《单片机及嵌入式系统原理》单片机课件 第四章 51单片机的指令系统

第四章

51单片机的指令系统本章内容4.1寻址方式（重点）4.2基本指令

（重点）前言（1）明白机器码、汇编指令、高级语言的区别和联系（2）0101的代码叫机器码、在汇编语言叫指令、高级语言叫语句。（3）由于单片机目前大量存在汇编语言开发的程序，因此必须认真掌握单片机的汇编语言，既是找工作需要，也是考试重点之一。（4）天下所有汇编语言都包括操作码和操作数，其中操作码是必须的，操作数是可选的，正如英语单词中的：go（5）dir、#data、#data16等表达，是因为在程序注释中为了少写字，用这些缩写替代“片内RAM和SFR的8位直接地址”、“8位立即数”、“16位立即数”等表达。如果用户不嫌烦，也可以不用dir、#data、#data16等表达，直接书写汉字。故dir、#data、#data16等表达只可能出现在程序注释中。4.1寻址方式（1）为什么需要寻址方式？（2）判断何种寻址方式必须切记：谁是被操作对象（3）不同寻址方式，产生的机器码的字节数和执行的机器周期个数不一样。（4）寻址方式和计算机的数据组织以及存储器结构密切相关。4.1.1立即寻址(#data)（1）指令中直接给出操作数的寻址方式：MOVA,#33H;#33H→A

（2）在该指令中，MOV指令的机器码是74H。整个指令的机器码是：7433H。必须注意，MOV指令不同的寻址方式，机器码不一样。（3）立即数寻址速度最快，因为立即数不需要去内存去寻找，指令直接把被操作对象给出了。4.1.2直接寻址在指令中直接给出操作数所在的地址：MOVA,33H;（33H）→A

被操作对象不是33H，而是33H里面的内容：12H4.1.3寄存器寻址（1）操作数（被操作对象）存放在寄存器中（2）能作为寄存器寻址的只有：A，B，DPTR，R0～R7，其中：B仅在乘除法指令中为寄存器寻址，在其他指令中为直接寻址。A可以寄存器寻址又可以直接寻址，直接寻址时写作ACC

MOVA,B;B→A，该指令中，目的操作数A是寄存器寻址，源操作数B的寻址方式是直接寻址方式4.1.4寄存器间接寻址（1）以寄存器内容为地址，该地址中存放的内容才是被操作对象（2）可以访问内部RAM和外部RAM。内部RAM空间为128B，必须要寄存器R0或R1提供内部RAM的地址；而外部RAM空间为64KB，需由P2端口提供高8位地址，R0或R1提供低8位地址，或DPTR提供16位间接地址，如：MOVA,@R0;(R0)→A

MOVXA,@DPTR;(DPTR)→A4.1.5变址寻址（1）以DPTR或PC作为基地址寄存器，累加器A作为变址寄存器，将基地址寄存器的内容和变址寄存器的内容相加形成地址，被操作对象存放于该地址中。

（2）变址寻址只用于访问程序存储器，只有2条指令：MOVCA,@A+DPTR及MOVCA,@A+PC

4.1.6相对寻址（1）将程序计数器PC的当前值与指令第二字节给出的相对偏移量(rel)相加，从而形成转移的目标地址。

（2）该指令只用于跳转，故只能访问ROM。

（3）例如：1000HSJMP30H由于SJMP指令为2字节指令，所以在执行这条指令时，当前的PC值为1000H+2H=1002H，而相对偏移量rel=30H，所以，本指令转移的目的地址=1002H+30H=1032H

4.1.7位寻址（1）对片内RAM中20H～2FH中的128个位地址及SFR中的可位寻址的位地址寻址。

（2）位寻址类似于直接寻址，都是指令给出直接地址，不同之处在于位寻址只给出该位的地址，而非字节地址。

（3）例如：SETB07H;或写成SETB20H.74.2基本指令-传送类（1）在汇编语言中，MOV指令应用最多。（2）务必分清楚MOV/MOVX/MOVC的应用场合。（3）MOV可以有各种寻址方式；MOVX只能是间接寻址；MOVC只能是变址寻址。（4）MOVX访问片外RAM，故可读写，因此总共有4条；MOVC访问ROM(片内、片外ROM)，只读，故只有2条。4.2基本指令-传送类（5）PUSH/POP指令的理解非常重要：在执行PUSH指令时，先将SP值加1，然后将要压栈的数据向SP所指向的内部RAM单元传送。也即:指针先动，把空间腾出来，然后把数据压进去。在执行POP指令时，先将要弹出堆栈的数据向SP所指向的内部RAM单元传送，数据弹出后将SP值减1。也即：数据先弹出来，然后指针再向下移动。

4.2基本指令-字节交换类字节交换类指令，请参见教材4.2.2。

4.2基本指令-算术、逻辑运算（1）所有双字节算术运算指令，必须A为目的操作数，源操作数为片内任意形式。（2）对双字节逻辑运算指令而言，要么A为目的操作数，源操作数为片内任意形式；要么dir为目的操作数，此时#data或A必须为源操作数。这就是A叫做累加器的原因，因为单片机只有加法的硬件机构（不存在减法、乘法等硬件，如果需要减法等运算，必须在CPU里面自己转换成加法运算），且A是该机构的核心部件，故算术运算和逻辑运算大多数必须A参与。A不参与双字节逻辑运算的唯一例外情况是：AND/ORL/XRL

DIR,#DATA（3）请注意，DEC没有DPTR形式。

4.2基本指令-算术、逻辑运算（4）十进制调整指令理解非常重要：

十进制调整指令的目的是，当用户想用十进制的形式进行运算，然后计算机中的一切数均是以二进制（十六进制）的形式存在的，为了让CPU明白现在是十进制运算，故必须在运算紧接着的下一条指令采用DAA指令告诉CPU，用户是十进制而不是二进制运算。比如：

7+9=16，可是计算机却认为是7H+9H=10H,如果在7+9运算后面立即跟一个DAA指令，那么CPU就知道7+9=16，而不是10H。（5）十进制调整指令的具体调整过程是在CPU碰到DAA指令后，由CPU内部自动完成的，不需要用户干预，故用户对内部自动完成的机理理解即可。（6）单片机只有DAA一条调整指令，且只能是加法。如果需要减法调整，那么用户必须编程将该减法运算变化为加法运算。（7）其他算术、逻辑运算指令请参考教材4.2.4.4.2基本指令-算术、逻辑运算（8）算术运算和逻辑运算指令对标志位的影响

：1）对A操作指令（包括传送指令）都将A中“1”个数的奇偶反映到PSW的P标志位上。即A中奇数个“1”，P=1；偶数个“1”，P=0。因此MOV指令会影响P（只可能影响P），但不可能影响C/OV等。2）加1、减1指令、逻辑运算指令不影响CY、OV、AC标志位（本身是有进位、借位的）。

3）加、减运算指令影响标志位，乘除指令使Cy=0，当乘积大于255，或除数为0时，OV置1。4）对进位位CY（指令中用C表示）进行操作的指令和大环移指令，显然会影响CY。4.2基本指令-控制转移类（1）控制转移类指令，一定是与程序的运行方向有关。通常情况下程序是从上到下一条一条指令顺序执行的，有时候如果用户不想让程序按照这个顺序执行，此时就会用到控制、转移类指令。（2）由于程序执行的下一条语句的首地址放在PC中，通常情况下程序是从上到下一条一条指令顺序执行的，此时PC的内容是自动增加（注意不一定是加1）的，不需要人工干预。也即，如果人工干预了PC里面的值，那么程序无法从上到下一条一条指令顺序执行了。（3）控制类指令，在汇编里面叫子程序调用，类似C里面的函数；转移类指令在汇编里面叫跳转，类似C语言里面的goto。（4）无条件的转移指令，可以长跳，也可以短条；有条件转移指令，只能短跳。各个语句的具体描述，请参见教材4.2.54.2课题：嵌入式打标机所用指令创建链表1，逐行检查绘图命令;检测第1行绘图命令为PU，将A点坐标存入链表1;检查第2行绘