《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課件第3章 MCS-51的指令系統(tǒng)

第3章MCS-51的指令系統(tǒng)尋址方式指令分類(lèi)指令格式及約定標(biāo)識(shí)符指令格式【標(biāo)號(hào)：】操作符【目的操作數(shù)】【，源操作數(shù)】【；注釋】約定標(biāo)識(shí)符Ri和Rn：i=0、1，n=0~7。#data/#data16：表示8/16位立即數(shù)。rel：8位偏移量。-128~127，補(bǔ)碼。addr16/addr11：16/11位直接地址。direct：8位直接地址。內(nèi)部RAM或SFR。bit：直接位地址（X）、（（X））、“→”§3.3MCS-51的尋址方式寄存器尋址直接尋址寄存器間接尋址立即數(shù)尋址基址+變址尋址位尋址相對(duì)尋址指令的寄存器中是操作數(shù)：

MOVA,R0指令直接給出操作數(shù)的地址：

MOVA,30H指令的寄存器中是操作數(shù)的地址：

MOVA,@R0操作數(shù)是常數(shù)：

MOVA,#30H只能訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器：

MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PCJMP@A+DPTR指令直接給出操作數(shù)的位地址：

SETBP1.0CLRCANLP2.5專(zhuān)門(mén)為轉(zhuǎn)移指令而設(shè)置的尋址：

SJMPrel;(PC)+rel→PCJZrel;(A)=0,則(PC)+rel→PC必須搞清楚操作數(shù)在什么地方？用什么方式尋址才能得到它？這不僅與尋址相關(guān)，而且與指令也有關(guān)系！立即數(shù)尋址MOVA，#40H；40H→A直接尋址MOVA，40H；（40H）→A寄存器尋址MOVA，Rn；（Rn）→A，n=0~7寄存器間接尋址MOVA，@Ri；（（Ri））→A，片內(nèi)RAM，i=0、1MOVXA，@Ri；（（Ri））→A，片外RAMMOVXA，@DPTR；（（DPTR））→A，片外RAMPUSHA ；（SP）+1→SP，（A）→（SP）POPA ；（（SP））→A，（SP）-1→SP判斷以下指令的尋址方式尋址方式舉例基址+變址尋址-操作數(shù)在程序存儲(chǔ)器中MOVCA，@A+DPTR

；（（A）+（DPTR））→AMOVCA，@A+PC

；（（A）+（PC））→AJMP@A+DPTR

；（（A）+（DPTR））→PC相對(duì)尋址為轉(zhuǎn)移指令所用目的地址=轉(zhuǎn)移指令所在地址+該轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)+rel=下條指令地址+rel=（PC）+relrel，為偏移量，取值范圍-128～+127。標(biāo)志相當(dāng)于PC的兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)移。在程序中，我們用標(biāo)號(hào)表示。不必關(guān)心rel的值。查表指令由位指令提供的位操作位地址的表示直接地址，SETB0AFH位標(biāo)號(hào)，STEBEA單元地址.位數(shù)，STEB（A8H）.7寄存器符號(hào).位數(shù)，STEBIE.7兩個(gè)位尋址區(qū)-內(nèi)部RAM中具有位地址的區(qū)域與SFR。位尋址§3.4MCS-51指令分類(lèi)數(shù)據(jù)傳送類(lèi)算數(shù)操作類(lèi)邏輯運(yùn)算類(lèi)控制轉(zhuǎn)移類(lèi)位操作類(lèi)指令功能指令執(zhí)行周期數(shù)對(duì)程序狀態(tài)字的影響1、數(shù)據(jù)傳送類(lèi)：普通傳送指令

1、片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送指令

2、片外數(shù)據(jù)傳送指令

3、程序存儲(chǔ)傳送指令數(shù)據(jù)交換指令堆棧操作指令普通傳送類(lèi)指令（1）、片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送指令MOV指令格式：MOV目的操作數(shù)，源操作數(shù)其中：源操作數(shù)(A、Rn、@Ri、direct、#data)

目的操作數(shù)(A、Rn、@Ri、direct、DPTR)①以A為目的操作數(shù)（4條）

MOVA，Rn/direct/@Ri/#data②以寄存器Rn為目的的操作數(shù)的指令（3條）

MOVRn，Rn/direct/A/#data③以直接地址direct為目的操作數(shù)的指令（5條）

MOVdirect，Rn/direct/A/@Ri/#data④以間接地址@Ri為目的操作數(shù)的指令（3條）

MOV@Ri，direct/A/#data⑤16位數(shù)據(jù)傳送指令（1條）

MOVDPTR，#data16注意：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令中不允許有如下指令

MOVRn，RnMOV@Ri，Ri（2）、片外數(shù)據(jù)傳送指令MOVX指令格式：MOVX目的操作數(shù)，源操作數(shù)其中：源操作數(shù)(A、@Ri、@DPTR)

目的操作數(shù)(A、@Ri、@DPTR)①以A為目的操作數(shù)（4條）

MOVXA，@DPTR/@Ri②以寄存器@DPTR/@Ri

為目的的操作數(shù)的指令（3條）

MOV@DPTR/@Ri

，A（3）程序儲(chǔ)存器數(shù)據(jù)傳送指令MOVC

這類(lèi)指令共有2條，兩條指令都為基址加變址間接尋址方式。其功能是將存放在程序存儲(chǔ)器ROM中的表格數(shù)據(jù)進(jìn)行查找傳送，所以又稱(chēng)查表指令。MOVCA，@A＋DPTRMOVCA，@A＋PC

2、堆棧指令（共2條）(1)、入棧指令PUSH

PUSHdirect

;(SP)+1→SP，(direct)→（SP）(2)、出棧指令POP

POPdirect

;（（SP））→(direct)，(SP)-1→SP

3、交換指令（共5條）⑴、字節(jié)交換XCHXCHA，Rn/direct/@Ri

；字節(jié)交換⑵、半字節(jié)交換XCHDXCHDA，@Ri；低半字交換⑶、自交換SWAPSWAPA ；A中高低半字交換總結(jié)MOVC的間接尋址數(shù)據(jù)與#data來(lái)自程序存儲(chǔ)器MOVX指令的間接尋址數(shù)據(jù)來(lái)自外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器其余指令的數(shù)據(jù)來(lái)自?xún)?nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令的狀態(tài)標(biāo)志當(dāng)這類(lèi)指令的目標(biāo)地址是累加器A時(shí)，指令執(zhí)行后P標(biāo)志會(huì)受影響。其它標(biāo)志位是不受影響的。ADDA，Rn/direct/@Ri/#dataADDCA，Rn/direct/@Ri/#dataSUBBA，Rn/direct/@Ri/#dataINCRn/direct/@Ri/DPTRDECRn/direct/@RiMULABDIVABDAA2、算數(shù)操作類(lèi)：除增1和減1指令，其余對(duì)Cy、Ac、OV、P有影響。關(guān)于OV，有效于符號(hào)數(shù)加法運(yùn)算中，對(duì)于8位符號(hào)數(shù)其數(shù)的范圍在：-128~+127。超出即溢出。其表現(xiàn)為：當(dāng)結(jié)果應(yīng)該為正時(shí)，卻為負(fù)；當(dāng)結(jié)果應(yīng)該為負(fù)時(shí)，卻為正，OV=1，說(shuō)明溢出。否則，沒(méi)有溢出。舉例算數(shù)類(lèi)指令的狀態(tài)標(biāo)志例3-1、異號(hào)數(shù)相加。指令執(zhí)行前：（A）=49H，（30H）=ECH。執(zhí)行指令:ADDA,30H01001001+）111011001←00110101指令執(zhí)行后：（A）=35H，Cy=1，Ac=1，OV=0，P=0例3-2、同號(hào)數(shù)相加。指令執(zhí)行前：（A）=ACH，（R1）=65H，（65H）=D3H。執(zhí)行指令:ADDA,@R110101100+）110100111←01111111指令執(zhí)行后：（A）=7FH，Cy=1，Ac=0，OV=1，P=1關(guān)于DA指令的BCD調(diào)整

由于ADD指令只能進(jìn)行2進(jìn)制運(yùn)算；所以，在BCD碼的加法運(yùn)算中，其運(yùn)算結(jié)果可能不再是BCD碼；這時(shí)，用DA指令對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，使其仍為BCD碼。下面是可能出現(xiàn)的3種情況（P75例如）：⑴、無(wú)進(jìn)位，<9。例、2+4=60010

+）0100

0110⑵、無(wú)進(jìn)位，>9。例、5+7=120101

+）0111

1100⑶、有進(jìn)位，<9。例、9+7=161001

+）0111

1←0000由以上3種BCD碼運(yùn)算結(jié)果可以得出：①的運(yùn)算結(jié)果是正確的②的運(yùn)算結(jié)果錯(cuò)誤，因?yàn)锽CD碼十進(jìn)制數(shù)中只有0~9這10組四位二進(jìn)制數(shù)沒(méi)有1100這個(gè)編碼。③運(yùn)算結(jié)果錯(cuò)誤，正確結(jié)果為16，而運(yùn)算結(jié)果10。

調(diào)整方法①累加器低4位大于9或者輔助進(jìn)位位Ac=1,則低4位加6調(diào)整。②累加器高4位大于9或者進(jìn)位位Cy=1，則高4位加6調(diào)整。③累加器高4位為9，低4位大于9，則高4位和低4位分別加6調(diào)整。上述BCD碼的加法運(yùn)算進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整都是通過(guò)“DAA”指令自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。3、邏輯運(yùn)算類(lèi)指令：ANLA，Rn/direct/@Ri/#dataANLdirect，A/#dataORLA，Rn/direct/@Ri/#dataORLdirect，A/#dataXRLA，Rn/direct/@Ri/#dataXRLdirect，A/#dataCLRACPLARLARLCARRARRCA

這類(lèi)指令，除檢驗(yàn)?zāi)康睦奂悠鰽的P標(biāo)志外，其它標(biāo)志位不受影響。例、將邏輯單元中的某些位（如：D2、D5、D7）置1，清0，取反，其余位不變。置1 將置1的位“或”1，不變的位“或”0。 ORLP1，#10100100B清0 將清0的位“與”0，不變的位“與”1。 ANLP1，#01011011B取反 將取反的位“異或”1，不變的位“異或”0。XRLP1，#10100100B4、控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令：子程序調(diào)用無(wú)條件轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)移空操作ACALLaddr11LCALLaddr16RET ；子程序返回RETI ；中斷返回AJMPaddr11LJMPaddr16SJMPrelJMP@A+DPRTJZrel ；（A）=0轉(zhuǎn)移。JNZrel ；（A）≠0轉(zhuǎn)移。CJNEA，direct，relCJNEA，#data，relCJNERn，#data，relCJNE@Rn，#data，relDJNZRn，relDJNZdirect，relNOP5、位操作類(lèi)指令

：功能類(lèi)型同前述關(guān)于bit尋址，面對(duì)所有具有位地址的單元。指令功能指令功能MOV

C，bit直接尋址位送CANL

C，bitC邏輯與直接尋址位MOV

bit，CC送直接尋址位ANL

C，/bitC邏輯與直接尋址位的反CLR

CC清零ORL

C，bitC邏輯或直接尋址位CLR

bit直接尋址位清零ORL

C，/bitC邏輯或直接尋址位的反CPL

CC取反JC

relC為1轉(zhuǎn)移CPL

bit直接尋址位取反JNC

relC為零轉(zhuǎn)移SETB

CC置位JB

bit，rel直接尋址位為1轉(zhuǎn)移SETB

bit直接尋址位置位JNB

bit，rel直接尋址為0轉(zhuǎn)移JBC

bit，rel直接尋址位為1轉(zhuǎn)移并清該位位操作類(lèi)指令表作業(yè)：P95一、二3.7

MCS-51匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)匯編語(yǔ)言源程序的基本結(jié)構(gòu)

順序結(jié)構(gòu)分支循環(huán)子程序中斷服務(wù)程序分支程序設(shè)計(jì)例：求累加器A中，單字節(jié)符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼。complement： JNBACC.7，return MOVC，ACC.7 ；保存符號(hào)位

CLPA ADDA，#1 MOVACC.7，C

；恢復(fù)符號(hào)位return： RET分支程序-單分支設(shè)計(jì)方法圖1圖2圖3構(gòu)成條件循環(huán)循環(huán)程序設(shè)計(jì)循環(huán)構(gòu)成初始化循環(huán)處理循環(huán)控制循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)的控制計(jì)數(shù)循環(huán)DJNZRn/direct，rel條件循環(huán)結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)2子程序設(shè)計(jì)

具有特定功能的、獨(dú)立的、通用的程序模塊。子程序的結(jié)構(gòu)子程序名：就是子程序中的第一條指令的標(biāo)號(hào)。PUSH指令要保護(hù)的是子程序要用到的公共資源。在子程序使用完返回上級(jí)程序時(shí)，必須將這些公共資源恢復(fù)成原來(lái)狀態(tài)。在使用調(diào)用指令時(shí)，要注意ACALL與LCALL的區(qū)別參數(shù)傳遞：在調(diào)用子程序前，首先要將需要子程序處理的原始數(shù)據(jù)放入子程序指定的地方。在子程序中，程序自然會(huì)從該處取走數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理。返回后，上級(jí)程序應(yīng)在子程序指定的地方去取處理結(jié)果。main：…… …… LCALLsubprogram …… ……subprogram：

PUSHx1 ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)

PUSHx2 ……

處理程序鍛

…… POPx2 ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)

POPx1 RET延時(shí)子程序一條DJNZ指令能夠延時(shí)最長(zhǎng)時(shí)間每個(gè)機(jī)器周期時(shí)間×指令周期數(shù)×循環(huán)次數(shù)=延時(shí)時(shí)間每個(gè)機(jī)器周期時(shí)間×2×256=延時(shí)時(shí)間如果時(shí)鐘=12MHz，則，1μS×2×256=512μS

雙重循環(huán)延時(shí)子程序分析

總周期數(shù)=（2×L1+2+1+X）×L2；L1、L2取值應(yīng)使：（2×L1+2+1+X）×L2=延時(shí)時(shí)間÷周期時(shí)間=總周期數(shù)delay： MOVR7，#L2loop2：MOVR6，#L1 …… ；Xloop1：DJNZR6，loop1

DJNZR7，loop2如果時(shí)鐘=12MHz，設(shè)計(jì)50mS延時(shí)子程序。總周期數(shù)=50000μS÷1μS=50000=250×200如果，L2=200，則，（2×L1+2+1+X）=（2×L1+3+X）=250L1=（250-3-X）÷2=（250-3-1）÷2=123……取X=1，增加一條NOP指令。如果時(shí)鐘=12MHz，設(shè)計(jì)650μS延時(shí)子程序。總周期數(shù)=650μS÷1μS=650=13×50如果，L2=50，則，（2×L1+2+1+X）=（2×L1+3+X）=13L1=（13-3-X）÷2=（13-3-0）÷2=5……取X=0，不需增加NOP指令。如果時(shí)鐘=6MHz，設(shè)計(jì)65mS延時(shí)子程序。總周期數(shù)=65000μS÷2μS=32500=130×250如果，L2=250，則，（2×L1+2+1+X）=（2×L1+3+X）=130L1=（130-3-X）÷2=（130-3-1）÷2=63……取X=1，增加一條NOP指令。如果時(shí)鐘=12MHz，采用單循環(huán)設(shè)計(jì)650μS延時(shí)子程序。總周期數(shù)=650μS÷1μS=650=5×130如果單循環(huán)，總周期數(shù)=（2+X）×L1；如果取L1=130，則，（2+X）=5；所以，X=3……需增加3條NOP指令。delay： MOVR7，#L1loop1：…… ；X DJNZR6，loop1查表程序設(shè)計(jì)表格構(gòu)建表格的使用：查表指令MOVCA，@A+PCMOVCA，@A+DPTRxf(x

)0f(0)1f(1)……n-1f(n-1)算出所有f(x)，按x的順序，依次存放在存儲(chǔ)器中。x是f(x)的自變量，實(shí)際上也是f(x)的相對(duì)地址?；?變址的計(jì)算，要的是f(x)在程序存儲(chǔ)器中的絕對(duì)地址。關(guān)于f（x）的地址討論相對(duì)地址f（x）012345（n-1）×2f（0）f（1）f（2）f（n-1）如果f(x)不等于1個(gè)字節(jié)，x就不能再成為f(x)的相對(duì)地址。f（x）在表中相對(duì)地址x內(nèi)容0×字節(jié)數(shù)0f(0)1×字節(jié)數(shù)1f(1)2×字節(jié)數(shù)2f(2)3×字節(jié)數(shù)3f(3)4×字節(jié)數(shù)4f(4)…………n-1×字節(jié)數(shù)n-1f(n-1)……f（x）的相對(duì)地址=x×

f（x）的字節(jié)數(shù)f（x）的絕對(duì)地址=起始地址+相對(duì)地址MOVCA,@A+PC查表MOVCA，@A+PCRETTAB：PC：偏移量f（x）在表中相對(duì)地址=字節(jié)數(shù)×X數(shù)據(jù)表的首地址=（PC）+偏移量f（x）的絕對(duì)地址=首地址+相對(duì)地址

=（A）+（PC）=（（PC）+偏移量）+相對(duì)地址 ……

根據(jù)x計(jì)算相對(duì)地址存入A

ADDA，偏移量

MOVCA，@A+PC

…… RETtab： DBf(0)，f(1)，f(2)，……f(x)，……MOVCA,@A+PC查表方法

顯然使用這種查表指令，由于PC不能修改，偏移量只能加到A中。因此，偏移量越大，指令所支持表的空間越小。該指令能夠訪(fǎng)問(wèn)的表空間＜255個(gè)字節(jié)！如果f(x)只有一個(gè)字節(jié)，計(jì)算省去。一次只能得到一個(gè)字節(jié)，所以，f（x）有多少個(gè)字節(jié)，就要查多少次。MOVCA,@A+DPTR查表MOVCA，@A+DPTRTAB：相對(duì)地址=字節(jié)數(shù)×X數(shù)據(jù)表的首地址=（DPTR）f（x）的絕對(duì)地址=（A）+（DPTR）=首地址+相對(duì)地址MOVCA,@A+DP