單片微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用電子教案12

1.2MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)特點(diǎn)（1）指令執(zhí)行時(shí)間快。（2）指令短，約有一半的指令為單字節(jié)指令。（3）用一條指令即可實(shí)現(xiàn)2個(gè)一字節(jié)的相乘或相除。（4）具有豐富的位操作指令。（5）可直接用傳送指令實(shí)現(xiàn)端口的輸入輸出操作。1.2.1MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說(shuō)明1.2.1.1指令分類 數(shù)據(jù)傳遞與交換算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算程序轉(zhuǎn)移布爾處理操作(位操作指令)1.2.1.2指令格式在MCS-51指令中，一般指令主要由操作碼、操作數(shù)組成。（1）操作碼指明執(zhí)行什么性質(zhì)和類型的操作。例如，數(shù)的傳送、加法、減法等。（2）操作數(shù)指明操作的數(shù)本身或者是操作數(shù)所在的地址。（3）指定操作結(jié)果存放的地址。1.2.1.3指令描述符號(hào)介紹

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位地址寄存器指令描述符號(hào)介紹bit——內(nèi)部RAM或?qū)Ｓ眉拇嫫髦械闹苯訉ぶ肺?。A——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?！痢瑑?nèi)RAM的直接地址或寄存器。(×)——由×尋址的單元中的內(nèi)容?！^左邊的內(nèi)容被箭頭右邊的內(nèi)容所代替1.2.2分類指令1.2.2.1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。1．以A為目的操作數(shù)（機(jī)器碼）MOVA，Rn ；A←Rn，（A)=(Rn)MOVA，direct ；A←（direct）,(A)=（direct）MOVA，#data ；A←#data,(A)=#dataMOVA，@Ri(重點(diǎn))；A←（Ri）,(A)=（(Ri)）以Ri中的內(nèi)容為地址，取該地址的內(nèi)容送給A。注意：是from、copy操作，2．以Rn為目的操作數(shù)

MOVRn，A ；Rn←(A)MOVRn，direct ；Rn←（direct）MOVRn，#data ；Rn←#data如MOVR6,#45H注意：Rn為R0—R73．以直接地址為目的操作數(shù)MOVdirect，A ；direct←(A)MOVdirect，@Ri；direct←((Ri))MOVdirect，#data；direct←#dataMOVdirect，Rn ；direct←（Rn）MOVdirect1，direct2 ；direct1←（direct2）如：MOV30H,56H4．以間接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←(A)MOV@Ri，direct ；（Ri）←（direct）MOV@Ri，#data ；（Ri）←#data以Ri的內(nèi)容為地址，把#data的送入該單元中。例如：設(shè)（30H）=6FH，R1=40H，(40H)=26H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,而不是26H=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。注意：其他MOV指令均為1字節(jié)數(shù)。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DPTR6．訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)RAMMOVXA，@DPTR ；A←（DPTR）MOVX@DPTR，A ；（DPTR）←AMOVXA，@Ri ；A←（P2Ri）MOVX@Ri，A ；（P2Ri）←A特點(diǎn)：雙向傳送，必須由A傳送,外地址由DPTR及P2Ri確定把外部ram單元3000h的內(nèi)容寫入A中(1)MOVDPTR,#3000HMOVXA,@DPTR(2)MOVP2,#30HMOVR1,#00HMOVXA，@R1(3)MOVXA,@3000H(錯(cuò))7．讀程序存儲(chǔ)器

MOVCA，@A+DPTR ；A←（（A）+（DPTR））MOVCA，@A+PC ；A←（（A）+（PC））注意：只有對(duì)ROM的讀（無(wú)寫）指令，PC為當(dāng)前指令所在ROM空間的地址+1例如已知A=30H，DPTR=3000H，程序存儲(chǔ)器單元（3030H）=50H，執(zhí)行MOVCA，@A+DPTR后例如MOVCA，@A+PC存在ROM空間1203H,(A)=30H,（A）+（PC）=1233H,(A)=8．?dāng)?shù)據(jù)交換

字節(jié)交換XCHA，Rn ；A<=>RnXCHA，direct ；A<=>（direct）XCHA，@Ri ；A<=>（Ri）如：XCHA，30H ；設(shè)（A）=98H,(30H)=07H結(jié)果（A）=,(30H)=半字節(jié)交換(低4位互換)XCHDA，@Ri ；A0～3<=>（Ri）0～3SWAPA ；A0～3<=>A4～7如:設(shè)（A）=98H;SWAPA ;（A）=89H9．堆棧操作（難點(diǎn)）所謂堆棧是在片內(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。隊(duì)列：先進(jìn)先出的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)管理。堆棧的操作有如下兩條專用指令：

PUSHdirect；SP←（SP)+1，（SP）←（direct）POP direct ；direct←(（SP）)，SP←(SP)-1堆棧指令主要用于子程序和數(shù)據(jù)保護(hù)，保證程序的正常執(zhí)行。PUSH進(jìn)棧指令執(zhí)行過(guò)程片內(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【例1】將片內(nèi)RAM30H單元與40H單元中的內(nèi)容互換。方法1（直接地址傳送法）：MOV 31H，30HMOV 30H，40HMOV 40H，31HSJMP $方法2（間接地址傳送法）：MOV R0，#40HMOV R1，#30HMOV A，@R0MOV B，@R1MOV @R1，AMOV @R0，BSJMP $方法3（字節(jié)交換傳送法）：MOV A，30HXCH A，40HMOV 30H，ASJMP $方法4（堆棧傳送法）：PUSH 30HPUSH 40HPOP 30HPOP 40HSJMP $1.2.2.2算術(shù)運(yùn)算類指令1．加法指令（對(duì)PSW的影響）ADDA，Rn ；A←(A)+(Rn)ADDA，direct ；A←(A)+（direct）ADDA，@Ri ；A←(A)+(（Ri）)ADDA，#data ；A←(A)+#data注意：加法操作在A中完成。并對(duì)PSW中的CY,AC,OV,P產(chǎn)生影響。如：ADDA，#28H;設(shè)(A)=B9H則結(jié)果(A)=E1H;CY=0,AC=1,OV=1,P=02．帶進(jìn)位加指令

ADDCA，Rn ；A←(A)+(Rn)+(C)ADDCA，direct ；A←(A)+（direct）+(C)ADDCA，@Ri ；A←(A)+((Ri))+(C)ADDCA，#data ；A←(A)+data+(C)C為來(lái)自PSW狀態(tài)寄存器中的進(jìn)位位C,是運(yùn)算前的C，運(yùn)算后的C不參加運(yùn)算。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)–(C)SUBBA，direct ；A←(A)-（direct）-(C)SUBBA，@Ri ；A←(A)–(（Ri）)-(C)SUBBA，#data ；A←(A)-#data–(C)注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)沒(méi)有不帶借位的減法?？梢韵仁筩=0后再使用SUBB指令例如，設(shè)A=39H，R0=20H，（20H）=32H，C=1，4乘法指令MULAB ；BA←(A)×(B)A和B中各存放一個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)，指令執(zhí)行后，16位乘積的高8位在B中，低8位存A中。例如，A=30H，B=60H，執(zhí)行MULAB后，A=00H，B=12H注意MUL對(duì)PSW的影響.5．除法指令

DIVAB ；(A)÷(B)→AB,商在A中，余數(shù)在B中A和B中各存放一個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)，A放被除數(shù)，B放除數(shù)。指令執(zhí)行后，A中存放商，B中存入余數(shù)。若B=00H，則指令執(zhí)行后OV=1，A與B不變。例如，A=30H，B=07H，執(zhí)行DIVAB后，A=06H，B=06H。6．加1指令

INCA ；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。7．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。注意：沒(méi)有DECDPTR的指令?？捎肈ECDPL指令8．十進(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碼相加的結(jié)果例如，A=65BCD，B=78BCD，C=0，執(zhí)行下列語(yǔ)句ADD A，B;ADD后，DA A前不能使用對(duì)C或AC有影響的指令。DA A;A=43BCD，C=1。DA操作核心：（1）對(duì)低半字節(jié)>09HORAC=1的數(shù)進(jìn)行+06H的操作。

（2）對(duì)高字節(jié)>90HORC=1的數(shù)進(jìn)行+60H的操作?！纠?】試把存放在R1R2和R3R4中的兩個(gè)16位數(shù)相加，結(jié)果存于R5R6中。解：參考程序如下：MOV A，R2 ；取第一個(gè)數(shù)的低8位ADD A，R4 ；兩數(shù)的低8位相加MOV R6，A ；保存和的低8位MOV A，R1 ；取第一個(gè)數(shù)的高8位ADDC A，R3 ；兩數(shù)的高8位相加，并把低8位相加時(shí)的進(jìn)位位加進(jìn)來(lái)MOV R5，A ；把相加的高8位存入R5寄存器中SJMP$1.2.2.3邏輯運(yùn)算與循環(huán)類指令1．“與”操作指令A(yù)NLA,#data;(A)=(A)∧#dataANLA,direct;(A)=(A)∧(direct)ANLA,Rn;(A)=(A)∧(Rn)ANLA,@Ri;(A)=(A)∧((Ri))ANLdirect,#data;(direct)=(direct)∧#dataANLdirect1,direct2;(direct1)=(direct1)∧(direct2)2．“或”操作指令

ORLA,#data;(A)=(A)∨#dataORLA,direct;(A)=(A)∨(direct)ORLA,Rn;(A)=(A)∨

(Rn)ORLA,@Ri;(A)=(A)∨((Ri))ORLdirect,#data;(direct)=(direct)∨#dataORLdirect1,direct2;(direct1)=(direct1)∨(direct2)3．“異或”操作指令

XRLA,#data;(A)=(A)∨#dataXRLA,direct;(A)=(A)∨(direct)XRLA,Rn;(A)=(A)∨

(Rn)XRLA,@Ri;(A)=(A)∨((Ri))XRLdirect,#data;(direct)=(direct)∨#dataXRLdirect1,direct2;(direct1)=(direct1)∨(direct2)4．求反與清除指令

CLRA;(A)=0CPLA;(A)=(/A)5．循環(huán)指令RRA；右移操作RLA；左移操作RRCA；帶進(jìn)位的右移操作RLCA；帶進(jìn)位的左移操作注意：該指令常用于乘、除2的n次冪的操作。并且只能在A中進(jìn)行。例：將30H的內(nèi)容*4放入31H和32H中，31H為高位。1.2.2.4位操作指令

1．位數(shù)據(jù)傳送指令MOV C，bit ；C←（bit）MOV bit，C ；bit←(C)2．位狀態(tài)修改指令CLR C ；C←0CLR bit ；bit←0CPL C ；C←CPL bit ；bit←（bit）SETB C ；C←1SETB bit ；bit←13．位邏輯運(yùn)算指令A(yù)NL C，bit ；C←(C)∧（bit）ANL C，/bit ；C←(C)∧（bit）ORL C，bit ；C←(C)∨（bit）ORL C，/bit ；C←(C)∨（bit）1.2.2.5程序轉(zhuǎn)移類指令1．無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令絕對(duì)（短）轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP addr11 ；PC10～0←addr11長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP addr16 ；PC←addr16短（相對(duì)）轉(zhuǎn)移指令SJMP rel ；PC←PC+2+rel間接轉(zhuǎn)移指令JMP @A+DPTR ；PC←A+DPTR無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令區(qū)別地址范圍地址空間地址計(jì)算相對(duì)偏移量rel的求法2．條件轉(zhuǎn)移指令累加器為零（非零）轉(zhuǎn)移指令JZ rel ；若(A)=0，則轉(zhuǎn)移;PC←(PC)+2+rel；否則程序順序執(zhí)行JNZ rel ；若(A)?0，則轉(zhuǎn)移;PC←(PC)+2+rel；否則程序順序執(zhí)減1非零轉(zhuǎn)移指令DJNZRn,rel;

DJNZdirect,rel;(Rn)=(Rn)-1;if(Rn)〉0轉(zhuǎn)移；否則順序執(zhí)行。兩數(shù)不等轉(zhuǎn)移指令

CJNEA,#data,relCJNEA,direct,relCJNERn,#data,relCJNE@Ri,#data,rel三分支指令ifA>=datac=0;否則c=1；ifA=data，則順序執(zhí)