数位组合数位组合”。 50 助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器机器周期周期XRL A,direct0 1 1 0 0 1 0 1 directAA (direct)按位相异或按位相异或1XRL A,Rn01101rrrAA Rnn=07, rrr=0001111XRL A,Ri0110011iAA (Ri)i=0,11XRL

23、 A,#data01100100 dataAA #data 1XRL direct,A0 1 1 0 0 0 1 0 direct(direct)(direct) A不影响不影响PSW的的P标志标志1XRL direct,#data01100011 direct data(direct)(direct) #data不影响不影响PSW的的P标志标志251v逻辑异或指令结果通常影响程序状态字寄存器PSW的P标志。v“异或”原则是相同为0，不同为1。v逻辑异或指令通常用于将一个字节中的指定位取反，其它位不变。v举例：设（P1）= 0B4H = 10110100B，执行： XRL P1，#001100

24、01B 结果按# 0 0 1 1 0 0 0 1 取反，即： （P1）= 1 0 0 0 0 1 0 1 B = 85H 这称为“指定位取反”。 52助记符格式机器码(B)相应操作指令说明机器周期CLR A11100100A00HA中内容清0，影响P标志1CPL A11110100A中内容按位取反，影响P标志1AA例 若（A）=B5H， 执行指令 CLR A 之后，（A）=00H。 执行指令 CPL A之后，（A）= 4AH。53A.0A.7A.0A.7A.0A.7A.0A.7CYCY RL A RR A RLC A RRC A54v有时“累加器A内容乘2”的任务可以利用指令RLC A方便地完

25、成。v有时“累加器A内容除2”的任务可以利用指令RRC A方便地完成。v举例：若(A)=BDH=10111101B，(CY)0。执行指令RLC A后: (CY)=1，(A)= 01111010B=7AH，(CY)1。 结果为：17AH（378）2BDH（189）。 55假设执行该指假设执行该指令前，令前，PCPC的值的值为为0000H0000H。56 PC高5位(保持不变) PC低11位A10A9A800 001A7A6A5A4A3A2A1A0操作码(第一字节)操作数(第二字节)程序计数器PC57 例： 58vJMP A+DPTR ；PC (PC)+ 1，PC (A)+(DPTR) v该指令具

26、有散转功能，可代替许多条件转移指令。其转移地址由数据指针DPTR的16位数和累加器A的8位数进行无符号数相加形成，并直接装入PC。v例 有一段程序如下： MOV DPTR，#TABLE JMP A+DPTR TABLE：AJMP ROUT0 AJMP ROUT1 AJMP ROUT2 AJMP ROUT3v当（A）=00H时，程序将转到 ROUT0处执行；当（A）=02H时，程序将转到 ROUT1处执行；其余类推。 59v累加器判0指令的功能是对累加器A的内容为 0 和不为 0 进行检测并转移。当不满足各自的条件时，程序继续往下执行。当各自的条件满足时，程序转向指定的目标地址。目标地址的计算与

27、SJMP指令情况相同。指令执行时对标志位无影响。60助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作机器周期机器周期DJNZ Rn,rel11011rrr relRnRn-1，若，若Rn0，则，则PCPC+rel, 否则顺序执行否则顺序执行2DJNZ direct,rel11010101 direct rel（direct）（direct）-1，若（，若（direct）0，则，则PCPC+rel，否则顺序执行，否则顺序执行2vDJNZ指令通常用于循环程序中控制循环次数。v这组指令每执行一次，便将目的操作数的循环控制单元的内容减1，并判其是否为 0。若不为0，则转移到目标地址继续循环；若为

28、0，则结束循环，程序往下执行。61助记符格式助记符格式机器码机器码(B)(B)相应操作相应操作机器机器周期周期CJNE CJNE A,#data,relA,#data,rel10110100 10110100 data reldata rel若若A#data, A#data, 则则PCPCPC+relPC+rel，否则顺，否则顺序执行；若序执行；若 A#dataA#data，则，则CY=1CY=1，否则，否则CY=0CY=02 2CJNE CJNE Rn,#data,relRn,#data,rel10111rrr10111rrrdata reldata rel若若 Rn#dataRn#data

29、，则，则PCPCPC+relPC+rel，否则，否则顺序执行；若顺序执行；若RnRn#data#data，则，则CY=1CY=1，否，否则则CY=0CY=02 2CJNE CJNE Ri,#data,relRi,#data,rel1011011i1011011idata reldata rel若若(Ri)#data(Ri)#data，则，则PCPCPC+relPC+rel，否则，否则顺序执行；若顺序执行；若(Ri(Ri)#data,)#data,则则CY=1CY=1，否，否则则CY=0CY=02 2CJNE CJNE A,direct,relA,direct,rel10110101101101

30、01direct reldirect rel若若A(direct)A(direct)，则，则PCPCPC+relPC+rel，否则，否则顺序执行；若顺序执行；若A(direct)A(direct)，则，则CY=1CY=1，否则否则CY=0CY=02 262v这组指令的功能是对指定的目的字节和源字节进行比较，若它们的值不相等则转移，转移的目标地址为当前的PC值加3后，再加指令的第三字节偏移量rel；若目的字节的内容大于源字节的内容，则进位标志清0；若目的字节的内容小于源字节的内容，则进位标志置1；若目的字节的内容等于源字节的内容，程序将继续往下执行。v举例：设P1口的P1.0 P1.3为准备就绪

31、信号输入端，当该四位为全1时，说明各项工作已准备好，单片机可顺序执行，否则，循环等待。 MOV A，P1 ANL A，#0FH WAIT：CJNE A，#0FH，WAIT ；P1.0 P1.3不为全1时，返 回WAIT MOV A，R2 63还有什么方法实还有什么方法实现循环的终止现循环的终止? ?将00H0FH这16个数顺序地置入片内RAM20H2FH单元中。 MOV R0，#20H MOV R7，#0FH CLR ALOOP：MOV R0，A INC A INC R0 DJNZ R7，LOOP SJMP $64 MOV R0，#20H MOV R7，#0FH CLR ALOOP：MOV R

32、0，A INC A INC R0 CJNE A，#0FH，LOOP SJMP $65 MOV R0，#20H MOV A，#0FH MOV 30H，#00HLOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 DEC A JNZ LOOP SJMP $66 MOV R0，#20H MOV A，#0FH MOV 30H，#00HLOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 SUBB A，#01H JNC LOOP SJMP $67助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作机器周期机器周期A C A L L addr11a10a9a810001addr70PC

33、PC+2SP SP+1,(SP)PC07SP SP+1,(SP)PC815PC010 addr112助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作机器周期机器周期L C A L L addr1600010010addr158addr70PCPC+3SP SP+1,SPPC07SP SP+1,SPPC815PC addr16268助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作机器周期机器周期RET00100010PC815 (SP), SP SP-1PC07 (SP), SP SP-1子程序返回指令子程序返回指令2RETI00110010PC815 SP, SP SP-1PC07

34、 SP, SP SP-1中断返回指令中断返回指令2助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明NOP00000000空操作空操作消耗消耗1个机器周期个机器周期69单元地址单元地址2FH2FH2EH2EH2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H7F7F77776F6F67675F5F57574F4F47473F3F37372F2F27271F1F17170F0F0707 MSBMSB 位地址位地址 LSBLSB7E7E76766E6E66665

35、E5E56564E4E46463E3E36362E2E26261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D5D55554D4D45453D3D35352D2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C44443C3C34342C2C24241C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B43433B3B33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A42423A3A32322A2A22221A1A12120A0A0

36、2027979717169696161595951514949414139393131292921211919111109090101787870706868606058585050484840403838303028282020181810100808000070位操作类指令v包括：位传送指令、条件转移指令、位运算指令。v位操作由单片机内布尔处理器来完成。v位地址有四种表示方法：使用直接位地址表示；如20H、30H、33H等；使用位寄存器名来表示；如C、OV、F0等；用字节寄存器名后加位数来表示；如PSW.4、P0.5、ACC.3等； 4）字节地址加位数来表示；如20H.0、30H.4、50

37、.7等。 71助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器周期机器周期MOV C,bit10100010CY bit位传送指令，结果影响位传送指令，结果影响CY标志标志2MOV bit,C10010010bit CY位传送指令，结果不影响位传送指令，结果不影响PSW2助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器周期机器周期CLR C11000011CY 0位清位清0指令，结果影响指令，结果影响CY标志标志1CLR bit11000010 bitbit 0位清位清0指令，结果不影响指令，结果不影响PSW1SETB C11010011CY

38、1位置位置1指令，结果影响指令，结果影响CY标志标志1SETB bitbit 1位置位置1指令，结果不影响指令，结果不影响PSW111010010 bit72助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作指令说明指令说明机器周期机器周期ANL C,bit10000010 bitCY CYbit位与指令位与指令2ANL C,/bit10110010 bit位与指令位与指令2ORL C,bit01110010 bitCY CYbit位或指令位或指令2ORL C,/bit10100010 bit位或指令位或指令2CPL C10110011位取反指令位取反指令2CPL bit10110010位取反指令，结果位取反指令，结果不影响不影响CY2CY CYbitCY CYbitCYCYbitbit助记符格式机器码(B)相应操作机器周期JB bit,rel00100000bit rel若bit=1，则PCPC+rel，否则顺序执行2JNB bit,rel00110000 bit rel若bit=0，则PCPC+rel，否则顺序执行2JBC bit,rel00010000 bit rel若 bit=1，则PCPC+rel，bit0，否则顺序执行273助记符格式助记符格式机器码机器码(B)相应操作相应操作机器周期机器周期JC rel01000000若若CY=1，则则PCPC