單片機(jī)書-第3指令系統(tǒng)課件-

1、第三章 指令系統(tǒng)3.3 89C51指令系統(tǒng)3.1 匯編語言3.2 尋址方式3.4 程序設(shè)計(jì)舉例7/19/20221學(xué)習(xí)目的及要求熟悉89C51匯編語言指令格式，掌握89C51的7種尋址方式，并能實(shí)際應(yīng)用。熟記89C51的111條匯編語言指令，并會(huì)根據(jù)需要編制匯編語言程序。熟悉指令的功能、操作對(duì)象和結(jié)果以及 指令執(zhí)行后對(duì)PSW各個(gè)位的影響。7/19/202223.1 匯編語言3.1.1 指令和程序設(shè)計(jì)語言3.1.2 指令格式7/19/202233.1.1 指令和程序設(shè)計(jì)語言指令：是CPU根據(jù)人的意圖來執(zhí)行某種操作的命令。程序設(shè)計(jì)語言：是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息的基本工具，分為機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言

2、。機(jī)器語言：用二進(jìn)制編碼表示每條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語言。匯編語言：是用助記符、符號(hào)和數(shù)字等來表示指令的程序設(shè)計(jì)語言。它與機(jī)器語言指令是一一對(duì)應(yīng)的。7/19/202243.1.2 指令格式89C51匯編語言指令格式操作碼 目的操作數(shù)，源操作數(shù)；注釋例如：MOV A,#00H匯編語言指令對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼格式單字節(jié)指令雙字節(jié)指令三字節(jié)指令7/19/20225單字節(jié)指令1、指令碼中隱含著對(duì)某一種寄存器的操作如：指令“INC DPTR”的指令代碼格式為：A3H=1 0 1 0 0 0 1 12、由指令中的rrr三位的不同編碼指定某一寄存器如：指令“MOV A，Rn”的指令代碼格式為：1 1

3、 1 0 1 r r r 7/19/20226雙字節(jié)指令用一個(gè)字節(jié)表示操作碼，另一個(gè)字節(jié)表示操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址。格式為：操作碼立即數(shù)或地址7/19/20227三字節(jié)指令一個(gè)字節(jié)操作碼，兩個(gè)字節(jié)操作數(shù)。格式為：操作碼立即數(shù)或地址立即數(shù)或地址7/19/202283.2 尋址方式尋址方式：如何找到存放操作數(shù)的地址，把操作數(shù)提取出來的方法。3.2.1 7種尋址方式尋址方式：3.2.2 尋址空間及符號(hào)注釋：7/19/202293.2.1 7種尋址方式：1、寄存器尋址2、直接尋址3、立即數(shù)尋址4、寄存器間接尋址 5、變址尋址6、相對(duì)尋址 7、位尋址7/19/2022101、寄存器尋址寄存器尋址：由指

4、令指出寄存器組R0R7中的某一個(gè)或其他寄存器(A,B,DPTR等)的內(nèi)容作為操作數(shù)。例如：MOV A，R0；(R0)A MOV P1，A；(A)P1口 ADD A，R0；(A)+(R0)A7/19/2022112、直接尋址直接尋址方式：在指令中直接給出操作數(shù)所在存儲(chǔ)單元的地址。指令中操作數(shù)部分是操作數(shù)所在地址。直接尋址方式可訪問片內(nèi)RAM的128個(gè)單元以及所有的SFR。對(duì)于SFR，既可以使用它們的地址，也可以使用它們的名字。例如：MOV A，3AH；(3A) A MOV A，P1；(P1口) A 或： MOV A，90H； 90H是P1口的地址7/19/2022123、立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址：指

5、令操作碼后面緊跟的是一字節(jié)或兩字節(jié)操作數(shù)，用“#”號(hào)表示，以區(qū)別直接地址。例如：MOV A，3AH；（3AH）AMOV A，#3AH；3AHAMOV DPTR，#2000H；2000HDPTR ；（DPH）=20H ；（DPL）=00H7/19/2022134、寄存器間接尋址 寄存器間接尋址：操作數(shù)的地址事先存放在某個(gè)寄存器中，寄存器間接尋址是把指定寄存器的內(nèi)容作為地址，由該地址所指定的單元內(nèi)容作為操作數(shù)。89C51規(guī)定R0或R1為間接尋址寄存器，它可尋址內(nèi)部地址RAM低位的128B單元內(nèi)容。還可采用DPTR作為間接尋址寄存器，尋址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的64KB空間，但不能用這種方式尋址特殊功能寄存

6、器。在訪問片內(nèi)RAM低128B和片外RAM低地址的256B單元時(shí)，用R0或R1作地址指針；在訪問全部64KB外部RAM時(shí)，使用DPTR作地址指針進(jìn)行間接尋址。7/19/202214例如：將片內(nèi)RAM 65H單元內(nèi)容47H送A，可執(zhí)行指令“MOV A，R0”。其中R0內(nèi)容為65H。如圖所示：65H47HR0A47H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址65H以指令中所指定的R0內(nèi)容（65H）為指針將片內(nèi)RAM 65H單元內(nèi)容47H送A7/19/2022155、變址尋址(基址寄存器+變址寄存器間接尋址)變址尋址：以某個(gè)寄存器的內(nèi)容為基地址，在這個(gè)基地址的基礎(chǔ)上加上地址偏移量形成真正的操作數(shù)地址。89C51中采用DPTR或

7、PC為變址寄存器，A的內(nèi)容為地址偏移量。變址尋址只能訪問程序存儲(chǔ)器，訪問范圍為64KB。例如7/19/202216例如：MOVC A，A+DPTR；(A)+(DPTR)A如圖所示1EH0302HROMDPTRAA02F1H11H1EH+DPTR內(nèi)容與A的內(nèi)容之和為程序存儲(chǔ)器地址程序存儲(chǔ)器內(nèi)容送A7/19/2022176、相對(duì)尋址 相對(duì)尋址：是以當(dāng)前的PC值加上指令中規(guī)定的偏移量rel而形成實(shí)際的轉(zhuǎn)移地址。相對(duì)尋址只出現(xiàn)在相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中。當(dāng)前的PC值是指執(zhí)行完相對(duì)指令后的PC值；相對(duì)轉(zhuǎn)移指令操作碼所在地址稱為源地址；轉(zhuǎn)移后的地址稱為目的地址。目的地址=源地址+相對(duì)轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)+relrel為補(bǔ)

8、碼表示的有符號(hào)數(shù)。例如：7/19/202218例如：執(zhí)行指令：“JC rel”，設(shè)rel75H，CY=1。ALU0111 01010100 0000程序存儲(chǔ)器地址1000H1001H1002H1077HJC rel rel75H(PC)=1002H(PC)(PC)CY=11077H7/19/2022197、位尋址位尋址：采用位尋址方式的指令的操作數(shù)是8位二進(jìn)制數(shù)中的某一位，指令中給出的是位地址。位地址在指令中用bit表示。例如：CLR bit；位地址的兩種表示方法：直接使用位地址，如D3H；直接用寄存器名字加位數(shù)，如PSW.3。位尋址區(qū)域：片內(nèi)RAM的20H-2FH的16個(gè)單元中的128位；字

9、節(jié)地址能被8整除的SFR。7/19/202220三、尋址空間及符號(hào)注釋1、尋址空間：見表3-2。2、符號(hào)注釋：7/19/202221表3-2 操作數(shù)尋址方式和有關(guān)空間7/19/2022227/19/202223MCS-51指令系統(tǒng)可分為五大類1 數(shù)據(jù)傳送指令：28條2 算術(shù)運(yùn)算指令：24條3 邏輯運(yùn)算及移位指令：25條4 控制轉(zhuǎn)移指令：17條5 位操作指令（布爾操作）：17條7/19/202224 3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令 1.以累加器A為目的操作數(shù)的指令 (4條,即4種尋址方式) 2.以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條） 3.以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條） 4.以間接地址為目的操作數(shù)

10、的指令（3條）7/19/202225 5.十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條) 6.查表指令（2條） 7.累加器A與片外RAM傳送指令(4條) 8.棧操作指令（二條） 9.交換指令(4條)7/19/2022261.以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條,即4種尋址方式)7/19/2022277/19/202228例：設(shè)(30H)=11H, (R1)=30H,執(zhí)行一下指令 MOV A，#30H ；（A）=30H MOV A， 30H ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=30H 7/19/202229 2 、以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條）7/19/20223

11、0這組指令的功能是把源操作數(shù)所指定的內(nèi)容送到當(dāng)前工作寄存器組R0R7中的某個(gè)寄存器。源操作數(shù)有寄存器尋址，直接尋址和立即數(shù)尋址三種方式。7/19/202231如：（A）=78H，（R5）=47H，（70H）=F2H，執(zhí)行指令：MOV R5，A ；（A）R5， （R5）=78HMOV R5，70H ；（70H）R5， （R5）=F2HMOV R5，#A3H； A3HR5， （R5）=A3H注意，在89C51指令系統(tǒng)中沒有“MOV Rn，Rn”傳送指令。7/19/202232 3 、以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條）7/19/2022337/19/2022347/19/2022354 、以間接地

12、址為目的操作數(shù)的指令（3條）7/19/202236RidirectRn#dataACC圖36 傳送指令在片內(nèi)存儲(chǔ)器的操作功能7/19/2022375、 十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條) 這條指令的功能是把16位常數(shù)送入DPTR。DPTR由DPH和DPL組成。7/19/2022387/19/2022396 、查表指令（2條）7/19/202240基地址寄存器+變址寄存器間接尋址PC+A(程序存儲(chǔ)器0-64K)基地址寄存器+變址寄存 器間接尋址DPTR+A(程序存儲(chǔ)器0-64K)A寄存器圖3-7 程序存貯器傳送（查表）7/19/202241例: 若：初始 ROM 內(nèi)容 2000H00H2001H01H2

13、002H09H2003H04H2004H06H2005H08H2006HFFH2007H66H2008H45H2009HABH200AH11H7/19/202242執(zhí)行下面程序段后結(jié)果如何？MOV DPTR, #2000H ；（DPTR）=2000HMOV A , #0AH ；（A）=0AHMOVC A, A+DPTR ； （A）=（A）+（DPTR）=（200AH）則：(A)=(200AH)=11H7/19/202243例:7/19/202244 所以，最后結(jié)果為：(A)=02 (R0)=02 (PC)=10047/19/2022457、 累加器A與片外RAM傳送指令(4條)7/19/202

14、2467/19/202247 第2，4兩條指令以DPTR為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16位地址指針，尋址范圍達(dá)64KB。其功能是DPTR所指定的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與累加器A之間傳送數(shù)據(jù)。第1，3兩條指令是用R0或R1作低8位地址指針，由P0口送出，尋址范圍是256字節(jié)。這兩條指令完成以R0或R1為地址指針的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與累加器A之間的傳送數(shù)據(jù)。上述四條指令的操作如圖3-8所示:7/19/202248累加器A寄存器間接尋址 寄存器間接尋址 R1.R0DPTR（片外RAM 0-255B)(片外RAM 0-64KB)圖3-8 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送操作7/19/202249例: 若：片內(nèi)RAM (30H)=01H，片

15、外RAM (30H)=02H，執(zhí)行下面程序段后的結(jié)果如何。7/19/202250 8 、棧操作指令（二條）7/19/202251 例：7/19/202252 9、 交換指令(4條)（1）字節(jié)變換指令7/19/2022537/19/202254例:7/19/202255(2) 半字節(jié)交換指令7/19/2022563.3.2 算術(shù)運(yùn)算指令 1 .不帶進(jìn)位加法指令(四條) 2 .帶進(jìn)位加法指令（四條） 3 .帶借位減法指令（四條） 4 . 乘法指令（1條）7/19/202257 5、 除法指令（1條） 6、 加1指令（5條） 7、 減1指令(4條) 8、 十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)7/19/202258

16、1 、 不帶進(jìn)位加法指令(四條)7/19/2022597/19/202260注意：ADD指令只能用于內(nèi)部RAM 單元的相加，若需要把片外RAM單元的數(shù)與A相加，則應(yīng)先把外部RAM中的數(shù)送入內(nèi)部RAM 單元中，再執(zhí)行ADD指令。如: 要求把片外RAM 單元(20H)=30H和片內(nèi)RAM單元 (20H)=40H相加，把相加的結(jié)果存入寄存器A中。 MOV R0, #20H ; (R0)=20H MOVX A, R0 ; (A)= (R0)=(20H)=30H ADD A, 20H ; (A)=(A)+(20H)=70H7/19/2022617/19/202262例：若 （A）=0C3H ,（R0）=

17、0AAH 執(zhí)行ADD A，R0 后，結(jié)果及PSW=？ （A）： 1100 0011 B + （R0）： 1010 1010 B 1 0110 1101 B 標(biāo)志位： CY=1， AC=0， OV=1， P=1， 即 PSW=85H 結(jié)果:（A）=6DH （R0）=0AAH 7/19/2022632 、帶進(jìn)位加法指令（四條）7/19/2022647/19/2022657/19/202266例：設(shè)（A）=0C3H，（R0）=0AAH， （CY）=1。執(zhí)行指令“ADDC A，R0”后的結(jié)果 及標(biāo)志位如何？ 7/19/2022677/19/202268例：雙字節(jié)加法編程，將(30H),(31H)單元中

18、的數(shù)與（40H）,(41H）單元中的數(shù)相加，結(jié)果存于（30H）,(31H）單元中，其中31H、41H為高8位字節(jié)單元，30H、40H為低8位字節(jié)單元。7/19/2022693 、帶借位減法指令（四條）7/19/2022707/19/202271 這組指令的功能是從累加器A中減去源操作數(shù)所指出的數(shù)及進(jìn)位位CY的值,差保留在累加器A中。由于89C51指令系統(tǒng)中沒有不帶借位的減法指令，如需要的話，可以在“SUBB”指令前用“CLR C”指令將Cy清0，這一點(diǎn)必須注意。7/19/202272例：設(shè)（A）=0C9H,（R2）=54H,Cy=1。 執(zhí)行指令“SUBB A， R2”的結(jié)果 如何？7/19/2

19、02273 4、 乘法指令（1條）該指令若乘積大于0FFH，則OV置1，否則OV清0。Cy位總是被清0。7/19/202274例：（A）=4EH，（B）=5DH， 執(zhí)行指令“MUL AB”后結(jié)果如何?7/19/2022755、 除法指令（1條）7/19/2022767/19/202277 6、 加1指令（5條）7/19/2022787/19/202279例： 若：（R1）=30H ，（30H）=11H 求執(zhí)行下面指令后的結(jié)果。INC R1； (30H)=12HINC R1 ； (R1)=31H7/19/2022807、 減1指令(4條)7/19/202281 這組指令的功能是將操作數(shù)所指的單元

20、內(nèi)容減1，其操作不影響標(biāo)志位CY。若原單元內(nèi)容為00H，則減1后為FFH，也不會(huì)影響標(biāo)志位。其他情況與加1指令相同。7/19/2022828、 十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)7/19/2022837/19/202284例: 設(shè)累加器A內(nèi)容為：01010110B（即為56的BCD碼），寄存器R3的內(nèi)容為01100111B（即67的BCD碼），CY內(nèi)容為1。求執(zhí)行下列指令后的結(jié)果。 ADDC A，R3； DA A；7/19/2022857/19/2022863.3.3 邏輯操作指令7/19/202287 1 .簡(jiǎn)單操作指令（2條） 2 .移位指令（4條） 3 .累加器半字節(jié)交換指令 4. 邏輯“與”指令（

21、6條） 5. 邏輯“或”指令（6條） 6 .邏輯“異或”指令（6條）7/19/2022881 .簡(jiǎn)單操作指令（2條）(1) 累加器A清0指令7/19/202289(2)累加器A取反指令7/19/2022902 .移位指令（4條）(1)累加器A循環(huán)左移指令7/19/202291(2) 累加器A循環(huán)右移指令 7/19/202292(3) 累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)左移指令 RLCA ；7/19/202293(4) 累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)右移指令 RRCA ；7/19/2022947/19/2022953 . 累加器半字節(jié)交換指令 7/19/2022964. 邏輯“與”指令（6條）7/19/202297

22、 這組指令中前四條指令是將累加器A的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存放在A中。后兩條指令是將直接地址單元中的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的單元的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存入直接地址單元中。若直接地址正好是I/O端口，則為“讀修改寫”操作。7/19/2022985. 邏輯“或”指令（6條）7/19/202299 這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行邏輯“或”，前四條指令的操作結(jié)果存放在累加器A中，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。7/19/20221006 .邏輯“異或”指令（6條）7/19/2022101 這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行“異或”，前四條指令

23、的結(jié)果存放在累加器A中，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。這類指令的操作均只影響標(biāo)志位P。7/19/20221023.3.4 控制程序轉(zhuǎn)移類指令 1 . 無條件轉(zhuǎn)移指令（4條) 2 . 空操作指令（1條） 3 . 條件轉(zhuǎn)移指令（8條） 4 . 調(diào)用和返回指令7/19/2022103 7/19/20221047/19/20221051、無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）7/19/2022106(1)短轉(zhuǎn)移指令 7/19/2022107 這條指令提供了11位地址，可在2K范圍內(nèi)無條件轉(zhuǎn)移到由a10-a0所指出的地址單元中。因?yàn)橹噶钪惶峁┑?1位地址，高5位為原PC11-15位值，因此，轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址必

24、須在AJMP指令后面指令的第一個(gè)字節(jié)開始的同一2K字節(jié)范圍內(nèi)。7/19/2022108 (2) 長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令匯編指令格式機(jī)器碼格式 操作7/19/20221097/19/2022110(3) 相對(duì)轉(zhuǎn)移（短轉(zhuǎn)移）指令SJMP rel ； 0000rel （相對(duì)地址） 先（PC）+2 PC 后（PC）+rel PC匯編指令格式機(jī)器碼格式 操作7/19/20221117/19/20221127/19/2022113(4) 間接轉(zhuǎn)移指令匯編指令格式機(jī)器碼格式 操作7/19/20221147/19/20221157/19/20221167/19/20221172 空操作指令（1條）NOP 0000 000

25、0(PC)+1 PC匯編指令格式機(jī)器碼格式 操作7/19/20221183 條件轉(zhuǎn)移指令（8條）(1) 判零轉(zhuǎn)移指令JZ rel ; 0110 0000相對(duì)地址(rel)(PC)+2 PC當(dāng)A為全0時(shí)，(PC)=(PC)+rel當(dāng)A不為全0時(shí)，程序順序執(zhí)行。匯編指令格式機(jī)器碼格式 操作7/19/20221197/19/20221207/19/2022121(2)比較轉(zhuǎn)移指令（4條）7/19/20221227/19/20221237/19/20221247/19/20221257/19/2022126(源字節(jié)）（目的 字節(jié)）？(源字節(jié)）（目的 字節(jié)）？(PC)+3 PC(順序往下執(zhí)行） 0 CY

26、(PC)+3+rel PC 1 CY(PC)+3+rel PC 0 CYYNNYCJNE 指令流程示意圖7/19/20221277/19/2022128(3)循環(huán)轉(zhuǎn)移指令（2條）(PC)+2 PC , (Rn)-1 Rn;當(dāng)(Rn) 0時(shí)，則(PC)+rel PC;當(dāng)(Rn)=0時(shí)，則程序順序往下執(zhí)行。7/19/2022129(PC)+3 PC , (direct)-1 direct;當(dāng)(direct) 0時(shí)，則(PC)+rel PC;當(dāng)(direct)=0時(shí)，則程序順序往下執(zhí)行。7/19/2022130 程序每執(zhí)行一次本指令，將第一操作數(shù)的字節(jié)變量減1，并判字節(jié)變量是否為零，若不為0，則轉(zhuǎn)移

27、到目標(biāo)地址，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)程序段；若為0，則結(jié)束循環(huán)程序段的執(zhí)行，程序往下執(zhí)行。其中，rel為相對(duì)于DJNZ指令的下一條指令的第一個(gè)字節(jié)相對(duì)偏移量，用一個(gè)帶符號(hào)的8位數(shù)表示。所以，循環(huán)轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址應(yīng)為DJNZ指令的下條指令地址和偏移量之和。7/19/20221314 調(diào)用和返回指令 在程序設(shè)計(jì)中，有時(shí)因操作要求，需反復(fù)執(zhí)行某段程序，是這段程序能被公用。這樣可減少程序編寫和調(diào)試的工作量，于是引進(jìn)了主程序和子程序的概念。指令系統(tǒng)中一般都有主程序調(diào)用子程序的指令和從子程序返回主程序的指令。通常把具有一定功能的公用程序段作為子程序，子程序的最后一條指令為返回主程序指令（RET）。主程序轉(zhuǎn)子程序以及子程

28、序返回主程序的過程如圖所示。7/19/2022132主程序ABCDRET斷點(diǎn)斷點(diǎn)第1次調(diào)用子程序序程子用調(diào)次第2子程序ADD1返回1返回2圖3-19 主程序調(diào)用子程序與從 子程序返回示意7/19/2022133(1)短調(diào)用指令7/19/2022134(PC)+2 PC(SP)+1 SP(PC70) (SP)(SP)+1 SP(PC158) (SP)addr100 PC100 (2KB區(qū)域內(nèi)地址)(PC1511)不變斷點(diǎn)值壓入堆棧7/19/2022135例如：設(shè)(SP)=07H，符號(hào)地址“SUBRTN”所對(duì)應(yīng)的程序存儲(chǔ)器實(shí)際地址為0345H，在（PC）=0121H處 執(zhí)行指令 ACALL SUB

29、RTN7/19/2022136 （SP）=09H，SUBRTN=0345H送PC，（PC）=0345H，程序轉(zhuǎn)向子程序首地址0345H單元開始執(zhí)行。這里PC值的高5位內(nèi)容不變，僅把123H變成345H。尋址在0123H為起始地址的同一個(gè)2K字節(jié)范圍內(nèi)。7/19/2022137(2)長(zhǎng)調(diào)用指令（PC）+3 PC 斷點(diǎn)值 （SP）+1 SP （PC7-0） （SP） （SP）+1 SP 斷點(diǎn)值壓入堆棧 （PC15-8） （SP） addr15-0 （PC） 7/19/2022138例如：設(shè)（SP）=07H，符號(hào)地址“SUBRTUN” 指向程序存儲(chǔ)器的5678H（PC）=0123H。從0123H處執(zhí)行指令 LCALL SUBRTUN7/19/2022139(3)返回指令（2條）7/19/2022140RET指令是從子程序返回。當(dāng)程序執(zhí)行到本指令時(shí)，表示結(jié)束子程序的