MCS-51单片机的指令系统.ppt

本章内容,Single Chip Microcomputer,寻址方式,算术操作类指令,逻辑运算指令,数据传送类指令,控制转移类指令,第3章 MCS-51单片机的指令系统,位操作指令,指令系统单片机所能执行的命令（指令）的集合，就是他的指令系统。 汇编语言以助记符（用英文名称或缩写表示的指令）、符号地址、标号等书写程序的语言，称为汇编语言。 MCS-51指令系统 共111条基本指令； 单字节指令49条； 双字节45条； 三字节17条。 指令执行时间1个机器周期的指令64条； 2个机器周期的指令45条； 4个机器周期2条（乘、除）。,3.1 指令系统概述,3.2 指令格式,不同字节长度指令的表示形式：,指令的表示方法,指令的格式：,例如： MOV A，R0,例如：MOV A，30H,例如：MOV DPTR，#2010H,操作码用来规定指令进行什么操作。 操作数是指令操作的对象。,寄存器寻址,直接寻址,立即寻址方式,寄存器间接寻址,变址寻址,相对寻址,位寻址,寻址方式就是在指令中说明操作数所在地址的方法。 MCS-51单片机指令系统有7种寻址方式：,3.3 指令系统的寻址方式,目的地,1、寄存器寻址,寄存器,操作数,XXH,MOV A, Rn ；（Rn）A，n=07,R0-R7 A B DPTR,操作数在寄存器中，指定了寄存器就能得到操作数。 寻址范围32个工作寄存器，A、B累加器，数据指针寄存器DPTR。,目的地,2、直接寻址,内部RAM 或SFR区,操作数,XXH,MOV A, 20H; (20H)A,20H,注:寻址是寻操作数的“地址”!,指令中操作数在所给单元地址中，即该单元地址中的内容为操作数。 寻址范围内部低128个RAM单元； 特殊功能寄存器SFR。 注：对端口的寻址，两种表示方法 MOV A，80H 或 MOV A，P0,3、寄存器间接寻址,MOV A, Ri； (Ri) A, i=0，1,目的地,寄存器,操作数,3AH,内部RAM,3AH,65H,3AH,R0 R1 DPTR,寄存器中存放的是操作数的地址，即先从寄存器中找到操作数的地址，再按该地址找到操作数。,寻址范围 片内低128RAM单元，其通用形式为Ri MOV A， Ri 片外64kRAM，用DPTR作间址寄存器，即DPTR MOVX A，DPTR 片外低256B的RAM MOVX A，DPTR MOVX A，Ri,目的地,#XXH,操作数,MOV A, #40H; 40H A,#40H,4、立即数寻址,操作数在指令中直接给出，出现在指令中的操作数称为立即数。,MOVC A, A+DPTR MOVC A, A+PC JMP A+DPTR,目的地,寄存器,操作数,基址寄存器 0012H,变址寄存器 34H,程序存储器,0046H,65H,A,DPTR PC,0046H,5、基址寄存器加变址寄存器间接寻址,以DPTR或PC作基址寄存器，以A作变址寄存器，以两者内容相加形成的16位 地址作操作数的地址来 进行寻址的（多用于访 问数据表格）。 注：这种寻址方式 只用于读出程序存储 器中的数据到A；三条 指令均为单字节指令。 寻址范围:64KB,6、位寻址方式,1,0 0 0 0 0 0 0 0,想一想: 如果想使27H单元的D5位置1，该怎么办呢?,内部RAM,位寻址地址表,例：SETB 3DH,3D,3C,3B,3F,3E,3A,39,38,27H,SETB 3DH,0 0 0 0 0 0 0,1,0,内部RAM的位寻址的表示方法： 位地址，如 3DH； 单元地址加上位，如（27H）.5,特殊功能寄存器位寻址的表示方法： 位地址，如 0D5H （为PSW的位5的位地址）； 位名称，如 F0（PSW位5是F0标志位，可直接使用）； 单元地址加位数， 如 0D0H（PSW寄存器）的位5，表示为（0D0H）.5； 特殊功能寄存器符号加位数， 如 PSW.5 位寻址范围：128个内部RAM位地址，83个特殊功能寄存器位地址。,7、相对寻址,用于程序转移操作而设置的寻址方式。 相对转移指令多为2字节，个别为3字节。 指令中，给出的操作数是地址偏移量rel,因而目的地址为： 目的地址=转移指令所在的地址 + 转移指令的字节数 + rel 注：rel是带符号的8位二进制数补码数，表示范围为-128+127,目的地,XXH,操作数,SJMP 54H,PC+2,+,54H,PC,2000H,2000H+2 =2056H,PC,2056H,寻址比较,MOV A，R0,MOV A，R0,MOV A，20H,MOV A，#20H,MOV A，R0,寻址比较,MOV A，R0,MOV A，R0,MOV A，20H,MOV A，#20H,MOV A，R0,寻址比较,MOV A，R0,MOV A，R0,MOV A，20H,MOV A，#20H,MOV A，20H,寻址比较,MOV A，R0,MOV A，R0,MOV A，20H,MOV A，#20H,MOV A，#20H,3.4 MCS-51指令系统分类介绍,指令描述约定,MCS-51的指令,1 数据传送指令（29条） 2 算术运算指令（24条） 3 逻辑运算指令（24条） 4 控制转移指令（17条） 5 位操作指令（17条）,目的地址 源地址,数 据,MOV ,MOV A，#20H; 20HA,，,MOV,20H,A,3.4.1 数据传送指令（29条） 8位数据传送指令(15条) (1,2,3,4),例 MOV A，R6; （R6）A MOV A，R0； (R0)A MOV A，20H; （20H）A MOV 20H ，A; (A)20H,16位数据传送指令（1条） (5),MOV DPTR，#data16,外部数据传送指令(4条) (7),MOVX ,，,MOVX,交换和查表类指令(9条) (6,8,9,10,),，,A,XCH,1)字节交换指令(3条),2)低半字节交换指令(1条),XCHD A , Ri,（A）（Rn）， n=07,（A）（direct）,（A）(Ri)，i=0,1,(A)03(Rn)03， n=07,3)查表指令(2条,单字节),MOVC A , A+PC； (A)+PC+1)A,MOVC A , A+DPTR; (A)+(DPTR)A,4)堆栈操作指令(2条),PUSH direct; (SP)+1SP,(direct) SP PUSH A; (SP)+1SP,(A)SP (direct可以是直接地址，也可以是SFR）,POP direct; (SP) direct,(SP)-1 SP POP A; (SP)A, (SP)-1 SP,direct,3.4.2 算术操作类指令（24条） 1、加法指令（4条）,A ，,Rn,Ri,#data,ADD,（A）+（Rn）A， n=07,（A）+（direct）A,（A）+(Ri)A，i=0，1,（A）+ #dataA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响： 位7有进位，置1Cy，否则清0Cy； 位3有进位，置1Ac，否则清0Ac； 位6有进位，位7无进位，或，位7有进位，位6无进位，则OV置1，否则清0OV。,A,direct,A ，,Rn,Ri,#data,ADDC,2、带进位加法指令（4条）,（A）+（Rn）+CA， n=07,（A）+（direct）+CA,（A）+(Ri)+CA，i=0，1,（A）+ #data+CA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响： 位7有进位，置1Cy，否则清0Cy； 位3有进位，置1Ac，否则清0Ac； 位6有进位，位7无进位，或，位7有进位，位6无进位，则OV置1，否则清0OV。,A,3、加1减1指令 （3，6）,4、十进制（BCD码）调整指令(1条),DA A,注意：DA A指令只能跟在ADD或ADDC加法指令后，不适用于减法指令。,用于对BCD码十进制数加法运算结果的内容修正。,5、带借位的减法指令(4条),direct,A ，,Rn,Ri,#data,SUBB,（A）-（Rn）-CyA， n=07,（A）-（direct）-CyA,（A）-(Ri)-CyA，i=0，1,（A）- #data-CyA,PSW,加法指令A结果对标志位的影响： 位7有借位，置1Cy，否则清0Cy； 位3有借位，置1Ac，否则清0Ac； 位6有借位，位7无借位，或，位7有借位，位6无借位，则OV置1，否则清0OV。,7、乘法指令(1条),MUL AB； ABBA,8、除法指令(1条),DIV AB； A/BA（商），余数B,乘法指令中，乘积BA对标志位OV的影响： 积大于255，置1溢出标志位OV，否则清0OV位； 进位标志位Cy总是清0。,除法指令中，商、除数对标志位OV的影响： B的内容（除数）不为0，计算后，清0Cy和溢出标志位OV； 如除数（B的内容）为0，则存放结果的A、B的内容不定，并置1溢出标志位OV。,1、累加器A清0和取反指令,3.4.3 逻辑运算指令,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,A.0,A.7,CY,CY,RL A；左环移 RR A；右环移 RLC A；带进位左环移 RRC A；带进位右环移,注意:执行带进位的循环移位指令之前，必须给CY置位或清零。,2、循环移位指令（2、3、4、5）,3、累加器半字节交换指令,SWAP A； （Acc.7Acc.4) （Acc.3Acc.0),A,4、逻辑与指令（6条）,5、逻辑或指令（6条）,6、逻辑异或指令（6条）,PC高5位 (保持不变),PC低11位,操作码(第一字节),操作数(第二字节),11位转移地址的形成示意图,程序计数器PC,AJMP addr11 ； PC+2PC， addr11 PC.10PC.0,3.4.4 控制转移类指令 1、无条件转移指令,PC,2002H,2003H,0000H,0001H,2004H,2005H,2006H,PC,PC,PC,2006H,2003H,PC,0002H,PC,2、相对转移指令,SJMP rel；rel为相对偏移量，在128-127之间 例： SJMP 03H,03H就是当前PC值 与目的PC值相对差,PC,注：在编写程序时，只需在相对转移指令中直接写上要转向的目标地址标号即可。,例： LOOP: MOV A,R6 SJMP LOOP,3、长跳转指令 LJMP addr16 ； AAAAHPC,PC=0000H,PC=AAAAH,假设执行该指令前，PC的值为0000H。,注意:该指令可以转移到64 KB程序存储器中的任意位置。,4、间接跳转指令,JMP A+DPTR；DPTR内容为基址，A内容为变址。,注：本指令不改变A和DPTR的内容，不影响标志位。,5、条件转移指令,6、比较不相等转移指令(4条),7、减1非零转移指令(2条),条件转移类指令范例方案一,还有什么方法实现循环的终止?,将00H0FH这16个数顺序地置入片内RAM20H2FH单元中。 MOV R0，#20H MOV R7，#0FH CLR A LOOP：MOV R0，A INC A INC R0 DJNZ R7，LOOP SJMP $,条件转移类指令范例方案二,MOV R0，#20H MOV R7，#0FH CLR A LOOP：MOV R0，A INC A INC R0 CJNE A，#0FH，LOOP SJMP $,条件转移类指令范例方案三,MOV R0，#20H MOV A，#0FH MOV 30H，#00H LOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 DEC A JNZ LOOP SJMP $,条件转移类指令范例方案四,MOV R0，#20H MOV A，#0FH MOV 30H，#00H LOOP：MOV R0，30H INC 30H INC R0 SUBB A，#01H JNC LOOP SJMP $,8、调用子程序指令 1)短调用指令,2)长调用指令,9、子程序的返回和中断返回指令（9、10),10、空操作 （11）,3.4.5 位操作指令,RAM 位寻址区位地址表,1.数据位传送指令,注：指令中一个操作数必须是进位标志位，另一个可以是任何直接寻址位。,2.位置位和位清零指令,3.位变量逻辑与指令,4.位变量逻辑或指令,5.条件转移类位操作指令,练习1,设内部RAM中33H单元中内容为44H，34H单元中内容为0AFH，R0中内容为33H，R1中内容为00H，给出以下每一条指令执行后A中的值和PSW中P的值。 MOV A, #34H MOV A, 34H MOV A, R1 MOV A,R0 注意：对PSW中P标志的影响。