第3章第4章單片機原理與控制持技術第三版

第3章機械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案第3版第3章80C51系列單片機指令系統(tǒng)3.1指令系統(tǒng)基本概念標號：操作碼操作數；注釋

3.1.1

指令基本格式⑴標號：指令的符號地址。①用于一段功能程序的識別標記或控制 轉移地址。②指令前的標號代表該指令的地址，是用 符號表示的地址。一般用英文字母和數字組成。④標號必須用冒號“：”與操作碼分隔。⑵操作碼：表示指令的操作功能。①操作碼用助記符表示，它代表了指令 的操作功能。②操作碼是指令的必需部分，是指令的 核心，不可缺少。⑶操作數：參加操作的數據或數據地址。⑤操作數與操作碼之間用空格分隔，操作數與 操作數之間用逗號“，”分隔。①操作數可以是數據，也可以是數據的地址、 數據地址的地址或操作數的其他信息。②操作數可分為目的操作數和源操作數。③操作數可用二進制數、十進制數或十六進制 數表示。④操作數的個數可以是0～3個。⑷注釋：指令功能說明。①注釋屬于非必需項，是為便于閱讀， 對指令功能作的說明和注解。②注釋必須以“；”開始。3.1.2

指令系統(tǒng)中的常用符號⑹bit：位地址。代表片內RAM中的可尋址位00H～7FH及SFR中的可尋址位。⑴#：立即數符。#data：8位立即數；#data16：16位立即數。⑵direct：8位直接地址代表內RAM00H～7FH或SFR的80H～FFH。⑶@：間接尋址符。如@Ri，@DPTR，@A+PC，@A+DPTR。⑷addr11：11位目的地址。

addr16：16位目的地址。⑸rel：帶符號的8位偏移地址。用于轉移指令，其范圍是相對于下一條指令第1字節(jié)地址的-128～+127個字節(jié)。3.1.3尋址方式【例】尋址就是尋找操作數的地址。⒈立即尋址立即尋址是直接給出操作數，操作數前有立即數符“#”。MOVA,#30H;將立即數30H傳送至A中MOVDPTR,#5678H;將立即數5678H傳送至DPTR⒉直接尋址MOVA,3AH

；將內RAM3AH單元中的數據傳送至A中MOVA,P0

；將特殊功能寄存器P0口中的數據傳送至A中說明：3AH和P0是以direct形式出現的直接地址直接尋址是給出操作數的直接地址。直接尋址范圍為內RAM128B和特殊功能寄存器?！纠竣臣拇嫫鲗ぶ稭OVA,R0;將R0中的數據傳送至A中

寄存器尋址的操作數在規(guī)定的寄存器中。

規(guī)定的寄存器有：①工作寄存器R0～R7

②累加器A

③雙字節(jié)AB

④數據指針DPTR

⑤位累加器Cy

這些被尋址寄存器中的內容就是操作數【例】⒋寄存器間接尋址MOVA,@R0

;將以R0中內容為地址的存儲單元中的數據傳送至A中MOVXA,@DPTR;將外RAMDPTR所指存儲單元中的數據傳送至A中PUSHPSW;將PSW中數據傳送至堆棧指針SP所指的存儲單元中間接尋址是根據操作數地址的地址尋找操作數。間接尋址用間址符“@”作為前綴?！纠竣底冎穼ぶ稭OVCA,@A+DPTR

【例】在變址尋址中，操作數地址＝基址＋變址用于讀ROM數據操作。;將A的內容與DPTR內容相加，得到一個新地址，從該地址ROM中讀取數據送入A中。相對尋址一般用于相對轉移指令，

轉移目的地址＝當前PC值＋相對偏移量rel。；將位地址07H(字節(jié)地址20H中最高位)中的數據傳送至進位位Cy。⒍相對尋址⒎位尋址位尋址是對內RAM和特殊功能寄存器中的可尋址位進行操作的尋址方式。【例】MOVC,07H3.2

指令系統(tǒng)①MOVA,Rn

;Rn→A,n=0～7

②MOVA,@Ri

;(Ri)→A,i=0、1③MOVA,direct;(direct)→A④MOVA,#data;data→A

一、數據傳送類指令⒈內RAM數據傳送指令⑴以累加器A為目的字節(jié)的傳送指令(4條)①MOVRn,A

;A→Rn,n=0～7②MOVRn,direct;(direct)→Rn,n=0～7③MOVRn,#data;data→Rn,n=0～7⑵以工作寄存器Rn為目的字節(jié) 的傳送指令(3條)⑶以直接地址為目的字節(jié)的傳送指令(5條)①MOVdirect,A ;A→（direct）②MOVdirect,Rn

;Rn→（direct）,n=0～7③MOVdirect,@Ri

;(Ri)→（direct）,i=0、1④MOV

direct1,direct2;(direct2)→（direct1）⑤MOVdirect,#data ;data→（direct）⑷以寄存器間址為目的字節(jié)的傳送指令(3條)①MOV@Ri,A

;A→(Ri),i=0、1②MOV@Ri,direct;(direct)→(Ri),i=0、1③MOV@Ri,#data;data→(Ri),i=0、1⒉16位數據傳送指令(唯一)MOV

DPTR,#data16;data16→DPTR【例】MOVDPTR,#1234H;DPTR=1234H該指令也可以用兩條8位數據傳送指令實現：MOVDPH,#12H;DPH=12HMOVDPL,#34H;DPL=34H,DPTR=1234H①MOVXA,@Ri

;(Ri)→A,i=0、1②MOVXA,@DPTR

;(DPTR)→A③MOVX@Ri,A

;A→(Ri),i=0、1④MOVX@DATR,A

;A→(DATR)⒊外RAM傳送指令(4條)⒋讀ROM指令(2條)內RAM(包括特殊功能寄存器):用MOV指令傳送；外RAM:用MOVX指令傳送；ROM:用MOVC指令傳送。①MOVCA,@A+DPTR;(A+DPTR)→A②MOVCA,@A+PC;PC+1→PC,(A+PC)→A綜上所述，三個不同的存儲空間用三種不同的指令傳送：①PUSHdirect;SP+1→SP，(direct)→(SP)

②POP

direct;(SP)→(direct)，SP-1→SP

⒌堆棧操作指令(2條)⑴PUSH為入棧指令例PUSH30H；（30H）=2BH，具體操作是：

先將堆棧指針SP的內容（0FH）加1，指向堆棧頂的一個空單元，此時SP=10H；②然后將指令指定的直接尋址單元30H中的數據（2BH）送到該空單元中。⑵POP為出棧指令例POP

40H；(40H)=4CH，具體操作是：先將SP所指單元0FH（棧頂地址）中的數據（4CH）彈出，送到指定的內RAM單元40H，（40H）=4CH；②然后SP-1→SP，SP=0EH，SP仍指向棧頂地址。⒍交換指令（5條）

①XCHA,Rn

;A←→Rn，n=0～7

②XCHA,@Ri

;A←→(Ri)，i=0、1

③XCHA,direct;A←→(direct)SWAPA;A7～4←→A3～0⑴字節(jié)交換指令⑵半字節(jié)交換指令XCHDA,@Ri;A3～0←→(Ri)3～0

高4位不變。i=0、1⑶累加器高低四位互換①ADDA,Rn;A+Rn→A(n=0～7)

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0②ADDA,@Ri;A+(Ri)→A(i=0、1)

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0③ADDA,direct;A+(direct)→A

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0④ADDA,#data

;A+data→A

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0

二、算術運算類指令⒈加法指令⑴不帶Cy加法指令（4條）⑵帶Cy加法指令（4條）①ADDC

A,Rn;A+Rn+Cy→A(n=0～7)

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0②

ADDC

A,@Ri;A+(Ri)+Cy→A(i=0、1)

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0③

ADDCA,direct;A+(direct)+Cy→A

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0④

ADDCA,#data;A+data+Cy→A

有進位,Cy=1;無進位,Cy=0

⒉減法指令（4條）①SUBBA,Rn;A-Rn-Cy→A，(n=0～7),

有借位,Cy=1;無借位,Cy=0

②SUBBA,@Ri

;A-(Ri)-Cy→A，(n=0～1),

有借位,Cy=1;無借位,Cy=0③SUBBA,direct;A-direct-Cy→A,

有借位,Cy=1;無借位,Cy=0④SUBBA,#data;A-data-Cy→A,

有借位,Cy=1;無借位,Cy=0

①INCA ;A+1→A②INCRn

;Rn+1→Rn,n=0～7③INC@Ri ;(Ri)+1→(Ri),i=0、1④INCdirect ;(direct)+1→(direct)⑤INCDPTR ;DPTR+1→DPTR⒊加1減1指令⑴加1指令（5條）⑵減1指令（4條）①DECA

;A-1→A②

DECRn

;Rn-1→Rn,n=0～7③

DEC@Ri ;(Ri)-1→(Ri),i=0、1④

DEC

direct

;(direct)-1→(direct)

加1減1指令涉及A時，會影響P，但不影響其他標志位。

DIVAB

;(A÷B)商→A,余數→BCy=0，OV=0

⒋BCD碼調整指令DAA功能：對加法運算結果進行BCD碼調整。⒌乘除法指令⑴乘法指令（1條）MULAB

;A×B→BA⑵除法指令（1條）三、邏輯運算及移位指令①ANL

A,Rn

;A∧Rn→A②ANL

A,@Ri;A∧(Ri)→A③ANLA,#data;A∧data→A④ANLA,direct

;A∧(direct)→A⑤ANLdirect,A;(direct)∧A→direct⑥ANLdirect,#data;(direct)∧data→direct⒈邏輯“與”運算指令（6條）⒉邏輯“或”運算指令（6條）①ORL

A,Rn

;A∨Rn→A②ORL

A,@Ri;A∨(Ri)→A③ORLA,#data;A∨data→A④ORLA,direct

;A∨(direct)→A⑤ORLdirect,A;(direct)∨A→direct⑥ORLdirect,#data;(direct)∨data→direct⒊邏輯“異或”運算指令（6條）①XRL

A,Rn

;A

Rn→A②XRL

A,@Ri;A(Ri)→A③XRLA,#data;A

data→A④XRLA,direct

;A(direct)→A⑤XRLdirect,A;(direct)

A→direct⑥XRLdirect,#data;(direct)

data→direct

①CLRA ;0→A ②CPLA ;A→A⒋清零和取反指令⒌循環(huán)移位指令（4條）①循環(huán)左移：RLA②帶Cy循環(huán)左移：RLCA

③循環(huán)右移：RRA

④帶Cy循環(huán)右移：RRCA

①MOVC,bit;(bit)→Cy

②MOVbit,C;Cy→bit四、位操作類指令⒈位傳送指令（2條）⑵位取反指令:①

CPLC ;C→C②CPLbit ;(bit)→bit⒉位修正指令（6條）⑴位清0指令:①CLRC ;0→C②CLRbit ;0→bit⑶位置1指令:①

SETBC ;1→C②SETBbit ;1→bit⑴位邏輯“與”運算指令:①ANLC,bit ;C∧(bit)→C②ANLC,/bit ;C∧(bit)→C⑵位邏輯“或”運算指令:①ORLC,bit ;C∨(bit)→C②ORLC,/bit

;C∨(bit)→C⒊位邏輯運算指令（4條）⑶相對轉移指令

SJMP

rel;PC+2→PC,PC+rel→PC五、控制轉移類指令⒈無條件轉移指令（3條）⑴長轉移指令

LJMP

addr16;addr15～0→PC，

⑵短轉移指令

AJMP

addr11

;PC+2→PC， addr10～0→PC10～0， PC15～11不變⑷間接轉移指令（散轉指令）

JMP@A+DPTR ;A+DPTR→PCLJMP、AJMP、SJMP三條無條件轉移指令的區(qū)別：①轉移范圍不一樣。

LJMP轉移范圍是64KB；

AJMP轉移范圍是與當前PC值同一2KB；

SJMP轉移范圍是當前PC-128B～+127B。使用AJMP和SJMP指令應注意轉移目標地址是否在轉移范圍內，若超出范圍，程序將出錯。②指令字節(jié)不一樣。

LJMP是3字節(jié)指令；

AJMP、SJMP是2字節(jié)指令。⒉條件轉移指令（13條）

條件轉移指令根據判斷條件可分為：

⑴判C轉移

⑵判bit轉移

⑶判A轉移

⑷減1非0轉移

⑸比較轉移指令滿足條件，則轉移；不滿足條件，則程序順序執(zhí)行。②

C=0轉移指令：

JNCrel

;PC+2→PC,

若Cy=0，則PC+rel→PC，轉移

若Cy=1，則程序順序執(zhí)行。⑴判C轉移指令（2條）①C=1轉移指令：

JCrel

;PC+2→PC,

若Cy=1，則PC+rel→PC，轉移若Cy=0，則程序順序執(zhí)行。③（bit）=1轉移并清0指令：

JBC

bit,rel

;PC+3→PC，

;若(bit)=1,則PC+rel→PC,轉移,且0→(bit)

;若(bit)=0,則程序順序執(zhí)行⑵判bit轉移指令（3條）①（bit）=1轉移指令：

JB

bit,rel;PC+3→PC,

若(bit)=1,則PC+rel→PC,轉移若(bit)=0,則程序順序執(zhí)行②（bit）=0轉移指令：

JNB

bit,rel

;PC+3→PC,

若(bit)=0,則PC+rel→PC,轉移若(bit)=1,則程序順序執(zhí)行①A=0轉移指令：

JZ

rel

;PC+2→PC,

若A=0,則PC+rel→PC,轉移若A0,則程序順序執(zhí)行⑶判A轉移指令（2條）②A0轉移指令：

JNZ

rel

;PC+2→PC,

若A0,則PC+rel→PC,轉移若A=0,則程序順序執(zhí)行⑷減1非0轉移指令（2條）②DJNZdirect,rel;PC+3→PC,(direct)-1→direct

若(direct)=0,則程序順序執(zhí)行若(direct)0,則PC+rel→PC,轉移

①

DJNZRn,rel;PC+2→PC,Rn-1→Rn, 若Rn=0,則程序順序執(zhí)行 若Rn0,則PC+rel→PC,轉移⑸比較轉移指令（4條）①CJNEA,direct,rel;PC+3→PC,;若A=(direct),則程序順序執(zhí)行

;若A≠(direct),則PC+rel→PC,轉移

;且若A≥(direct),Cy=0;若A＜(direct),Cy=1

②

CJNE

A,#data,rel;PC+3→PC,;若A=data,則程序順序執(zhí)行

;若A≠data,則PC+rel→PC,轉移

;且若A≥data,Cy=0;若A＜data,Cy=1

③

CJNE

Rn,#data,rel;PC+3→PC,;若Rn=data,則程序順序執(zhí)行

;若Rn≠data,則PC+rel→PC,轉移

;且若Rn≥data,Cy=0;若Rn＜data,Cy=1④

CJNE

@Ri,#data,rel;PC+3→PC,;若(Ri)=data,則程序順序執(zhí)行

;若(Ri)≠data,則PC+rel→PC,轉移

;且若(Ri)≥data,Cy=0;若(Ri)＜data,Cy=1①產生當前PC：PC+3→PC， (PC+3是因為該指令為三字節(jié)指令)②斷口地址低8位保存到堆棧中： SP+1→SP，(PC)0～7→(SP)③斷口地址高8位保存到堆棧中： SP+1→SP，(PC)8～15→(SP)

④形成轉移目標地址：addr16→PC⒊調用和返回指令LCALLaddr16 ;PC+3→PC,SP+1→SP,(PC)0～7→(SP)

;SP+1→SP,(PC)8～15→(SP);addr16→PC⑴長調用指令LCALL指令執(zhí)行步驟：①產生當前PC：PC+2→PC，

(PC+2是因為該指令為雙字節(jié)指令)②斷口地址低8位保存到堆棧中： SP+1→SP，(PC)0～7→(SP)③斷口地址高8位保存到堆棧中： SP+1→SP，(PC)8～15→(SP)④形成轉移目標地址：addr11→PC0～10,PC11～15不變⑵短調用指令ACALLaddr11;PC+2→PC,SP+1→SP,(PC)0～7→(SP)

;SP+1→SP,(PC)8～15→(SP)

;addr0～10→PC0～10,PC11～15不變

ACALL指令執(zhí)行步驟：①(SP)→PC8～15，SP-1→SP；②(SP)→PC0～7，SP-1→SP。⑶返回指令：返回指令有子程序返回和中斷返回兩種：①RET

;子程序返回②RETI;中斷返回返回指令執(zhí)行步驟：⒋空操作指令（1條）

NOP為單機周指令，在時間上占用一個機器周期，常用于時間“微調”。NOP;PC+1→PC第4章機械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案第3版第4章匯編語言程序設計4.1.1匯編

將匯編語言源程序轉換為機器代碼的過程稱為匯編。將由二進制碼組成的機器代碼程序轉換為匯編語言源程序的過程稱為反匯編。

4.1匯編語言程序設計基本概念

4.1.2偽指令

在匯編時起控制作用，自身并不產生機器碼，不屬于指令系統(tǒng)，而僅是為匯編服務的一些指令，稱為偽指令。常用的偽指令有以下幾種：⒈起始偽指令

ORG(Origin)

功能：規(guī)定ORG下面目標程序的起始地址。格式：ORG(16位地址)功能：將一個數據或特定的匯編符號賦予規(guī)定 的字符名稱。⒉結束偽指令END功能：是匯編語言源程序的結束標志。在END

以后所寫的指令，匯編程序不再處理。格式：END⒊等值偽指令

EQU（Equate）格式：(字符名稱)EQU

(數據或匯編符號)⒋數據地址賦值偽指令

DATA格式：(字符名稱)DATA

(表達式)功能：將數據地址或代碼地址賦予規(guī)定的 字符名稱。⒌定義字節(jié)偽指令DB（DefineByte）格式：DB(8位二進制數表)功能：從指定的地址單元開始，定義若干 個8位內存單元的數據。數據與數據之間用“，”分割。格式：（字符名稱）BIT

（位地址）⒍定義字偽指令DW（DefineWord）格式：DW

（16位二進制數據表）功能：從指定的地址單元開始，定義 若干個16位數據。⒎定義位地址偽指令BIT功能：將位地址賦予所規(guī)定的字符名稱。⑷

匯編和調試4.1.3程序設計的基本步驟

編寫程序要求：

不僅要完成規(guī)定的功能任務，而且還應該執(zhí)行速度快、占用內存少、條理清晰、閱讀方便、便于移植、巧妙而實用。一般應按以下幾個步驟進行：⑴分析問題，確定算法或解題思路⑵畫流程圖⑶編寫源程序

順序程序是指按順序依次執(zhí)行的程序，也稱為簡單程序或直線程序。順序程序結構雖然比較簡單，但也能完成一定的功能任務，是構成復雜程序的基礎。4.2匯編語言程序設計舉例4.2.1順序程序CONT:MOV A,R0 ;讀低8位

CPL A ;取反

ADD A,#1 ;加1 MOV R2,A ;存低8位

MOV A,R1 ;讀高8位

CPL A ;取反

ADDC A,#80H ;加進位及符號位

MOVR3,A

;存高8位

RET ;【例】已知16位二進制負數存放在R1R0中， 試求其補碼，并將結果存在R3R2中。解：二進制負數的求補方法可歸結為“求反加1”，符號位不變。利用CPL指令實現求反；加1時，則應低8位先加1，高8位再加上低位的進位。注意這里不能用INC指令，因為INC指令不影響標志位。程序如下：在許多情況下，需要根據不同的條件轉向不同的處理程序，這種結構的程序稱為分支程序。

80C51指令系統(tǒng)中設置了條件轉移指令、比較轉移指令和位轉移指令，可以實現分支程序。4.2.2分支程序①S0單獨按下，紅燈亮,其余燈滅；②S1單獨按下，綠燈亮,其余燈滅；③S0、S1均按下，紅綠黃燈全亮；④S0、S1均未按下，黃燈亮，其余燈滅。

【例4-6】已知電路如圖4-4所示，要求實現：KeilC51軟件調試（見例9-1

）⑴程序編譯鏈接及糾錯。直至顯示：0Error(s)，0

Warning(s)

⑵進入調試狀態(tài)，全速運行。⑶打開P1口對話框，設置P1.7P1.6（s0、s1）狀態(tài)。⑷觀測P1.2～P1.0狀態(tài)（0亮1滅），是否符合題目要求。畫出Proteus虛擬仿真電路圖

裝入在Keil調試時生成的Hex文件

全速運行后，即時操作帶鎖按鈕S0、S1

信號燈會按題目要求隨之變化

圖9-59ProteusISIS虛擬仿真信號燈電路課堂練習題：

電路及燈亮滅要求同上例，其中第2、3兩條指令

JB

P1.7和JB

P1.6按下列要求修改，試重新編程，并進行Keil軟件調試、Proteus虛擬仿真，看能否達到題目要求。

⑴JB

P1.7，…

JNBP1.6，…⑵JNBP1.7，…

JB

P1.6，…

⑶JNBP1.7，…

JNBP1.6，…

循環(huán)程序一般包括以下幾個部分： ⑴循環(huán)初值； ⑵循環(huán)體； ⑶循環(huán)修改； ⑷循環(huán)控制； 其結構可以有兩種組織形式，如圖4-6所示。4.2.3循環(huán)程序

【例4-7】設Xi均為單字節(jié)數，并按順序存放在以50H為首地址的內RAM存儲單元中，數據長度（個數）N存在R2中，試編程求和S=X1+X2+‥‥+XN，并將S（雙字節(jié)）存放在R3R4中（設S＜65536）。解：程序如下：SXN: MOVR2,#N

；置數據長度(循環(huán)次數)

MOVR3,#00H；和單元(高8位)清0

MOVR4,#00H；和單元(低8位)清0

MOVR0,#50H；求和數據區(qū)首址LOOP:MOVA,R4

；讀前次低8位和

ADDA,@R0

；低8位累加

MOVR4,A

；存低8位和

CLRA

；

ADDC

A,R3

；高8位加進位

MOVR3,A

；存高8位和

INCR0

；指向下一數據

DJNZ

R2,LOOP；判N個數據累加完否？

RET

；退出循環(huán)循環(huán)體置循環(huán)初值循環(huán)修改循環(huán)控制退出循環(huán)

DY1ms:MOVR7,#250;置循環(huán)次數

DLOP:DJNZ

R7,DLOP;2機周×250=500機周

RET

;【例4-8】按下列要求編寫延時子程序：⑴延時1ms，fosc=6MHz；⑵延時10ms，fosc=12MHz；⑶延時1s，fosc=6MHz；解⑴：延時1ms，fosc=6MHz，一個機器周期為2s說明：MOVRn指令為1個機器周期;DJNZ指令為2個機器周期;RET指令為2個機器周期;[(2機周×250)+1+2]×2s/機周=1006s≈1msKeilC51軟件調試編譯（擴展名用.asm）鏈接并進入調試狀態(tài)后，全速運行。觀察寄存器窗口Sys中：states值為501（機周），sec值為0.001002（s）

RET（返回）指令需與子程序調用指令成對出現，單獨執(zhí)行時會出錯。因此，Keil調試時，需去除RET指令，用偽指令END替代，才能得到正確的延時時間。但實際調用時，仍需加上RET指令，延時時間增加2機周。

注意：DY10ms:MOVR6,#20;置外循環(huán)次數DLP1:MOV

R7,#250;置內循環(huán)次數DLP2:

DJNZ

R7,DLP2

;2機周×250=500機周

DJNZ

R6,DLP1

;500機周×20=10000機周

RET

;解⑵：延時10ms，fosc=12MHz，一個機器周期為1s。說明：MOVRn指令為1個機器周期;DJNZ指令為2個機器周期;RET指令為2個機器周期;{[(2機周×250)+1+2]×20+1+2}×1s/機周

=10063s≈10msKeilC51軟件調試結果(用END替代RET)：

states=10061（機周），sec=0.010061（s）。

DY1S:MOV

R5,#5;置外循環(huán)次數DYS0:MOV

R6,#200;置中循環(huán)次數DYS1:MOV

R7,#250;置內循環(huán)次數DYS2:DJNZ

R7,DYS2;2機周×250=500機周

DJNZ

R6,DYS1;500機周×200=100000機周

DJNZ

R5,DYS0;100000機周×5=500000機周

RET

;解⑶：fosc=6MHz，一個機器周期為2s。說明：M