《單片機(jī)原理及工程應(yīng)用》課件-第3章 指令系統(tǒng)與編程技術(shù)（第1次課）

1常用51單片機(jī)最小系統(tǒng)XTAL1XTAL2RSTT30PF10μF5KAT89C52GNDVCCVCC30PFVCC100RESET2指令的描述形式有三種：機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言3第3章

指令系統(tǒng)與編程技術(shù)43.151系列單片機(jī)指令系統(tǒng)概述指令就是我們給計(jì)算機(jī)下達(dá)的計(jì)算機(jī)能夠讀懂的指示和命令。計(jì)算機(jī)所有指令的集合稱為指令系統(tǒng)，它是表征計(jì)算機(jī)性能的重要標(biāo)志，指令系統(tǒng)越豐富，說明CPU的功能越強(qiáng)。

551系列單片機(jī)指令特點(diǎn)及分類6[標(biāo)號(hào)：]操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]

標(biāo)號(hào)必須以字母開頭，其后跟1～8個(gè)字母或數(shù)字，并以“：”結(jié)尾匯編語言指令格式7指令中用到的符號(hào)(1)Ri和Rn：R表示當(dāng)前工作寄存器區(qū)中的工作寄存器，i表示0或1，即R0或R1。n表示0～7，即R0～R7，當(dāng)前工作寄存器的選定是由PSW的RSl和RS0位決定的。(2)#data：#表示立即數(shù)符號(hào)，data為8位立即數(shù)。#data是指包含在指令中的8位立即數(shù)。(3)#datal6：包含在指令中的16位立即數(shù)。(4)rel：相對(duì)地址，以8位補(bǔ)碼形式表示的地址偏移量，范圍為-128～+127，主要用于無條件相對(duì)短轉(zhuǎn)移指令SJMP和所有的條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中。8(5)addrl6：16位目的地址。目的地址可在全部程序存儲(chǔ)器的64KB空間范圍內(nèi)，主要用于無條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP和子程序長(zhǎng)調(diào)用指令LCALL中。

(6)addrll：11位目的地址。目的地址應(yīng)與下條指令處于相同的2KB程序存儲(chǔ)器地址空間范圍內(nèi)，主要用于絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP和子程序絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALL指令中。

(7)direct：表示直接尋址的地址，即8位內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的單元地址(0～127／255)，或特殊功能寄存器SFR的地址。指令中用到的符號(hào)9(8)bit：內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和特殊功能寄存器SFR中的可直接尋址的位地址。

(9)@：間接尋扯寄存器或基地址寄存器的前綴，如@Ri，@DPTR，表示寄存器間接尋址。

指令中用到的符號(hào)10指令長(zhǎng)度和指令周期指令長(zhǎng)度是指指令的機(jī)器代碼所占存儲(chǔ)單元的字節(jié)數(shù)。11

指令周期是指CPU執(zhí)行一條指令所花費(fèi)的時(shí)間。由于執(zhí)行不同的指令所需要的時(shí)間長(zhǎng)短不同，因此通常是以指令消耗的機(jī)器周期數(shù)為依據(jù)來確定指令周期的。

51系統(tǒng)中，一個(gè)指令周期通常含1～4個(gè)機(jī)器周期，大多數(shù)指令是單字節(jié)、單機(jī)器周期指令，還有一些指令是單字節(jié)、雙周期指令和雙字節(jié)、雙周期指令，而乘法指令MUL和除法指令DIV都是單字節(jié)四周期指令。

指令長(zhǎng)度和指令周期123.251系列單片機(jī)尋址方式

指令獲得操作數(shù)、操作數(shù)所在的地址或轉(zhuǎn)移地址的方式稱為尋址方式。為了描述方便，對(duì)于有目的操作數(shù)和源操作數(shù)的雙操作數(shù)指令，在無特別聲明的情況下，某條指令的尋址方式一般是指源操作數(shù)的尋址方式。

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51系列單片機(jī)有7種尋址方式。分別為：立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址和位尋址。14立即尋址

立即尋址是指CPU能夠立即得到操作數(shù)的一種尋址方式，它只適應(yīng)對(duì)源操作進(jìn)行尋址。

在立即尋址方式中，源操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中，跟在操作碼的后面，作為指令的一部分與操作碼一起存放在程序存儲(chǔ)器內(nèi)，CPU可以立即得到源操作數(shù)并執(zhí)行，不需要另去寄存器或存儲(chǔ)器尋找和讀取操作數(shù)，故稱為立即尋址。15

立即尋址中，該操作數(shù)稱為立即數(shù)，并在其前冠以“#”號(hào)作前綴，表示并非地址。

若立即數(shù)以十六進(jìn)制數(shù)據(jù)表示時(shí)，應(yīng)以H為后綴，當(dāng)數(shù)據(jù)以A～F開頭時(shí)必須加前導(dǎo)0。

十進(jìn)制數(shù)據(jù)可不帶后綴。立即數(shù)長(zhǎng)度可以是8位或16位。立即尋址16MOVR0，#16H；(R0)←16H，其機(jī)器碼為78H16H。MOVR1,#16；(R1)←10H，其機(jī)器碼為79H10H。MOVA,#0C0H；(A)←C0H，其機(jī)器碼為74HC0H。MOVDPTR,#2510H；(DPTR)←2510H，其機(jī)器碼為90H25H10H立即尋址示例第1個(gè)符號(hào)為字母時(shí)，應(yīng)在字母前加017寄存器尋址將操作數(shù)存放于某寄存器中，CPU執(zhí)行指令時(shí)從寄存器中取出操作數(shù)，以完成指令規(guī)定的操作，稱為寄存器尋址。例如：MOVA，R0；（A）←（R0）

ADDA,R1；(A)←（A)+(R1)18直接尋址

指令中直接給出操作數(shù)所在的存儲(chǔ)單元的地址，供指令讀取數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，把這這種尋址方式稱為直接尋址。

例如：MOVA，30H；（A）←(30H)19寄存器間接尋址

在指令中指定某一個(gè)寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址，而該地址指定單元中的內(nèi)容便是操作數(shù)。這種尋址方法稱為寄存器間接尋址方式，簡(jiǎn)稱寄存器間址，也稱為間接尋址方式。通常將用來存放操作數(shù)地址的寄存器稱為指針。20

MCS-51中，用于間接尋址的寄存器有R0、R1、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和堆棧指針SP。用R0、R1或DPTR作為地址指針寄存器時(shí)，應(yīng)在寄存器符號(hào)前加前綴“@”，用于表示間接尋址。例如：MOVA，@R0；（A）←((R0))寄存器間接尋址21變址尋址

變址尋址是將基址寄存器與變址寄存器的內(nèi)容相加，其結(jié)果作為操作數(shù)地址的一種尋址方式。它以數(shù)據(jù)指針DPTR或程序計(jì)數(shù)器PC作為基址寄存器，累加器A作為變址寄存器，兩者的內(nèi)容相加形成16位的程序存儲(chǔ)器地址，該地址就是操作數(shù)所在地址。

例如：MOVCA，@A＋DPTR；（A）←（(A)＋(DPTR)）

22相對(duì)尋址

相對(duì)尋址是以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的值加上指令規(guī)定的偏移量rel構(gòu)成實(shí)際操作數(shù)地址的尋址方法。相對(duì)尋址用來訪問程序存儲(chǔ)器，常用于相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中。例如：JZrel

通常是用標(biāo)號(hào)23偏移量rel是有符號(hào)的單字節(jié)數(shù)，以補(bǔ)碼表示，其相對(duì)值的范圍是－128～＋127，負(fù)數(shù)表示從當(dāng)前地址向前轉(zhuǎn)移，正數(shù)表示從當(dāng)前地址向后轉(zhuǎn)移。所以，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令滿足轉(zhuǎn)移條件后，轉(zhuǎn)移的地址(目的地址)應(yīng)為：目的地址＝當(dāng)前PC值＋rel＝源地址＋轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)＋rel相對(duì)尋址24位尋址

位尋址是指令中可以直接給出位地址,CPU按位進(jìn)行訪問的一種尋址