第2章 指令系統(tǒng) 福建專升本電子類復(fù)習(xí)資料 專升本電子類復(fù)習(xí)資料

第2章指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)舉例Exit§2.389S51指令系統(tǒng)§2.1匯編語言§2.2尋址方式要求：?掌握MCS-51單片機(jī)的尋址方式及各種尋址方式可用的存貯空間。?學(xué)會(huì)簡單的單片機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法?！?.1匯編語言§2.1.1指令和程序設(shè)計(jì)語言§2.1.2指令格式BACK§2.1.1指令和程序設(shè)計(jì)語言指令：是CPU根據(jù)人的意圖來執(zhí)行某種操作的命令。程序設(shè)計(jì)語言：是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息的基本工具，分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。機(jī)器語言：用二進(jìn)制編碼表示每條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識別和執(zhí)行的語言。匯編語言：是用助記符、符號和數(shù)字等來表示指令的程序設(shè)計(jì)語言。它與機(jī)器語言指令是一一對應(yīng)的。BACK§2.1.2指令格式89S51匯編語言指令格式操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]匯編語言指令對應(yīng)的二進(jìn)制代碼格式單字節(jié)指令雙字節(jié)指令三字節(jié)指令BACK單字節(jié)指令1、指令碼中隱含著對某一種寄存器的操作如：指令“INCDPTR”的指令代碼格式為：A3H=101000112、由指令中的rrr三位的不同編碼指定某一寄存器如：指令“MOVA，Rn”的指令代碼格式為：11101rrrBACK雙字節(jié)指令用一個(gè)字節(jié)表示操作碼，另一個(gè)字節(jié)表示操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址。格式為：操作碼立即數(shù)或地址BACK三字節(jié)指令一個(gè)字節(jié)操作碼，兩個(gè)字節(jié)操作數(shù)。格式為：BACK立即數(shù)或地址操作碼立即數(shù)或地址§2.2尋址方式什么是尋址方式？所謂尋址就是尋找指令中操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址，其目的就是要對操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，之后的操作結(jié)果根據(jù)地址存放在相應(yīng)的寄存器或存儲器單元中。

BACK符號注釋Rn(n=0-7)：當(dāng)前選中的工作寄存器組R0-R7。Ri(I=0,1)：作為地址指針的兩個(gè)工作寄存器R0，R1。#data：8位立即數(shù)。#data16：16位立即數(shù)。direct：8位片內(nèi)RAM單元（包括SFR）的直接地址。addr11：11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中。addr16：16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中。rel：補(bǔ)碼表示的8位地址偏移量。范圍：-128-+127D。bit：片內(nèi)RAM或SFR的直接尋址位地址。@：間接寄存器的符號。/：位操作指令中對該位先取反再參與操作，不影響原值。(×)：×中的內(nèi)容。((×))：×指出的地址單元中的內(nèi)容?！簩⒆筮叺膬?nèi)容送于右邊的單元。多一個(gè)→，則其右邊的（）少一個(gè)。$：當(dāng)前指令的地址。

BACK尋址方式的種類：

1、寄存器尋址2、直接尋址3、立即數(shù)尋址4、寄存器間接尋址5、變址尋址6、相對尋址7、位尋址BACK1、寄存器尋址寄存器尋址：由指令指出寄存器組R0～R7中的某一個(gè)或其他寄存器(A,B,DPTR等)的內(nèi)容作為操作數(shù)。例如：MOVA，R0；(R0)→AMOVP1，A；(A)→P1口ADDA，R0；(A)+(R0)→ABACK2、直接尋址直接尋址方式：在指令中直接給出操作數(shù)所在存儲單元的地址。指令中操作數(shù)部分是操作數(shù)所在地址。直接尋址方式可訪問片內(nèi)RAM的128個(gè)單元以及所有的SFR。對于SFR，既可以使用它們的地址，也可以使用它們的名字。例如：MOVA，3AH；(3A)→AMOVA，P1；(P1口)→A或：MOVA，90H；90H是P1口的地址BACK說明：(1)比較以下三條指令①INCA②INCACC；ACC是SFR中的一個(gè)③INC0E0HA、ACC、0E0H是累加器的三種表示形式。①是寄存器尋址；②③是直接尋址，但都表示累加器的內(nèi)容自加1，即執(zhí)行結(jié)果相同。(2)注意區(qū)別字節(jié)地址和位地址。如：①M(fèi)OVA,20H②MOVC,20H；（20H）→Cy①②形式相同，但結(jié)果不同，因?yàn)棰僦械?0H為字節(jié)地址，②中的20H為位地址。

3、立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址：指令操作碼后面緊跟的是一字節(jié)或兩字節(jié)操作數(shù)，用“#”號表示，以區(qū)別直接地址。例如：MOVA，3AH；（3AH）→AMOVA，#3AH；3AH→AMOVDPTR，#2000H；2000H→DPTR；（DPH）=20H；（DPL）=00H【思考】如下一條指令對否？MOVPC，#2000H

BACK4、寄存器間接尋址

寄存器間接尋址：操作數(shù)的地址事先存放在某個(gè)寄存器中，寄存器間接尋址是把指定寄存器的內(nèi)容作為地址，由該地址所指定的單元內(nèi)容作為操作數(shù)。89S51規(guī)定R0或R1為間接尋址寄存器，它可尋址內(nèi)部地址RAM低位的128B單元內(nèi)容和片外RAM低256B單元。還可采用DPTR作為間接尋址寄存器，尋址外部數(shù)據(jù)存儲器的64KB空間。堆棧操作指令(PUSH、POP)也屬于寄存器間接尋址方式，即把SP作間址寄存器。

BACK例如：將片內(nèi)RAM65H單元內(nèi)容47H送A，可執(zhí)行指令“MOVA，@R0”。其中R0內(nèi)容為65H。如圖所示：65H47HR0A47H數(shù)據(jù)存儲器地址┋┋65H①②以指令中所指定的R0內(nèi)容（65H）為指針將片內(nèi)RAM65H單元內(nèi)容47H送ABACK5、變址尋址(基址寄存器+變址寄存器間接尋址)變址尋址：以某個(gè)寄存器的內(nèi)容為基地址，在這個(gè)基地址的基礎(chǔ)上加上地址偏移量形成真正的操作數(shù)地址。89S51中采用DPTR或PC為變址寄存器，A的內(nèi)容為地址偏移量。變址尋址只能訪問程序存儲器，訪問范圍為64KB。BACK只有兩條指令：①M(fèi)OVCA,@A+PC ;((A)+(PC))→A②MOVCA,@A+DPTR ;((A)+(DPTR))→A

例如：MOVCA，@A+DPTR；((A)+(DPTR))→A如圖所示1EH0302HROMDPTRAA02F1H11H1EH+①②DPTR內(nèi)容與A的內(nèi)容之和為程序存儲器地址程序存儲器內(nèi)容送ABACK6、相對尋址

相對尋址：以程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值（指的是從程序存儲器中取出轉(zhuǎn)移指令后的PC值，也可以說是正在執(zhí)行指令的下一條指令的地址）作為基地址，與指令中給出的相對偏移量進(jìn)行相加，把所得之和作為程序的轉(zhuǎn)移地址。51單片機(jī)中的控制轉(zhuǎn)移類指令都屬于此種尋址方式。

BACK

如在程序存儲器中2000H單元有一條雙字節(jié)的相對轉(zhuǎn)移指令“SJMP75H”。其操作示意圖如圖2－5所示。程序存儲器2000H、2001H單元的內(nèi)容80H、75H是“SJMP75H”的機(jī)器語言代碼。實(shí)際編程中偏移量75H用標(biāo)號表示，省去我們手工計(jì)算轉(zhuǎn)移地址的麻煩，如： … SJMPLOOP …LOOP： …

7、位尋址位尋址：采用位尋址方式的指令的操作數(shù)是8位二進(jìn)制數(shù)中的某一位，指令中給出的是位地址。位地址在指令中用bit表示。例如：CLRbit；位地址的兩種表示方法：直接使用位地址，如D3H；直接用寄存器名字加位數(shù)，如PSW.3。位尋址區(qū)域：片內(nèi)RAM的20H-2FH的16個(gè)單元中的128位；字節(jié)地址能被8整除的SFR。BACK表2-2操作數(shù)尋址方式和有關(guān)空間BACKBACKMCS-51指令系統(tǒng)可分為五大類

[1]數(shù)據(jù)傳送指令：29條

[2]算術(shù)運(yùn)算指令：24條

[3]邏輯運(yùn)算及移位指令：24條

[4]控制轉(zhuǎn)移指令：17條

[5]位操作指令（布爾操作）：17條Back§2.3.1數(shù)據(jù)傳送指令Back

數(shù)據(jù)傳送指令是MCS-51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)中使用最頻繁的指令，包括內(nèi)部RAM、寄存器、外部RAM以及程序存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)傳送操作是指把數(shù)據(jù)從源地址傳送到目的地址，源地址內(nèi)容不變，同時(shí)很少的數(shù)據(jù)傳送指令會(huì)影響PSW的結(jié)果。

Back

1.以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條,即4種尋址方式)

2.以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條）

3.以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條）

4.以間接地址為目的操作數(shù)的指令（3條）

5.十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)

6.查表指令（2條）

7.累加器A與片外RAM傳送指令(4條)

8.棧操作指令（二條）

9.交換指令(4條)2.3.1.1內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令格式：MOVdst，src ；(src)→dst或者，(dst)=(src)各操作數(shù)間傳送關(guān)系如下圖所示。說明：(1)立即數(shù)不能作dst。(2)direct可以作dst；direct之間還可以互相傳送數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)傳送的速度和效率。(3)無Rn和Rn之間數(shù)據(jù)傳送的指令。

Back1.以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條,即4種尋址方式)例：MOVA，#30H；（A）=30HMOVA，30H；（A）=11HMOVA，@R1；（A）=11HMOVA，R1；（A）=30H

2、以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條）Back如：（A）=78H，（R5）=47H，（70H）=F2H，執(zhí)行指令：MOVR5，A ；（A） R5， （R5）=78HMOVR5，70H；（70H） R5， （R5）=F2HMOVR5，#A3H；A3H R5， （R5）=A3H注意，在89S51指令系統(tǒng)中沒有“MOVRn，Rn”傳送指令。Back3、以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條）Back4、以間接地址為目的操作數(shù)的指令（3條）Back5、十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)這條指令的功能是把16位常數(shù)送入DPTR。DPTR由DPH和DPL組成。BackBack【例2－1】已知：Ri=32H，(30H)=AAH，(31H)=BBH，(32H)=CCH，請問執(zhí)行下列指令后累加器A、50H單元、R6、32H單元和P1口中的內(nèi)容是什么？MOVA,30H ;A=(30H)=AAHMOV50H,A ;(50H)=(A)=AAHMOVR6,31H ;R6=(31H)=BBHMOVP1,32H ;P1=(32H)=CCHMOV@R1,#30H ;(R1)=(32H)=30HMOVA,@R1 ;A=((R1))=30H所以，(A)=30H，(50H)=AAH，(R6)=BBH，(32H)=30H，(P1)=CCH。

2.3.1.2查表指令（2條）

——ROM的字節(jié)傳送指令

屬于變址尋址指令，所查的表格存放在程序存儲器中，以DPTR和PC作基地址即起始地址，累加器A為偏移量，分2種：Back基地址寄存器+變址寄存器間接尋址@PC+A(程序存儲器0-64K)基地址寄存器+變址寄存器間接尋址@DPTR+A(程序存儲器0-64K)A寄存器圖2-7程序存貯器傳送（查表）例:

執(zhí)行下面程序段后結(jié)果如何？MOVDPTR,#2000H；（DPTR）=2000HMOVA,#0AH；（A）=0AHMOVCA,@A+DPTR；（A）=（（A）+（DPTR））=（200AH）則：(A)=(200AH)=11H例:

所以，最后結(jié)果為：(A)=01(R0)=01(PC)=1004Back2.3.1.3外部RAM的字節(jié)數(shù)據(jù)傳送指令（4條）——I/O指令Back1.MCS－51沒有專門的I/O指令，它只能通過這種方式與外RAM或外設(shè)打交道，其中，前兩條指令是輸入指令，后兩條是輸出指令。2.外部RAM的數(shù)據(jù)傳送，只能通過累加器A進(jìn)行。

第2，4兩條指令以DPTR為片外數(shù)據(jù)存儲器16位地址指針，尋址范圍達(dá)64KB。其功能是DPTR所指定的片外數(shù)據(jù)存儲器與累加器A之間傳送數(shù)據(jù)。 第1，3兩條指令是用R0或R1作低8位地址指針，由P0口送出，尋址范圍是256字節(jié)。這兩條指令完成以R0或R1為地址指針的片外數(shù)據(jù)存儲器與累加器A之間的傳送數(shù)據(jù)。 上述四條指令的操作如圖2-8所示:寄存器寄存器間接尋址

寄存器間接尋址@R1.@R0@DP(外RAM0-255)(外RAM0-64K)圖2-8

外部數(shù)據(jù)存儲器傳送操作例:若：片內(nèi)RAM(30H)=01H，片外RAM(30H)=02H，執(zhí)行下面程序段后的結(jié)果如何。Back2.3.1.4棧操作指令（二條）Backdirect應(yīng)是直接地址。如：正確 錯(cuò)誤PUSHACC PUSHAPOPOOH POPR0

例：繼續(xù)上例:Back

2.3.1.5數(shù)據(jù)交換指令(5條)Back（1）字節(jié)變換指令

例:(2)半字節(jié)交換指令Back

SWAPA ;(A0～3)←→(A4～7),A的高低半字節(jié)交換注意：1、2兩類指令都只影響標(biāo)志位P，但3指令不影響任何標(biāo)志位。

(3)累加器半字節(jié)交換指令【例】初始時(shí)：(A)=34H，(30H)=11H，執(zhí)行以下程序段：XCHA,30H ;(A)=11H，(30H)=34HMOVR1,#30H ;(R1)=30HXCHA,@R1 ;(A)=34H，(30H)=11HXCHDA,@R1 ;(A)=31H，(30H)=14HSWAPA ;(A)=13H§2.3.2算術(shù)運(yùn)算指令Back算術(shù)邏輯運(yùn)算和移位類指令中，累加器A是最為繁忙的指令，且多為dst。算術(shù)運(yùn)算類指令執(zhí)行后除了增1、減1指令不影響CY、AC、OV外,其它指令會(huì)影響改變它們的值。其操作對象為8位的無符號二進(jìn)制整數(shù)，若對帶符號數(shù)或多字節(jié)二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算，需通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)。

Back

1.不帶進(jìn)位加法指令(4條)2.帶進(jìn)位加法指令（4條）3.十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)

4.帶借位減法指令（4條）5.乘法指令（1條）6.除法指令（1條）7.加1指令（5條）8.減1指令(4條)1、不帶進(jìn)位加法指令(四條)Back例：Back2、帶進(jìn)位加法指令（四條）Back3、十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)Back例:設(shè)累加器A內(nèi)容為：01010110B（即為56的BCD碼），寄存器R3的內(nèi)容為01100111B（即67的BCD碼），CY內(nèi)容為1。求執(zhí)行下列指令后的結(jié)果。 ADDCA，R3；

DAA；Back例：有兩個(gè)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)存儲器的50H～51H單元和60H～61H單元，試編寫程序求這兩個(gè)數(shù)之和，結(jié)果的和存放在40H～41H單元，進(jìn)位存放在42H單元。解：求兩個(gè)BCD數(shù)之和的運(yùn)算程序段如下：MOV A,50H ;取第一個(gè)數(shù)低2位BCD碼ADD A,60H ;加第二個(gè)數(shù)低2位BCD碼DA A ;十進(jìn)制調(diào)整MOV 40H,A ;保存結(jié)果的低2位MOV A,51H ;取高位BCD碼ADDC A,61H ;高位相加DA A ;十進(jìn)制調(diào)整MOV 41H,A ;保存結(jié)果的高2位MOV A,#00HADDC A,#00H ;計(jì)算進(jìn)位MOV 42H,A ;保存進(jìn)位4、帶借位減法指令（四條）Back

說明：51系列單片機(jī)沒有不帶借位的減法指令。那么對于單字節(jié)的減法指令怎么處理這種情況呢？可用“CLRC”清Cy，即Cy=0，類似于不帶借位。(2)減法指令結(jié)果影響程序狀態(tài)字寄存器PSW的CY、OV、AC和P標(biāo)志。

例：設(shè)（A）=0C9H,（R2）=54H,Cy=1。

執(zhí)行指令“SUBBA，R2”的結(jié)果如何？Back5、乘法指令（1條）

單字節(jié)四周期指令,操作數(shù)均為8位無符號整數(shù)。

該指令若乘積大于0FFH，則OV置1，否則OV清0。Cy位總是被清0。該操作也影響標(biāo)志位P。

Back6、除法指令（1條）

單字節(jié)四周期指令,操作數(shù)均為8位無符號整數(shù)。

Back若除數(shù)(B)=00H，則結(jié)果無法確定，則OV置1。

CY總是被清0。該操作也影響標(biāo)志位P。

7、加1指令（5條）Back8、減1指令(4條)Back§2.3.3邏輯操作指令Back

1.簡單操作指令（2條）

2.移位指令（4條）

3.邏輯“與”指令（6條）

4.邏輯“或”指令（6條）

5.邏輯“異或”指令（6條）Back1.簡單操作指令（2條）Back(1)累加器A清0指令(2)累加器A取反指令Back【思考】編程序段，實(shí)現(xiàn)功能：對30H單元中的數(shù)X求補(bǔ)并保存在原單元。

2.移位指令（4條）Back(1)累加器A循環(huán)左移指令(2)累加器A循環(huán)右移指令

(3)累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)左移指令 RLCA；(4)累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)右移指令 RRCA；Back3.邏輯“與”指令（6條）Back

這組指令中前四條指令是將累加器A的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存放在A中。前四條指令的操作影響標(biāo)志位P。

后兩條指令是將直接地址單元中的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的單元的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存入直接地址單元中。若直接地址正好是I/O端口，則為“讀——改——寫”操作。Back應(yīng)用：可以使目的操作數(shù)清零或保留其中有用的位，如ANLdst,80H【思考】將41H（ASCII碼值）的高4位清零，低4位不變，何法？MOV A，#41HANL A，#0FH或MOVdirect,#0FH4.邏輯“或”指令（6條）Back這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行邏輯“或”。前四條指令的操作結(jié)果存放在累加器A中，操作影響標(biāo)志位P；后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。應(yīng)用：對RAM存儲器單元或A中的數(shù)的某些位置“1”，而其余位不變。Back5.邏輯“異或”指令（6條）Back這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行“異或”。前四條指令的結(jié)果存放在累加器A中，操作影響標(biāo)志位P；后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。“異或”原則：相同為0，不同為1。應(yīng)用：對RAM存儲器單元或A中的數(shù)的某些位變反，而其他位不變，如#0FH前四位不變。Back上述邏輯操作類指令歸納如圖。例：拆字程序：在內(nèi)部RAM40H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，分別保存在內(nèi)部RAM的41H、42H單元。程序如下：MOV A,40H ;壓縮BCD碼送累加器ANL A,#0FH ;高4位清0,保留低4位MOV 41H,A ;保存低4位BCD碼MOV A,40H ;取數(shù)據(jù)MOV A,#0F0H ;低4位清0,保留高4位SWAP A ;高低位交換MOV 42H,A ;保存高4位BCD碼

§2.3.4控制程序轉(zhuǎn)移類指令

1.無條件轉(zhuǎn)移指令（4條)

2.空操作指令（1條）

3.條件轉(zhuǎn)移指令（8條）

4.調(diào)用和返回指令Back

Back1、無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）Back(1)短(絕對)轉(zhuǎn)移指令

Back

這條指令提供了11位地址，可在2K范圍內(nèi)無條件轉(zhuǎn)移到由a10-a0所指出的地址單元中。因?yàn)橹噶钪惶峁┑?1位地址，高5位為原PC11-15位值，因此，轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址必須在AJMP指令后面指令的第一個(gè)字節(jié)開始的同一2K字節(jié)范圍內(nèi)。Back

(2)長轉(zhuǎn)移指令BackBackORG0000H ;開機(jī)后(PC)=0000HLJMP0F80H已知某單片機(jī)監(jiān)控程序始地址為0F80H，請問可用什么辦法可使單片機(jī)開機(jī)后自動(dòng)執(zhí)行該監(jiān)控程序。(3)相對轉(zhuǎn)移（短轉(zhuǎn)移）指令BackSJMPrel；

0000rel

（相對地