單片機-第2章-MCS51單片機指令系統(tǒng)

第2章MCS-51單片機指令系統(tǒng)2.1MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明2.2尋址方式2.3分類指令單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第1頁。MCS-51單片機指令系統(tǒng)有如下特點：（1）指令執(zhí)行時間快。（2）指令短，約有一半的指令為單字節(jié)指令。（3）用一條指令即可實現(xiàn)2個一字節(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現(xiàn)端口的輸入輸出操作。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第2頁。2.1MCS-51指令系統(tǒng)的分類、格式及一般說明 2.1.1指令分類2.1.2指令格式2.1.3指令描述符號介紹返回本章首頁單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第3頁。2.1.1指令分類 按指令功能，MCS-51指令系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)傳遞與交換、算術(shù)運算、邏輯運算、程序轉(zhuǎn)移、布爾處理操作、CPU控制等6類。布爾處理操作類指令又稱位操作指令。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第4頁。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。指令應(yīng)具有以下功能：（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。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第5頁。 2.1.3指令描述符號介紹Rn——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的8個工作寄存器R0～R7（n=0～7）。Ri——當(dāng)前選中的寄存器區(qū)中的2個工作寄存器R0、R1（i=0，1）。direct—8位的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器單元中的地址。#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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第6頁。rel——8位帶符號的偏移字節(jié)，簡稱偏移量。DPTR——數(shù)據(jù)指針，可用作16位地址寄存器。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——進位標(biāo)志或進位位，或布爾處理機中的累加器。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第7頁。@——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。——箭頭左邊的內(nèi)容被箭頭右邊的內(nèi)容所代替。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第8頁。2.2尋址方式 3.2.1立即尋址 3.2.2直接尋址3.2.3寄存器尋址3.2.4寄存器間接尋址3.2.5變址尋址 3.2.6相對尋址 3.2.7位尋址返回本章首頁單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第9頁。2.2.1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#號的8位或16位數(shù)來表示。例如：MOV A，#60H ；A←#60HMOV DPTR，#3400H ；DPTR←#3400HMOV 30H，#40H ；30H單元←#40H上述三條指令執(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。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第10頁。2.2.2直接尋址 指令中直接給出操作數(shù)地址的尋址方式，能進行直接尋址的存儲空間有SFR寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM。例如：MOV PSW，#20H ；PSW←#20HPSW為直接尋址寄存器的符號地址。MOV A，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。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第11頁。2.2.3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+R5返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第12頁。2.2.4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。其中R0、R1必須是工作寄存器組中的寄存器。SP僅用于堆棧操作。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第13頁。例如：MOV@R0，A；內(nèi)部RAM(R0)←A其指令操作過程示意圖如圖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其指令操作過程示意圖如圖3-3所示。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第14頁。片內(nèi)RAM30HR034HA30H34H圖3-1MOV@R0，A間接尋址示意圖單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第15頁。片外RAM34HP245HA3410H45H10HR1片外RAM2000HDPTR30HA2000H30H圖3-2MOVXA，@R1間接尋址示意圖圖3-3MOVX@DPTR，A間接尋址示意圖返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第16頁。2.2.5變址尋址 變址尋址只能對程序存儲器中數(shù)據(jù)進行操作。由于程序存儲器是只讀的，因此變址尋址只有讀操作而無寫操作，在指令符號上采用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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第17頁。圖3-4變址尋址示意圖程序存儲器2000HDPTR64H(10H)A2010H64H10H2000H返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第18頁。2.2.6相對尋址 以當(dāng)前程序計數(shù)器PC的內(nèi)容為基礎(chǔ)，加上指令給出的一字節(jié)補碼數(shù)（偏移量）形成新的PC值的尋址方式。相對尋址用于修改PC值，主要用于實現(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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第19頁。程序存儲器(2000H)200AHSJMP200AH08H2000H+208HPC2000H圖3-5相對尋址示意圖返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第20頁。2.2.7位尋址位尋址只能對有位地址的單元作位尋址操作。位尋址其實是一種直接尋址方式，不過其地址是位地址。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←進位位CORLC，32H；C←C∨32H返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第21頁。2.3分類指令 3.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令3.3.2算術(shù)運算類指令3.3.3邏輯運算與循環(huán)類指令3.3.4程序轉(zhuǎn)移類指令3.3.5調(diào)用子程序及返回指令3.3.6位操作指令3.3.7空操作指令返回本章首頁單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第22頁。2.3.1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。MCS-51單片機片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送途徑如圖3-6所示。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第23頁。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單片機片內(nèi)數(shù)據(jù)傳送圖單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第24頁。1．以A為目的操作數(shù)MOVA，Rn ；A←RnMOVA，direct ；A←（direct）MOVA，@Ri ；A←（Ri）MOVA，#data ；A←#data單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第25頁。2．以Rn為目的操作數(shù)MOVRn，A ；Rn←AMOVRn，direct ；Rn←（direct）MOVRn，#data ；Rn←#data單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第26頁。3．以直接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri，A ；（Ri）←AMOV@Ri，direct ；（Ri）←（direct）MOV@Ri，#data ；（Ri）←#data單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第27頁。4．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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第28頁。5．以DPTR為目的操作數(shù)MOVDPTR，#data16；DPTR←#data16例如執(zhí)行MOVDPTR，#2000H后，（DPTR）=2000H。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第29頁。6．訪問外部數(shù)據(jù)RAMMOVXA，@DPTR ；A←（DPTR）MOVX@DPTR，A ；（DPTR）←AMOVXA，@Ri ；A←（P2Ri）MOVX@Ri，A ；（P2Ri）←A單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第30頁。7．讀程序存儲器MOVCA，@A+DPTR ；A←（A+DPTR）MOVCA，@A+PC ；A←（A+PC）例如已知A=30H，DPTR=3000H，程序存儲器單元（3030H）=50H，執(zhí)行MOVCA，@A+DPTR后，A=50H。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第31頁。8．?dāng)?shù)據(jù)交換l

字節(jié)交換XCHA，Rn ；A<=>RnXCHA，direct ；A<=>（direct）XCHA，@Ri ；A<=>（Ri）l

半字節(jié)交換XCHDA，@Ri ；A0～3<=>（Ri）0～3SWAPA ；A0～3<=>A4～7單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第32頁。9．堆棧操作所謂堆棧是在片內(nèi)RAM中按“先進后出，后進先出”原則設(shè)置的專用存儲區(qū)。數(shù)據(jù)的進棧出棧由指針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）POP direct ；（direct）←（SP），SP←SP-1PUSH是進棧（或稱為壓入操作）指令。指令執(zhí)行過程如圖3-7所示。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第33頁。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操作示意圖單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第34頁。【例3.1】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 $單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第35頁。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 $返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第36頁。2.3.2算術(shù)運算類指令 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+#data單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第37頁。2．帶進位加指令A(yù)DDCA，Rn ；A←A+Rn+CADDCA，direct ；A←A+（direct）+CADDCA，@Ri ；A←A+（Ri）+CADDCA，#data ；A←A+#data+CC為來自PSW狀態(tài)寄存器中的進位位C。例如，設(shè)A=20H，R0=21H，C=1，執(zhí)行指令A(yù)DDCＡ，R0后，A=42H。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第38頁。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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第39頁。4．乘法指令MULAB ；BA←A×BA和B中各存放一個8位無符號數(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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第40頁。5．除法指令DIVAB ；A÷B→商在A中，余數(shù)在B中A和B中各存放一個8位無符號數(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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第41頁。6．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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第42頁。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。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第43頁。8．十進制調(diào)整指令DAA

；把A中按二進制相加的結(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)行下列語句ADD A，BDA A后，A=43BCD，C=1。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第44頁?！纠?.2】試把存放在R1R2和R3R4中的兩個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位單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第45頁。MOV A，R1 ；取第一個數(shù)的高8位ADDC A，R3 ；兩數(shù)的高8位相加，并把低8位相加時的進位位加進來MOV R5，A ；把相加的高8位存入R5寄存器中SJMP$返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第46頁。2.3.3邏輯運算與循環(huán)類指令1．“與”操作指令2．“或”操作指令3．“異或”操作指令4．求反與清除指令5．循環(huán)指令返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第47頁。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第48頁。單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第49頁。2.3.4程序轉(zhuǎn)移類指令 1．無條件轉(zhuǎn)移指令l

絕對（短）轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP addr11 ；PC10～0←addr11

l

長轉(zhuǎn)移指令LJMP addr16 ；PC←addr16l

短（相對）轉(zhuǎn)移指令SJMP rel ；PC←PC+2+rell

間接轉(zhuǎn)移指令(散轉(zhuǎn))JMP @A+DPTR ；PC←A+DPTR單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第50頁。2．條件轉(zhuǎn)移指令l

累加器為零（非零）轉(zhuǎn)移指令JZrelJNZrell

減1非零轉(zhuǎn)移指令DJNZRn,relDJNZdirect,rell

兩數(shù)不等轉(zhuǎn)移指令 CJNEA,direct,relCJNEA,#data,relCJNERn,#data,relCJNE@Ri,#data,rell

相對偏移量rel的求法-128~127單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第51頁。0000H～07FFH0800H～0FFFH1000H～17FFH1800H～1FFFH2000H～27FFH2800H～2FFFH3000H～37FFH3800H～3FFFH4000H～47FFH4800H～4FFFH5000H～57FFH5800H～5FFFH6000H～67FFH6800H～6FFFH7000H～77FFH7800H～7FFFH8000H～87FFH8800H～8FFFH9000H～97FFH9800H～9FFFHA000H～A7FFHA800H～AFFFHB000H～B7FFHB800H～BFFFHC000H～C7FFHC800H～CFFFHD000H～D7FFHD800H～DFFFHE000H～E7FFHE800H～EFFFHF000H～F7FFHF800H～FFFFH表3-1程序存儲器空間32個2K地址范圍返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第52頁。2.3.5調(diào)用子程序及返回指令1．調(diào)用子程序指令長調(diào)用LCALLaddr16；PC←PC+3，SP←SP+1，（SP）←PC7～0；SP←SP+1，（SP）←PC15～8，PC←addr16絕對調(diào)用ACALLaddr11；PC←PC+2，SP←SP+1，（SP）←PC7～0；SP←SP+1，（SP）←PC15～8，PC10～0←addr11單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第53頁。2．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清硬件中斷觸發(fā)器標(biāo)志。返回本節(jié)單片機---第2章--MCS51單片機指令系統(tǒng)全文共61頁，當(dāng)前為第54頁。2.3.6位操作指令 1．位數(shù)據(jù)傳送指令MOV C，bit ；C←（bit）MOV bit，C ；bit←C2．位狀態(tài)修改指令CLR C ；C←0CLR bit ；（bit）←0CPL C ；C←/CCPL bit ；（bit）←/（bit）SETB C ；C←1