三章节8051单片机指令系统.ppt

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1、第三章 8051单片机指令系统,3.1 MCS-51指令系统的分类、格式及一般说明 3.2 寻址方式,学习目的及要求,熟悉指令、指令系统、机器语言、及汇编语言的概念； 熟悉8051汇编语言指令的格式； 掌握8051的七种寻址方式，并能实际应用；,MCS-51单片机指令系统有如下特点：,（1）指令执行时间快。 （2）指令短，约有一半的指令为单字节指令。 （3）用一条指令即可实现2个一字节的相乘或相除。 （4）具有丰富的位操作指令。 （5）可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。,3.1 MCS-51指令系统的分类、格式及一般说明,3.1.1 指令分类 3.1.2 指令格式,返回本章首页,3.1.

2、1 指令分类,按指令功能，MCS-51指令系统分为数据传递与交换、算术运算、逻辑运算、程序转移、布尔处理操作、CPU控制等6类。 布尔处理操作类指令又称位操作指令。,返回本节,3.1.2 指令格式,在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、操作数组成。 指令格式为：操作码 目的操作数，源操作数 指令应具有以下功能： （1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。例如，数的传送、加法、减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。,返回本节,8051指令系统中，有单字节、双字节或三字节指令,1.单字节指令:单字节指令中的8位二进制代码既包含操 作码的

3、信息,又包含操作数的信息。共49条。 2 .双字节指令：用一个字节表示操作码，另一个字节表示操作数或操作数所在的地址。共有条。 3.三字节指令：一个字节操作码，两个字节操作数。共有条。 单片机共有条指令。,3.2 寻址方式,寻址方式：就是寻找指令中操作数或操作数所在地址的方法。8051共有七中寻址方式。 3.2.1 立即寻址 3.2.2 直接寻址 3.2.3 寄存器寻址 3.2.4 寄存器间接寻址 3.2.5 变址寻址 3.2.6 相对寻址 3.2.7 位寻址 3.2.8 寻址空间及符号注释,返回本章首页,3.2.1 立即数寻址,指令中直接给出操作数的寻址方式。立即操作数用前面加有#号的8位或

4、16位数来表示。 例如：MOV A，# 60H；A60H MOV DPTR，# 3400H；DPTR3400H MOV 30H，# 40H ；30H单元40H 上述三条指令执行完后，累加器A中数据为立即数据60H，DPTR寄存器中数据为3400H，30H单元中数据为立即数40H。,返回本节,3.2.2 直接寻址,指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行直接寻址的存储空间有SFR寄存器和片内RAM的128个单元。 例如：MOV A，P1； A（P1） 把SFR中P1口的内容送A。 MOV A，30H ；A（30H） 注意解释字段中加括号和不加括号的区别！ 30H为直接给出的内部RAM的地址。,

5、返回本节,3.2.3 寄存器寻址,以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指A、B 、DPTR以及R0R7 。 例如：MOV A，R0；A （R0） CLR A ；A0 INC DPTR；DPTRDPTR+1 ADD A，R5；A（A）+（R5）,返回本节,3.2.4 寄存器间接寻址,以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内部数据RAM和外部数据RAM。 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。其中R0、R1必须是工作寄存器组中的寄存器。SP仅用于堆栈操作。,例如：MOV R0，A ；内部RAM(R0)A 其指令操作过程示意图

6、如图3-1所示。 又如：MOVX DPTR，A； 外部RAM (DPTR)A 其指令操作过程示意图如图3-所示。,图3-1 MOV R0，A间接寻址示意图,片外RAM,2000H,DPTR,30H,A,2000H,30H,图- MOVX DPTR，A 间接寻址示意图,返回本节,3.2.5 变址寻址,是基址寄存器（A）+变址寄存器（PC或DPTR）的间接寻址。变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。由于程序存储器是只读的，因此变址寻址只有读操作而无写操作，在指令符号上采用MOVC的形式（如图3-4所示）。 例如：MOVC A， A+DPTR； A（A+DPTR） 又 如：MOVC A， A+PC

7、 ； A（A+PC） 这种寻址方式多用于查表操作。,图3-4 变址寻址示意图,返回本节,3.2.6 相对寻址,以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式。 相对寻址用于修改PC值，主要用于实现程序的分支转移。 例如，SJMP 08H ；PCPC+2+08H 指令操作示意图如图3-5所示。,图3-5 相对寻址示意图,返回本节,3.2.7 位寻址,位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。 位寻址其实是一种直接寻址方式，不过其地址是位地址。 例如：SETB 10H ；将10H位置1。 若22H单元中存放着数据40H，22H单元的 D0位的位地址为1

8、0H，执行上述指令后 （22H）=41H。 又如：MOV 32H，C ；32H进位位C ORL C ，32H ；CC32H,返回本节,3.2.8 寻址空间及符号注释,1.寻址空间:每种寻址方式可涉及的存储器空间,例如：MOV A，#55H； 究竟属于立即寻址还是寄存器寻址呢？这要看以哪个操作数为参照系了。我们一般所说的寻址方式是指源操作数，所以此例为立即数寻址。,2.寻址方式中常用符号注释,Rn当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0R7（n=07）。 Ri当前选中的寄存器区中的2个工作寄存器（间接寻址寄存器）R0、R1（i=0，1）。 direct8位的内部数据存储器单元中的地址。 #dat

9、a包含在指令中的8位常数。 #data16包含在指令中的16位常数。 addr1616位目的地址。 addr1111位目的地址。,rel8位带符号的偏移字节，简称偏移量。 DPTR数据指针，可用作16位地址寄存器。 bit内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A累加器。 B专用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。 $ 用于表示程序计数器的当前值。常出现在转移指令中，例如：SJMP $ 表示循环等待。,间址寄存器或基址寄存器的前缀，如Ri，DPTR。 / 位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。 片内RAM的直接地址或寄存器。 ()由寻址的单元

10、中的内容。 箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。,返回本节,课堂作业: P67: 1、4、7 课后作业: P67: 2、3、5,谢 谢 大 家 再 见！,3.3 MCS-51单片机的指令系统,学习目的及要求 熟悉各类指令的功能、操作的对象和结果及指令执行后对PSW各个位的影响。 8051指令系统的特点：不同的存储空间寻址方式不同，适用的指令不同。,3.3.1 数据传送类指令 3.3.2 算术运算类指令 3.3.3 逻辑运算类指令 3.3.4 控制程序转移类指令 3.3.5 调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,返回本章首页,3.3.1 数据传送类指令,数据传送

11、类指令共28条，是将源操作数送到目的操作数。 指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。 数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8种。,源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方式寻址； 目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻址方式。 数据传送指令是一种最基本最常用的操作,在通常的程序中占有极大的比例。,1以A为目的操作数,MOV A，Rn ；A Rn MOV A，direct ；A（direct） MOV A，Ri ；A（Ri） MOV A，#data ；A #data 上述指令是将源操作

12、数指定的内容送到累加器A中。 上述操作只影响PSW的P标志位。,2以Rn为目的操作数,MOV Rn，A ；Rn A MOV Rn，direct；Rn （direct） MOV Rn，#data ；Rn #data 上述指令是将源操作数指定的内容送到当前工作寄存器组R0R7中的某个寄存器。 例如：设（A）=78H，（R5）=47H，（70）=F2H。 MOV R5，A；R5 （A） ，（ R5 ）=78H MOV R5，70H；R5 （70H） ，（ R5 ）=F2H MOV R5，#A3H；R5 A3 ，（ R5 ）=A3H 注：8051指令系统中没有“MOV Rn,Rn”传送指令。,3以直接

13、地址为目的操作数,MOV direct ，A ； direct （A） MOV direct ， Rn ； direct （ Rn ） MOV direct ， direct ；目的direct （源direct ） MOV direct ，Ri ； direct (（Ri）) MOV direct ，#data ； direct #data 上述指令是将源操作数指定的内容送到由直接地址direct所指出的片内存储单元中 。,4以间接地址为目的操作数,MOV Ri，A ；（Ri） A MOV Ri，direct ；（Ri） （direct） MOV Ri，#data ；（Ri） #data 例

14、如：设（30H）=6FH，R1=40H， MOV R1，30H， 结果30H单元中数据取出送入R1间接寻址的40H单元，（40H）=6FH。,5以DPTR为目的操作数,MOV DPTR，#data16 ；DPTR #data16 例如 执行 MOV DPTR，#2000H 后， （DPTR）= 2000H。 DPH 20H， DPL 00H 这是唯一的16位立即数传送指令，把16位常数送入DPTR。,6访问外部数据RAM,在8051指令系统中，访问片外RAM只能用寄存器间接寻址，与累加器A配合，共四条指令。 MOVX A，Ri ；A （Ri） MOVX Ri，A ；（Ri） A 寻址范围是片外

15、256BRAM。 MOVX A，DPTR；A （DPTR） MOVX DPTR，A；（DPTR） A 寻址范围是片外64KBRAM。,7读程序存储器（查表指令）,注：数据表格放在程序存储器中（只有两条指令）。 近程查表指令（256B） MOVC A，A+PC ；A （A）+（PC） 只能查找指令所在地址以后256B范围内的常数或代码。 远程查表指令（64KB） MOVC A，A+DPTR ；A （A）+（DPTR） 查表范围可达ROM的64KB空间。,例如：在程序存储器中，数据表格为 1010H：02H 1011H：04H 1012H：06H 1013H：08H 执行程序 1000H：MOV

16、A，#0DH； A 0DH ，偏移量 1002H： MOVC A， A+PC； A （0DH+1003H） 1003H：MOV R0，A ； R0H A 结果为（A）=02H，（R0）=02H，（PC）=1004H,又如：在程序存储器中，数据表格为 7010H：02H 7011H：04H 7012H：06H 7013H：08H 执行程序 1000H：MOV A，#10H； A 10H ，偏移量 1002H： MOV DPTR，#7000H； DPTR 7000H 1003H： MOVC A， A+DPTR； A （10H+7000H） 结果为（A）=02H,8数据交换,l 字节交换 XCH A

17、，Rn ；A Rn XCH A ，direct ；A（direct） XCH A，Ri ；A（Ri） l 半字节交换 XCHD A，Ri ；A03（Ri）03 低4位互换，高4位不变。 SWAP A ；A03A47（高低两半字节交换） 注：上述交换指令的目的操作数为累加器A。,9堆栈操作,所谓堆栈是在片内RAM中按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区。数据的进栈出栈由指针SP统一管理。 堆栈的操作有如下两条专用指令： PUSH direct；SP（SP+1），（SP）（direct） POP direct；（direct）（SP），SP SP-1 PUSH是进栈（或称为压入操作）指令。指

18、令执行过程如图3-7所示。 POP是出栈（或称为弹出操作）指令。指令执行过程如图3-8所示,图3-7 指令PUSH操作示意图,图3-8 指令POP操作示意图,【例3.1】 将片内RAM 30H单元与40H单元中的内容互换。,方法1（直接地址传送法）： MOV 31H，30H MOV 30H，40H MOV 40H，31H SJMP $,方法2（间接地址传送法）： MOV R0，#40H MOV R1，#30H MOV A，R0 MOV B，R1 MOV R1，A MOV R0，B SJMP $,方法3（字节交换传送法）： MOV A，30H XCH A，40H MOV 30H，A SJMP $

19、,方法4（堆栈传送法）： PUSH 30H PUSH 40H POP 30H POP 40H SJMP $,返回本节,课堂作业: P67: 8、9、10、11、12、13 课后作业: P67: 6,返回本节,谢 谢 大 家 再 见！,3.3.2 算术运算类指令,8051算术运算指令包括加、减、乘、除基本四则运算。 算术运算结果将使进位CY、半进位AC、溢出位OV三个标志位置位或复位，只有加1和减1指令不影响这些标志位。 加、减、乘、除及十进制调整指令，目的操作数均为累加器A。,1加法指令（四条） ADD A，Rn ；A A + Rn ADD A，direct ；A A +（direct） AD

20、D A，Ri ；A A +（Ri） ADD A，#data ；A A + #data,例如：设（A）=03CH，（R0）=0AAH， 执行指令 ADDC ，R0后，A=6DH。 （A）：1100 0011 +（R0）：1010 1010 1 0110 1101 标志位CY=1，AC=0,2带进位加指令（四条） 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为来自PSW状态寄存器中的进位位C。 功能：把源操作数指出的内容和

21、进位标志位CY都加到累加器A中，结果存放在A中。,例如：设（A）=03CH，（R0）=0AAH，CY=1，执行指令 ADDC ，R0后，A=6EH。 （A）：1100 0011 +（CY）：0000 0001 1100 0100 +（R0）：1010 1010 0110 1110 标志位CY=1，AC=0,3带借位减指令 SUBB A，Rn ；A A - Rn - C SUBB A，direct ；A A -（direct）- C SUBB A，Ri ；A A -（Ri）- C SUBB A，#data ；A A - #data C 功能：从累加器A中减去源操作数指出的内容和进位标志位CY的值

22、累加器A中，差存放在累加器A中。,例如，设（A）=0C9H，（R2）=20H，（20H）=54H，CY=1， 执行指令 SUBB，R2后，A=74H。 （A）：1100 1001 （CY）：0000 0001 1100 1000 （R2）：0101 0100 0111 0100 标志位CY=0，AC=0,4乘法指令（一条） MUL AB ；BA AB A和B中各存放一个8位无符号数，指令执行后，16位乘积的高8位在B中，低8位存A中。 例如:(A)=30H，(B)=60H; 执行 MUL AB 后，A=00H，B=12H。,5除法指令 DIV AB ；AB商在A中，余数在B中 A和B中各存放一

23、个8位无符号数，A放被除数，B放除数。指令执行后，A中存放商，B中存入余数。若B=00H，则指令执行后OV=1，A与B不变。 例如:(A)=30H，(B)=07H; 执行 DIV AB 后，A=06H，B=06H。,6加1指令(5条) 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,功能：将操作数所指定的单元加，其操作不影响PSW；若原单元内容为FFH，加1后溢出为00H，也不影响PSW。 例如，（30H）=22H，执行 I

24、NC 30H 后， （30H）=23H。,7减1指令 DEC A ；A A - 1 DEC Rn ；Rn Rn - 1 DEC direct ；direct （direct）- 1 DEC Ri ；（Ri）（Ri）- 1,功能：将操作数所指定的单元减，其操作不影响PSW；若原单元内容为00H，减1后溢出为FFH，也不影响PSW。 例如：R0=30H，（30H）=22H， 执行 DEC R0 后，（30H）=21H。,8十进制调整指令 DA A ；把A中按二进制相加的结果调整成按BCD码相加的结果 例如，A=65BCD，B=78BCD，C=0，执行下列语句 ADD A，B DA A 后，A=43

25、 BCD，C=1。,【例3.2】 试把存放在R1R2和R3R4中的两个16位数相加，结果存于R5R6中。解：参考程序如下： MOV A，R2 ；取第一个数的低8位 ADD A，R4 ；两数的低8位相加 MOV R6，A ；保存和的低8位,MOV A，R1 ；取第一个数的高8位 ADDC A，R3 ；两数的高8位相加，并把低8位相加时的进位位加进来 MOV R5，A ；把相加的高8位存入R5寄存器中 SJMP $,返回本节,课堂作业: P67: 8、9、10、11、12、13 课后作业: P67: 6,谢 谢 大 家 再 见！,3.3.3 逻辑运算指令,1清零与取反指令 2移位指令 3 “与”操

26、作指令 4 “或”操作指令 5 “异或”操作指令,返回本节,3.3.4 程序转移类指令,1无条件转移指令 l 绝对（短）转移指令 AJMP addr11 ；PC100 addr11 l 长转移指令 LJMP addr16 ；PC addr16 l 短（相对）转移指令 SJMP rel ；PC PC + 2 + rel l 间接转移指令 JMP A+DPTR ；PC A + DPTR,2条件转移指令 l 累加器为零（非零）转移指令 l 减1非零转移指令 l 两数不等转移指令 l 相对偏移量rel的求法,表3-1 程序存储器空间32个2K地址范围,返回本节,3.3.5 调用子程序及返回指令,1调用

27、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,返回本节,3.3.6 位操作指令,1位数据传送指令 MOV C，bit ；C（bit） MOV bit，C ；bitC 2位状态修改指令 C

28、LR C ；C0 CLR bit ；（bit）0 CPL C ；C CPL bit ；（bit）（bit） SETB C ；C1 SETB bit ；（bit）1,3位逻辑运算指令 ANL C，bit ；CC（bit） ANL C，/bit ；CC（bit） ORL C，bit ；CC（bit） ORL C，/bit ；CC（bit）,4位转移指令 JC rel ； 若C=1， 则转移（PCPC+2+rel）；否则程序顺序执行 JNC rel ； 若C=0， 则转移（PCPC+2+rel）；否则程序顺序执 JB bit，rel ； 若(bit)=1， 则转移（PCPC+3+rel）；否则程序顺

29、序执行,JNB bit，rel ； 若(bit)=0， 则转移（PCPC+3+rel）；否则程序顺序执行 JBC bit，rel ； 若(bit)=1， 则PCPC+3+rel，（bit）0；否则程序顺序执行 功能：分别检测指定位是1还是0，若条件符合，则CPU转向指定的目标地址去执行程序；否则，顺序执行下条指令。,返回本节,3.3.7 空操作指令,NOP ；PC PC+1 这是一条单字节指令。执行时，不作任何操作（即空操作），仅将程序计数器PC的内容加1，使CPU指向下一条指令继续执行程序。这条指令常用来产生一个机器周期的时间延迟。,返回本节,本章到此结束， 谢谢您的光临！,结束放映,返回本章首页,THANK YOU VERY MUCH ！,