2022年单片机复习

第3章单片机指令系统

3.1汇编语言与指令格式3.2寻址方式3.3指令系统3.1汇编语言与指令格式

一、机器语言、汇编语言和高级语言程序设计语言有3种:1.机器语言:2.汇编语言3.高级语言如:PASCAL、C、FORTRAN、BASIC等

二、指令格式标准格式如下［标号:］操作码［目的操作数］［,源操作数］［;注释］

阶段指令以8位二进制的字节为单位，分为

1.单字节指令

例如:

CLRA→E4H

2.双字节指令

例如: MOVA,＃10H→74H10H

3.三字节指令

例如:MOV40H,＃30H→75H40H30H

三、伪指令1、汇编起始/定位指令ORG

指令格式为:ORGnn

2、等值/赋值指令EQU

指令格式:字符名称EQU数字或汇编符号

功能:使指令中的字符名称等价于给定的数字或汇编符号。

例:PA8155EQU8001H3、定义字节指令DB(DefineByte)

[标号:]DB8位二进制数表

功能:把8位二进制数表依次存入从标号开始的连续的存储单元中。

例:ORG1000HBUF1:DB38H,7FH,80HBUF2:DB45H,66H

4、定义字指令DW(DefineWord)

指令格式:［标号:］DW16位数据表例:ORG1500HSTART:MOVA,#20H….ORG1520HTAB:DW1234H,8AH,10

5、汇编结束指令END

指令格式:［标号:］END[地址或标号]

格式中标号以及END后面的地址或标号可有可无。功能:提供汇编结束标志。汇编程序遇到END后就停止汇编,对END以后的语句不予处理,故END应放在程序的结束处。3.2寻址方式

在MCS-51单片机指令系统中,有以下7种寻址方式（一般针对源操作数）:（1）立即寻址;（2）直接寻址;（3）寄存器寻址;（4）寄存器间接寻址;（5）基址寄存器加变址寄存器间接寻址;（6）相对寻址;（7）位寻址。

1.立即寻址

例如指令:MOVA,＃3AHMOVDPTR,＃0DFFFH

3.寄存器寻址

在该寻址方式中,参加操作的数存放在寄存器里。寄存器包括8个工作寄存器R0～R7,累加器A,寄存器B、数据指针DPTR和布尔处理器的位累加器C。

4.寄存器间接寻址

在这种寻址方式中,寄存器的内容为操作数的地址。寄存器间接寻址只能使用寄存器R0、R1作为地址指针,寻址内部RAM区的数据;当访问外部RAM时,可使用R0、R1及DPTR作为地址指针。寄存器间接寻址符号为“@”,

5、变址寻址(基址寄存器加变址寄存器寻址)

这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格,以DPTR或PC为基址寄存器，以A为变址寄存器，以两者相加形成的16位地址为操作数的地址。

例1:MOVCA,@A+PC;PC(PC)+10100MOVA,#02H0102MOVCA,@A+PCPC0103NOP0104NOP0105DB32H结果把0105H单元的内容32H送到A中。

只能存放在以PC为当前值为起始地址的256B范围内例2：MOVCA,@A+DPTR可以给DPTR赋任意值,可达整个64KB的ROM空间

MOVA,#01HMOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTR….TABLE:DB41HDB42H结果将数据42H送到A中。这两条变址寻址,特别适用于固定在程序存储器中的常数表格进行查表操作,也称查表指令.6.相对寻址

例：指令JZ08H和JZ0F4H表示累加器A为零条件满足后,从源地址（2050H）分别向下、向上转移10个单元。其相对寻址示意如图(a)、(b)所示。这两条指令均为双字节指令,机器代码分别为:60H08H和60HF4H。

图相对寻址示意图(a)指令JZ08H寻址示意图；(b)指令JZF4H寻址示意图

7.位寻址:

可直接对存储单元内部RAM的某位进行操作.操作对象为位寻址区20H~2FH

、

可位操作的SFR

例:MOVC,30H;位地址为30H位(26H.0)中的数送CY.3.3指令系统按指令的功能,指令系统可分为下列5类:(1)数据传送;(2)算术运算;(3)逻辑和移位运算;(4)控制转移(5)位操作;一、数据传送类指令

1.以累加器A为目的操作数的指令

MOVA,Rn；

n=0~7，A←

(Rn)

MOVA,direct；A←

direct为内部RAM或SFR地址MOVA,@Ri；i=0,1，A←

((Ri)MOVA,＃data;A←

＃data

这组指令的功能是：把源操作数的内容送入累加器A。例如:MOVA,＃10H,该指令执行时将立即数10H送入累加器A中。

例：已知累加器A=30H，寄存器R0=30H，内部RAM20H=87H，内部RAM30H=65H，请指出执行以下每条指令后，累加器A内容的变化。（1）MOVA，#20H（2）MOVA，20H（3）MOVA，R0（4）MOVA，@R02.以Rn为目的操作数的指令MOVRn，A；Rn←(A)，n=0~7MOVRn，direct；Rn←(direct)MOVRn，＃data；Rn←＃data

例：已知A=30H，（30H）=40H，判断执行下列指令后，R2寄存器中的内容。（1）MOVR2，A（2）MOVR2，30H（3）MOVR2，#50H3.以直接地址为目的操作数的指令

MOVdirect,A；direct←(A)MOVdirect,Rn；direct←(Rn)，n=0~7MOVdirect,@Ri；direct←((Ri))，i=0,1MOVdirect1,direct2；direct1←(direct2)MOVdirect,#data；direct←＃data例：设A=30H，R2=40H，R0=70H，（70H）=78H，（78H）=50H，判断执行下列各指令后结果。（1）MOVP1，A（2）MOV70H，R2（3）MOV20H，78H（4）MOV40H，@R0(5)MOV01H,#80H4.以寄存器间接地址为目的操作数指令MOV@Ri，A；((Ri))←

(A)，i=0,1MOV@Ri，direct；((Ri))←

(direct)

MOV@Ri，＃data；((Ri))←

＃data例：书P38设A=50H，（40H）=32H，R0=20H，判执行下列指令后的结果。（1）MOV@R0，A（2）MOV@R0，40H（3）MOV@R0，#33H5.十六位数据传送MOVDPTR,#data16；DPTR←＃data16DPTR----数据指针，为SFR中(DPH)、(DPL)

MOVDPTR,#2010H相当于：MOVDPH,#20H

MOVDPL,#10H例：设（20H）=60H，（60H）=50H，（50H）=20H，P1口的内容为B7H，执行下面的程序结果。MOVR0，#20HMOVA，@R0MOVR1,AMOVB,@R1MOV@R0,P16.查表指令

MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PC;A((A)+(PC))指向下一条指令的地址。MOVCA,@A+DPTR；A←((A)+(DPTR))例:(DPTR)=0300H,（A）＝02HROM中(0302H)=55H执行：MOVCA,@A+DPTR结果：(A)=55H7.A与片外RAM或I/O传送指令MOVXA,@DPTR；A←

((DPTR))地址范围64KMOVXA,@Ri；A←

((Ri))地址范围0～256MOVX@DPTR,A；(DPTR)←(A)MOVX@Ri,A；(Ri)←(A)

8.堆栈操作指令

堆栈操作有进栈和出栈操作,即压入和弹出数据,常用于保存或恢复现场，直接寻址。该类指令共有如下两条指令:

(1)压栈PUSHdirect(SP)←(SP)+1((SP))←(direct)

(2)出栈POPdirect(direct)←((SP))(SP)←(SP)-1

例如:进入中断服务子程序时,把程序状态寄存器PSW、累加器A、数据指针DPTR进栈保护。设当前SP为60H。则程序段PUSHPSWPUSHACCPUSHDPLPUSHDPH执行后,SP内容修改为64H,而61H、62H、63H、64H单元中依次栈入PSW、A、DPL、DPH的内容。当中断服务程序结束之前,如下程序段(SP保持64H不变)POPDPHPOPDPLPOPACCPOPPSW执行之后,SP内容修改为60H,而64H、63H、62H、61H单元中的内容依次弹出到DPH、DPL、A、PSW中。SP设置初值时要充分考虑堆栈的深度,要留出适当的单元空间,满足堆栈的使用。9.交换指令

(1)字节交换指令XCHA,Rn；(A)←→(Ri)XCHA,direct；(A)←→(direct)XCHA,@Ri；(A)←→(Ri)例：(A)=80H,(R7)=97H执行：XCHA,R7结果：(A)=97H,(R7)=80H(2)半字节交换指令XCHDA,@Ri；(A)0-3←→((Ri))0-3例：(R0)=60H,(60H)=3EH,(A)=59H执行：XCHDA,@R0结果：（A）＝5EH（60H）＝39H

例:设(R0)=30H,(30H)=4AH,(A)=28H,则:执行XCHA,@R0;结果为:(A)=4AH,(30H)=28H执行XCHDA,@R0;结果为:(A)=2AH,(30H)=48H执行SWAPA;结果为:(A)=82HA中半字节交换指令SWAPA；(A)0-3←→((A))4-7二、算术操作类指令1.加法指令（Addtion）2.带进位加法指令3.加1指令（Increase）4.十进制调整指令5.带借位减法指令（Subtraction）6.减1指令（Decrease）7.乘法指令（Multiplication）8.除法指令（Division）影响CY、AC、OV标志，加1和减1指令不影响标志

1.加法指令ADDADDA,Rn；

A←(A)+(Rn)ADDA,@Ri；A←(A)+((Ri))ADDA,direct

；A←（A)+(direct)ADDA,＃data

；A←（A)+#data2.带进位加法指令（用在多于8位的二进制数的加法）ADDCA,Rn；

A←(A)+(Rn)+(Cy)ADDCA,@Ri；A←(A)+((Ri))+(Cy)ADDCA,direct

；A←（A)+(direct)+(Cy)ADDCA,＃data

；A←（A)+#data+(Cy)对标志位的影响与ADD相同，Cy是上一次进位标志，而不是这条相加指令产生的进位例1：书P443-16例2:双字节无符号数加法(R0R1)+(R2R3)→(R4R5)R0、R2、R4存放16位数的高字节,R1、R3、R5存放低字节。由于不存在16位数加法指令,所以只能先加低8位,后加高8位,而在加高8位时要连低8位相加时产生的进位一起相加。假设其和不超过16位,其编程如下:MOVA,R1;取被加数低字节ADDA,R3;低字节相加MOVR5,A;保存和低字节MOVA,R0;取高字节被加数ADDCA,R2;两高字节之和加低位进位MOVR4,A;保存和高字节3.加1指令INCA；A←(A)+1INCRn；Rn←（Rn)+1INCdirect；direct←（direct)+1INC@Ri；((Ri))←((Ri))+1INCDPTR；DPTR←(DPTR)+1对标志位不产生影响若：（A）＝0FFH,(Cy)=0执行：INCA结果：（A）＝00H,(Cy)=0

4.十进制调整指令(对压缩的BCD码调整）

DAA若(A)3～0>9或(AC)=1,则(A)3～0←(A)3～0+06H

若(A)7～4>9或(CY)=1,则(A)7～4←(A)7～4+06H

十进制调整指令是一条对二—十进制的加法进行调整的指令。两个压缩BCD码按二进制相加,必须经过本条指令调整后才能得到正确的压缩BCD码和数,实现十进制的加法运算。由于指令要利用AC、CY等标志才能起到正确的调整作用,因此它必须跟在加法ADD、ADDC指令后面方可使用。

5.带借位减法指令（Subtraction）（1）SUBBA,Rn；A←（A)-(Rn)-(Cy）（2）SUBBA,@Ri；A←（A)-((Ri))-(Cy）（3）SUBBA,direct；A←（A)-(direct)-(Cy）（4）SUBBA,＃data；A←（A)-#data-(Cy）（5)对标志位的影响(6）Cy------进位位（7）AC------半进位位（8）OV------溢出位

由于减法指令只有带借位减法指令,因此,若要进行不带借位位的减法操作,需先清借位位,即置CY=0。清CY有专门的指令,它属于位操作类指令CLRC;(CY)←0

例如:设(A)=52H,(R0)=B4H执行指令:CLRC;(CY)←0SUBBA,R0;(A)←(A)－(CY)－(R0)结果为:(A)=9EH,CY=1,AC=1,OV=1,P=1。

6.减1指令（Decrease）

减1类指令共4条，其功能是将操作数指定单元内容减1。DECA ；A-1→A,A中内容减1 DECRn；Rn-1→Rn,Rn中内容减1 DECdirect；（direct）-1→(direct),直接地址中内容减1 DEC@Ri；(Ri)-1→(Ri),Ri间址中的内容减1

7.乘法指令（Multiplication）

MULAB；BA(A)×(B)低8位→A高8位→B

8.除法指令（Division）

DIVAB；(A)÷(B)商→A余数→BA、B中都是无符号整数如果除数B为“0”，OV＝1，否则OV＝0；进位标志总是清零Cy＝0。

三、逻辑运算指令

1.简单逻辑操作指令

CLRA；A←“0”CPLA；A←A例:(A)=3AH,CPLA,(A)=0C5H00111010B→11000101B

2.移位指令

(1)左循环指令（RotateAccumulatorLeft）

RLA

例（A）＝6CH=01101100BRLA(A)=11011000B=0D8Ha7←a0Cy

(3)右循环指令（RotateAccumulatorRight）

RRA例（A）＝6CH=01101100BRRA(A)=00110110B=36Ha7a0Cy(4)带进位右循环指令（RotateARightwithC）RRCA例（A）＝6CH=01101100B，(Cy)=1RRCA(A)=10110110B=0B6Ha7a0Cy3.逻辑与指令(按位操作）ANLA,RnANLA,directANLA,＃dataANLA,@RiANLdirect,AANLdirect,＃data∧－－“与”，“有0即0，全1为1”00000111∧）1111110100000101B＝05H4.逻辑或指令ORLA,RnORLA,directORLA,＃dataORLA,@RiORLdirect,AORLdirect,＃data∨－－“或”，“有1即1，全0为0”00000110∨）0110110101101111B＝6FH5.逻辑异或指令XRLA,RnXRLA,directXRLA,＃dataXRLA,@RiXRLdirect,AXRLdirect,＃data－－“异或”，“相异为1，相同为0”00000110）0110110101101011B＝6BH四、位操作指令(20H~2FH中的128位，可位操作的SFR的位）

1.数据位传送指令MOVC,bit；bit可直接寻址位C←(bit)MOVbit，C；C进位位(bit)←C例：将位地址20H的一位数传送到位地址30H中： MOVC，20H MOV30H，C例：书P57

CLRC;将C＝0CLRbitCPLC;将C求反再存入CCPLbit;将bit求反再存入bitSETBC;将C＝1SETBbit；(bit)←1例:P1原值00001111BCLRCMOVP1.0,CMOVP1.2,CSETBCMOVP1.4,CMOVP1.6,CP1原值00001111B=0FH现为01011010B=5AH3.位变量逻辑与指令ANLC,bitANLC,bit4.位变量逻辑或指令ORLC,bitORLC,bit

5.位变量条件转移类指令

位条件转移指令是以进位标志CY或者位地址bit的内容作为是否转移的条件,共有5条指令。(1)以CY内容为条件的双字节转换指令

JCrel;若(CY)=1,则(PC)←(PC)+2+rel转移,否则,(PC)←(PC)+2顺序执行JNCrel;若(CY)=0,则(PC)←(PC)+2+rel转移,否则,(PC)←(PC)+2顺序执行

这两条指令常和比较条件转移指令CJNE一起使用,先由CJNE指令判别两个操作数是否相等,若相等就顺序执行;若不相等则依据两个操作数的大小置位或清零CY,再由JC或JNC指令根据CY的值决定如何进一步分支,从而形成三分支的控制模式,如图所示。

图CJNE与JC（或JNC）一起构成三分支模式五、控制转移类指令

1.无条件转移指令(1)短转移AJMPaddr11(PC)←(PC)+2;PC10~PC0←addr10～add0;

PC11～PC15,跳转范围2k

AJMP称为绝对转移指令,双字节指令。它的机器代码是由11位直接地址addr11和指令特有操作码00001,按下列分布组成的:

该指令执行后,程序转移的目的地址是由AJMP指令所在位置的地址PC值加上该指令字节数2,构成当前PC值。取当前PC值的高5位与指令中提供的11位直接地址形成转移的目的地址,即:a10a9a800001a7a6a5a4a3a2a1a0

PC15PC14PC13PC12PC11a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0(2)长转移LJMPaddr16PC←addr16，跳转范围64k(3)散转JMP@A+DPTRPC←（A）＋（DPTR)A取值范围00H~FFH,当DPTR为确定值,根据A的不同值就可以实现多分支转移.(4)相对转移指令

SJMPrelPC←(PC)+2

PC←(PC)+rel

rel－－机器码的相对偏移量，为8位补码转移范围：前128～后127字节例：

编程时，可用标号代替转移目的地址，rel交给编译程序计算。SJMPNEXT（或AJMPNEXT,SJMPNEXT） …NEXT：…原地踏步指令的指令: HERE：SJMPHERE常写成：SJMP$

2.条件转移指令（判跳指令）

条件转移指令是当某种条件满足时,程序转移执行;条件不满足时,程序仍按原来顺序继续执行。(1)累加器判零转移指令,这类指令有2条：

JZrel;若(A)=0,则(PC)←(PC)+2+rel若(A)≠0,则(PC)←(PC)+2JNZrel;若(A)≠0,则(PC)←(PC)+2+rel若(A)=0,则(PC)←(PC)+2

(2)比较转移指令

共有4条,其一般格式为:CJNE目的操作数,源操作数,rel这组指令是先对两个规定的操作数进行比较,根据比较的结果来决定是否转移到目的地址。4条比较转移指令如下:CJNEA,direct,relCJNEA,＃data,relCJNERn,＃data,relCJNE@Ri,＃data,rel若目的操作数=源操作数,则(PC)←(PC)+3;若目的操作数>源操作数,则(PC)←(PC)+3+rel,CY=0;若目的操作数<源操作数,则(PC)←(PC)+3+rel,CY=1;图比较转移指令操作示意图SWAPA；ANLC,bitSP设置初值时要充分考虑堆栈的深度,要留出适当的单元空间,满足堆栈的使用。(2)长转移LJMPaddr16((SP))←(direct)a7a0否则,(PC)←(PC)+2顺序执行子程序调用及返回指令条件转移指令（判跳指令）MOVDPL,#10H指令格式为:ORGnn若目的操作数<源操作数,则(PC)←(PC)+3+rel,CY=1;这两条变址寻址,特别适用于固定在程序存储器中的常数表格进行查表操作,也称查表指令.A←（A)-((Ri))-(Cy）这组指令是先对两个规定的操作数进行比较,根据比较的结果来决定是否转移到目的地址。例:当P1口输入为3AH时,程序继续进行,否则等待,直至P1口出现3AH。参考程序如下:MOVA,＃3AH;立即数3A送AWAIT:CJNEA,P1,WAIT;(P1)≠3AH,则等待

(3)减1不为0转移指令有如下两条:DJNZRn,rel;(Rn)←(Rn)－1若(Rn)=0,则(PC)←(PC)+2否则,(PC)←(PC)+2+relDJNZdirect,rel;(direct)←(direct)－1若(direct)=0,则(PC)←(PC)+3