单片机第三章

1、第三章 MCS-51指令系统,3-1 指令格式 3-2 寻址方式 3-3 指令类型、字节和周期 3-4 数据传送指令 3-5 算术运算指令 3-6 逻辑运算指令 3-7 控制转移指令,第三章 MCS-51指令系统,3-1 指令格式 一、 汇编语言指令格式 标号： 操作码 操作数1，操作数2；注释 例： LOOP： MOV A，#40H ；40H - A 标号： 指令的符号地址。 18个字母或数字，并以冒号“:”结尾。 操作码：指明指令功能。25个字母。,MOV 传送 ANL 逻辑与 MUL 乘法 RR 右循环 SJMP 短跳转 RET 子程序返回,例：,第三章 MCS-51指令系统,3-1 指

2、令格式 一、 汇编语言指令格式 标号： 操作码 操作数1，操作数2；注释 例： LOOP： MOV A，#40H ；40H - A,操作数：指令操作对象数据、地址、寄存器名及约定符号。 注释行：说明指令在程序中的作用。 操作码和操作数是指令主体。,第三章 MCS-51指令系统,二、 伪指令 汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。 1.定位伪指令 格式： ORG m 例3-3 ORG 0000H START： SJMP MAIN ORG 0030H MAIN： MOV SP，# 30H 以START开始的程序汇编为机器码后从0000H存贮单元开始连续存放。 2.结束伪指令 格式： END,3-1

3、 指令格式,第三章 MCS-51指令系统,3.定义字节伪指令 格式： DB X1,X2,Xn 例3-4 ORG 7F00H DB 01110010B，16H，45，8，A 汇编后存贮单元内容为： （7F00H）=72H （7F01H）=16H （7F02H）=2DH （7F03H）=38H （7F04H）=40H 4.定义字伪指令 格式： DW Y1，Y2，Yn,3-1 指令格式,二、 伪指令 汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。,第三章 MCS-51指令系统,5定义空间伪指令：DS表达式 例3-6 ORG 0F00H DS10H DB20H，40H 汇编后，从0F00H开始，保留16个字节

4、的内存单元， 然后从0F10H开始，按照下一条DB伪指令给内存单元赋值， 得（0F10H）=20H，（0F11H）=40H。,3-1 指令格式,二、 伪指令 汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。,第三章 MCS-51指令系统,例3-7 ORG 8500H AA EQU R1 A10 EQU 10H DELAY EQU 87E6H MOV R0， A10 ；R0（10H） MOV A， AA ；A（R1） LCALL DELAY；调用起始地址为87E6H的子程序 END EQU赋值后，AA为寄存器R1，A10为8位直接地址10H， DELAY为16位地址87E6H。,3-1 指令格式,二、 伪

5、指令 汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。,6等值伪指令：EQU数据或汇编符,第三章 MCS-51指令系统,7数据地址赋值伪指令 格式： DATA 表达式 8位地址赋值伪指令 格式： BIT 位地址,3-1 指令格式,二、 伪指令 汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。,第三章 MCS-51指令系统,一、寄存器寻址方式 指令操作数为寄存器名，数据在寄存器中。,3-2 指令寻址方式,寻找操作数的方法叫寻址方式。,第三章 MCS-51指令系统,例: MOV A，R0；AR0 设指令执行前 A=20H，R0=40H， 执行指令后，A= ？，R0= ？,40H,40H,第三章 MCS-51指令系统,

6、二、立即寻址方式 指令中给出实际操作数据(立即数)， 一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。 例： 8位立即数： MOV A，#40H ；A40H 16位立即数： MOV DPTR，#2100H ；DPTR2100H,第三章 MCS-51指令系统,三、直接寻址方式 指令操作数是存储器单元地址，数据在存储器单元中。 MOV A，40H；A(40H) 例：设存储器两个单元的内容如图所示， 执行指令 MOV A，40H 后 A = 直接寻址方式对数据操作时，地址是固定值，而地址所指 定的单元内容为变量形式。,?,56H,第三章 MCS-51指令系统,第三章 MCS-51指令系统,四、寄存器间接寻址方式

7、 指令的操作数为寄存器名，寄存器中为数据地址。 存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。 例: MOV A，R0；A(R0) 设指令执行前 A=20H，R0=40H，地址为 40H存储器单元内容如图所示。执行指令后， A= ？ ,R0 = ？ , (40H)= ？,34H,40H,40H,第三章 MCS-51指令系统,第三章 MCS-51指令系统,五、基寄存器加变址寄存器间接寻址 它是以16位的程序计数器PC或数据指针DPTR作为基寄存器，以8位的累加器A作为变址寄存器。将两者的内容相加形成16位的地址，该地址即为操作数的地址。,例：MOVC A，A+DPTR；A（(A）+（DPTR)）,第

8、三章 MCS-51指令系统,第三章 MCS-51指令系统,六、相对寻址方式 以PC的内容作为基地址，加上偏移量，所得结果送PC寄存器 作为转移地址。偏移量在128 +127之间。 例：SJMP 80H；短跳转,第三章 MCS-51指令系统,指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。 例： MOV C，40H；Cy(位地址40H) 设指令执行前 Cy=1，位地址40H存储器单元如图， 执行指令后， Cy= ？,0,七.位寻址方式,第三章 MCS-51指令系统,第三章 MCS-51指令系统,MCS-51指令系统中共有111条指令，按功能可分为以下四大类： 数据传送类 算术操作类 逻辑操作类 控制转

9、移类,3-3 指令的类型、字节和周期,第三章 MCS-51指令系统,3-4 数据传送指令 MCS51的数据传送操作可以在累加器、工作寄存器、内部RAM、FSR、外部数据存储器及程序存储器之间进行。 3-4-1 一般传送指令（6） MOV ,第三章 MCS-51指令系统,1.内部8位数据传送指令：片内数据存储器数据与寄存器传送。 指令格式： MOV 目的操作数，源操作数 可用寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址等。,MOV A，Rn ；ARn，Rn=R0R7 MOV A，direct ；A(direct)，MOV A，Ri ；A(Ri)，Ri=R0、R1MOV A，#data ；AdataM

10、OV Rn,direct ；Rn(direct)MOV Ri,direct ；(Ri)(direct)MOV direct1，direct2 ；(direct1)(direct2)MOV DPTR，#d1d2 ；DPTRd1d2,第三章 MCS-51指令系统,第三章 MCS-51指令系统,例：顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果。,MOV A，#30H MOV 4FH，A MOV R0，#20H MOV R0，4FH MOV 21H，20H,；A= 30H ；(4FH)= 30H ；R0= 20H ；(20H)= 30H ；(21H)= 30H,第三章 MCS-51指令系统,说明： 1. 一

11、条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指令：MOV R1，R2 MOV R2，R0 2. 间址寄存器（）只能使用 R0、R1。 非法指令： MOV A，R2 3. SFR区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址。非法指令： MOV R0，#80H MOV A，R0 （以上指令的作用是将8052的内部RAM80H内容送A),第三章 MCS-51指令系统,2. 位变量传送指令 MOV C, bit ;c(bit) MOV bit , C ; bit (C) 例：00H位的内容送P1.0输出的程序 MOV C , 00H ；00H位内容，即20H.0先送Cy MOV P1.0 , C ；Cy内容再送P

12、1.0输出,第三章 MCS-51指令系统,3.16位数据传送指令 MOV DPTR , #data16 ；DPTR data16，3B MCS-51单片机指令系统中唯一的一个16位数据传送指令。DPH与DPL。,第三章 MCS-51指令系统,4. 累加器A与外部RAM的传送指令 MOVX A, Ri ；A （Ri） MOVX Ri ，A ；（Ri） A MOVX A, DPTR ; A （DPTR） MOVX DPTR , A ;(DPTR) (A) 这些指令的功能是在累加器A与外部RAM之间传送一个字节的数据。采用间接寻址的方式访问外部RAM。,第三章 MCS-51指令系统,例：实现片外数据

13、存储器数据传送 (2000H) (2100H)。,MOV DPTR，#2000H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#2100H MOVX DPTR，A,； DPTR= 2000H ； A= X ； DPTR= 2100H ；(2100H)= X,片外数据存储器不能直接寻址。 下列为非法指令： MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H,第三章 MCS-51指令系统,5.查表指令 实现从程序存储器读取数据到A累加器，只能使用变址间接寻址方式。 多用于查常数表程序，可直接求取常数表中的函数值。 1DPTR为基址寄存器 MOVCA，A+DPTR ；A(A+DPTR) 查表范

14、围为 64KB 程序存储器任意空间，称为远程查表指令 。 2. PC为基址寄存器 MOVCA，A+PC；A(A+PC) 常数表只能在查表指令后256B范围内。 （PC内容为下一条指令的起始地址。）,第三章 MCS-51指令系统,例：查表法求Y=X2。设X(0X15)在片内RAM的20H单元中，要求将查表求Y，存入片内RAM21H单元。 1）ORG 1000H SQU:MOV DPTR，#TAB ；确定表首地址（基地址） MOV A，20H ；取X（偏移量) MOVC A，A+DPTR；查表求Y=X2 MOV 21H，A ；保存Y RET ；子程序结束 ；其它程序段 ORG 3000H ；常数表

15、格首地址 TAB:DB 00，01，04，09，225；平方表,第三章 MCS-51指令系统,6.堆栈操作指令 入栈指令：PUSH n ；SPSP+1，(SP)(n) 出栈指令：POP n ；(n)(SP)，SPSP-1,例：设（SP）70H，（ACC）=50H，（B）60H，执行指令： PUSH ACC ;SPSP+1, 71H (ACC) PUSH B ；SPSP+1, 72H (B),第三章 MCS-51指令系统,3-4-2 累加器专用数据交换指令 实现累加器A的内容和源操作数内容呼唤。,1. 字节交换指令 XCH A，Rn ；A Rn XCH A，Ri；A (Ri) XCH A，dir

16、ect ；A (direct),例：设A= 29H，执行指令 XCH A，2AH后，A= ？(2AH)= ？,38H,29H,第三章 MCS-51指令系统,2. 半字节交换指令 XCHD A，Ri ；A03 (Ri)03 SWAP A ；A47 A03,例：将片内RAM 2AH和2BH单元中的BCD码转换成压缩式BCD 码存入20H单元。,MOV A，#0 MOV R0，#2AH MOV R1，#2BH XCHD A，R0 SWAP A XCHD A，R1 XCH A，20H,第三章 MCS-51指令系统,与数据传送指令不同，多数算术运算指令会影响标志位的状态，即CPU执行算术运算指令后，根据

17、数据操作情况自动设置标志位的状态。 状态标志 MCS-51 的程序状态字寄存器 PSW 为标志寄存器。 其格式如下：,3-5算术运算指令,第三章 MCS-51指令系统,标志位(自动设置状态) 1）Cy：进位标志位 保存运算后最高位的进位/借位状态，当有进位/借位，Cy=1，否则Cy=0。 2）AC：辅助进位标志位 保存低半字节的进位/借位状态，当D3产生进位/借位，AC=1，否则AC=0。用于十进制调整。 3）OV：溢出标志位 OV=Cy7Cy6，补码运算产生溢出OV=1，否则OV=0。 4）P：奇偶标志位 反映累加器A中数据的奇偶性。当1的个数为奇数，P=1，否则P=0。,第三章 MCS-5

18、1指令系统,2用户选择位(编程设置状态),1）F0：用户自定义标志位。2）RS1、RS0： 工作寄存器区选择位。复位时，PSW=00H,例：复位后，设置使用工作寄存 器3区，其余标志位不变。,第三章 MCS-51指令系统,3-5-1 加减指令完成片内 RAM 和 A 中数据的加减运算。 1.加法指令 1）不带进位加法：ADD A，源操作数 ADD A，Rn ADD A，direct ADD A，Ri ADD A，#data 影响Cy、OV、AC、P,第三章 MCS-51指令系统,例：A=3BH，PSW=0，执行指令 ADD A，#3BH 求：A=76H ，Cy= 0 ，OV= 0 ，AC= 1

19、 ，P= 1 ， PSW=,01000001= 41H,0011 1011 + 0011 1011 0111 0110,第三章 MCS-51指令系统,2）带进位加法： ADDC A，源操作数 ADDC A，Rn ADDC A，direct ADDC A，Ri ADDC A，#data 影响Cy、OV、AC、P,例：A= 9AH，R2= E3H，PSW= 0，执行指令 ADDC A，R2 后求： A= 7DH ，Cy= 1 ，OV= 1，AC= 0，P= 0， PSW=,10000100 = 84H,1001 1010 1110 0011 + 0 1 0111 1101,第三章 MCS-51指令

20、系统,带进位加法指令ADDC用于多字节运算 例：设双字节数 X 存在片内RAM 41H、40H单元，Y存在42H、43H单元，编程求 Z=X+Y，并存入片内RAM单元44H、45H、46H。,ADDS：CLR C MOV A，40H ADD A，42H MOV 44H，A MOV A，41H ADDC A，43H MOV 45H，A MOV A，#0 ADDC A，#0 MOV 46H，A RET,；取被加数低字节 ；加上加数低字节 ；保存和的低字节 ；取被加数高字节 ；加上加数高字节 ；保存和的高字节 ；求高字节进位 ；子程序结束,第三章 MCS-51指令系统,2减法指令 SUBB A，源操

21、作数；带借位减法指令 SUBB A，Rn SUBB A，direct SUBB A，Ri SUBB A，#data 影响:Cy、OV、AC、P,第三章 MCS-51指令系统,例3-36设（A）=0C9H,（R0）=60H，（60H）=54H，Cy=1，执行指令：SUBB A，R0,结果为 （A）=74H 标志位为Cy=0，0V=1，AC=0，P=0,01110 100 借位 1100 1001 (A) 0101 0100 (R0) - 1 Cy 0111 0100,第三章 MCS-51指令系统,3）BCD调整指令： DAA； 对 A 中加法结果进行调整 在加法过程中低4位向高4位有进位或累加器

22、A中低4位大于9， 则累加器A作加6调整；若在加法过程中最高位有进位或累加 器A中高4位大于9，则累加器A作加60H调整 （即高4位作加6调整）。 十进制加法指令： ADD A，源操作数 DA A 带进位十进制加法指令： ADDC A，源操作数 DA A,第三章 MCS-51指令系统,例3-39：编制8559的BCD加法程序，并对其工作过程进行分析。 解：相应BCD加法程序为： MOV A，#85H；A85 ADD A，#59H；A85+59= 0DEH DA A ；A44，Cy=1,第三章 MCS-51指令系统,二进制加法和进制调整过程为： 85 1000 0101 (A) +) 59 01

23、01 1001 data 144 (0) 1101 1110 110；低4位9，加6调整 1110 0100 110 ；高4位9，加60H调整 (1) 0100 0100 运算结果为（A）=44H，Cy=1 即十进制的144。,第三章 MCS-51指令系统,3. 增量、减量指令 增量指令：INC 单操作数 INC A INC Rn INC direct INC Ri INC DPTR 除对A操作影响标志位P以外，不影响标志位状态。,第三章 MCS-51指令系统,减量指令：DEC 单操作数 DEC A DEC direct DEC Ri DEC Rn 除对A操作影响标志位P以外，不影响标志位状态

24、。 注意：没有指令 DEC DPTR 可用指令 DEC DPL 代替,第三章 MCS-51指令系统,3-5-2.乘除指令 MUL AB；BAAB，Cy0， ；当积高字节B=0，OV0；B0，则OV1 DIV AB ；AB，A商，B余数，Cy0， ；当除数B=0，OV1；B0，则OV0 例： （A）= 80H, （B）= 21H，执行指令 MUL AB 后， 求：（A）= ，（B）= ，Cy= ，OV= ，P= ？ 解： 80 21 = 1680 例：（A）= 0B6H，（B）= 0FH，执行指令 DIV AB后 求：A= ，B= ，Cy= ，OV= ，P= 解： 182 15 = 122,第三

25、章 MCS-51指令系统,3-6 逻辑运算指令 一、单操作数指令（A累加器为操作数） 1. A清0指令： CLR A ；A0 2. A取反指令：CPL A ；A/A 3. 循环移位指令： 1）8位循环指令： RL A ；A循环左移一位 RR A ；A循环右移一位 2）9位循环指令： RLC A；带Cy循环左移一位 RRC A；带Cy循环右移一位,第三章 MCS-51指令系统,例：设 A= 11000101，Cy= 0，分别执行下列单条指令： CPL A ；A= ，Cy= RL A ；A= ，Cy= RLC A ；A= ，Cy=,00111010 0,10001011 0,10001010 1,

26、第三章 MCS-51指令系统,用9位循环指令实现多字节移位 例：编程将寄存器 R6R5 中的双字节数X左移一位。,CLR C MOV A，R5 RLC A MOV R5，A MOV A，R6 RLC A MOV R6，A,；Cy=0， 设 R6= 55H ，R5= AAH ；R6=01010101，R5=10101010，Cy=0 ；R6=01010101，R5=01010100，Cy=1 ；R6=10101011，R5=01010100，Cy=0,第三章 MCS-51指令系统,二、双操作数逻辑运算指令(对位逻辑运算)：ANL、ORL、XRL 例 A=01B，表示随机状态，为1或0，执行下述一

27、组指令执行后A的值如何? ANL A，#0E7H；将累加器A的内容D4、D3清0 ORL A，#03H；将累加器A的内容D1、D0置1XRL A，#0C0H；将累加器A的内容D7、D6取反 解 ：执行上述指令后，A=100011B。,第三章 MCS-51指令系统,3-6 位操作指令一、位传送 对片内RAM中位寻址区操作。位累加器Cy和位地址b。 MOV C，b ；Cy(b) MOV b，C ；(b)Cy 例：将位地址20H的一位数传送到位地址30H中： MOV C，20H MOV 30H，C 二位清0、置1、取反：CLR、SETB、CPL： CLR C ；Cy0， CLR 40H；(位地址40

28、H) 0,第三章 MCS-51指令系统,三逻辑运算：ANL、ORL： ANL C，40H ；CC(40H)ANL C，/40H ；CC/(40H) 例：设 Cy=0，(位地址40H)=1，执行指令 ANL C，/40H 后， Cy= ？ ， (位地址40H)= ？ 位地址表示法： 位地址 40H，位寄存器 F0，字节加位 ACC.0,0,1,第三章 MCS-51指令系统,3-7 控制转移指令 转移指令通过改写PC的当前值，从而改变CPU执行程序的顺序，使程序发生跳转。 按转移条件分类： 1)无条件转移： 执行无条件转移指令，程序无条件转移到指定处。 2)条件转移： 指令中给出转移条件，执行指令

29、时，先测试条件， 若满足条件，则程序发生转移，否则，仍顺序执 行程序。,第三章 MCS-51指令系统,按转移方式分类： 1)绝对转移：指令给出转移目的的绝对地址 nn，执行指令后， PCnn。 例： 地址源程序 1000H LJMP 2000H 1003H 2000H ；转移目的指令 2)相对转移：指令给出转移目的与转移指令的相对偏移量e，执行指令后，PCPC + e 。,例：地址 源程序 1000H SJMP 02 1004H ；转移目的指令,第三章 MCS-51指令系统,一.无条件转移指令 1.长转移指令：LJMP addr16 ；PC addr16 指令转移范围：64KB，无条件转移，不

30、影响任何标志位 2.绝对转移指令： AJMP addr11；PCPC+2；PC100pn100 ；PC1511不变 指令转移范围：2KB 转移时要求转移前后保持 PC1511不变。,第三章 MCS-51指令系统,3.短转移指令： SJMP e ；PCPC+2，PCPC+e 相对偏移量 e为8位补码。 指令转移范围：前128后127字节 相对偏移量 e 的计算式： e = 目的指令地址 -(转移指令地址+指令字节数) = 目的地址 - PC当前值 编程时，用标号代替转移目的地址，转移指令的操作数交给汇编程序计算。LJMP NEXT AJMP NEXT SJMP NEXT NEXT：,第三章 MC

31、S-51指令系统,例：计算转移指令的相对偏移量 e ，并判断是否超出转移范围。 指令地址源程序2130H SJMP NEXT 2150HNEXT：MOV A，R2 相对偏移量 = 2150H -(2130H+2)= 001EH， 只取低8位：e = 1EH,第三章 MCS-51指令系统,4间接转移指令(多分支转移指令) JMP A+DPTR. ；PCA+DPTR 指令转移范围64KB。,应用：处理功能键。 要求不同功能键执行不同程序段。设每个功能键对应一个键值 X(0XFH)。 设X已存入片内RAM的40H单元中。 若X=0，则执行程序段FUNC0 若X=1，则执行程序段FUNC1 。,KEY

32、: MOV DPTR,#KTAB MOV A,40H ADD A,40H JMP A+DPTR KTAB: AJMP FUNC0 AJMP FUNC1 FUNC0: FUNC1: ,第三章 MCS-51指令系统,二条件转移指令 条件转移指令形成程序的分支，赋予计算机判断决策能力,转移条件：1)标志位的状态 2)位地址中的状态 1.判零转移指令 JZ e ；PCPC+2， ；若A=00H，PCPC+e(转移)， ；若A00H，PC不变(不转移) JNZ e ；PCPC+2，若A00H， ；PCPC+ e(转移) ；若A=00H，PC不变(不转移) 2.判Cy转移指令 JC e ；Cy=1则转移，Cy=0不转移 JNC e ；Cy=0则转移，Cy=1不转移,第三章 MCS-51指令系统,3.判位转移指令 JB b，e ；(b)=1转移，否则不转移 JNB b，e ；(b)=0转移，否则不转移 4. 判位清0转移指令： JBC b，e ；(b)=1转移