MCS-51單片機(jī)第3章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng).ppt

1、第3章 MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng),3.1 MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明 3.2 尋址方式 3.3 分類指令,MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)有如下特點：,（1）指令執(zhí)行時間快。 （2）指令短，約有一半的指令為單字節(jié)指令。 （3）用一條指令即可實現(xiàn)2個一字節(jié)的相乘或相除。 （4）具有豐富的位操作指令。 （5）可直接用傳送指令實現(xiàn)端口的輸入輸出操作。,3.1 MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明,3.1.1 指令分類 3.1.2 指令格式 3.1.3 指令描述符號介紹,返回本章首頁,3.1.1 指令分類,按指令功能，MCS-51指令系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)傳遞與交換、算術(shù)運算、邏輯運算、程序轉(zhuǎn)

2、移、布爾處理操作、CPU控制等6類。 布爾處理操作類指令又稱位操作指令。,返回本節(jié),3.1.2 指令格式,在MCS-51指令中，一般指令主要由操作碼、操作數(shù)組成。 指令應(yīng)具有以下功能： （1）操作碼指明執(zhí)行什么性質(zhì)和類型的操作。例如，數(shù)的傳送、加法、減法等。 （2）操作數(shù)指明操作的數(shù)本身或者是操作數(shù)所在的地址。 （3）指定操作結(jié)果存放的地址。,返回本節(jié),3.1.3 指令描述符號介紹,Rn當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個工作寄存器R0R7（n=07）。 Ri當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個工作寄存器R0、R1（i=0，1）。 direct8位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器單元中的地址。 #data包含在指令中的8位常數(shù)。

3、 #data16包含在指令中的16位常數(shù)。 addr1616位目的地址。 addr1111位目的地址。,rel8位帶符號的偏移字節(jié)，簡稱偏移量。 DPTR數(shù)據(jù)指針，可用作16位地址寄存器。 bit內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧?A累加器。 B專用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位，或布爾處理機(jī)中的累加器。,間址寄存器或基址寄存器的前綴，如Ri，DPTR。 / 位操作數(shù)的前綴，表示對該位操作數(shù)取反，如/bit。 片內(nèi)RAM的直接地址或寄存器。 ()由尋址的單元中的內(nèi)容。 箭頭左邊的內(nèi)容被箭頭右邊的內(nèi)容所代替。,返回本節(jié),3.2 尋址方式,3.2.1 立即尋址 3.2.2

4、直接尋址 3.2.3 寄存器尋址 3.2.4 寄存器間接尋址 3.2.5 變址尋址 3.2.6 相對尋址 3.2.7 位尋址,返回本章首頁,3.2.1 立即尋址,指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。立即操作數(shù)用前面加有#號的8位或16位數(shù)來表示。 例如：MOVA，# 60H；A#60H MOVDPTR，# 3400H；DPTR#3400H MOV30H，# 40H；30H單元#40H 上述三條指令執(zhí)行完后，累加器A中數(shù)據(jù)為立即數(shù)據(jù)60H，DPTR寄存器中數(shù)據(jù)為3400H，30H單元中數(shù)據(jù)為立即數(shù)40H。,返回本節(jié),3.2.2 直接尋址,指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式，能進(jìn)行直接尋址的存儲空間有

5、SFR寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM。 例如：MOVPSW，# 20H； PSW#20H PSW為直接尋址寄存器的符號地址。 MOVA，30H；A30H內(nèi)部RAM單元中的內(nèi)容 30H為直接給出的內(nèi)部RAM的地址。,返回本節(jié),3.2.3 寄存器尋址,以通用寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。通用寄存器指A、B 、DPTR以及R0R7 。 例如：CLR A；A0 INC DPTR；DPTRDPTR+1 ADDR5，# 20H；R5#20H+R5,返回本節(jié),3.2.4 寄存器間接尋址,以寄存器中內(nèi)容為地址，以該地址中內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。間接尋址的存儲器空間包括內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM和外部數(shù)據(jù)RAM。 能用于寄存器間

6、接尋址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。其中R0、R1必須是工作寄存器組中的寄存器。SP僅用于堆棧操作。,例如：MOV R0，A ；內(nèi)部RAM(R0)A其指令操作過程示意圖如圖3-1所示。 又如：MOVX A，R1；A外部RAM(P2R1)其指令操作過程示意圖如圖3-2所示。 再如：MOVX DPTR，A；外部RAM(DPTR)A 其指令操作過程示意圖如圖3-3所示。,圖3-1 MOV R0，A間接尋址示意圖,圖3-2 MOVX A，R1間接尋址示意圖,圖3-3 MOVX DPTR，A間接尋址示意圖,返回本節(jié),3.2.5 變址尋址,變址尋址只能對程序存儲器中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。由于程序存儲器是只

7、讀的，因此變址尋址只有讀操作而無寫操作，在指令符號上采用MOVC的形式（如圖3-4所示）。 例如：MOVC A， A+DPTR；A（A+DPTR） 又如，MOVC A， A+PC ；A（A+PC） 這條指令與上條指令不同的是，基址寄存器是PC。,圖3-4 變址尋址示意圖,返回本節(jié),3.2.6 相對尋址,以當(dāng)前程序計數(shù)器PC的內(nèi)容為基礎(chǔ)，加上指令給出的一字節(jié)補(bǔ)碼數(shù)（偏移量）形成新的PC值的尋址方式。 相對尋址用于修改PC值，主要用于實現(xiàn)程序的分支轉(zhuǎn)移。 例如，SJMP 08H ；PCPC+2+08H 指令操作示意圖如圖3-5所示。,圖3-5 相對尋址示意圖,返回本節(jié),3.2.7 位尋址,位尋址只

8、能對有位地址的單元作位尋址操作。 位尋址其實是一種直接尋址方式，不過其地址是位地址。 例如：SETB 10H ；將10H位置1若22H單元中存放著數(shù)據(jù)40H，22H單元的D0位的位地址為10H，執(zhí)行上述指令后（22H）=41H。 又如：MOV 32H，C ；32H進(jìn)位位C ORL C ，32H ；CC32H,返回本節(jié),3.3 分類指令,3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 3.3.2 算術(shù)運算類指令 3.3.3 邏輯運算與循環(huán)類指令 3.3.4 程序轉(zhuǎn)移類指令 3.3.5 調(diào)用子程序及返回指令 3.3.6 位操作指令 3.3.7 空操作指令,返回本章首頁,3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令,數(shù)據(jù)傳送類指令共28

9、條，是將源操作數(shù)送到目的操作數(shù)。指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)被源操作數(shù)取代。數(shù)據(jù)傳送類指令用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8種。 源操作數(shù)可采用寄存器、寄存器間接、直接、立即、變址5種尋址方式尋址，目的操作數(shù)可以采用寄存器、寄存器間接、直接尋址3種尋址方式。MCS-51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送途徑如圖3-6所示。,圖3-6 MCS-51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送圖,1以A為目的操作數(shù),MOV A，Rn；A Rn MOV A，direct；A（direct） MOV A，Ri；A（Ri） MOV A，#data；A #data,2以Rn為目的操作數(shù)

10、,MOV Rn，A；Rn A MOV Rn，direct；Rn （direct） MOV Rn，#data；Rn #data,3以直接地址為目的操作數(shù),MOV Ri，A；（Ri） A MOV Ri，direct；（Ri） （direct） MOV Ri，#data；（Ri） #data,4以間接地址為目的操作數(shù),MOV Ri，A；（Ri） A MOV Ri，direct；（Ri） （direct） MOV Ri，#data；（Ri） #data 例如：設(shè)（30H）=6FH，R1=40H，執(zhí)行MOV R1，30H后，30H單元中數(shù)據(jù)取出送入R1間接尋址的40H單元，（40H）=6FH。,5以DP

11、TR為目的操作數(shù),MOV DPTR，#data16 ；DPTR #data16 例如執(zhí)行 MOV DPTR，#2000H 后， （DPTR）= 2000H。,6訪問外部數(shù)據(jù)RAM,MOVX A，DPTR；A （DPTR） MOVX DPTR，A；（DPTR） A MOVX A，Ri；A （P2Ri） MOVX Ri，A；（P2Ri） A,7讀程序存儲器,MOVC A，A+DPTR；A （A+DPTR） MOVC A，A+PC；A （A+PC） 例如已知A=30H，DPTR=3000H， 程序存儲器單元（3030H）=50H，執(zhí)行MOVC A， A+DPTR后，A=50H。,8數(shù)據(jù)交換,l字節(jié)交

12、換 XCH A，Rn；A Rn XCH A ，direct；A（direct） XCH A，Ri；A（Ri） l半字節(jié)交換 XCHD A，Ri；A03（Ri）03 SWAP A；A03A47,9堆棧操作,所謂堆棧是在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧出棧由指針SP統(tǒng)一管理。堆棧的操作有如下兩條專用指令： PUSH direct；SP（SP+1），（SP）（direct） POPdirect；（direct）（SP），SP SP-1 PUSH是進(jìn)棧（或稱為壓入操作）指令。指令執(zhí)行過程如圖3-7所示。,圖3-7 指令PUSH操作示意圖,圖3-8 指令POP操作示意

13、圖,【例3.1】 將片內(nèi)RAM 30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換。,方法1（直接地址傳送法）： MOV31H，30H MOV30H，40H MOV40H，31H SJMP$,方法2（間接地址傳送法）： MOVR0，#40H MOVR1，#30H MOVA，R0 MOVB，R1 MOVR1，A MOVR0，B SJMP$,方法3（字節(jié)交換傳送法）： MOVA，30H XCHA，40H MOV30H，A SJMP$,方法4（堆棧傳送法）： PUSH30H PUSH40H POP30H POP40H SJMP$,返回本節(jié),3.3.2 算術(shù)運算類指令,1加法指令 ADD A，Rn；A A + Rn

14、ADD A，direct；A A +（direct） ADD A，Ri；A A +（Ri） ADD A，#data；A A + #data,2帶進(jìn)位加指令 ADDC A，Rn；A A + Rn + C ADDC A，direct；A A +（direct）+ C ADDC A，Ri；A A +（Ri）+ C ADDC A，#data；A A + #data + C C為來自PSW狀態(tài)寄存器中的進(jìn)位位C。 例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令 ADDC，R0后，A=42H。,3帶借位減指令 SUBB A，Rn；A A - Rn - C SUBB A，direct；A A -（dir

15、ect）- C SUBB A，Ri；A A -（Ri）- C SUBB A，#data；A A - #data C 例如，設(shè)A=39H，R0=20H，（20H）=32H，C=1，執(zhí)行指令 SUBB，R0后，A=06H。,4乘法指令 MUL AB；BA AB A和B中各存放一個8位無符號數(shù)，指令執(zhí)行后，16位乘積的高8位在B中，低8位存A中。 例如，A=30H，B=60H，執(zhí)行 MUL AB 后，A=00H，B=12H。,5除法指令 DIV AB；AB商在A中，余數(shù)在B中 A和B中各存放一個8位無符號數(shù)，A放被除數(shù)，B放除數(shù)。指令執(zhí)行后，A中存放商，B中存入余數(shù)。若B=00H，則指令執(zhí)行后OV=

16、1，A與B不變。 例如，A=30H，B=07H，執(zhí)行 DIV AB 后，A=06H，B=06H。,6加1指令 INC A；A A + 1 INC Rn；Rn Rn + 1 INC direct；（direct） （direct）+ 1 INC Ri；（Ri）（Ri）+ 1 INC DPTR；DPTR DPTR + 1 例如，（30H）=22H，執(zhí)行 INC 30H 后，（30H）=23H。,7減1指令 DEC A；A A - 1 DEC Rn；Rn Rn - 1 DEC direct；direct （direct）- 1 DEC Ri；（Ri）（Ri）- 1 例如，R0=30H，（30H）=2

17、2H，執(zhí)行 DEC R0 后，（30H）=21H。,8十進(jìn)制調(diào)整指令 DA A ；把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加的結(jié)果 例如，A=65BCD，B=78BCD，C=0，執(zhí)行下列語句 ADDA，B DAA 后，A=43 BCD，C=1。,【例3.2】 試把存放在R1R2和R3R4中的兩個16位數(shù)相加，結(jié)果存于R5R6中。解：參考程序如下： MOVA，R2；取第一個數(shù)的低8位 ADDA，R4；兩數(shù)的低8位相加 MOVR6，A；保存和的低8位,MOVA，R1；取第一個數(shù)的高8位 ADDCA，R3；兩數(shù)的高8位相加，并把低8位相加時的進(jìn)位位加進(jìn)來 MOVR5，A；把相加的高8位存入R5寄存

18、器中 SJMP $,返回本節(jié),3.3.3 邏輯運算與循環(huán)類指令,1“與”操作指令 2“或”操作指令 3“異或”操作指令 4求反與清除指令 5循環(huán)指令,返回本節(jié),3.3.4 程序轉(zhuǎn)移類指令,1無條件轉(zhuǎn)移指令 l絕對（短）轉(zhuǎn)移指令 AJMPaddr11；PC100 addr11 l長轉(zhuǎn)移指令 LJMPaddr16；PC addr16 l短（相對）轉(zhuǎn)移指令 SJMPrel；PC PC + 2 + rel l 間接轉(zhuǎn)移指令 JMPA+DPTR；PC A + DPTR,2條件轉(zhuǎn)移指令 l累加器為零（非零）轉(zhuǎn)移指令 l減1非零轉(zhuǎn)移指令 l兩數(shù)不等轉(zhuǎn)移指令 l相對偏移量rel的求法,表3-1 程序存儲器空間32個2K地址范圍,返回本節(jié),3.3.5 調(diào)用子程序及返回指令,1調(diào)用子程序指令 LCALL addr16 ；PCPC+3，SPSP+1，（SP）PC710 ；SPSP+1，（SP）PC158， PCaddr16 ACALL addr11 ；PC PC+2，SPSP+1，（SP）PC70 ；SP SP+1，（SP） PC158，PC100addr11,2返回指令 RET ；PC158 （SP），SPSP-1 ；PC70 （SP），SPSP-1 RETI ；PC158（SP），SPSP-1 ；PC70 （SP），SPSP-1,返回本節(jié),3.3.6 位操作指令,1位數(shù)據(jù)傳送指令 MOVC，