单片机与嵌入式系统3.ppt

1、2020/9/20,第三章 单片机指令系统,3.1 寻址方式 3.2 指令系统,2020/9/20,在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号(Label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。 汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。,2020/9/20,指令执行过程,程序是按要求实现的指令有序集合，是串行执行的。 事情要一步一步做，所以需要时钟 通过PC指向程序地址，完成取

2、指放到指令寄存器中 指令寄存器的译码，知道要做什么 按照要求完成任务 PC指向下一条指令,2020/9/20,2020/9/20,51单片机指令系统是一个具有255种代码的集合 一条汇编指令中最多包含4段:,2020/9/20,标号: 给程序指令起个名字 操作码 表明做什么 操作数 源操作数，目的操作数 ;注释 说明程序作用，参数定义 入口参数，返回值所在， 格式,2020/9/20,源操作数: “数”从哪里来 目的操作数： “数”放到哪里,找数的方式就是寻址方式,2020/9/20,3.1 寻址方式(共有7种),立即寻址 Immediate Constants 直接寻址 Direct Add

3、ressing 寄存器寻址 Register Instructions 寄存器间接寻址 Indirect Addressing 基址变址间接寻址 Indexed Addressing 相对寻址 Relative Offset Addressing 位寻址 Bits Addresing,2020/9/20,例：MOV R0，#34H MOV DPTR，#2345H MOV A，40H MOV B，P2 ；特殊功能寄存器只能用直接寻址访问 MOV A，R6 MOV A，R0 ；间接寻址只能用R0、R1或DPTR做地址指针 MOVX A，DPTR MOVC A，A+PC MOVC A，A+DPTR

4、；适用于访问程序存储器中的数据表格 SJMP LOOP1 JC LOOP2 ;相对寻址只出现在相对转移指令中 SETB 10H ；内部SRAM 22H中的第0位 CLR P1.1 ；位寻址针对20H2FH的位定义区和SFR位操作,2020/9/20,例： MOV DPTR, #TABLE MOVC A , A+DPTR TABLE： DB 3FH，06H，5BH，4FH ；7段共阴显示代码 1000H MOV A，#10H 1002H MOVC A，A+PC 1013H DB 03H 1014H DB 08H ,2020/9/20,可位寻址的SFR位地址,2020/9/20,说 明：,只有指令

5、表中的指令才有对应指令代码，计算机才能执行。编程时，不能随意创造发明指令。,1. 一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指令：MOV R1，R2MOV 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 ;(52系列的，认为是高128B的间接寻址),4.片外数据存储器不能直接寻址，且只能通过A累加器传递数据。 非法指令： MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H,2020/9/20,（1）对程序存储器（内、外）：只能变址寻址 MOVC （2

6、）对内部数据存储器：MOV （3）对外部数据存储器：只能寄存器间址 MOVX,2020/9/20,3.2 指令系统介绍(共5类),数据传送 Data Transfers 29条 算术运算 Arithmetic Instructions 24条 逻辑运算 Logical Instructions 24条 位操作 Boolean Instructions 17条 控制转移 Jump Instructions 17条 共111条,2020/9/20,回忆：51单片机的主要寄存器,（1）算术逻辑单元ALU （2）累加器ACC，程序中有时可以简写为A （3）辅助寄存器B，乘除指令用到 （4）程序计数器P

7、C,“不”能用程序直接访问 （5）数据指针DPTR，有的单片机有两个 （6）堆栈指针SP，复位时内容是07H，一定要记住。 （7）程序状态寄存器PSW 记住哪些指令影响标志位,2020/9/20,复位时 00,Cy(PSW.7)进位标志。有进位或借位时置1 AC(PSW.6)辅助进位标志。低4位有进位或借位时 F0(PSW.5)用户用位标志 RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)选择通用寄存器组 R0R7 所在内部RAM中的位置 OV(PSW.2)溢出标志。 F1(PSW.1)保留。51未用，52为用户标志位 P(PSW.0)奇偶标志。ACC中1的个数为奇数时置1,208=0D0H PSW

8、的地址,2020/9/20,影响标志位的指令（X表示有影响，o表示清零，1表示置一）,2020/9/20,Rn 当前工作寄存器中的某一个，即R0R7； Ri R0或者R1 Direct 单片机内部RAM低128字节（00h7fh）中的某个字节地 址，或者是某个专用寄存器的名字； #data 8位（1字节）立即数 #data16 16位（2字节）的立即数 Addr16 16位目的地址，在LJMP和LCALL的指令中采用 Addr11 11位目的地址，只在AJMP和ACALL指令中采用 Rel 相对转移指令中的偏移量。 DPTR 数据指针（由DPH和DPL构成） Bit 内部RAM(包括专用寄存器

9、)中可寻址位的地址或名字 A 累加器ACC B B寄存器 间接寻址标志 / 加在位地址前，表示对该位状态取反 (X) 某寄存器或某单元的内容 (X) 由X间接寻址的单元中的内容,指令中符号的意义说明,2020/9/20,一、数据传送类指令,格式: MOV 目的, 源 传送到A累加器的指令 MOV A, Rn ;n=0,1,.7 MOV A,direct ; direct是地址 MOV A,Ri ;i=0,1 MOV A,#data ; #data是立即数 MOV A,B ;,2020/9/20, 传送到Rn的指令 MOV Rn, A MOV Rn,direct MOV Rn,#data 传送到

10、内部RAM或特殊功能寄存器 MOV direct, A MOV direct,Rn MOV direct, direct ;地址到地址 MOV direct, Ri MOV direct, #data (高128只能用间接寻址),2020/9/20,传送到Ri指定的单元 MOV Ri , direct MOV Ri, A 传送到DPTR寄存器 MOV DPTR,#data16 传送到外部RAM中(配合WR,RD) MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A MOVX A,Ri MOVX Ri,A (先送高位地址到P2中),2020/9/20,堆栈操作指令 MOV SP,#data ;设堆栈

11、 PUSH direct ; POP direct ; PUSH A ; POP A ; PUSH PSW (ACALL、LCALL、中断要硬件执行PC入栈， 先低8位，后高8位。) 代码区(程序区)操作指令 MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC (查表用),错 ！,PUSH ACC POP ACC,SPSP+1；(SP) (direct),(SP) (direct)；SP SP-1,MCS -51 提供一个向上升的堆栈, 因此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。,2020/9/20, 字节交换指令 XCH A,Rn ;A Rn XCH

12、A,Ri ;A (Ri) XCH A,direct ;A (direct) (全字节交换) SWAP A ;半字节交换(高4位与低4位交换),2020/9/20,二、 算术运算指令,(一) 加法指令 不带进位加指令 ADD A,Rn ;A=A+Rn ADD A,direct ;A=A+(direct) ADD A,Ri ;A=A+(Ri) ADD A,#data ;A=A+data 带进位加指令 ADDC A,Rn ;A=A+Rn+Cy ADDC A,direct ;A=A+(direct)+Cy ADDC A,Ri ;A=A+(Ri)+Cy ADDC A,#data ;A=A+data+Cy

13、,2020/9/20, 增量(增1)指令 INC A ;A=A+1 INC Rn ;Rn=Rn+1 INC direct ;(direct)=(direct)+1 (地址中的数增一) INC Ri ;(Ri)=(Ri)+1 INC DPTR ;DPTR=DPTR+1 十进制调整指令 DA A (在BCD码运算中,要进行调整),2020/9/20,(二) 减法指令 带借位减法指令 没有不带借位C减法指令 SUBB A,Rn ;A=A-Rn-Cy SUBB A,direct ;A=A-(direct)-Cy SUBB A,Ri ;A=A-(Ri)-Cy SUBB A,#data ;A=A-data

14、-Cy (对BCD码无调整指令) 减1指令 DEC A ;A=A-1 DEC Rn ;Rn=Rn-1 DEC direct ;(direct)=(direct)-1 DEC Ri ;(Ri)=(Ri)-1,2020/9/20,(三) 乘法指令,MUL AB ;A X B (高位在B中,低位在A中 clear Cy 结果小于等于255 OV=0，大于则置1),(四) 除法指令,DIV AB ;A/B (整数在A中,余数在B中，clear Cy A=0,清零 CPL A ;将A中的数按位取反 RL A ;A中的数左移一位(不带Cy) RR A ;A中的数右移一位(不带Cy) (小循环) RLC A

15、 ; A中的数带Cy左移一位 RRC A ; A中的数带Cy右移一位 (大循环),2020/9/20, 逻辑与指令(按位与) ANL A,Rn ;A=A(direct)=(direct)A=A或Rn ORL A,direct ;A=A或(direct) ORL A,Ri ;A=A或Ri ORL A,#data ;A=A或data ORL direct,A ;(direct) =direct或A ORL direct,#data ;(direct)=(direct)或data,2020/9/20, 逻辑异或指令(按位异或) XRL A,Rn ;A=A异或Rn XRL A,direct ;A=A异

16、或(direct) XRL A,Ri ;A=A异或Ri XRL A,#data ;A=A异或data XRL direct,A ;(diect)=(direct)异或A XRL direct,#data ;(diect)=(direct)异或data,2020/9/20,四、控制转移指令,(一) 无条件转移 SJMP rel ;在-128+127内跳转 SJMP $ ;原地转圈 AJMP addr11 ;在 2K地址内跳转 LJMP addr16 ;在 64K地址内跳转,2020/9/20,JZ rel ; 在 -128+127内跳转 (A=0,跳转) JNZ rel ; 在 -128+127

17、内跳转 (A!=0,跳转),(二) 有条件转移, 对累加器A的判断转移,2020/9/20, 比较转移(不相等跳转) CJNE A,direct,rel; CJNE A,#data,rel; CJNE Rn,#data,rel; CJNE Ri,#data,rel; (跳转范围-128+127,相对寻址) 减1不为0跳转 DJNZ Rn,rel; DJNZ direct,rel; (跳转范围-128+127,相对寻址),2020/9/20,(三)调用子程序 ACALL rel(addr11) ;在2K内 LCALL rel(addr16) ;在64K内,2020/9/20,(四)调用子程序返回

18、指令 RET ;一般调用返回(子程序) RETI ;硬件中断返回(中断程序),(五)空操作指令 NOP ;不做任何操作，延时一个机器周期,2020/9/20,五、 位操作指令,2020/9/20,片内RAM中的位寻址区,2020/9/20,特殊功能寄存器位地址表,2020/9/20,2020/9/20, 位传送指令 MOV C, bit ; C是进位位(Cy) MOV bit,C ; C是进位位(Cy) (bit可以是I/O口,也可以是bit变量) 位变量修改指令 CLR C ; Cy=0 CLR bit ; bit=0 CPL C ;C取反 CPL bit ;bit取反 SETB C ;C=1; SETB bit ;bit=1; (bit可以是I/O口,也可以是bit变量),2020/9/20, 位变量逻辑与指令 ANL C,bit ;C=C与bit ANL C,/b