部分汇编语言程序设计-2.ppt

第三讲：指令与编程,本讲重点： 寻址方式； MCS-51指令集； 伪指令； 汇编语言与简单程序设计.,第三部分 指令系统及程序设计,51系列单片机指令集含有111条指令,每条指令在执行时要花去一定的时间，以机器周期为单位。按指令执行时间分类： 单周期(64条);双周期(45条);4周期(2条),按指令的功能分类，可分为5大类： 数据传送类（29条）；算术运算类（24条） 逻辑运算及移位类（24）；控制转移类（17条） 位操作类（17条）,每条指令在程序存储器ROM中占据一定的空间，以字节为单位。按指令所占字节数分类： 单字节(49条);双字节(46条);3字节(16条),ASM-51指令的格式 P46,方括符 表示可选项 标号代表指令所在地址，1-8个字母/数字，“:”结尾 操作码就是指令功能助记符，指令实体 目的操作数 源操作数 注释，以“;”开头,标号:操作码 目的操作数,源操作数;注释,51单片机指令的寻址方式 P48,寄存器寻址 立即寻址 寄存器间接寻址 直接寻址 变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址) 相对寻址 位寻址,寻址方式：指令按地址获得操作数的方式 七种寻址方式,一条指令可能含多种寻址方式,寄存器寻址 从寄存器中读取操作数或存放操作数进寄存器 例：MOV A，B ； （A） （B） MOV 30H，R0 ；（30H）（R0） MOV A，R1 ； （A） （R1）,立即寻址 操作数直接就出现在指令中 例：MOV A，#64H ；(A) 立即数 64H ADD A，#05H ；(A)(A)+立即数 05H 注意：符号“#”表明其后跟的是立即数, 立即数就是数字量本身。,寄存器间接寻址 寄存器中的内容是一个地址，由该地址单元 寻址到所需的操作数,注意： 1）“间接”表示某寄存器中的“内容”只是一个“单元地址”，这个地址单元中存放的数据才是要找的“操作数”。 2）符号“”表示“在”，其含义与读音皆同“at”。,例： MOV R1，#30H ;(R1) 立即数30H , MOV R1，#30H ;(R1) 立即数30H MOV R1，#0FH ;(30H)立即数0FH MOV A，R1 ;(A)(30H)=#0FH,直接寻址 指令中直接给出了操作数所在单元的地址或名称 例：MOV R1，1FH ；(R1) （1FH） MOV 30H，4AH ；(30H)（4AH）,在本单片机中规定：访问特殊功能寄存器SFR只能采用直接寻址方式。例如： MOV A, SP ； (A) (SP) MOV A, 81H ； (A) (SP) MOV P1, #5AH ； (P1)(#5AH) MOV 90H,#5AH ； (P1)(#5AH) MOV B, 30H ； (B) (30H),SFR的地址见 P.39表2-6,相同,相同,在本单片机中访问特殊功能寄存器SFR只能采用直接寻址方式的原因：SFR分布在80H0FFH范围内，而52系列单片机有256字节的片内RAM,其中的80H0FFH的RAM与SFR所占地址重叠。,MOV A, 90H 等效于 MOV A, P1 属直接寻址 MOV A, R0 ；事先已知 (R0) = #90H 执行的操作：A (90H) 属寄存器间接寻址, 随意写的指令如：MOV A, 85H 则是非法的！,于是规定： 80H0FFH范围内的RAM只能用寄存器间接寻址方式，而SFR只能用直接寻址方式。从而解决了地址冲突的问题。例如：,存储器配置（片内RAM）,89C51片内RAM 128字节（00H7FH） 89C52片内RAM 256字节（00H0FFH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,SFR分布在80H-FFH 其中92个位可位寻址,80H,FFH,89C51 128字节,89C52 256字节,只能直接寻址,只能寄存器间接寻址,相对寻址 当前PC值加上指令中规定的偏移量 rel，构成实际的操作数地址 例： SJMP rel 操作：跳转到的目的地址 = 当前16位PC值 + rel,注意： 1）“当前PC值”指程序中下一条指令所在的首地址， 是一个16位数； 2）符号“rel”表示“偏移量”,是一个带符号的单字 节数,范围是:-128+127(80H7FH),在实际编程中，“rel” 通常用标号代替,变址寻址 也称为: 基址寄存器+变址寄存器间接寻址,以16位的地址指针寄存器DPTR或 16位的PC寄存器为基址寄存器，以累加器 A 为变址寄存器，两者中的“内容”形成一个16位的“地址”，该“地址”所指的存储单元中的内容才是操作数。,例:设：A中已存有#A4H，DPTR中已存有#1234H MOVC A，A+DPTR；（A）(A)+(DPTR) 操作：将A4H+1234H=12D8H单元中的数放进累加器A,位寻址 指令中直接给出了操作数所在的位地址。 例： CLR P1.0 ；(P1.0) 0 SETB ACC.7 ；(ACC.7) 1 CPL C ；( C ) NOT( C ),注意： 1）位地址里的数据只可能是一个 0 或 1 2）有的位地址十分明确,如 P1.0, ACC.7等, 有的位地址则“不太明确”，如： MOV A，17H ; (A)(17H),17H是字节地址 MOV ACC.0，17H ;(ACC.0)(17H),这里ACC.0 是位地址所以该指令中的17H是22H单元的第7位,片内RAM中有128个位可按位寻址的位，位地址：00H7FH分布在：20H2FH单元； 另外，在SFR中还有92个位可按位寻址,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,2FH,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位地址,总共128个可按位寻址的位,单元地址,17,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,MCS-51指令集,功能分五类，共111条指令,MCS-51指令集（五大类功能）,数据传送类指令： （29条） 算术运算类指令： （24条） 逻辑运算及移位类指令： （24条） 控制转移类指令： （17条） 位操作（布尔操作）类指令：（17条）,内部存储器间传送： （MOV16条） 外部数据存储器与累加器间传送: （MOVX4条） 程序存储器向累加器传送： （MOVC2条） 数据交换：（XCH，XCHD，SWAP5条） 堆栈操作： （PUSH，POP2条）,(一)数据传送类指令（5种/29条） P51,Acc 累加器,Direct 直接寻址,Ri 间接寻址,Rn 寄存器,#data 立即数,Rn： R0R7 Ri： R0，R1 #data：8位立即数 #data16：16位立即数 direct：直接地址 rel： 8位带符号偏移量,(一)数据传送类指令（5种/29条）,内部存储器间传送指令 (16条)： MOV 类指令的操作方向总是后面的 操作数 指向前面的操作数！ 例:MOV A，30H （A）（30H）,数据传送类指令（续）,外部数据存储器与累加器间传送 (4条): MOVX类指令可在累加器与以DPTR或Ri所代表的外部 RAM 之间进行数据传送。,例如: MOVX A， DPTR (A) (DPTR) MOVX A， Ri (A) (Ri) MOVX DPTR, A (DPTR) (A) MOVX Ri, A (Ri) (A),例题参见例5.3和例5.4,程序存储器向累加器传送指令（2条）： MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC 通常称为查表指令，寻址方式属: “基址寄存器 + 变址寄存器间接寻址”,数据传送类指令（续）,A+DPTR或A+PC指向程序存储器中的某单元。拟传送给累加器ACC 的数据就是程序中事先写进去的表格数据。这些表格数据往往用伪指令 DB,DW 等定义在程序中。,例题参见例5.5,数据传送类指令（续）,数据交换指令(5条): XCH A，direct (字节互换) XCH A，Ri (字节互换) XCH A，Rn (字节互换) （A） （direct）或(Ri)，或(Rn),XCHD A，Ri 累加器 Acc的低4位与(Ri)的低4位互换，各自的高4位不变,SWAP A 累加器 Acc的低4位与自身的高4位互换,堆栈操作指令(2条):,PUSH压栈指令,POP 弹栈指令,堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP 管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区,而是放在RAM区的靠后的位置 堆栈总是指向栈顶 通常PUSH与POP两条指令成对使用,数据传送类指令（续）,例如：设(A)=7BH; (35H)=11H 并且知道（SP）60H PUSH ACC ;(61H) #7BH PUSH 35H ;(62H) (35H) 即：(62H) #11H,POP ACC ;(A) (62H) 即：(A) #11H POP 5AH ;(5AH) (61H) 即：(5AH) #7BH,(二)算术运算类指令（6种/24条） P55,加法运算： (ADD4条) 带进位加法运算: (ADDC4条) 带借位减法运算: (SUBB4条) 加1/减1操作： (INC，DEC9条) 单字节乘/除法运算: (MUL，DIV2条) 十进制调整： (DA A1条),(二)算术运算类指令（续）,加法运算： （ADD4条） 带进位加法运算: （ADDC4条） 带借位减法运算： （SUBB4条）,所有的加法(ADD)、带进位加法(ADDC)、带借位减法(SUBB)运算都是以 A为一个加数或被减数,最终结果也存进 A 。,加法(ADD)、带进位加法(ADDC) 以及带借位减法(SUBB)运算中,如果产生了进位或借位,将自动对PSW中的Cy标志位置“1” 。,带进位加法(ADDC):(A)(A)+(Cy)+(第二操作数)带借位减法(SUBB):(A)(A)-(Cy)-(第二操作数),例题参见例5.6,(二)算术运算类指令（续）,加1/减1操作： （INC，DEC9条） INC, DEC与用加/减法指令做加1/减1 操作不同之处在于INC、DEC不影响标志位.,单字节乘/除运算: (MUL，DIV2条) 两个单字节数的乘/除法运算只在A与B之间进行。 MUL AB: (A)与(B)相乘, 积为16位数, (B)积的高8位; (A)积的低8位 DIV AB: (A)除以(B),结果用2字节表示, (A)商的整数部分;(B)余数,例题参见例5.7和习题5.9和5.10。,(二)算术运算类指令（续） P.58,BCD码是指“用二进制表达的十进制数”。如： 十进制数20可以用二进制数00010100B表示; 也可以用十六进制数14H表示； 还可以用BCD码 00100000B 或 20H 表示。,4个二进制位就可以表示一位BCD码： 00001001 可表示十进制数(BCD数) 09; 8个二进制位就可以表示两位压缩的BCD码：0000000010011001 表示 0099。,十进制调整： （DA A1条） 用于两个BCD码之间的相加，这条指令只能跟在 ADD 或 ADDC 之后,若(A)309或(AC)=1则(A)30(A)306； 若(A)749或(CY)=1则(A)74(A)746；,例：两个十进制数“65”与“58”相加，根据常识，显然其和应当为“123”。,MOV A,#65H ADD A,#58H DA A 结果:(A)= 23H (CY)= 1,指令 “DA A” 完成的操作：,6 5 0110 0101 5 8 0101 1000,+,1,3,18,19,2,6 6 0110 0110,高位调整时要加上低位调整后的进位,若(A)309或(AC)=1则(A)30(A)306； 若(A)749或(CY)=1则(A)74(A)746；,又如：两个十进制数“39”与“58”相加，根据常识，显然其和应当为“97”。,MOV A,#39H ADD A,#58H DA A 结果:(A)= 97H (CY)= 0,3 9 0011 1001 5 8 0101 1000,+,0,7,23,9,6 0110,指令 “DA A” 完成的操作：,(三)逻辑运算及移位类指令（5种/24条） P.58,逻辑与运算： （ANL6条） 逻辑或运算： （ORL6条） 逻辑异或运算： （XRL6条） 累加器清零/取反： （CLR，CPL2条） 累加器移位操作: （RL,RLC,RR,RRC4条）,逻辑运算及移位类指令（续） P.59,逻辑与(ANL),逻辑或(ORL),逻辑异或(XRL):,累加器清零/取反操作 （CLR,CPL2条）,CLR A 对累加器清零 1 Byte 1 个Tm CPL A 对累加器按位取非 1 Byte 1 个Tm,逻辑运算指令的常见用法,逻辑与ANL用于清0或者保留某些位： 例: ANL A, #0FH; 则(A) = 0AH,( 已知累加器A中已存有数：9AH ),逻辑或ORL用于置1或者保留某些位： 例: ORL A, #0FH; 则(A) = 9FH,逻辑异或XRL用于取反或者保留某些位： 例: XRL A, #0FH; 则(A) = 95H (A) 1001 1010 #0FH 0000 1111 95H 1001 0101,例题参见例5.8和例5.9,逻辑运算及移位类指令（续） P.61,累加器移位操作:（RL,RLC,RR,RRC4条）,RL A 左环移,累加器 A,累加器 A,Cy,累加器 A,Cy,累加器 A,RRC A 带进位位右环移,RR A 右环移,RLC A 带进位位左环移,(四)控制转移类指令（4种/17条） P.61,此类指令改变程序的执行顺序改变当前PC值,无条件转移： （LJMP,AJMP,SJMP,JMP4条）,条件转移（判断跳转）： （JZ,JNZ,CJNE,DJNZ8条）,子程序调用及返回： （LCALL,ACALL,RET,RETI4条）,空操作: （NOP1条） “耗时”一个机器周期。 do nothing!,控制转移类指令（续） P.62,无条件转移： LJMP,AJMP,SJMP,JMP4条,LJMP addr16 长跳转指令 可在64K范围内跳转,AJMP addr11 绝对跳转指令 可在指令所在的2K范围内跳转,SJMP rel 相对跳转指令 可在当前PC-128与+127范围内跳转,JMP A+DPTR 间接长跳转指令 可在以DPTR为基址 + A为偏移量 之和所指向的64K程序范围内跳转,控制转移类指令（续） P.63,条件转移： JZ,JNZ,CJNE,DJNZ8条,JZ rel JNZ rel 根据Acc的内容是否为0决定是否跳转,DJNZ direct，rel DJNZ Rn， rel 将direct(或Rn)里的内容减 1，结果不等于0就跳转；等于0则不跳转继续往下走。,条件转移（续）,CJNE A, #data, rel CJNE A, direct,rel CJNE Ri,#data, rel CJNE Rn, #data, rel 将A(或Ri,或Rn)与#data(或direct)相比较，其值不相等就跳转；相等则不跳转,继续往下走。,控制转移类指令（续） P.65,LCALL addr16 子程序长调用指令 可在64K范围内调用子程序,子程序调用及返回： （LCALL,ACALL,RET,RETI4条）,ACALL addr11 子程序绝对调用指令 可在指令所在的2K范围内调用子程序,RET 子程序返回指令 子程序结束并返回调用的下一条指令,RETI 中断服务子程序返回指令 中断结束/返回被打断处的下一条指令,(五)位操作类指令（17条） P.66,位操作类指令 以位为单位进行逻辑运算及操作,可分为4种：,位传送： （MOV2条）,位清零/置位： （CLR,SETB4条）,位逻辑与/或/非运算：（ANL,ORL,CPL6条）,位条件转移: （JC,JNC,JB,JNB,JBC5条）,位操作类指令（续） P.67,位传送指令（2条）： MOV C， bit （C）（bit） MOV bit， C （bit）（C） 注： bit表示位地址,位清零/置位指令（4条）： CLR bit（或C） （bit或 C）“0” SETB bit（或C） （bit或 C）“1”,位逻辑与/或/非指令（6条）： ANL C，bit（或/bit） ORL C，bit（或/bit） CPL bit （或 C） 注:“/bit”表示对bit位先取反然后再参加运算,位操作类指令（续） P.67,判位条件转移指令（5条）：,JC rel（Cy）=“1”就跳转；否则不跳转,JNC rel（Cy）“1”就跳转；否则不跳转,JB bit，rel （bit）=“1”就跳转；否则不跳转,JNB bit，rel （bit）“1”就跳转；否则不跳转,JBC bit，rel （bit）=“1”就先将其清零 再跳转； 否则，不动此位也不跳转。,例题参见例5.10到例5.13,任务一：控制一盏灯点亮,任务二：红灯周期性地亮/灭,JOB3: CLR P1.1 ; P1.1清“0” ，亮绿灯 REDO: SETB P1.3 ;将P1.3置“1” CHECK:JNB P1.3,CHECK ;检测传感器是否被阻断LOOP: ;有入侵者，报警！ AJMP REDO ;再跳回去检测,JOB1: CLR P1.0 ;P1.0清“0”，亮红灯 HERE: AJMP HERE ;原地等待，不做别的事,JOB2: CPL P1.0 ;对P1.0取反：红灯亮/灭 ACALL DELAY ;延时1秒 AJMP JOB2 ;重复,任务三：红外防盗报警,前面的简单测控实例中的程序：,位操作指令,任务一：控制一盏灯点亮,任务二：红灯周期性地亮/灭,JOB3: CLR P1.1 ; P1.1清“0” ，亮绿灯 REDO: SETB P1.3 ;将P1.3置“1” CHECK:JNB P1.3,CHECK ;检测传感器是否被阻断LOOP: ;有入侵者，报警！ AJMP REDO ;再跳回去检测,JOB1: CLR P1.0 ;P1.0清“0”，亮红灯 HERE: AJMP HERE ;原地等待，不做别的事,JOB2: CPL P1.0 ;对P1.0取反：红灯亮/灭 ACALL DELAY ;延时1秒 AJMP JOB2 ;重复,任务三：红外防盗报警,跳转指令,前面的简单测控实例中的程序：,小结：MCS-51指令集（五大类功能）,数据传送类指令 （29条） 算术运算类指令 （24条） 逻辑运算及移位类指令 （24条） 控制转移类指令 （17条） 位操作(布尔操作)类指令 （17条）,小结,内部存储器间传送： （MOV16条） 外部数据存储器RAM与累加器间传送: （MOVX4条） 程序存储器ROM向累加器传送： （MOVC2条） 数据交换：（XCH，XCHD，SWAP5条） 堆栈操作： （PUSH，POP2条）,(一)数据传送类指令（5种/29条）,小结,(二)算术运算类指令（6种/24条）,加法运算 (ADD4条) 带进位加法运算 (ADDC4条) 带借位减法运算 (SUBB4条) 加1/减1操作 (INC,DEC9条) 单字节乘/除法运算(MUL,DIV2条) 十进制调整 (DA A1条),小结,(三)逻辑运算及移位指令（5种/24条）,逻辑与运算： （ANL6条） 逻辑或运算： （ORL6条） 逻辑异或运算： （XRL6条） 累加器清零/取反： （CLR，CPL2条） 累加器移位操作:（RL,RLC,RR,RRC4条）,小结,(四)控制转移类指令（4种/17条）,无条件转移： （LJMP,AJMP,SJMP,JMP4条）,条件转移（判断跳转）： （JZ,JNZ,CJNE,DJNZ8条）,子程序调用及返回： （LCALL,ACALL,RET,RETI4条）,空操作: （NOP1条）,小结,(五)位操作类指令（4种17条）,位传送： （MOV2条）,位清零/置位： （CLR,SETB4条）,位逻辑与/或/非运算： （ANL,ORL,CPL6条）,位条件转移: （JC,JNC,JB,JNB,JBC5条）,小结,汇编语言与 简单程序设计,汇编语言程序设计中的数,计算机只能识别二进制数机器指令，它原本是不认识常用的十六进制数和十进制数的。,机器指令/目标代码： 由0/1代码组成的操作码与操作数。,十六进制数：便于读写记忆的二进制数的简写形式。 （09，AF 后缀：H/h）,BCD码：用二进制数表达的十进制数。 （09表示为:00001001B 后缀:B/b,H/h）,二进制数：由0/1组成、“逢2进1”的数制。 如：01011110B （01 后缀：B/b）,汇编语言编程基本规则,汇编语言:用助记符描述的指令的集合。,指令中以 AF 开头的十六进制数前必须添一个 “0”。,二进制数必须带后缀“B”或“b”；十六进制数必须带后缀“H”或“h”；十进制数的后缀是“D”或“d”或无.,标号:操作码 目的操作数,源操作数;注释,汇编程序:汇编语言编写的程序借助编译工具 编译成为目标代码,计算机才能识别。这个编译工具称为汇编程序。,汇编程序的伪指令,汇编程序 软件 工具工具软件： 将程序员用汇编语言编写的程序翻译成机器码,(真)指令:告诉计算机如何操作以及做何种操作,用汇编语言编写的程序在此被称为应用程序,伪指令：告诉汇编程序在翻译应用程序时有何具体约定。伪指令不进行具体的操作，那是真指令的事。 比如：从何处开始，何处结束，某些编程者自己规定的表述代表什么意思,汇编程序的常用伪指令 P68,ORG addr16ASM51程序中一定要写！ 规定编译后的机器代码存放的起始位置。,END ASM51程序中一定要写！ 表示翻译到此结束，其后的任何内容不予理睬。,符号名称 EQU 表达式 将表达式的值赋予符号名称。程序中凡出现该符号名称就等同于该表达式。,$ “当前PC值”也叫位置计数器 代表正在执行的指令所在位置。,汇编程序的常用伪指令(续),符号名称 BIT 位地址 将位地址的值赋予符号名称。程序中凡出现该符号名称就代表该位地址。,DW 双字节数据或双字节数据组 将双字节数据或