第4章 單片機(jī)指令系統(tǒng)

4單片機(jī)指令系統(tǒng)*4.1單片機(jī)指令系統(tǒng)4.2單片機(jī)尋址方式*4.3數(shù)據(jù)傳送類指令4.4算術(shù)運(yùn)算類指令4.5邏輯操作類指令4.6控制轉(zhuǎn)移類指令*4.7位操作類指令4.1單片機(jī)指令系統(tǒng)4.1.1、單片機(jī)指令系統(tǒng)1、指令

①指令：規(guī)定計(jì)算機(jī)執(zhí)行特定操作的命令。②指令的表達(dá)形式：機(jī)器碼指令和匯編語言指令。機(jī)器碼指令：用二進(jìn)制代碼表示的指令。匯編語言指令：用助計(jì)符來表示的指令。

2、單片機(jī)指令系統(tǒng)

單片機(jī)指令共有111條指令，使用了七種尋址方式，256個(gè)操作碼，42種助記符，33種功能，51種基本操作。按字節(jié)數(shù)分類，單字節(jié)指令49條，雙字節(jié)指令46條，三字節(jié)指令16條；按運(yùn)算速度分類，單周期指令57條，雙周期指令52條，四周期指令2條。按照功能分：數(shù)據(jù)傳送類，算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、控制轉(zhuǎn)移和位處理指令。4.1.2指令格式[標(biāo)號：]操作碼助計(jì)符[目的操作數(shù)，][源操作數(shù)][；注釋]①標(biāo)號：指令的符號地址，它通常代表一條程序語句（助計(jì)符指令）的機(jī)器代碼存儲(chǔ)單元的地址。②操作碼：表示指令進(jìn)行何種操作，用助記符形式給出，助計(jì)符為英語單詞的縮寫。例如：ADD，MOV，PUSH，MOVX等。③操作數(shù)：指令操作的對象。操作數(shù)分為目的操作數(shù)和源操作數(shù)，任何指令的操作都是實(shí)現(xiàn)“從源操作數(shù)到目的操作數(shù)”。操作數(shù)可以是數(shù)字（地址、數(shù)據(jù)），也可以是標(biāo)號或寄存器名。

④注釋：對指令功能的說明。

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4.2單片機(jī)尋址方式4.2.1符號注釋作用：描述單片機(jī)指令系統(tǒng)的功能。①Rn：選定當(dāng)前寄存器區(qū)的寄存器R0~7。②@Ri：當(dāng)前選中的工作寄存器組中可作為地址指針的兩個(gè)工作寄存器R0和R1。③#data：8位常數(shù)，即包含在指令中的8位常數(shù)。④#data16：16位常數(shù)，即包含在指令中的16位常數(shù)。⑤direct：8位片內(nèi)RAM單元（包括SFR）的直接地址。⑥addr11：11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中。⑦addr16：16位目的地址，用于LCALL和LJMP指令中。⑧rel：補(bǔ)碼形式的8位地址偏移量，用于相對轉(zhuǎn)移指令中。⑨bit：片內(nèi)RAM或特殊功能寄存器的直接尋址位地址。⑩@：間接尋址方式中，表示間址寄存器的符號。11.（）:表示某單元中的內(nèi)容。12.$:4.2.2單片機(jī)尋址方式1、立即尋址指令的操作數(shù)緊跟在指令操作碼的后面，立即數(shù)就是存放在程序存儲(chǔ)器中的常數(shù),用“#”號表示。例如：ADDA，#34H；把立即數(shù)34H與累加器A2、直接尋址操作數(shù)項(xiàng)給出的是參加運(yùn)算的操作數(shù)的地址。直接地址只能用來表示SFR、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及位地址空間。其中，特殊功能寄存器和位地址空間只能用直接尋址方式來訪問。例如：MOVA，3AH3、寄存器尋址寄存器尋址是對R0~R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進(jìn)位CY進(jìn)行操作。其中R0~R7由操作碼低3位的8種組合表示，ACC、B、DPTR及CY則隱含在操作碼中。例如：MOVA，R24、寄存器間接尋址操作數(shù)所指定的寄存器中存放的不是操作數(shù)本身，而是操作數(shù)的地址。用于訪問片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器()。在語法結(jié)構(gòu)上要在其前加@。例如：MOVA，@R05、變址尋址（基址寄存器+變址間接尋址）

以16位寄存器DPTR（或PC）作為基址寄存器，累加器A作為變址寄存器。變址時(shí)，把兩者的內(nèi)容相加，得到的結(jié)果作為操作數(shù)的地址。這種方式常用于查表。變址尋址方式有兩類：①以程序計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為基址，（當(dāng)前PC值是指本條指令的首址），執(zhí)行這類指令時(shí)，先使PC指向下一條指令地址，然后再與累加器內(nèi)容相加，形成變址尋址的地址。格式：MOVCA，@A+PC；（PC）=（PC）+1；（A）=（A）+（PC）②以數(shù)據(jù)指針DPTR為基址，以數(shù)據(jù)指針內(nèi)容和累加器內(nèi)容相加形成變址地址。格式：MOVCA，@A+DPTR；（A）=（A）+（DPTR）

6、相對尋址

以程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值為基址，加上相對尋址指令的字節(jié)長度，再加上指令中給定的偏移量rel的值.（rel是8位帶符號數(shù)，用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示），形成相對尋址的地址。例如：JNZ75H;JNZrel;JNZPRO1;7、位尋址

位尋址是指對片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)和某些可進(jìn)行位尋址的特殊功能寄存器中的位進(jìn)行操作的尋址方式。例如：SETB3DH注意：位地址與字節(jié)地址在形式上是一樣的，但有本質(zhì)區(qū)別。

Back4.3數(shù)據(jù)傳送類指令4.3.1片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送類指令格式:MOV目的操作數(shù),源操作數(shù);

1、累加器為目的操作數(shù)的指令MOVA，Rn；寄存器尋址MOVA，direct；直接尋址MOVA，@R0；間接尋址MOVA，#data；立即尋址2、以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令MOVRn，AMOVRn，directMOVRn，#data

3、以直接地址為目的操作數(shù)的指令MOVdirect，AMOVdirect，RnMOVdirect，@RiMOVdirect，#dataMOVdirect,direct4、以間接地址為目的操作數(shù)的指令MOV@Ri，AMOV@Ri，directMOV@Ri，#date5、16位數(shù)據(jù)傳送指令MOVDPTR，#data164.3.2外部數(shù)據(jù)傳送類指令格式:MOVX目的操作數(shù),源操作數(shù);1、通過Ri間接尋址

MOVXA，@RiMOVX@Ri，A這兩條指令適應(yīng)外部0B~256B數(shù)據(jù)區(qū)與累加器A進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2、通過DPTR間接尋址

MOVXA，@DPTRMOVX@DPTR，A這兩條指令適應(yīng)外部64KB數(shù)據(jù)區(qū)與累加器A進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。注意：外部數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)進(jìn)行交換也只有通過累加器中轉(zhuǎn)。4.3.3查表指令

MOVCA，@A+PCMOVCA，@A+DPTR注：這兩條指令只適用于程序存儲(chǔ)器查表操作。查閱學(xué)生成績子程序:

MOVA,#5;學(xué)號MOVDPTR，#2000HORG1000HMOVCA，@A+DPTR；…PRO1:…RETPRO2:….RETORG2000HTABLE:DB80DB68DB70DB50DB90DB86……END

MOVA,#0;學(xué)號

ADDA,#3;對表格與查表指令差距進(jìn)行修改1FFFH:MOVCA，@A+PCNOPNOP2000H:NOP2001H:DB80DB68DB70DB50DB90DB86……4.3.4堆棧操作指令

PUSHdirect;壓棧(SP)+1SP;指針自動(dòng)加1(direct)(SP):把直接地址單元中的內(nèi)容壓到以SP中內(nèi)容作為地址的單元.

POPdirect;出棧((SP))direct把SP中內(nèi)容作為地址,將該地址單元中的內(nèi)容彈出給直接地址.(SP)-1SP;指針自動(dòng)減14.3.5交換指令XCHA，RnXCHA，directXCHA，@RiXCHDA，@Ri;低4位互換SWAPA;A的低4位和高4位互換注意：數(shù)據(jù)的交換只有通過累加器A才能完成。

Back4.4算術(shù)運(yùn)算類指令(+-*/INCDECDA)1、加法指令格式:ADDA,源操作數(shù);功能:(A)+(源操作數(shù))A功能:(A)+(源操作數(shù))AADDA，RnADDA，directADDA，@RiADDA，#data2、帶進(jìn)位加法指令A(yù)DDCA,源操作數(shù);功能:(A)+(源操作數(shù))+(CY)AADDCA，RnADDCA，directADDCA，@RiADDCA，#data

用于多字節(jié)加法的高字節(jié)加法運(yùn)算.以上指令影響PSW中的標(biāo)志位.我們可以根據(jù)CY和OV中的內(nèi)容判斷無符號和有符號數(shù)加法的溢出情況.eg:將20H為首地址的連續(xù)兩個(gè)單元中的16位數(shù)和以30H為首地址的連續(xù)兩個(gè)單元中的16位數(shù)相加,結(jié)果放到以40H作為首地址的連續(xù)兩個(gè)單元中:MOVA,20H;把被加數(shù)低8位放A中ADDA,30HMOV40H,A;低8位和放40H中.MOVA,21H;把被加數(shù)高8位放A中ADDA,31HJCOVERMOV41H,A;低8位和放40H中.…OVER:…3、帶借位的減法指令式

SUBBA，RnSUBBA，directSUBBA，@RiSUBBA，#data注意事項(xiàng)：①減法運(yùn)算在計(jì)算機(jī)中變成了補(bǔ)碼運(yùn)算。②減法指令只有帶借位的，要實(shí)現(xiàn)不帶借位的減法操作，須將PSW中的CY清0。③減法指令同樣影響PSW中的位的值。MOVA,20HCLRCSUBBA,30HMOV40H,AMOVA,21HSUBBA,31HJBOV,OVERMOV41H,A4、乘法指令格式：MULAB；表示（A）×（B）這條指令的功能是把累加器A和寄存器B中兩個(gè)無符號數(shù)相乘，所得16位積低字節(jié)存放在A中，高字節(jié)存放在B中，若乘積大于FFH，則OV置1，，CY總是為0。5、除法指令格式：DIVAB；（A）÷（B）這條指令的功能是進(jìn)行A除B的運(yùn)算，A和B的內(nèi)容均為8位無符號整數(shù)。執(zhí)行指令后，整數(shù)商存于A中，余數(shù)存于B中。執(zhí)行本指令后，標(biāo)志CY和OV均復(fù)位，只有當(dāng)除數(shù)為0時(shí)，OV標(biāo)志置1，說明除法溢出。

6、加1指令(不影響標(biāo)志位:FFH+1=00H)

INCAINCRnINCdirectINC@Ri

INCDPTR7、減1指令(不影響標(biāo)志位00H-1=FFH)

DECADECRnDECdirectDEC@Ri8、二十進(jìn)制調(diào)整指令:DAA

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4.5邏輯操作類指令1、邏輯“與”指令

ANLA，RnANLA，directANLA，@RiANLA，#dataANLdirect，AANLdirect，#data2、邏輯“或”指令ORLA，Rn

ORLA，directORLA，@RiORLA，#dataORLdirect，AORLdirect，#data3、邏輯“異或”指令XRLA，Rn

XRLA，directXRLA，@RiXRLA，#dataXRLdirect，AXRLdirect，#data4、循環(huán)移位指令

RLA；左移；RRA；右移；RLCA；帶進(jìn)位左移；用于串行數(shù)據(jù)傳送設(shè)計(jì)RRCA；帶進(jìn)位右移；用于串行數(shù)據(jù)傳送設(shè)計(jì)5、取反指令

CPLA

6、清“0”指令

CLRA

Back4.6控制轉(zhuǎn)移類指令1、無條件轉(zhuǎn)移指令

LJMPaddr16;64KB范圍之內(nèi)跳轉(zhuǎn)（PC）目=addr16

AJMPaddr11;2KB范圍之內(nèi)跳轉(zhuǎn)（PC）起+2與PC目的高5位相同，保證在2KB范圍

SJMPrel;256B范圍內(nèi)跳轉(zhuǎn)(-128——127)（PC）起+2＋rel=(PC)目在實(shí)際應(yīng)用中，我將指令寫成：LJMPLOOPAJMPLOOPSJMPLOOP

2、條件轉(zhuǎn)移指令

JZrel；若A=0，則(PC)起+2+rel=(PC)目JNZrel；若A≠0，則PC+2+relCJNEA，direct，relCJNEA，#data，relCJNERn，#data，reLCJNE@Ri，#data，rel這四句語句執(zhí)行過程是這樣的：若“目的操作數(shù)”≠“原操作數(shù)”則轉(zhuǎn)移到：（PC）起+3+rel=（PC）目；當(dāng)“目的操作數(shù)”<“原操作數(shù)”；1=C，否則，0=CDJNZRn，rel；若Rn-1≠0，則PC+2+rel=PCDJNZdirect，rel3、間接轉(zhuǎn)移指令

JMP@A+DPTR；（A）+（DPTR）=（PC）這一條散轉(zhuǎn)指令，應(yīng)用在程序存儲(chǔ)器中。4、子程序調(diào)用和返回指令

LCALLadr16；（PC）+3＝(PC）斷點(diǎn)地址，斷點(diǎn)地址自動(dòng)壓棧（系統(tǒng)的硬件自動(dòng)完成）（SP）+1=（SP）先低８位PC0~7=（（SP）），（SP）+1=（SP）后高８位PC8~15=（（SP）），轉(zhuǎn)移到addr16=（PC）目，執(zhí)行子程序

ACALLaddr11；PC+2=PC，（SP）+1=（SP）PC7~0=（（SP）），（SP）+1=（SP）PC15~8=（（SP）），addr11=PC10~0壓棧過程同上（機(jī)器碼生成規(guī)則類似于ＡＪＭＰ）

RET；子程序返回?cái)帱c(diǎn)地址自動(dòng)出棧（硬件自動(dòng)完成）先高８位（（SP））=PC15~8，（SP）-1=（SP）后低８位