單片機(jī)原理與應(yīng)用第3章課件

第3章單片機(jī)的指令系統(tǒng)第3章1任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令3任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令5任務(wù)6位操作類指令6任務(wù)1匯編語(yǔ)言1任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令2任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令4任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令3任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令5任務(wù)2階段1指令系統(tǒng)的分類 任務(wù)1匯編語(yǔ)言

指令是CPU根據(jù)人的意圖來(lái)執(zhí)行某種操作的命令。一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合稱為這個(gè)CPU的指令系統(tǒng)。按照指令占用的存儲(chǔ)空間可分為：?jiǎn)巫止?jié)指令（49條）、雙字節(jié)指令（45條）、三字節(jié)指令（17條）；按照指令的執(zhí)行時(shí)間可分為：?jiǎn)沃芷谥噶睿?4條）、雙周期指令（45條）、四周期指令（2條）。按照指令的功能劃分可分為五類：數(shù)據(jù)傳送類指令（29條）、算術(shù)運(yùn)算類指令（24條）、邏輯運(yùn)算和移位指令（24條）、控制轉(zhuǎn)移類指令（17條）、位操作類指令（17條）。階段1指令系統(tǒng)的分類 任務(wù)1匯編語(yǔ)言3階段2指令格式匯編語(yǔ)言的指令格式為：[標(biāo)號(hào):]操作碼助記符[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]

在匯編語(yǔ)言的指令中，標(biāo)號(hào)代表該指令存放在程序存儲(chǔ)器單元的首地址。操作碼部分規(guī)定了指令所實(shí)現(xiàn)的操作功能，以英語(yǔ)助記符表示，如ADD助記符表明該指令是一條加法指令。操作數(shù)部分指出了參與操作的數(shù)據(jù)來(lái)源和操作結(jié)果存放的目的單元。注釋是寫(xiě)給人看的，不會(huì)像操作碼和操作數(shù)一樣翻譯成0、1代碼存入程序存儲(chǔ)器。階段2指令格式匯編語(yǔ)言的指令格式為：4階段3尋址方式

1.立即尋址

指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。立即操作數(shù)用前面加有#號(hào)的8位或16位數(shù)來(lái)表示。例如：MOV A，#60H ；A←#60HMOV DPTR，#3400H ；DPTR←#3400HMOV 30H，#40H ；30H單元←#40H上述3條指令執(zhí)行完后，累加器A中數(shù)據(jù)為立即數(shù)據(jù)60H，DPTR寄存器中數(shù)據(jù)為3400H，30H單元中數(shù)據(jù)為立即數(shù)40H。階段3尋址方式1.立即尋址 52.直接尋址

指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式，能進(jìn)行直接尋址的存儲(chǔ)空間有SFR寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM。例如：MOVPSW，#20H；PSW←#20HPSW為直接尋址寄存器的符號(hào)地址。又如：

MOVA，30H；A←30H內(nèi)部RAM單元中的內(nèi)容30H為直接給出的內(nèi)部RAM的地址。2.直接尋址 指令中直接給出63.寄存器尋址 以通用寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。通用寄存器指A、B、DPTR以及R0～R7。例如：

CLR A ；A←0INC DPTR ；DPTR←DPTR+1ADD R5，#20H ；R5←#20H+R53.寄存器尋址 以通用寄存器的內(nèi)容74.寄存器間接尋址

以寄存器中內(nèi)容為地址，以該地址中內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。間接尋址的存儲(chǔ)器空間包括內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM和外部數(shù)據(jù)RAM。能用于寄存器間接尋址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。例如：MOV@R0，A；內(nèi)部RAM(R0)←A

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-1所示。又如：MOVXA，@R1；A←外部RAM(P2R1)

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-2所示。再如：MOVX@DPTR，A；外部RAM(DPTR)←A

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-3所示。4.寄存器間接尋址以寄存器中內(nèi)容8片內(nèi)RAM30HR04AHA30H4AH圖3-1MOV@R0，A間接尋址示意圖片內(nèi)RAM30HR04AHA30H4AH圖3-1MOV9片外RAM34HP26FHA3410H6FH10HR1片外RAM2000HDPTR7DHA2000H7DH圖3-2MOVXA，@R1間接尋址示意圖圖3-3MOVX@DPTR，A間接尋址示意圖片外RAM34HP26FHA3410H6FH10HR1片外10

5.變址尋址

變址尋址只能對(duì)程序存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。由于程序存儲(chǔ)器是只讀的，因此變址尋址只有讀操作而無(wú)寫(xiě)操作，在指令符號(hào)上采用MOVC的形式（如圖3-4所示）。例如：MOVCA，@A+DPTR；A←（A+DPTR）又如：MOVCA，@A+PC；A←（A+PC）這條指令與上條指令不同的是，基址寄存器是PC。5.變址尋址 變址尋址只能對(duì)11圖3-4變址尋址示意圖程序存儲(chǔ)器2000HDPTR64H(10H)A2010H64H10H2000H圖3-4變址尋址示意圖程序存儲(chǔ)器2000HDPTR64H12

6.相對(duì)尋址

以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容為基礎(chǔ)，加上指令給出的一字節(jié)補(bǔ)碼數(shù)（偏移量）形成新的PC值的尋址方式。相對(duì)尋址用于修改PC值，主要用于實(shí)現(xiàn)程序的分支轉(zhuǎn)移。例如：SJMP08H；PC←PC+2+08H

指令操作示意圖如圖3-5所示。6.相對(duì)尋址 以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)13程序存儲(chǔ)器(2000H)200AHSJMP200AH08H2000H+208HPC2000H圖3-5相對(duì)尋址示意圖程序存儲(chǔ)器(2000H)SJMP200AH08H2000H+14

7.位尋址位尋址只能對(duì)有位地址的單元作位尋址操作。位尋址其實(shí)是一種直接尋址方式，不過(guò)其地址是位地址。例如：SETB10H；將10H位置1

若22H單元中存放著數(shù)據(jù)40H，22H單元的D0位的位地址為10H，執(zhí)行上述指令后（22H）=41H。又如：MOV32H，C；32H←進(jìn)位位CORLC，32H；C←C∨32H7.位尋址位尋址只能對(duì)有位地址的單15

階段4常用符號(hào)Rn——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個(gè)工作寄存器R0～R7（n=0～7）。Ri——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個(gè)工作寄存器R0、R1（i=0，1）。direct——8位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元中的地址。#data——包含在指令中的8位常數(shù)。#data16——包含在指令中的16位常數(shù)。addr16——16位目的地址。addr11——11位目的地址。rel——8位帶符號(hào)的偏移字節(jié)，簡(jiǎn)稱偏移量。DPTR——數(shù)據(jù)指針，可用作16位地址寄存器。 階段4常用符號(hào)Rn——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個(gè)工作寄16bit——內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧——累加器。B——專用寄存器，用于乘法和除法指令中。C——進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位，或布爾處理機(jī)中的累加器。@——間址寄存器或基址寄存器的前綴，如@Ri，@DPTR。/——位操作數(shù)的前綴，表示對(duì)該位操作數(shù)取反，如/bit。(X)，某一個(gè)寄存器或者存儲(chǔ)單元X中的內(nèi)容。((X))，由X間接尋址的單元的內(nèi)容?！?，將箭頭右邊的內(nèi)容送入箭頭左邊的地址單元。bit——內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧?7任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令

數(shù)據(jù)傳送類指令共28條，是將源操作數(shù)送到目的操作數(shù)。指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)被源操作數(shù)取代。數(shù)據(jù)傳送類指令用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8種。源操作數(shù)可采用寄存器、寄存器間接、直接、立即、變址5種尋址方式尋址，目的操作數(shù)可以采用寄存器、寄存器間接、直接尋址3種尋址方式。任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送類18直接地址direct累加器A直接地址direct間接地址@Ri寄存器Rn立即數(shù)#data寄存器DPTR圖3-6MCS-51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送圖階段1片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)傳送指令

直接地址累加器直接地址間接地址寄存器立即數(shù)寄存器圖3-6191．以A為目的操作數(shù)MOVA，Rn ；A←RnMOVA，direct；A←（direct）MOVA，@Ri ；A←（Ri）MOVA，#data；A←#data2．以Rn為目的操作數(shù)MOVRn，A ；Rn←AMOVRn，direct；Rn←（direct）MOVRn，#data；Rn←#data3．以直接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←AMOV@Ri，direct；（Ri）←（direct）1．以A為目的操作數(shù)20MOV@Ri，#data；（Ri）←#data4．以間接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←AMOV@Ri，direct；（Ri）←（direct）MOV@Ri，#data；（Ri）←#data例如：設(shè)（30H）=6FH，R1=40H，執(zhí)行MOV@R1，30H后，30H單元中數(shù)據(jù)取出送入R1間接尋址的40H單元，（40H）=6FH。5．以DPTR為目的操作數(shù)MOVDPTR，#data16；DPTR←#data16例如執(zhí)行MOVDPTR，#2000H后，（DPTR）=2000H。MOV@Ri，#data；（Ri）←#data21

在8051指令系統(tǒng)中，CPU對(duì)片外RAM的訪問(wèn)只能用寄存器間接尋址的方式，且只能通過(guò)累加器A進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。片外RAM數(shù)據(jù)傳送指令僅有4條。MOVXA，@DPTR ；A←（DPTR）MOVX@DPTR，A ；（DPTR）←AMOVXA，@Ri ；A←（P2Ri）MOVX@Ri，A ；（P2Ri）←A階段2片RAM數(shù)據(jù)傳送指令

在8051指令系統(tǒng)中，CPU對(duì)片外RAM的訪22

在8051單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有兩條極為有用的查表指令，被用來(lái)查閱存放在程序存儲(chǔ)器中的表格。MOVCA，@A+DPTR ；A←（A+DPTR）MOVCA，@A+PC ；A←（A+PC）

【例】已知A=30H，DPTR=3000H，程序存儲(chǔ)器單元（3030H）=50H，執(zhí)行MOVCA，@A+DPTR后，A=50H。階段3查表指令

在8051單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有兩條極為有用的階23字節(jié)交換XCHA，Rn ；A<=>RnXCHA，direct ；A<=>（direct）XCHA，@Ri ；A<=>（Ri）半字節(jié)交換XCHDA，@Ri ；A0～3<=>（Ri）0～3SWAPA ；A0～3<=>A4～7階段4交換指令 字節(jié)交換階段4交換指令 24

所謂堆棧，是指在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲(chǔ)區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧出棧由指針SP統(tǒng)一管理。堆棧的操作有如下兩條專用指令：

PUSHdirect；SP←SP+1，（SP）←（direct）

POPdirect；（direct）←（SP），SP←SP-1

其中，PUSH是進(jìn)棧指令，POP是出棧指令。指令執(zhí)行過(guò)程分別如圖3-7、3-8所示。階段5堆棧操作指令 所謂堆棧，是指在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)階25片內(nèi)RAM30H11H10HSP××片內(nèi)RAM50H40H11H10HSP××40H30H片內(nèi)RAM50H40H11H10H50H××SP30H片內(nèi)RAM40H11H10H34H××SP30H34H34H××××執(zhí)行前執(zhí)行前執(zhí)行前PUSH指令后執(zhí)行POP指令后圖3-7指令PUSH操作示意圖圖3-8指令POP操作示意圖片內(nèi)RAM30H11H10HSP××片內(nèi)RAM50H40H126【例】將片內(nèi)RAM30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換直接地址傳送法：

MOV 31H，30HMOV 30H，40HMOV 40H，31HSJMP $間接地址傳送法：

MOV R0，#40HMOV R1，#30HMOV A，@R0MOV B，@R1MOV @R1，AMOV @R0，BSJMP $【例】將片內(nèi)RAM30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換27字節(jié)交換傳送法：

MOV A，30HXCH A，40HMOV 30H，ASJMP $堆棧傳送法：

PUSH 30HPUSH 40HPOP 30HPOP 40HSJMP $字節(jié)交換傳送法：堆棧傳送法：28任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令

1．加法指令A(yù)DDA，Rn ；A←A+RnADDA，direct ；A←A+（direct）ADDA，@Ri ；A←A+（Ri）ADDA，#data ；A←A+#data2．帶進(jìn)位加指令A(yù)DDCA，Rn ；A←A+Rn+CADDCA，direct；A←A+（direct）+CADDCA，@Ri ；A←A+（Ri）+CADDCA，#data；A←A+#data+C階段1加法、減法指令

任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令 1．加法指令階段1加法29例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令A(yù)DDCＡ，R0后，A=42H。

3．帶借位減指令SUBBA，Rn ；A←A-Rn-CSUBBA，direct；A←A-（direct）-CSUBBA，@Ri ；A←A-（Ri）-CSUBBA，#data ；A←A-#data–C例如，設(shè)A=39H，R0=20H，（20H）=32H，C=1，執(zhí)行指令SUBBＡ，@R0后，A=06H。例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令A(yù)DDC301．乘法指令MULAB ；BA←A×B例如，A=30H，B=60H，執(zhí)行MULAB后，A=00H，B=12H。2．除法指令

DIVAB ；A÷B→商在A中，余數(shù)在B中例如，A=30H，B=07H，執(zhí)行DIVAB后，A=06H，B=06H。階段2乘法、除法指令

1．乘法指令階段2乘法、除法指令 311．加1指令I(lǐng)NCA ；A←A+1INCRn ；Rn←Rn+1INCdirect ；（direct）←（direct）+1INC@Ri ；（Ri）←（Ri）+1INCDPTR ；DPTR←DPTR+1例如，（30H）=22H，執(zhí)行INC30H后，（30H）=23H。階段3加1、減1指令

1．加1指令階段3加1、減1指令 322．減1指令DECA ；A←A-1DECRn ；Rn←Rn-1DECdirect ；direct←（direct）-1DEC@Ri ；（Ri）←（Ri）-1例如，R0=30H，（30H）=22H，執(zhí)行DEC@R0后，（30H）=21H。2．減1指令33DAA；把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加的結(jié)果例如，A=65H，B=78H，C=0，執(zhí)行下列語(yǔ)句ADD A，BDA A后，A=43H，C=1。階段4十進(jìn)制調(diào)整指令

DAA；把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加34【例】有兩個(gè)單元壓縮BCD碼表示的4位十進(jìn)制數(shù)，分別存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的70H～71H單元和60H～61H單元，試編寫(xiě)程序求這兩個(gè)數(shù)之和，并將結(jié)果存放在30H～32H單元。解：參考程序如下：

MOVA，70H；取第一個(gè)數(shù)低2位BCD碼ADDA，60H；加第二個(gè)數(shù)低2位BCD碼DAA；十進(jìn)制調(diào)整MOV30H，A；保存結(jié)果的低2位階段5算術(shù)運(yùn)算類指令應(yīng)用實(shí)例【例】有兩個(gè)單元壓縮BCD碼表示的4位十進(jìn)制數(shù)，分別存放35MOVA，71H；取第一個(gè)數(shù)高2位BCD碼ADDCA，61H；加第二個(gè)數(shù)高2位BCD碼DAA；十進(jìn)制調(diào)整MOV31H，A；保存結(jié)果的高2位MOVA，#00HADDCA，#00H；計(jì)算進(jìn)位MOV32H，A；保存進(jìn)位MOVA，71H；取第一個(gè)數(shù)高36任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令1．邏輯與指令A(yù)NLA,Rn；A←A∧RnANLA，direct；A←A∧（direct）ANLA，@Ri；A←A∧(Ri)ANLA，#data；A←A∧#dataANLdirect，A；direct←（direct）∧AANLdirect，#data；direct←（direct）∧#data階段1

邏輯“與”“或”“異或”指令任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令1．邏輯與指令階段1邏輯372．邏輯或指令ORLA,Rn；A←A∨RnORLA，direct；A←A∨（direct）ORLA，@Ri；A←A∨(Ri)ORLA，#data；A←A∨#dataORLdirect，A；direct←（direct）∨AORLdirect，#data；direct←（direct）∨#data2．邏輯或指令383．邏輯異或指令XRLA,Rn；A←A

RnXRLA，direct；A←A（direct）XRLA，@Ri；A←A

(Ri)XRLA，#data；A←A

#dataXRLdirect，A；direct←（direct）AXRLdirect，#data；direct←（direct）#data3．邏輯異或指令391.累加器A清0指令CLRA;A←0將累加器A的內(nèi)容清0，只影響標(biāo)志位P。2.累加器A取反指令CPLA;A←/A階段2

清0、取反指令1.累加器A清0指令階段2清0、取反指令401.累加器A循環(huán)左移指令RLA

2.累加器A循環(huán)右移指令RRA

3.累加器A帶進(jìn)位循環(huán)左移指令RLCA

4.累加器A帶進(jìn)位循環(huán)右移指令RRCA

階段3循環(huán)移位指令1.累加器A循環(huán)左移指令階段3循環(huán)移位指令41

【例】在內(nèi)部RAM30H單元保存有以壓縮BCD碼表示的2位十進(jìn)制數(shù)，編程將它們拆開(kāi)，分別保存在內(nèi)部RAM的31H、32H單元。解：參考程序如下：MOVA，30H；BCD碼送累加器ANLA，#0FH；高4位清0，保留低4位MOV31H，A；保存低4位BCD碼階段4邏輯運(yùn)算類指令應(yīng)用實(shí)例【例】在內(nèi)部RAM30H單元保存有以壓縮BCD碼表示的42MOVA，30H；取數(shù)據(jù)ANLA，#0F0H；低4位清0，保留高4位SWAPA；高低4位交換MOV32H，A；保存高4位BCD碼MOVA，30H；取43任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令

1.絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP addr11

；PC10～0

←addr11

2.長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP addr16 ；PC←addr163.相對(duì)（短）轉(zhuǎn)移指令SJMP rel ；PC←PC+2+rel4.間接轉(zhuǎn)移指令JMP @A+DPTR ；PC←A+DPTR階段1無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令 1.絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令階段1無(wú)441．累加器判零轉(zhuǎn)移指令JZrel；PC←（PC）+2，若(A)=0則程序轉(zhuǎn)移PC←（PC）+rel，若(A)≠0則程序

往下順序執(zhí)行JNZrel；PC←（PC）+2，若(A)≠0則程序轉(zhuǎn)移PC←（PC）+rel，若(A)=0則程序往

下順序執(zhí)行階段2條件轉(zhuǎn)移指令1．累加器判零轉(zhuǎn)移指令階段2條件轉(zhuǎn)移指令452．比較轉(zhuǎn)移指令CJNE目的操作數(shù)，源操作數(shù)，rel；對(duì)指定的目的字節(jié)和源字節(jié)進(jìn)行比較，若他們的值不相等則轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的目的地址為當(dāng)前的PC值加3后再加上指令的第三字節(jié)偏移量rel，若目的字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)大于源字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)，則將進(jìn)位標(biāo)志位CY清0，若目的字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)小于源字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)，則將進(jìn)位標(biāo)志位CY置1；若二者相等則往下執(zhí)行。階段2條件轉(zhuǎn)移指令2．比較轉(zhuǎn)移指令階段2條件轉(zhuǎn)移指令463．減1非0轉(zhuǎn)移指令(循環(huán)轉(zhuǎn)移指令)DJNZRn，rel；PC←(PC)+2，Rn←(Rn)-1，

若(Rn)≠0則程序轉(zhuǎn)移PC←(PC)+rel，若(Rn)=0則程序往下順序執(zhí)行DJNZdirect，rel；PC←(PC)+3，direct←(direct)-1，

若(direct)≠0則程序轉(zhuǎn)移PC←(PC)+rel，若(direct)=0則程序往下順序執(zhí)行單片機(jī)原理與應(yīng)用第3章課件47階段3調(diào)用、返回指令1．絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALLaddr11；PC←PC+2，SP←SP+1，（SP）←PC7～0，SP←SP+1，（SP）←PC15～8，PC10～0←addr112．長(zhǎng)調(diào)用指令LCALLaddr16；PC←PC+3，SP←SP+1，（SP）←PC7～10，SP←SP+1，（SP）←PC15～8，PC←addr16階段3調(diào)用、返回指令1．絕對(duì)調(diào)用指令483．返回指令RET；PC15～8←（SP），SP←SP-1

；PC7～0←（SP），SP←SP-1RETI；PC15～8←（SP），SP←SP-1

；PC7～0←（SP），SP←SP-1階段4空操作指令

NOP；PC←（PC）+13．返回指令49

【例】利用DJNZ指令和NOP指令編寫(xiě)一個(gè)循環(huán)程序，實(shí)現(xiàn)延時(shí)1ms，晶振頻率為12MHz。解：參考程序如下：DELAY:MOVR3，#0AH；1μsLOOP：MOVR4，#30H；1μsDJNZR4，$；2μsDJNZR3，LOOP；2μsNOP；1μsNOP；1μs階段5控制轉(zhuǎn)移類指令應(yīng)用實(shí)例【例】利用DJNZ指令和NOP指令編寫(xiě)一個(gè)循環(huán)程序，實(shí)現(xiàn)50NOP；1μsNOP；1μsNOP；1μsRET；2μs總的延時(shí)時(shí)間為：1+（1+2*48+2）*10+7=998μs，若再加上調(diào)用本子程序的調(diào)用指令所用的時(shí)間2μs共1000μs，即1ms。NOP；51

任務(wù)6位操作類指令

階段1位數(shù)據(jù)傳送指令MOV C，bit ；C←（bit）MOV bit，C ；bit←C

階段2位邏輯運(yùn)算指令A(yù)NL C，bit ；C←C∧（bit）ANL C，/bit ；C←C∧（）ORL C，bit ；C←C∨（bit）ORL C，/bit ；C←C∨（）任務(wù)6位操作類指令 52

階段3位清0、置1指令CLR C ；C←0CLR bit ；（bit）←0CPL C ；C←CPL bit ；（bit）←（）SETBC ；C←1SETBbit ；（bit）←1

階段353階段4位條件轉(zhuǎn)移類指令JCrel；若C=1則轉(zhuǎn)移（PC←PC+2+rel），否則程序順序執(zhí)行JNCrel ；若C=0，則轉(zhuǎn)移（PC←PC+2+rel），否則程序順序執(zhí)行JBbit，rel；若(bit)=1則轉(zhuǎn)移（PC←PC+3+rel），否則程序順序執(zhí)行階段4位條件轉(zhuǎn)移類指令54JNB bit，rel；若(bit)=0則轉(zhuǎn)移（PC←PC+3+rel），否則程序順序執(zhí)行JBC bit，rel；若(bit)=1則PC←PC+3+rel，（bit）←0；否則程序順序執(zhí)行功能：分別檢測(cè)指定位是1還是0，若條件符合，則CPU轉(zhuǎn)向指定的目標(biāo)地址去執(zhí)行程序；否則順序執(zhí)行下條指令。JNB bit，rel；若(bit)=0則轉(zhuǎn)移（PC←P55

【例】利用邏輯運(yùn)算指令實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系：Y=(A∨B)∨(D∧E)，A、B、D、E、Y均為位變量。解：參考程序如下：MOVC，AORLC，B；A∨BMOV00H，C；結(jié)果暫存于地址00H位MOVC，D階段5位操作類指令應(yīng)用實(shí)例【例】利用邏輯運(yùn)算指令實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系：Y=(A∨B)∨(D56MOVC，DANLC，E；D∧EORLC，00H；(A∧B)∨(D∧E)MOVY，C可以將A、B、D、E、Y分別定義為P1.0～P1.4，連接線路，查看輸入輸出效果。MOVC，D57Thanks!Thanks!58第3章單片機(jī)的指令系統(tǒng)第3章59任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令3任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令5任務(wù)6位操作類指令6任務(wù)1匯編語(yǔ)言1任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令2任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令4任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令3任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令5任務(wù)60階段1指令系統(tǒng)的分類 任務(wù)1匯編語(yǔ)言

指令是CPU根據(jù)人的意圖來(lái)執(zhí)行某種操作的命令。一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合稱為這個(gè)CPU的指令系統(tǒng)。按照指令占用的存儲(chǔ)空間可分為：?jiǎn)巫止?jié)指令（49條）、雙字節(jié)指令（45條）、三字節(jié)指令（17條）；按照指令的執(zhí)行時(shí)間可分為：?jiǎn)沃芷谥噶睿?4條）、雙周期指令（45條）、四周期指令（2條）。按照指令的功能劃分可分為五類：數(shù)據(jù)傳送類指令（29條）、算術(shù)運(yùn)算類指令（24條）、邏輯運(yùn)算和移位指令（24條）、控制轉(zhuǎn)移類指令（17條）、位操作類指令（17條）。階段1指令系統(tǒng)的分類 任務(wù)1匯編語(yǔ)言61階段2指令格式匯編語(yǔ)言的指令格式為：[標(biāo)號(hào):]操作碼助記符[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]

在匯編語(yǔ)言的指令中，標(biāo)號(hào)代表該指令存放在程序存儲(chǔ)器單元的首地址。操作碼部分規(guī)定了指令所實(shí)現(xiàn)的操作功能，以英語(yǔ)助記符表示，如ADD助記符表明該指令是一條加法指令。操作數(shù)部分指出了參與操作的數(shù)據(jù)來(lái)源和操作結(jié)果存放的目的單元。注釋是寫(xiě)給人看的，不會(huì)像操作碼和操作數(shù)一樣翻譯成0、1代碼存入程序存儲(chǔ)器。階段2指令格式匯編語(yǔ)言的指令格式為：62階段3尋址方式

1.立即尋址

指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。立即操作數(shù)用前面加有#號(hào)的8位或16位數(shù)來(lái)表示。例如：MOV A，#60H ；A←#60HMOV DPTR，#3400H ；DPTR←#3400HMOV 30H，#40H ；30H單元←#40H上述3條指令執(zhí)行完后，累加器A中數(shù)據(jù)為立即數(shù)據(jù)60H，DPTR寄存器中數(shù)據(jù)為3400H，30H單元中數(shù)據(jù)為立即數(shù)40H。階段3尋址方式1.立即尋址 632.直接尋址

指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式，能進(jìn)行直接尋址的存儲(chǔ)空間有SFR寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM。例如：MOVPSW，#20H；PSW←#20HPSW為直接尋址寄存器的符號(hào)地址。又如：

MOVA，30H；A←30H內(nèi)部RAM單元中的內(nèi)容30H為直接給出的內(nèi)部RAM的地址。2.直接尋址 指令中直接給出643.寄存器尋址 以通用寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。通用寄存器指A、B、DPTR以及R0～R7。例如：

CLR A ；A←0INC DPTR ；DPTR←DPTR+1ADD R5，#20H ；R5←#20H+R53.寄存器尋址 以通用寄存器的內(nèi)容654.寄存器間接尋址

以寄存器中內(nèi)容為地址，以該地址中內(nèi)容為操作數(shù)的尋址方式。間接尋址的存儲(chǔ)器空間包括內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM和外部數(shù)據(jù)RAM。能用于寄存器間接尋址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。例如：MOV@R0，A；內(nèi)部RAM(R0)←A

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-1所示。又如：MOVXA，@R1；A←外部RAM(P2R1)

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-2所示。再如：MOVX@DPTR，A；外部RAM(DPTR)←A

其指令操作過(guò)程示意圖如圖3-3所示。4.寄存器間接尋址以寄存器中內(nèi)容66片內(nèi)RAM30HR04AHA30H4AH圖3-1MOV@R0，A間接尋址示意圖片內(nèi)RAM30HR04AHA30H4AH圖3-1MOV67片外RAM34HP26FHA3410H6FH10HR1片外RAM2000HDPTR7DHA2000H7DH圖3-2MOVXA，@R1間接尋址示意圖圖3-3MOVX@DPTR，A間接尋址示意圖片外RAM34HP26FHA3410H6FH10HR1片外68

5.變址尋址

變址尋址只能對(duì)程序存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。由于程序存儲(chǔ)器是只讀的，因此變址尋址只有讀操作而無(wú)寫(xiě)操作，在指令符號(hào)上采用MOVC的形式（如圖3-4所示）。例如：MOVCA，@A+DPTR；A←（A+DPTR）又如：MOVCA，@A+PC；A←（A+PC）這條指令與上條指令不同的是，基址寄存器是PC。5.變址尋址 變址尋址只能對(duì)69圖3-4變址尋址示意圖程序存儲(chǔ)器2000HDPTR64H(10H)A2010H64H10H2000H圖3-4變址尋址示意圖程序存儲(chǔ)器2000HDPTR64H70

6.相對(duì)尋址

以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容為基礎(chǔ)，加上指令給出的一字節(jié)補(bǔ)碼數(shù)（偏移量）形成新的PC值的尋址方式。相對(duì)尋址用于修改PC值，主要用于實(shí)現(xiàn)程序的分支轉(zhuǎn)移。例如：SJMP08H；PC←PC+2+08H

指令操作示意圖如圖3-5所示。6.相對(duì)尋址 以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)71程序存儲(chǔ)器(2000H)200AHSJMP200AH08H2000H+208HPC2000H圖3-5相對(duì)尋址示意圖程序存儲(chǔ)器(2000H)SJMP200AH08H2000H+72

7.位尋址位尋址只能對(duì)有位地址的單元作位尋址操作。位尋址其實(shí)是一種直接尋址方式，不過(guò)其地址是位地址。例如：SETB10H；將10H位置1

若22H單元中存放著數(shù)據(jù)40H，22H單元的D0位的位地址為10H，執(zhí)行上述指令后（22H）=41H。又如：MOV32H，C；32H←進(jìn)位位CORLC，32H；C←C∨32H7.位尋址位尋址只能對(duì)有位地址的單73

階段4常用符號(hào)Rn——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個(gè)工作寄存器R0～R7（n=0～7）。Ri——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個(gè)工作寄存器R0、R1（i=0，1）。direct——8位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元中的地址。#data——包含在指令中的8位常數(shù)。#data16——包含在指令中的16位常數(shù)。addr16——16位目的地址。addr11——11位目的地址。rel——8位帶符號(hào)的偏移字節(jié)，簡(jiǎn)稱偏移量。DPTR——數(shù)據(jù)指針，可用作16位地址寄存器。 階段4常用符號(hào)Rn——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個(gè)工作寄74bit——內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧——累加器。B——專用寄存器，用于乘法和除法指令中。C——進(jìn)位標(biāo)志或進(jìn)位位，或布爾處理機(jī)中的累加器。@——間址寄存器或基址寄存器的前綴，如@Ri，@DPTR。/——位操作數(shù)的前綴，表示對(duì)該位操作數(shù)取反，如/bit。(X)，某一個(gè)寄存器或者存儲(chǔ)單元X中的內(nèi)容。((X))，由X間接尋址的單元的內(nèi)容?！?，將箭頭右邊的內(nèi)容送入箭頭左邊的地址單元。bit——內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺弧?5任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令

數(shù)據(jù)傳送類指令共28條，是將源操作數(shù)送到目的操作數(shù)。指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)被源操作數(shù)取代。數(shù)據(jù)傳送類指令用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP8種。源操作數(shù)可采用寄存器、寄存器間接、直接、立即、變址5種尋址方式尋址，目的操作數(shù)可以采用寄存器、寄存器間接、直接尋址3種尋址方式。任務(wù)2數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送類76直接地址direct累加器A直接地址direct間接地址@Ri寄存器Rn立即數(shù)#data寄存器DPTR圖3-6MCS-51單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送圖階段1片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)傳送指令

直接地址累加器直接地址間接地址寄存器立即數(shù)寄存器圖3-6771．以A為目的操作數(shù)MOVA，Rn ；A←RnMOVA，direct；A←（direct）MOVA，@Ri ；A←（Ri）MOVA，#data；A←#data2．以Rn為目的操作數(shù)MOVRn，A ；Rn←AMOVRn，direct；Rn←（direct）MOVRn，#data；Rn←#data3．以直接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←AMOV@Ri，direct；（Ri）←（direct）1．以A為目的操作數(shù)78MOV@Ri，#data；（Ri）←#data4．以間接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←AMOV@Ri，direct；（Ri）←（direct）MOV@Ri，#data；（Ri）←#data例如：設(shè)（30H）=6FH，R1=40H，執(zhí)行MOV@R1，30H后，30H單元中數(shù)據(jù)取出送入R1間接尋址的40H單元，（40H）=6FH。5．以DPTR為目的操作數(shù)MOVDPTR，#data16；DPTR←#data16例如執(zhí)行MOVDPTR，#2000H后，（DPTR）=2000H。MOV@Ri，#data；（Ri）←#data79

在8051指令系統(tǒng)中，CPU對(duì)片外RAM的訪問(wèn)只能用寄存器間接尋址的方式，且只能通過(guò)累加器A進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。片外RAM數(shù)據(jù)傳送指令僅有4條。MOVXA，@DPTR ；A←（DPTR）MOVX@DPTR，A ；（DPTR）←AMOVXA，@Ri ；A←（P2Ri）MOVX@Ri，A ；（P2Ri）←A階段2片RAM數(shù)據(jù)傳送指令

在8051指令系統(tǒng)中，CPU對(duì)片外RAM的訪80

在8051單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有兩條極為有用的查表指令，被用來(lái)查閱存放在程序存儲(chǔ)器中的表格。MOVCA，@A+DPTR ；A←（A+DPTR）MOVCA，@A+PC ；A←（A+PC）

【例】已知A=30H，DPTR=3000H，程序存儲(chǔ)器單元（3030H）=50H，執(zhí)行MOVCA，@A+DPTR后，A=50H。階段3查表指令

在8051單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有兩條極為有用的階81字節(jié)交換XCHA，Rn ；A<=>RnXCHA，direct ；A<=>（direct）XCHA，@Ri ；A<=>（Ri）半字節(jié)交換XCHDA，@Ri ；A0～3<=>（Ri）0～3SWAPA ；A0～3<=>A4～7階段4交換指令 字節(jié)交換階段4交換指令 82

所謂堆棧，是指在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲(chǔ)區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧出棧由指針SP統(tǒng)一管理。堆棧的操作有如下兩條專用指令：

PUSHdirect；SP←SP+1，（SP）←（direct）

POPdirect；（direct）←（SP），SP←SP-1

其中，PUSH是進(jìn)棧指令，POP是出棧指令。指令執(zhí)行過(guò)程分別如圖3-7、3-8所示。階段5堆棧操作指令 所謂堆棧，是指在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)階83片內(nèi)RAM30H11H10HSP××片內(nèi)RAM50H40H11H10HSP××40H30H片內(nèi)RAM50H40H11H10H50H××SP30H片內(nèi)RAM40H11H10H34H××SP30H34H34H××××執(zhí)行前執(zhí)行前執(zhí)行前PUSH指令后執(zhí)行POP指令后圖3-7指令PUSH操作示意圖圖3-8指令POP操作示意圖片內(nèi)RAM30H11H10HSP××片內(nèi)RAM50H40H184【例】將片內(nèi)RAM30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換直接地址傳送法：

MOV 31H，30HMOV 30H，40HMOV 40H，31HSJMP $間接地址傳送法：

MOV R0，#40HMOV R1，#30HMOV A，@R0MOV B，@R1MOV @R1，AMOV @R0，BSJMP $【例】將片內(nèi)RAM30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換85字節(jié)交換傳送法：

MOV A，30HXCH A，40HMOV 30H，ASJMP $堆棧傳送法：

PUSH 30HPUSH 40HPOP 30HPOP 40HSJMP $字節(jié)交換傳送法：堆棧傳送法：86任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令

1．加法指令A(yù)DDA，Rn ；A←A+RnADDA，direct ；A←A+（direct）ADDA，@Ri ；A←A+（Ri）ADDA，#data ；A←A+#data2．帶進(jìn)位加指令A(yù)DDCA，Rn ；A←A+Rn+CADDCA，direct；A←A+（direct）+CADDCA，@Ri ；A←A+（Ri）+CADDCA，#data；A←A+#data+C階段1加法、減法指令

任務(wù)3算術(shù)運(yùn)算類指令 1．加法指令階段1加法87例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令A(yù)DDCＡ，R0后，A=42H。

3．帶借位減指令SUBBA，Rn ；A←A-Rn-CSUBBA，direct；A←A-（direct）-CSUBBA，@Ri ；A←A-（Ri）-CSUBBA，#data ；A←A-#data–C例如，設(shè)A=39H，R0=20H，（20H）=32H，C=1，執(zhí)行指令SUBBＡ，@R0后，A=06H。例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令A(yù)DDC881．乘法指令MULAB ；BA←A×B例如，A=30H，B=60H，執(zhí)行MULAB后，A=00H，B=12H。2．除法指令

DIVAB ；A÷B→商在A中，余數(shù)在B中例如，A=30H，B=07H，執(zhí)行DIVAB后，A=06H，B=06H。階段2乘法、除法指令

1．乘法指令階段2乘法、除法指令 891．加1指令I(lǐng)NCA ；A←A+1INCRn ；Rn←Rn+1INCdirect ；（direct）←（direct）+1INC@Ri ；（Ri）←（Ri）+1INCDPTR ；DPTR←DPTR+1例如，（30H）=22H，執(zhí)行INC30H后，（30H）=23H。階段3加1、減1指令

1．加1指令階段3加1、減1指令 902．減1指令DECA ；A←A-1DECRn ；Rn←Rn-1DECdirect ；direct←（direct）-1DEC@Ri ；（Ri）←（Ri）-1例如，R0=30H，（30H）=22H，執(zhí)行DEC@R0后，（30H）=21H。2．減1指令91DAA；把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加的結(jié)果例如，A=65H，B=78H，C=0，執(zhí)行下列語(yǔ)句ADD A，BDA A后，A=43H，C=1。階段4十進(jìn)制調(diào)整指令

DAA；把A中按二進(jìn)制相加的結(jié)果調(diào)整成按BCD碼相加92【例】有兩個(gè)單元壓縮BCD碼表示的4位十進(jìn)制數(shù)，分別存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的70H～71H單元和60H～61H單元，試編寫(xiě)程序求這兩個(gè)數(shù)之和，并將結(jié)果存放在30H～32H單元。解：參考程序如下：

MOVA，70H；取第一個(gè)數(shù)低2位BCD碼ADDA，60H；加第二個(gè)數(shù)低2位BCD碼DAA；十進(jìn)制調(diào)整MOV30H，A；保存結(jié)果的低2位階段5算術(shù)運(yùn)算類指令應(yīng)用實(shí)例【例】有兩個(gè)單元壓縮BCD碼表示的4位十進(jìn)制數(shù)，分別存放93MOVA，71H；取第一個(gè)數(shù)高2位BCD碼ADDCA，61H；加第二個(gè)數(shù)高2位BCD碼DAA；十進(jìn)制調(diào)整MOV31H，A；保存結(jié)果的高2位MOVA，#00HADDCA，#00H；計(jì)算進(jìn)位MOV32H，A；保存進(jìn)位MOVA，71H；取第一個(gè)數(shù)高94任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令1．邏輯與指令A(yù)NLA,Rn；A←A∧RnANLA，direct；A←A∧（direct）ANLA，@Ri；A←A∧(Ri)ANLA，#data；A←A∧#dataANLdirect，A；direct←（direct）∧AANLdirect，#data；direct←（direct）∧#data階段1

邏輯“與”“或”“異或”指令任務(wù)4邏輯運(yùn)算類指令1．邏輯與指令階段1邏輯952．邏輯或指令ORLA,Rn；A←A∨RnORLA，direct；A←A∨（direct）ORLA，@Ri；A←A∨(Ri)ORLA，#data；A←A∨#dataORLdirect，A；direct←（direct）∨AORLdirect，#data；direct←（direct）∨#data2．邏輯或指令963．邏輯異或指令XRLA,Rn；A←A

RnXRLA，direct；A←A（direct）XRLA，@Ri；A←A

(Ri)XRLA，#data；A←A

#dataXRLdirect，A；direct←（direct）AXRLdirect，#data；direct←（direct）#data3．邏輯異或指令971.累加器A清0指令CLRA;A←0將累加器A的內(nèi)容清0，只影響標(biāo)志位P。2.累加器A取反指令CPLA;A←/A階段2

清0、取反指令1.累加器A清0指令階段2清0、取反指令981.累加器A循環(huán)左移指令RLA

2.累加器A循環(huán)右移指令RRA

3.累加器A帶進(jìn)位循環(huán)左移指令RLCA

4.累加器A帶進(jìn)位循環(huán)右移指令RRCA

階段3循環(huán)移位指令1.累加器A循環(huán)左移指令階段3循環(huán)移位指令99

【例】在內(nèi)部RAM30H單元保存有以壓縮BCD碼表示的2位十進(jìn)制數(shù)，編程將它們拆開(kāi)，分別保存在內(nèi)部RAM的31H、32H單元。解：參考程序如下：MOVA，30H；BCD碼送累加器ANLA，#0FH；高4位清0，保留低4位MOV31H，A；保存低4位BCD碼階段4邏輯運(yùn)算類指令應(yīng)用實(shí)例【例】在內(nèi)部RAM30H單元保存有以壓縮BCD碼表示的100MOVA，30H；取數(shù)據(jù)ANLA，#0F0H；低4位清0，保留高4位SWAPA；高低4位交換MOV32H，A；保存高4位BCD碼MOVA，30H；取101任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令

1.絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP addr11

；PC10～0

←addr11

2.長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP addr16 ；PC←addr163.相對(duì)（短）轉(zhuǎn)移指令SJMP rel ；PC←PC+2+rel4.間接轉(zhuǎn)移指令JMP @A+DPTR ；PC←A+DPTR階段1無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令任務(wù)5控制轉(zhuǎn)移類指令 1.絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令階段1無(wú)1021．累加器判零轉(zhuǎn)移指令JZrel；PC←（PC）+2，若(A)=0則程序轉(zhuǎn)移PC←（PC）+rel，若(A)≠0則程序

往下順序執(zhí)行JNZrel；PC←（PC）+2，若(A)≠0則程序轉(zhuǎn)移PC←（PC）+rel，若(A)=0則程序往

下順序執(zhí)行階段2條件轉(zhuǎn)移指令1．累加器判零轉(zhuǎn)移指令階段2條件轉(zhuǎn)移指令1032．比較轉(zhuǎn)移指令CJNE目的操作數(shù)，源操作數(shù)，rel；對(duì)指定的目的字節(jié)和源字節(jié)進(jìn)行比較，若他們的值不相等則轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移的目的地址為當(dāng)前的PC值加3后再加上指令的第三字節(jié)偏移量rel，若目的字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)大于源字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)，則將進(jìn)位標(biāo)志位CY清0，若目的字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)小于源字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)，則將進(jìn)位標(biāo)志位CY置1；若二者相等則往下執(zhí)行。階段2條件轉(zhuǎn)移指令2．比較轉(zhuǎn)移指令階段2條件轉(zhuǎn)移指令104