單片機指令系統(tǒng)2

1、 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 MCS-51 MCS-51單片機指令系統(tǒng)單片機指令系統(tǒng) 1 MCS-51單片機指令系統(tǒng)概單片機指令系統(tǒng)概述述2 尋址方式尋址方式3 數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送類指令4 算術運算類指令算術運算類指令5 邏輯運算及移位指令邏輯運算及移位指令6 控制轉移類指令控制轉移類指令7 子程序調用與返回指令子程序調用與返回指令8 位操作類指令位操作類指令 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序1 MCS-51單片機指令系統(tǒng)概述單片機指令系統(tǒng)概述1.1 指令、指令系統(tǒng)的概念指令、指令系統(tǒng)的概念 指令是使計算機內部執(zhí)行的一種操作，提供給用戶指令是使計算機內部執(zhí)行的一種操作

2、，提供給用戶編程使用的一種命令。由構成計算機的電子器件特性所編程使用的一種命令。由構成計算機的電子器件特性所決定，計算機只能識別二進制代碼。以二進制代碼來描決定，計算機只能識別二進制代碼。以二進制代碼來描述指令功能的語言，稱之為機器語言。由于機器語言不述指令功能的語言，稱之為機器語言。由于機器語言不便被人們識別、記憶、理解和使用，因此給每條機器語便被人們識別、記憶、理解和使用，因此給每條機器語言指令賦予助記符號來表示，這就形成了匯編語言。也言指令賦予助記符號來表示，這就形成了匯編語言。也就是說，匯編語言是便于人們識別、記憶、理解和使用就是說，匯編語言是便于人們識別、記憶、理解和使用的一種指令形

3、式，它和機器語言指令一一對應，也是由的一種指令形式，它和機器語言指令一一對應，也是由計算機的硬件特性所決定的。計算機的硬件特性所決定的。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 計算機能夠執(zhí)行的全部操作所對應的指令集合，稱為這種計算機的指令系統(tǒng)。從指令是反響計算機內部的一種操作來看，指令系統(tǒng)全面展示出了計算機的操作功能，也就是它的工作原理；從用戶使用的角度來看，指令系統(tǒng)是提供給用戶使用計算機功能的軟件資源。要讓計算機處理問題，首先要編寫程序。編寫程序實際上是從指令系統(tǒng)中挑選一個指令子集的過程。因此，學習指令系統(tǒng)既要從編程使用的角度掌握指令的使用格式及每條指令的功能；又要掌握每條指令在計算機內

4、部的微觀操作過程，即工作原理，從而進一步加深對硬件組成原理的理解。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 指令一般有功能、時間和空間三種屬性。功能屬性是指每條指令都對應一個特定的操作功能；時間屬性是指一條指令執(zhí)行所用的時間，一般用機器周期來表示；空間屬性是指一條指令在程序存儲器中存儲所占用的字節(jié)數(shù)。這三種屬性在使用中最重要的是功能，但時間、空間屬性在有些場合也要用到。如一些實時控制應用程序中，有時需要計算一個程序段確實切執(zhí)行時間或編寫軟件延時程序，都要用到每條指令的時間屬性；在程序存儲器的空間設計，或相對轉移指令的偏移量計算時就要用到指令的空間屬性。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程

5、序 指令的描述形式有兩種：機器語言形式和匯編語言形式?，F(xiàn)在描述計算機指令系統(tǒng)及實際應用中主要采用匯編語言形式。采用機器語言編寫的程序稱之為目標程序。采用匯編語言編寫的程序稱之為源程序。計算機能夠直接識別并執(zhí)行的只有機器語言。匯編語言程序不能被計算機直接識別并執(zhí)行，必須經過一個中間環(huán)節(jié)把它翻譯成機器語言程序，這個中間過程叫做匯編。匯編有兩種方式：機器匯編和手工匯編。機器匯編是用專門的匯編程序，在計算機上進行翻譯；手工匯編是編程員把匯編語言指令逐條翻譯成機器語言指令?，F(xiàn)在主要使用機器匯編，但有時也用到手工匯編。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序1.2 MCS-51單片機指令系統(tǒng)及其指令格式

6、單片機指令系統(tǒng)及其指令格式 MCS-51單片機指令系統(tǒng)具有功能強、指令短、執(zhí)行快等特點，共有111條指令。從功能上可劃分成數(shù)據(jù)傳送、算術操作、邏輯操作、程序轉移位操作等五大類；從空間屬性上分為單字節(jié)指令(49條)、雙字節(jié)指令(46條)和最長的三字節(jié)指令(只有16條)。從時間屬性上可分成單機器周期指令(64條)、雙機器周期指令(45條)和只有乘、除法兩條4個機器周期的指令?？梢姡琈CS-51單片機指令系統(tǒng)在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 指令系統(tǒng)中的指令描述了不同的操作，不同操作對應不同的指令。但結構上，每條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩局部組成。操

7、作碼表示計算機執(zhí)行該指令將進行何種操作，操作數(shù)表示參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地址。MCS-51單片機的指令有無操作數(shù)、單操作數(shù)、雙操作數(shù)三種情況。匯編語言指令有如下的格式： 標號： 操作碼助記符 目的操作數(shù)，源操作數(shù) ；注釋 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 指令系統(tǒng)中的指令描述了不同的操作，不同操作對應不同的指令。但結構上，每條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩局部組成。操作碼表示計算機執(zhí)行該指令將進行何種操作，操作數(shù)表示參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地址。MCS-51單片機的指令有無操作數(shù)、單操作數(shù)、雙操作數(shù)三種情況。匯編語言指令有如下的格式： 標號： 操作碼助記符 目的操作數(shù)，源

8、操作數(shù) ；注釋 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 為便于后面的學習，在這里先對描述指令的一些符號的約定意義作以說明： (1) Ri和Rn：表示當前工作存放器區(qū)中的工作存放器，i取0或1，表示R0或R1。n取07，表示R0R7。 (2) #data：表示包含在指令中的8位立即數(shù)。 (3) #data16：表示包含在指令中的16位立即數(shù)。 (4) rel：以補碼形式表示的8位相對偏移量，范圍為-128127，主要用在相對尋址的指令中。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 (5) addr16和addr11：分別表示16位直接地址和11位直接地址。 (6) direct：表示直接尋址的

9、地址。 (7) bit：表示可位尋址的直接位地址。 (8) (X)：表示X單元中的內容。 (9) (X)：表示以X單元的內容為地址的存儲器單元內容，即(X)作地址，該地址單元的內容用(X)表示。 (10) / 和符號：“/表示對該位操作數(shù)取反，但不影響該位的原值?！氨硎静僮髁鞒蹋瑢⒓惨环降膬热菟腿爰^所指另一方的單元中去。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2 尋尋 址址 方方 式式2.1 立即尋址立即尋址 操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中，緊跟在操作碼的后面，作為指令操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中，緊跟在操作碼的后面，作為指令的一局部與操作碼一起存放在程序存儲器中，可以立即得到并執(zhí)的一局部與操作碼一起

10、存放在程序存儲器中，可以立即得到并執(zhí)行，不需要經過別的途徑去尋找，故稱為立即尋址。匯編指令中，行，不需要經過別的途徑去尋找，故稱為立即尋址。匯編指令中，在一個數(shù)的前面冠以在一個數(shù)的前面冠以#符號作前綴，就表示該數(shù)為立即尋址。符號作前綴，就表示該數(shù)為立即尋址。 例如：例如：MOVA，#30H指令中指令中30H就是立即數(shù)。這一條指令就是立即數(shù)。這一條指令的功能是執(zhí)行將立即數(shù)的功能是執(zhí)行將立即數(shù)30H傳送到累加器傳送到累加器A中的操作。該指令操中的操作。該指令操作碼的機器代碼為作碼的機器代碼為74H，占用一個字節(jié)存儲單元，立即數(shù)，占用一個字節(jié)存儲單元，立即數(shù)30H存存放在緊跟在其后的一個字節(jié)存儲單元

11、，成為指令代碼的一局部。放在緊跟在其后的一個字節(jié)存儲單元，成為指令代碼的一局部。整條指令的機器碼為整條指令的機器碼為74H 30H。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2.2 存放器尋址存放器尋址 在指令選定的某存放器中存放或讀取操作數(shù)，以完成指令規(guī)在指令選定的某存放器中存放或讀取操作數(shù)，以完成指令規(guī)定的操作，稱為存放器尋址。定的操作，稱為存放器尋址。 例如：例如：MOVA，R0指令中源操作數(shù)和目的操作數(shù)都是存放指令中源操作數(shù)和目的操作數(shù)都是存放器尋址。該指令的功能是把工作存放器器尋址。該指令的功能是把工作存放器R0中的內容傳送到累加器中的內容傳送到累加器A中，如中，如R0中的內容為中的

12、內容為30H，那么執(zhí)行該指令后，那么執(zhí)行該指令后A的內容也為的內容也為30H。 存放器尋址按所選定的工作存放器存放器尋址按所選定的工作存放器R0R7進行操作，指令機進行操作，指令機器碼的低器碼的低3位的八種組合位的八種組合000，001，110，111分別指明所用的分別指明所用的工作存放器工作存放器R0，R1，R6，R7。如：。如：MOV A，Rn(n=07)，這，這8條指令對應的機器碼分別為條指令對應的機器碼分別為E8HEFH。 在匯編指令中，累加器在匯編指令中，累加器A作為存放器尋址的操作數(shù)，但在機器作為存放器尋址的操作數(shù)，但在機器碼中無需指明，它由操作碼隱含。碼中無需指明，它由操作碼隱含

13、。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2.3 存放器間接尋址存放器間接尋址 由指令指出某一存放器的內容作為操作數(shù)地址的尋由指令指出某一存放器的內容作為操作數(shù)地址的尋址方法，稱為存放器間接尋址。這里需要強調的是：存址方法，稱為存放器間接尋址。這里需要強調的是：存放器中的內容不是操作數(shù)本身，而是操作數(shù)的地址，到放器中的內容不是操作數(shù)本身，而是操作數(shù)的地址，到該地址單元中才能得到操作數(shù)。存放器起地址指針的作該地址單元中才能得到操作數(shù)。存放器起地址指針的作用。用。 例如：例如：MOV A，R1指令的源操作數(shù)是存放器間接指令的源操作數(shù)是存放器間接尋址。該指令的功能是將以工作存放器尋址。該指令的功能

14、是將以工作存放器R1中的內容為地中的內容為地址的片內址的片內RAM單元的數(shù)據(jù)傳送到單元的數(shù)據(jù)傳送到A中去。例如：假設中去。例如：假設R1中的內容為中的內容為80H，片內，片內RAM地址為地址為80H的單元中的內容的單元中的內容為為2FH，那么執(zhí)行該指令后，片內，那么執(zhí)行該指令后，片內RAM 80H單元的內容單元的內容2FH被送到被送到A中。存放器間接尋址示意圖如圖中。存放器間接尋址示意圖如圖3.1所示。所示。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序圖1 存放器間接尋址示意圖 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2.4 直接尋址直接尋址 指令中直接給出操作數(shù)所在的存儲器地址，以供取數(shù)或存數(shù)

15、的尋址方式稱為直接尋址。 例如：MOV A，40H指令中的源操作數(shù)就是直接尋址，40H為操作數(shù)的地址。該指令的功能是把片內RAM地址為40H單元的內容送到A中。該指令的機器碼為E5H 40H，8位直接地址在指令操作碼中占一個字節(jié)。 MCS-51系列單片機的直接尋址可用于訪問片內、外數(shù)據(jù)存儲器，也可用于訪問程序存儲器。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 直接尋址可訪問片內RAM的低128個單元(00H7FH)，同時也是用于訪問高128個單元的特殊功能存放器SFR的唯一方法。由于52子系列的片內RAM有256個單元，其高128個單元與SFR的地址是重疊的。為了防止混亂，單片機規(guī)定：直接尋址

16、的指令不能訪問片內RAM的高128個單元(80HFFH)，假設要訪問這些單元只能用存放器間接尋址指令，而要訪問SFR只能用直接尋址指令。另外，訪問SFR可在指令中直接使用該存放器的名字來代替地址，如MOV A，80H，可以寫成MOV A，P0，因為P0口的地址為80H。 直接尋址訪問程序存儲器的轉移、調用指令中直接給出了程序存儲器的地址，執(zhí)行這些指令后，程序計數(shù)器PC的內容將更換為指令直接給出的地址，機器將改為訪問以所給地址為起始地址的存儲區(qū)間，取指令(或取數(shù))，并依次執(zhí)行。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2.5 變址尋址變址尋址圖2 變址尋址示意圖 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編

17、語言程序2.6 相對尋址相對尋址 相對尋址是以當前程序計數(shù)器相對尋址是以當前程序計數(shù)器PC值加上指令中給出值加上指令中給出的偏移量的偏移量rel，而構成實際操作數(shù)地址的尋址方法。它用，而構成實際操作數(shù)地址的尋址方法。它用于訪問程序存儲器，常出現(xiàn)在相對轉移指令中。于訪問程序存儲器，常出現(xiàn)在相對轉移指令中。 在使用相對尋址時要注意以下兩點：在使用相對尋址時要注意以下兩點： (1) 當前當前PC值是指相對轉移指令的存儲地址加上該值是指相對轉移指令的存儲地址加上該指令的字節(jié)數(shù)。例如：指令的字節(jié)數(shù)。例如：JZ rel 是一條累加器是一條累加器A為零就轉為零就轉移的雙字節(jié)指令。假設該指令的存儲地址為移的雙

18、字節(jié)指令。假設該指令的存儲地址為2050H，那，那么執(zhí)行該指令時的當前么執(zhí)行該指令時的當前PC值即為值即為2052H。即當前。即當前PC值值是對相對轉移指令取指結束時的值。是對相對轉移指令取指結束時的值。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 (2) 偏移量rel是有符號的單字節(jié)數(shù)。以補碼表示，其值的范圍是-128+127(00HFFH)，負數(shù)表示從當前地址向前轉移，正數(shù)表示從當前地址向后轉移。所以，相對轉移指令滿足條件后，轉移的地址(目的地址)為： 目的地址=當前PC值+rel = 指令存儲地址+指令字節(jié)數(shù)+rel MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2.7 位尋址位尋址 位尋址是在

19、位操作指令中直接給出位操作數(shù)的地位尋址是在位操作指令中直接給出位操作數(shù)的地址，可以對片內址，可以對片內RAM中的中的128位和特殊功能存放器位和特殊功能存放器SFR中的中的93位進行尋址。位進行尋址。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序3 數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送類指令 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序3.1 訪問片內數(shù)據(jù)存儲器的一般數(shù)據(jù)傳送指令訪問片內數(shù)據(jù)存儲器的一般數(shù)據(jù)傳送指令 該類指令的功能是實現(xiàn)數(shù)在片內該類指令的功能是實現(xiàn)數(shù)在片內RAM單元之間、存放器之單元之間、存放器之間、存放器與間、存放器與RAM單元之間的傳送。所有指令具有統(tǒng)一的格式，單元之間的傳送。所有指令具有統(tǒng)一的

20、格式，其格式如下：其格式如下： MOV ，；目的操作數(shù)單元；目的操作數(shù)單元源操源操作數(shù)作數(shù)(或單元或單元) 操作碼助記符都是操作碼助記符都是MOV，目的操作數(shù)和源操作數(shù)不同尋，目的操作數(shù)和源操作數(shù)不同尋址方式的組合就派生出該類的全部指令。因此，記憶這類指令的址方式的組合就派生出該類的全部指令。因此，記憶這類指令的關鍵在于掌握兩個操作數(shù)的各種尋址方式的組合關系。關鍵在于掌握兩個操作數(shù)的各種尋址方式的組合關系。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序圖3 訪問片內RAM的一般傳送指令操作關系圖 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序表表1 訪問片內訪問片內RAM的一般傳送指令表的一般傳送指令表

21、 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例1 設內部RAM(30H)=40H，(40H)=10H，(10H)=00H(P1)=CAH，分析以下程序執(zhí)行后各單元及存放器、P2口的內容。MOV R0，#30H；(R0)30HMOV A，R0；(A)(R0)MOV R1，A；(R1)(A)MOV B，R1；(B)(R1)MOV R1，P1；(R1)(P1)MOV P2，P1；(P2)(P1)MOV 10H，#20H；(10H)20H 執(zhí)行上述指令后的結果為：(R0)=30H，(R1)=(A)=40H，(B)=10H，(40H)=(P1)=(P2)=CAH

22、，(10H)=20H。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序3.2 片內特殊傳送指令片內特殊傳送指令 1堆棧操作指令堆棧操作指令 堆棧操作有進棧和出棧，即壓入和彈出數(shù)據(jù)，常用堆棧操作有進棧和出棧，即壓入和彈出數(shù)據(jù)，常用于保存或恢復現(xiàn)場。進棧指令用于保存片內于保存或恢復現(xiàn)場。進棧指令用于保存片內RAM單元單元(低低128字節(jié)字節(jié))或特殊功能存放器或特殊功能存放器SFR的內容；出棧指令用的內容；出棧指令用于恢復片內于恢復片內RAM單元單元(低低128字節(jié)字節(jié))或特殊功能存放器或特殊功能存放器SFR的內容。的內容。 該類指令共有如下兩條指令：該類指令共有如下兩條指令： MCS-51單片機指令系統(tǒng)

23、和匯編語言程序(SP)(SP)-1 修改指針，指向新棧頂 (direct)(SP) 把棧頂?shù)臄?shù)據(jù)彈出到直接尋址單元中去 PUSH direct ； POP direct ； (SP)direct 把直接地址單元的內容壓入SP所指單元內 (SP)(SP)+ 1 修改指針，使其指向棧頂上的一個存數(shù)單元 這兩條指令都是雙字節(jié)指令，機器碼分別為：C0 direct 和D0 direct。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例2 假設在外部程序存儲器中2000H單元開始依次存放09的平方值，數(shù)據(jù)指針(DPTR)=3A00H，用查表指令取得2003H單元的數(shù)據(jù)后，要求保持DPTR中的內容不變。完成

24、上述功能的程序如下：MOV A，#03H；(A)03HPUSH DPH；保護DPTR高8位入棧PUSH DPL；保護DPTR低8位入棧MOV DPTR，#2000H；(DPTR)2000HMOVC A，A+DPTR；(A)(2000H+03H)POP DPL ；彈出DPTR低位POP DPH ；彈出DPTR高位執(zhí)行結果：(A)09H，(DPTR)=3A00H。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 2數(shù)據(jù)交換指令數(shù)據(jù)交換指令 數(shù)據(jù)傳送指令一般都是將操作數(shù)自源地址單元傳送到目數(shù)據(jù)傳送指令一般都是將操作數(shù)自源地址單元傳送到目的地址單元，指令執(zhí)行后，源地址單元的操作數(shù)不變，目的的地址單元，指令執(zhí)

25、行后，源地址單元的操作數(shù)不變，目的地址單元的操作數(shù)那么修改為源地址單元的操作數(shù)。交換指地址單元的操作數(shù)那么修改為源地址單元的操作數(shù)。交換指令數(shù)據(jù)作雙向傳送，涉及傳送的雙方互為源地址、目的地址，令數(shù)據(jù)作雙向傳送，涉及傳送的雙方互為源地址、目的地址，指令執(zhí)行后每方的操作數(shù)都修改為另一方的操作數(shù)。因此，指令執(zhí)行后每方的操作數(shù)都修改為另一方的操作數(shù)。因此，兩操作數(shù)均未沖掉、喪失。數(shù)據(jù)交換指令共有如下兩操作數(shù)均未沖掉、喪失。數(shù)據(jù)交換指令共有如下5條指令：條指令： MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序例例3 設設(R0) = 30H，(30H) = 4AH，(

26、A) = 28H，那么，那么執(zhí)行執(zhí)行XCH A， R0后，結果為后，結果為(A) = 4AH，(30H) = 28H。執(zhí)行執(zhí)行XCHD A，R0后，結果為后，結果為(A) = 2AH，(30H) = 48H。執(zhí)行執(zhí)行SWAP A后，結果為后，結果為(A) = 82H。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序3.3 片外數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)傳送指令片外數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)傳送指令 MCS-51單片機單片機CPU對片外擴展的數(shù)據(jù)存儲器對片外擴展的數(shù)據(jù)存儲器RAM或或I/O口進口進行數(shù)據(jù)傳送，必須采用存放器間接尋址的方法，通過累加器行數(shù)據(jù)傳送，必須采用存放器間接尋址的方法，通過累加器A來來完成。這類指令共有以

27、下條單字節(jié)指令，指令操作碼助記符都完成。這類指令共有以下條單字節(jié)指令，指令操作碼助記符都為為MOVX。指令助記符指令助記符 操作功能注釋操作功能注釋 機器碼機器碼(H)MOVX A，DPTR ； (A)(DPTR) E6MOVX A，Ri ； (A)(Ri) E2、E3MOVX DPTR ，A ； (DPTR)(A) F0MOVX Ri，A ； (Ri)(A) F2、F3 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序例例4 設外部RAM(0203H)= FFH，分析以下指令執(zhí)行后的結果。MOV DPTR，#0203H ；(DPTR)0203HMOVX A，DPTR ；(A)(DPTR)MOV 30

28、H，A ；(30H)(A)MOV A，#0FH ；(A)0FHMOVX DPTR，A ；(DPTR)(A)執(zhí)行結果為：(DPTR)=0203H，(30H)=FFH，(0203H)=(A)=0FH。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序3.4 訪問程序存儲器的數(shù)據(jù)傳送指令訪問程序存儲器的數(shù)據(jù)傳送指令 訪問程序存儲器的數(shù)據(jù)傳送指令又稱作查表指令，采用基址訪問程序存儲器的數(shù)據(jù)傳送指令又稱作查表指令，采用基址存放器加變址存放器間接尋址方式，把程序存儲器中存放的表存放器加變址存放器間接尋址方式，把程序存儲器中存放的表格數(shù)據(jù)讀出，傳送到累加器格數(shù)據(jù)讀出，傳送到累加器A。共有如下兩條單字節(jié)指令，指令。共

29、有如下兩條單字節(jié)指令，指令操作碼助記符為操作碼助記符為MOVC。指令助記符指令助記符 操作功能注釋操作功能注釋 機器碼機器碼(H)MOVC A， A+DPTR ；(A)(A)+(DPTR) 93MOVC A， A+PC ；(PC)(PC)+1，(A)(A)+(PC) 83 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 前一條指令采用DPTR作基址存放器，因此可以很方便地把一個16位地址送到DPTR，實現(xiàn)在整個64 KB程序存儲器單元到累加器A的數(shù)據(jù)傳送。即數(shù)據(jù)表格可以存放在程序存儲器64 KB地址范圍的任何地方。 后一條指令以PC作為基址存放器，CPU取完該指令操作碼時PC會自動加1，指向下一條指

30、令的第一個字節(jié)地址，即此時是用(PC)+1作為基址的。另外，由于累加器A中的內容為8位無符號數(shù)，這就使得本指令查表范圍只能在256個字節(jié)范圍內(即(PC)+1H(PC)+100H)，使表格地址空間分配受到限制。同時編程時還需要進行偏移量的計算，即MOVC A，A+PC指令所在地址與表格存放首地址間的距離字節(jié)數(shù)的計算，并需要一條加法指令進行地址調整。偏移量計算公式為：偏移量 = 表首地址-(MOVC指令所在地址+1) MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例5 從片外程序存儲器2000H單元開始存放09的平方值，以PC作為基址存放器進行查表得9的平方值。設MOVC指令所在地址(PC)=1FF

31、0H.那么偏移量=2000H-(1FF0H+1)=0FH。 相應的程序如下：MOV A，#09H ；(A)09HADD A，#0FH ；用加法指令進行地址調整MOVC A，A+PC ；(A)(A)+(PC)+1)執(zhí)行結果為：(PC)=1FF1H，(A)=51H。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序如果用以DPTR為基址存放器的查表指令，其程序如下：MOV DPTR， 2000H；置表首地址MOV A, 09HMOVC A, A+DPTR MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序4 算術運算類指令算術運算類指令4.1 加、減法指令加、減法指令圖4 加減法指令形式結構圖(a) 加減法指令關系

32、圖；(b) 加1、減1指令關系圖 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序表表2 加減法指令表加減法指令表 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例6 設(A) = 49H，(R0)=6BH，分析執(zhí)行指令ADD A，R0后的結果。 結果為：(A)=B4H，OV=1，CY=0，AC=1，P=0。 例例7 設(A)=C3H，數(shù)據(jù)指針低位(DPL)=ABH，CY=1，分析執(zhí)行指令ADDC A，DPL后的結果。 結果為：(A)=6FH，CY=1，AC=0，P=0。 例例8 設 (A) = 52H，(R0)=B4H，分析執(zhí)行如下指令后的結果 CLR C ；是位操作指令，是進位位清零 SUBB A，

33、R0 結果為：(A)=9EH，CY=1，AC=0，OV=1，P=1。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例9 設設 (R0) = 7EH，(7EH)=FFH，(7FH)=38H，(DPTR)=10FEH，分析逐條執(zhí)行以下指令后各單元的內容。，分析逐條執(zhí)行以下指令后各單元的內容。INC R0 ；使；使7EH單元內容由單元內容由FFH變?yōu)樽優(yōu)?0HINC R0 ；使；使R0的內容由的內容由7EH變?yōu)樽優(yōu)?FHINC R0 ；使；使7FH單元內容由單元內容由38H變?yōu)樽優(yōu)?9HINC DPTR ；使；使DPL為為FFH，DPH不變不變INC DPTR ；使；使DPL為為00H，DPH為為1

34、1HINC DPTR ；使；使DPL為為01H，DPH不變不變 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序4.2 十進制調整指令十進制調整指令若(A)309或(AC)=1，則(A)30(A)30+06H若(A)749或(CY)=1，則(A)74(A)74+06HDA A ； 假設AC=1，CY=1同時發(fā)生，或者高4位雖等于9但低4位修正后有進位，那么A應加66H修正。 十進制調整指令是一條對二-十進制的加法進行調整的指令。它是一條單字節(jié)指令，機器碼為D4H。兩個壓縮BCD碼按二進制相加，必須在加法指令ADD、ADDC后，經過本指令調整后才能得到正確的壓縮BCD碼和數(shù)，實現(xiàn)十進制的加法運算。 MC

35、S-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例10 對BCD碼加法65 + 58DBH，進行十進制調整。 參考程序如下：MOV A，#65H ；(A)65ADD A，#58H ；(A)(A)+58DA A ；十進制調整 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 使用時應注意：DA指令指令不能對減法不能對減法進行十進制調整。做減進行十進制調整。做減法運算時，可采用法運算時，可采用十進制補碼相加十進制補碼相加，然后用，然后用 DA A指令進行調指令進行調整。整。例如: 70 - 20 = 70 + 20補 = 70 +(100 - 20)= 70 + 80 = 1 50 機內十進制補碼可采用：x補 =

36、 9AH - x 。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例11 設片內RAM 30H，31H單元中分別存放著兩位BCD碼表示的被減數(shù)和減數(shù)，兩數(shù)相減的差仍以BCD碼的形式存放在32H單元中。可用下面的程序實現(xiàn)：CLR CMOV A，#9AHSUBB A，31H ；求減數(shù)的十進制補碼ADD A，30H ；作十進制補碼加法DA A ；進行BCD調整MOV 32H，A ；將BCD碼的差送存32H單元 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序4.3 乘、除法指令乘、除法指令MUL AB；(B)(A)(B)158(A)(A)(B)70CY0機器碼：A4H 乘法指令的功能是把累加器A和存放器B中

37、的兩個8位無符號數(shù)相乘，將乘積16位數(shù)中的低8位存放在A中，高8位存放在B中。假設乘積大于FFH(255)，那么溢出標志OV置1，否那么OV清零。乘法指令執(zhí)行后進位標志CY總是零，即CY=0。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序2除法指令除法指令DIV AB；(A)(A)(B)之商，(B)(A)(B)之余數(shù)(CY)0，(OV)0機器碼：84H 除法指令的功能是把累加器A中的8位無符號整數(shù)除以存放器B中的8位無符號整數(shù)，所得商存于累加器A中，余數(shù)存于存放器B中，進位標志位CY和溢出標志位OV均被清零。假設B(除數(shù))中的內容為0時，溢出標志OV被置1，即OV=1，而CY仍為0。 MCS-51

38、單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序5 邏輯運算及移位指令邏輯運算及移位指令圖5 邏輯指令形式結構圖 與加、減法指令尋址方式相同的邏輯指令；(b) 與加、減法指令尋址方式不同的邏輯指令 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序表表3 邏輯操作指令表邏輯操作指令表 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序表表3 邏輯操作指令表邏輯操作指令表 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例12 (P1)=C5H=11000101B，屏蔽，屏蔽P1口高口高4位而保存低位而保存低4位。位。 執(zhí)行指令：執(zhí)行指令：ANL P1，#0FH 結果為：結果為：(P1)=05H=00000101B。 邏輯邏輯“或指令常用

39、來使字節(jié)中某些位置或指令常用來使字節(jié)中某些位置“1，其它位，其它位保持不變。那么欲置位的位用保持不變。那么欲置位的位用1與該位相或，保存不變的位與該位相或，保存不變的位用用0 與該位相或。與該位相或。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例13 假設假設(A)=C0H，(R0)=3FH，(3FH)=0FH, 執(zhí)行指令：執(zhí)行指令：ORL A，R0 結果為：結果為：(A)=CFH=11001111B。 邏輯邏輯異或異或指令常用來使字節(jié)中某些位進行取反操作，其指令常用來使字節(jié)中某些位進行取反操作，其它位保持不變。欲某位取反該位與它位保持不變。欲某位取反該位與1相異或；欲某位保存那相異或；欲某

40、位保存那么該位與么該位與0 相異或。還可利用異或指令對某單元自身異或，相異或。還可利用異或指令對某單元自身異或，以實現(xiàn)清零操作。以實現(xiàn)清零操作。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例例14 假設假設(A)=B5H=10110101B，執(zhí)行以下操作：，執(zhí)行以下操作： XRL A，#0F0H ； A的高的高4位取反，低位取反，低4位保存，位保存， (A)=01000101B=45H MOV 30H，A ；(30H)=45H XRL A，30H ；自身異或使；自身異或使A清零清零 用移位指令還可以實現(xiàn)算術運算，左移一位相當于原內容用移位指令還可以實現(xiàn)算術運算，左移一位相當于原內容乘以乘以2，

41、右移一位相當于原內容除以，右移一位相當于原內容除以2，但這種運算關系只對某，但這種運算關系只對某些數(shù)成立些數(shù)成立(請讀者自行思考請讀者自行思考)。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序例例15 設設(A)=5AH=90，且，且CY=0，那么，那么執(zhí)行指令執(zhí)行指令RL A后，后，(A)=B4H=180。執(zhí)行指令執(zhí)行指令 RR A后，后，(A)=2DH=45。執(zhí)行指令執(zhí)行指令 RLC A后，后，(A)=B4H=180。執(zhí)行指令執(zhí)行指令 RRC A后，后，(A)=2DH=45。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序6 控制轉移類指令控制轉移類指令6.1 無條件轉移指令無條件轉移指令表4 無條

42、件轉移指令 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 1LJMP(長轉指令長轉指令) LJMP指令執(zhí)行后，程序無條件地轉向16位目標地址(addr16)處執(zhí)行，不影響標志位。由于指令中提供16位目標地址，所以執(zhí)行這條指令可以使程序從當前地址轉移到64 KB程序存儲器地址空間的任意地址，故得名為長轉移。該指令的缺點是執(zhí)行時間長，字節(jié)多。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 2AJMP(絕對轉移指令絕對轉移指令) AJMP的機器碼是由的機器碼是由11位直接地址位直接地址addr11和指令操作碼和指令操作碼00001，按以下分布組成的：，按以下分布組成的： a10 a9 a8 0 0 0 0

43、1 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 該指令執(zhí)行后，程序轉移的目的地址是由AJMP指令所在位置的地址PC值加上該指令字節(jié)數(shù)2，構成當前PC值。取當前PC值的高5位與指令中提供的11位直接地址形成轉移的目的地址，即 PC15 PC14 PC13 PC12 PC11a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0轉移目的地址轉移目的地址(PC) MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 由于11位地址的范圍是，即2 KB范圍，而目的地址的高5位是由PC當前值，所以程序可轉移的位置只能是和PC當前值在同一2 KB范圍內。本指令轉移可以向前也可以向后，指令執(zhí)行后不影響狀

44、態(tài)標志位。 例如：假設AJMP指令地址(PC)=2300H。執(zhí)行指令AJMP 0FFH后，結果為：轉移目的地址(PC)=20FFH，程序向前轉到20FFH單元開始執(zhí)行。 又如：假設AJMP指令地址(PC)=2FFFH。執(zhí)行指令AJMP 0FFH后，結果為：轉移目的地址(PC)=30FFH，程序向后轉到30FFH單元開始執(zhí)行。 由上可見：假設addr11相同，那么AJMP指令的機器碼相同，但轉移的目的地址卻可能不同，這是因為轉移的目的地址是由PC當前值的高5位與addr11共同決定的。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 3SJMP(相對短轉指令相對短轉指令) 指令的操作數(shù)指令的操作數(shù)re

45、l用用8位帶符號數(shù)補碼表示，占指令的一個字位帶符號數(shù)補碼表示，占指令的一個字節(jié)。因為節(jié)。因為8位補碼的取值范圍為位補碼的取值范圍為-128+127，所以該指令的轉移，所以該指令的轉移范圍是：相對范圍是：相對PC當前值向前轉當前值向前轉128字節(jié)，向后轉字節(jié)，向后轉127字節(jié)。即字節(jié)。即轉移目的地址轉移目的地址= SJMP指令所在地址指令所在地址+2+rel 如在如在2100H單元有單元有SJMP指令，假設指令，假設rel = 5AH(正數(shù)正數(shù))，那么，那么轉移目的地址為轉移目的地址為215CH(向后轉向后轉)；假設；假設rel = F0H(負數(shù)負數(shù))，那么轉，那么轉移目的地址為移目的地址為20

46、F2H(向前轉向前轉)。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 用匯編語言編程時，指令中的相對地址rel往往用欲轉移至的地址的標號(符號地址)表示。機器匯編時，能自動算出相對地址值；但手工匯編時，需自己計算相對地址值rel。rel的計算公式如下： 向前轉移：rel = FEH - (SJMP指令地址與目的地址差的絕對值) 向后轉移：rel = FEH - (SJMP指令地址與目的地址差的絕對值) -2 假設rel = FEH，即目的地址就是SJMP指令的地址，在匯編指令中的偏移地址可用 $ 符號表示。假設在程序的末尾加上SJMP $(機器碼為80 FEH)，那么程序就不會再向后執(zhí)行，造成單

47、指令的無限循環(huán)，進入等待狀態(tài)。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 4JMP A+DPTR(相對長轉移指令相對長轉移指令) 它是以數(shù)據(jù)指針DPTR的內容為基址，以累加器A的內容為相對偏移量，在64 KB范圍內無條件轉移。該指令的特點是轉移地址可以在程序運行中加以改變。例如，當當DPTR為確定為確定值，根據(jù)值，根據(jù)A的不同值就可以實現(xiàn)多分支的轉移的不同值就可以實現(xiàn)多分支的轉移。該指令在執(zhí)行后不會改變DPTR及A中原來的內容。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序例例16 根據(jù)累加器A的值，轉不同處理程序的入口。 MOV DPTR，#TABLE ；表首地址送DPTR JMP A+DPTR

48、 ；根據(jù)A值轉移 TABLE：AJMP TAB1 ；當(A)=0時轉TAB1執(zhí)行 AJMP TAB2 ；當(A)=2時轉TAB2執(zhí)行 AJMP TAB3 ；當(A)=4時轉TAB3執(zhí)行 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序6.2 條件轉移指令條件轉移指令 條件轉移指令是當某種條件滿足時，程序轉移執(zhí)行；條件條件轉移指令是當某種條件滿足時，程序轉移執(zhí)行；條件不滿足時，程序仍按原來順序執(zhí)行。轉移的條件可以是上一條不滿足時，程序仍按原來順序執(zhí)行。轉移的條件可以是上一條指令或更前一條指令的執(zhí)行結果指令或更前一條指令的執(zhí)行結果(常表達在標志位上常表達在標志位上)，也可以，也可以是條件轉移指令本身包含的

49、某種運算結果。由于該類指令采用是條件轉移指令本身包含的某種運算結果。由于該類指令采用相對尋址，因此程序可在以當前相對尋址，因此程序可在以當前PC值為中心的值為中心的-128+127范圍范圍內轉移。該類指令共有內轉移。該類指令共有8條，可以分為累加器判零條件轉移指條，可以分為累加器判零條件轉移指令、比較條件轉移指令和減令、比較條件轉移指令和減1條件轉移指令三類。表條件轉移指令三類。表3.5中列出中列出了這些指令。了這些指令。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序表表5 條件轉移指令條件轉移指令 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 1判零條件轉移指令判零條件轉移指令 判零條件轉移指令以累

50、加器判零條件轉移指令以累加器A的內容是否為的內容是否為0作為轉移的條作為轉移的條件。件。JZ指令是為指令是為0轉移，不為轉移，不為0那么順序執(zhí)行；那么順序執(zhí)行；JNZ指令是不為指令是不為0轉移，為轉移，為0那么順序執(zhí)行。累加器那么順序執(zhí)行。累加器A的內容是否為的內容是否為0，是由這條，是由這條指令以前的其它指令執(zhí)行的結果斷定的，執(zhí)行這條指令不作任指令以前的其它指令執(zhí)行的結果斷定的，執(zhí)行這條指令不作任何運算，也不影響標志位。何運算，也不影響標志位。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例17 將片外RAM首地址為DATA1的一個數(shù)據(jù)塊轉送到片內RAM首地址為DATA2的存儲區(qū)中。 外部RA

51、M向內部RAM的數(shù)據(jù)轉送一定要經過累加器A，利用判零條件轉移正好可以判別是否要繼續(xù)傳送或者終止。完成數(shù)據(jù)傳送的參考程序如下： MOV R0，#DATA1 ；R0作為外部數(shù)據(jù)塊的地址指針 MOV R1，#DATA1 ；R1作為內部數(shù)據(jù)塊的地址指針LOOP： MOVX A，R0 ；取外部RAM數(shù)據(jù)送入AHERE： JZ HERE ；數(shù)據(jù)為零那么終止傳送 MOV R1，A ；數(shù)據(jù)傳送至內部RAM 單元 INC R0 ；修改指針，指向下一數(shù)據(jù)地址 INC R1 SJMP LOOP ；循環(huán)取數(shù) MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 2比較轉移指令比較轉移指令 比較轉移指令共有比較轉移指令共有4條。這

52、組指令是先對兩個規(guī)定的操作數(shù)條。這組指令是先對兩個規(guī)定的操作數(shù)進行比較，根據(jù)比較的結果來決定是否轉移。假設兩個操作數(shù)相進行比較，根據(jù)比較的結果來決定是否轉移。假設兩個操作數(shù)相等，那么不轉移，程序順序執(zhí)行；假設兩個操作數(shù)不等，那么轉等，那么不轉移，程序順序執(zhí)行；假設兩個操作數(shù)不等，那么轉移。比較是進行一次減法運算，但其差值不保存，兩個數(shù)的原值移。比較是進行一次減法運算，但其差值不保存，兩個數(shù)的原值不受影響，而標志位要受到影響。利用標志位不受影響，而標志位要受到影響。利用標志位CY作進一步的判作進一步的判斷，可實現(xiàn)三分支轉移。斷，可實現(xiàn)三分支轉移。 例例18 當從當從P1口輸入數(shù)據(jù)為口輸入數(shù)據(jù)為0

53、1H 時，程序繼續(xù)執(zhí)行，否那么時，程序繼續(xù)執(zhí)行，否那么等待，直到等待，直到P1口出現(xiàn)口出現(xiàn)01H。參考程序如下：。參考程序如下： MOV A，#01H ；立即數(shù)；立即數(shù)01H送送AWAIT： CJNE A，P1，WAIT ；(P1)01H，那么等待，那么等待 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 3減減1條件轉移指令條件轉移指令 減減1條件轉移指令有兩條。每執(zhí)行一次這種指令，就把第一條件轉移指令有兩條。每執(zhí)行一次這種指令，就把第一操作數(shù)減操作數(shù)減1，并把結果仍保存在第一操作數(shù)中，然后判斷是否為，并把結果仍保存在第一操作數(shù)中，然后判斷是否為零。假設不為零，那么轉移到指定的地址單元，否那么順序

54、執(zhí)零。假設不為零，那么轉移到指定的地址單元，否那么順序執(zhí)行。這組指令對于構成循環(huán)程序是十分有用的，可以指定任何行。這組指令對于構成循環(huán)程序是十分有用的，可以指定任何一個工作存放器或者內部一個工作存放器或者內部RAM單元作為循環(huán)計數(shù)器。每循環(huán)一單元作為循環(huán)計數(shù)器。每循環(huán)一次，這種指令被執(zhí)行一次，計數(shù)器就減次，這種指令被執(zhí)行一次，計數(shù)器就減1。預定的循環(huán)次數(shù)不到，。預定的循環(huán)次數(shù)不到，計數(shù)器不會為計數(shù)器不會為0，轉移執(zhí)行循環(huán)操作；到達預定的循環(huán)次數(shù)，計，轉移執(zhí)行循環(huán)操作；到達預定的循環(huán)次數(shù)，計數(shù)器就被減為數(shù)器就被減為0，順序執(zhí)行下一條指令，也就結束了循環(huán)。，順序執(zhí)行下一條指令，也就結束了循環(huán)。 M

55、CS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 例19 將內部RAM從DATA單元開始的10個無符號數(shù)相加，相加結果送SUM單元保存。 設相加結果不超過8位二進制數(shù)，那么相應的程序如下： MOV R0，#0AH ；設置循環(huán)次數(shù) MOV R1，#DATA ；R1作地址指針，指向數(shù)據(jù)塊首地址 CLR A ；A清零LOOP： ADD A，R1 ；加一個數(shù) INC R1 ；修改指針，指向下一個數(shù) DJNZ R0，LOOP ；R0減1，不為0循環(huán) MOV SUM，A ；存10個數(shù)相加的和 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序7 子程序調用與返回指令子程序調用與返回指令7.1 子程序調用指令子程序調用指令子程

56、序調用指令有長調用和絕對調用兩條，它們都是雙周期指令。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序11 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 LCALL和ACALL指令類似于轉移指令類似于轉移指令LJMP和AJMP，不同不同之處在于它們在轉移前要把執(zhí)行完該指令的之處在于它們在轉移前要把執(zhí)行完該指令的PC內容自動壓入堆內容自動壓入堆棧后棧后，才將子程序入口地址addr16(或addr11)送PC，實現(xiàn)轉移。 LCALL與LJMP一樣提供16位地址，可調用64 KB范圍內的子程序。由于該指令為3字節(jié)，所以執(zhí)行該指令時首先應執(zhí)行(PC)(PC)+3，以獲得下一條指令地址，并把此時的PC內容壓入堆棧

57、(先壓入低字節(jié)，后壓入高字節(jié))作為返回地址，堆棧指針SP加2指向棧頂，然后把目的地址addr16送入PC。該指令執(zhí)行不影響標志位。 MCS-51單片機指令系統(tǒng)和匯編語言程序 ACALL與AJMP一樣提供11位地址，只能調用與PC在同一2 KB范圍內的子程序。由于該指令為2字節(jié)指令，所以執(zhí)行該指令時應執(zhí)行(PC)(PC)+2以獲得下一條指令地址，并把該地址壓入以獲得下一條指令地址，并把該地址壓入堆棧作為返回地址。堆棧作為返回地址。該指令機器碼的構成也與AJMP類似，只不過操作碼第一字節(jié)其高半字節(jié)的最后一位是1，機器碼的組成如下：a10 a9 a8 1 0 0 0 1 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 被調用子程序的目的地址也是由執(zhí)行 ACALL指令的當前指令的當前PC值的高值的高5位與指令中提供的位與指令中提供的11位直接地址形成位直接地址形