1、2020/8/5,1,3.1 概述,7種尋址方式，111條指令,字節(jié)數(shù),運算速度,單字節(jié)指令：49條 雙字節(jié)指令：45條 三字節(jié)指令：17條,單周期指令：64條 雙周期指令：45條 四周期指令： 2 條,第三章 MCS-51指令系統(tǒng) Instruction Set,2020/8/5,2,功能,數(shù)據(jù)傳送類：29條 算術運算類：24條 邏輯運算類：24條 控制轉移類：17條 位操作類： 17條,2020/8/5,3,常用符號,Rn：工作寄存器中的寄存器Rn、R1R7之一，,Ri：工作寄存器中的寄存器R0或R1,#data：8位立即數(shù),#data16：16位立即數(shù),direct：片內RAM或SFR的

2、地址（8位）,間接尋址寄存器,Bit：片內RAM或SFR的位地址,addr11：11位目的地址,addr16：16位目的地址,2020/8/5,4,rel: 補碼形式的8位地址偏移量。 偏移范圍為-128127 /：位操作指令中，該位求反后參與操作，不影響該位 X：片內RAM的直接地址或寄存器 (X)：相應地址單元中的內容 ：箭頭左邊的內容送入箭頭右邊的單元內,2020/8/5,5,3.2 尋址方式,3.2.1 立即尋址 Immediate Addressing,操作數(shù)就包含在指令代碼中，在操作碼之后，稱為立即數(shù)，用“”表示。 MCS-51 如：MOV P1, #80H MOV R7, #0F

3、5H MOV DPTR，#1245H,操作數(shù)存在程序存儲器中,2020/8/5,6,3.2.2 直接尋址 Direct Addressing 直接使用數(shù)所在單元的地址找到了操作數(shù)，所以稱 這種方法為直接尋址。 操作數(shù)在SFR、內部RAM、位地址空間。 如： MOV A，00H MOV C，60H MOV A，0F0H,2020/8/5,7,3.2.3 寄存器尋址 Register Addressing,對選定的工作寄存器R0R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR中的數(shù)進行操作。 例：MOV A，R0；將R0工作寄存器中的數(shù)據(jù)送到累加器A中去。,提一個問題：我們知道，工作寄存器就是內存

4、單元的一部分，如果我們選擇工作寄存器組0，則R0就是RAM的00H單元，那么這樣一來，MOV A，00H 和 MOV A，R0不就沒什么區(qū)別了嗎？,2020/8/5,8,的確，這兩條指令執(zhí)行的結果是完全相同的，都是將00H單元中的內容送到A中去，但是執(zhí)行的過程不同，執(zhí)行第一條指令需要2個機器周期，而第二條則只需要1個機器周期，第一條指令變成最終的目標碼要兩個字節(jié)（E5H 00H），而第二條則只要一個字節(jié)（E8H）就可以了。,2020/8/5,9,3.2.4 寄存器間接尋址 Register Indirect Addressing,把地址放在另外一個寄存器中，根據(jù)這個寄存器中的數(shù)值決定該到哪個單

5、元中取數(shù)據(jù)。 R0，R1-8位地址，片內低128字節(jié)或片外 DPTR-16位，片外64KB MCS-51 如：MOV A，R0 MOVX A，R0 MOVX A，DPTR,操作數(shù)在片內RAM中,操作數(shù)在片外RAM中,操作數(shù)在片外RAM中,2020/8/5,10,以DPTR或PC為基址寄存器，累加器A為變址寄存器。把兩者內容相加，結果作為操作數(shù)的地址。 常用于查表操作。 MCS-51 MOVC A， A+DPTR ；(A+DPTR) A MOVC A， A+PC； PC+1 PC，(A+PC)A,3.2.5 變址尋址(基址+變址),Base-Register-plus-Index-Registe

6、r-Indirect Addressing,操作數(shù)在程序存儲器中,2020/8/5,11,如：MOVC A，A+DPTR 設DPTR=2000H，A=E0H,20E0H,47,指令代碼,2020/8/5,12,3.2.6 相對尋址,將PC中的當前內容與指令第二字節(jié)給出的數(shù)相加，結 果作為跳轉指令的轉移地址（轉移目的地址）。 PC中的當前內容稱為基地址（本指令后的字節(jié)地址） 指令第二字節(jié)給出的數(shù)據(jù)稱為偏移量，1字節(jié)帶符號數(shù). 常用于跳轉指令。 如: JC 23H 若C=0，不跳轉； C=1，跳轉.,Relative Addressing,改變PC,2020/8/5,13,如：JC 23,1025

7、H,23H,1002H,指令代碼,當前PC,2020/8/5,14,對片內RAM的位尋址區(qū)和某些可位尋址的特殊功能寄存器進行位操作時的尋址方式。 如: SETB 3DH; 將27H.5位置1 CLR C ；Cy位清0,3.2.7 位尋址 Bit Addressing,操作數(shù)在片內RAM位地址區(qū)或SFR某些位中,2020/8/5,15,尋址方式涉及的存儲器空間,2020/8/5,16,3.3 數(shù)據(jù)傳送類指令（29條） Data Transfer Instruction,MCS-51 助記符： 助記符： MOV、MOVX、MOVC XCH、XCHD、SWAP PUSH、POP 源操作數(shù)尋址方式（5

8、種）： 立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、 寄存器間接尋址、變址尋址。 目的操作數(shù)尋址方式（3種）： 直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址 除了目的操作數(shù)為ACC的指令影響奇偶標志P外，一般不影響 標志位。,2020/8/5,17,3.3.1 十六位數(shù)的傳遞指令（1條）,MOV DPTR，#data16 8051是一種8位機，這是唯一的一條16位立即數(shù)傳遞指令。功能：將一個16位的立即數(shù)送入DPTR中去。其中高8位送入DPH，低8位送入DPL。 例：MOV DPTR，#1234H 執(zhí)行完了之后DPH中的值為12H，DPL中的值為34H。 如果我們分別向DPH，DPL送數(shù)，則結果也一樣。 如下面兩

9、條指令： MOV DPH，#35H MOV DPL，#12H。 則就相當于執(zhí)行了 MOV DPTR，#3512H。,2020/8/5,18,3.3.2 累加器A與片外RAM之間的數(shù)據(jù)傳遞類指令(4條),MOVX A，Ri MOVX Ri，A MOVX A，DPTR MOVX DPTR，A 說明： 1.在51中，與外部存儲器RAM打交道的只可以是A累加器。所有 需要送入外部RAM的數(shù)據(jù)必需要通過A送去，而所有要讀入的外部 RAM中的數(shù)據(jù)也必需通過A讀入。 在此我們可以看出內外部RAM的區(qū)別了，內部RAM間可以直接進行數(shù)據(jù)的傳遞，而外部則不行。 比如，要將外部RAM中某一單元（設為0100H單元的

10、數(shù)據(jù)）送入另一個單元（設為0200H單元），也必須先將0100H單元中的內容讀入A，然后再送到0200H單元中去。,2020/8/5,19,2.要讀或寫外部的RAM，當然也必須要知道RAM的地址，在后兩條指令中，地址是被直接放在DPTR中的。而前兩條指令，由于Ri（即R0或R1）只是8位的寄存器，所以只提供低8位地址。高8位地址由P2口來提供。 3.使用時應先將要讀或寫的地址送入DPTR或Ri中，然后再用讀寫命令。 例：將外部RAM中100H單元中的內容送入外部RAM中200H單元中。 MOV DPTR，#0100H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#0200H MOVX DPTR，

11、A,2020/8/5,20,3.3.3 讀程序存儲器指令（2條）,MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC 本組指令是將ROM中的數(shù)送入A中。本組指令也被稱為查表指令，常用此指令來查一個已做好在ROM中的表格 說明：查找到的結果被放在A中，因此，本條指令執(zhí)行前后，A 中的值不一定相同。 例：有一個數(shù)在R0中，要求用查表的方法確定它的平方值（此 數(shù)的取值范圍是0-5） MOV DPTR，#100H MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR . ORG 0100H DB 0,1,4,9,16,25,如果R0中的值為2，則最終地址為100H+2為102H，到102H單元中找到的是4。,

12、2020/8/5,21,3.3.4 堆棧操作（2條）,PUSH direct ；SPSP+1，(SP)(direct) POP direct ; (direct) (SP), SPSP-1 第一條為壓入指令，就是將direct中的內容送入堆棧中，第二條為彈出指令，就是將堆棧中的內容送回到direct中。例： MOV SP，#5FH MOV A，#100 MOV B，#20 PUSH ACC PUSH B 則執(zhí)行第一條PUSH ACC指令是這樣的：將SP中的值加1，即變?yōu)?0H，然后將A中的值送到60H單元中，因此執(zhí)行完本條指令后，內存60H單元的值就是100，同樣，執(zhí)行PUSH B時，是將SP

13、+1，即變?yōu)?1H，然后將B中的值送入到61H單元中，即執(zhí)行完本條指令后， 61H單元中的值變?yōu)?0。,2020/8/5,22,1.給出每條指令執(zhí)行后的結果,MOV 23H，#30H MOV 12H，#34H MOV R0，#23H MOV R7，12H MOV R1，#12H MOV A，R0 MOV 34H，R1 MOV 45H，34H MOV DPTR，#6712H MOV 12H，DPH MOV R0，DPL MOV A，R0,；(23H)=30H ；(12H)=34H ；R0=23H,；R7=34H ；R1=12H ；A=30H,；(34H)=34H ；(45H)=34H ；DPTR

14、=6712H,；(12H)=67H ；R0=12H ；A=67H,內部RAM,2020/8/5,23,3.4 算術運算類指令(24條) Arithmetic Operations,主要對8位無符號數(shù)；也可用于帶符號數(shù)運算。 包括：加、減、乘、除、加1、減1運算指令 影響PSW有關位。,2020/8/5,24,3.4.1 加法指令,ADD A，#data ； AdataA ADD A，direct ； A(direct )A ADD A，Rn ； ARnA ADD A，Ri ； A(Ri)A 用途：將A中的值與源操作數(shù)所指內容相加，最終結果 存在A中。,1.不帶進位位的加法指令（4條）,2020

15、/8/5,25,2.帶進位位的加法指令（4條）,ADDC A，Rn； ARnCYA ADDC A，direct； A(direct )CYA ADDC A，Ri； A(Ri)CYA ADDC A，#data； AdataCYA 用途：將A中的值和其后面的值以及進位位C中的值相加， 最終結果存在A，常用于多字節(jié)數(shù)運算中。 說明：由于51單片機是一種8位機，所以只能做8位的數(shù)學運算，但8位運算的范圍只有0255，這在實際工作中是不夠的，因此就要進行擴展，一般是將2個8位(兩字節(jié))的數(shù)學運算合起來，成為一個16位的運算，這樣，可以表達的數(shù)的范圍就可以達到065535。,2020/8/5,26,例：,

16、先做67H+A0H=107H，而107H顯然超過了0FFH，因此最終保存在A中的是07H，而1則到了PSW中的CY位了。換言之，CY就相當于是100H。 然后再做10H + 30H + CY，結果是41H，所以最終的結果是4107H。,1067H+30A0H,0001 0000 0110 0111,0011 0000 1010 0000,0100 0001 0000 0111,1067H,30A0H,4107H,2020/8/5,27,設：1067H存在R1R0中， 30A0H存在R3R2中,計算R1R0+R3R2，結果存在R5R4中。,MOV A,R0 ADD A,R2 ；R0+R2A和CY

17、 MOV R4,A MOV A,R1 ADDC A,R3 ；R1+R3+CYA和CY MOV R5,A,2020/8/5,28,又例：,先做67H+20H=87H，沒有超過0FFH，因此最終保存在A中的是87H，而PSW中的CY=0。 然后再做10H + 30H + CY，結果是40H，所以最終的結果是4087H。,1067H+3020H,0001 0000 0110 0111,0011 0000 0010 0000,0100 0000 1000 0111,1067H,3020H,4087H,2020/8/5,29,DA A 在進行BCD碼加法運算時，跟在ADD和ADDC指令之后，用于對累加器

18、A中剛進行的兩個BCD碼的加法的結果進行十進制調整。 例：A=0001 0101BCD（代表十進制數(shù)15） ADD A，#8,3. 十進制調整指令（1條）,; A=1DH，按二進制規(guī)律加,; A=23H，按十進制規(guī)律加,DA A,2020/8/5,30,調整要完成的任務是：,（1）當累加器A中的低4位數(shù)出現(xiàn)了非BCD碼（10101111）或低4位產(chǎn)生進位（AC=1），則應在低4位加6調整，以產(chǎn)生低4位正確的BCD結果。,（2）當累加器A中的高4位數(shù)出現(xiàn)了非BCD碼（10101111）或高4位產(chǎn)生進位（CY=1），則應在高4位加6調整，以產(chǎn)生高4位正確的BCD結果。 十進制調整指令執(zhí)行后，PSW

19、中的CY表示結果的百位值。,2020/8/5,31,例 若（A）0101 0110B，表示的BCD碼為56，（R3）0110 0111B，表示的BCD碼為67，（CY）0。執(zhí)行以下指令： ADD A，R2 DA A 由于（A）0010 0011B，即，且（CY）1，即,結果為BCD數(shù)123。 應該注意，DA指令不能對減法進行十進制調整。,2020/8/5,32,3.4.2 減法指令（8條）,SUBB A，Rn ； ARnCYA SUBB A，direct ； A(direct )CYA SUBB A，Ri ； A(Ri)CYA SUBB A，#data； AdataCYA 將A中的值減去源操作

20、數(shù)所指內容以及進位位C中的 值，最終結果存在A中。 如： SUBB A，R2 設： A=C9H，R2=55H，CY=1， 執(zhí)行指令之后，A中的值為73H。,1. 帶借位的減法指令（4條）,2020/8/5,33,說明：沒有不帶借位的減法指令，如果需要做不帶位的減法指令（在做第一次相減時），只要將CY清零即可。 對帶符號數(shù)，要注意OV標志。OV=1，出錯。,2020/8/5,34,3.5 邏輯運算類指令（24條）,主要用于對2個操作數(shù)按位進行邏輯操作，結果送到 A或直接尋址單元。 主要操作 與、或、異或、移位、取反、清零等。 對標志位的影響 除了目的操作數(shù)為ACC的指令影響奇偶標志P外，一般不影

21、響標志位。,Logic Operations,2020/8/5,35,3.5.1 邏輯或指令（6條）,ORL A，Rn ；ARnA ORL A，direct ；A(direct)A ORL A，Ri ；A(Ri)A ORL A，#data；AdataA ORL direct，A；(direct)A(direct) ORL direct，#data ；(direct)data(direct),例：71H和56H相或： 01110001 （71H） ） 01010110 （56H）,01110111 即77H,后兩條指令，若直接地址為I/O端口，則為“讀改寫”操作。,OR Logic Instru

22、ction,2020/8/5,36,3.5.2 邏輯與指令 （6條）,ANL A，Rn ；ARnA ANL A，direct ；A(direct)A ANL A，Ri ；A(Ri)A ANL A，#data ；AdataA ANL direct，A ；(direct)A(direct) ANL direct，#data ；(direct)data(direct),例：71H和56H相與： 01110001 （71H） ）01010110 （56H）,01010000 即50H,后兩條指令，若直接地址為I/O端口，則為“讀改寫”操作。,ANd Logic Instruction,2020/8/5

23、,37,例：71H和56H相異或： 01110001 （71H） ) 01010110 （56H）,3.5.2 邏輯異或指令（6條）,XRL A，Rn ；A RnA XRL A，direct ；A (direct)A XRL A，Ri ；A (Ri)A XRL A，#data ；A dataA XRL direct，A ；(direct) A(direct) XRL direct，#data ；(direct) data(direct),00100111 即27H,后兩條指令，若直接地址為I/O端口，則為“讀改寫”操作。,eXclusive-oR Logic Instruction,2020/

24、8/5,38,3.5.3 清0與取反指令（2條）,取反：CPL A ；/AA 例：若A=5CH，執(zhí)行CPL A 結果：A=A3H,清0：CLR A ；0A,ComPlement Logic Operation,2020/8/5,39,3.5.4 循環(huán)移位指令（4條）,RL A RR A RLC A RRC A,后兩條指令，影響P標志和CY。,Rotate Logic instruction,2020/8/5,40,例：,若A=5CH，CY=1，執(zhí)行RLC A后，,對RLC、RRC指令，在CY=0時 RLC相當于乘以2 RRC相當于除以2,結果：A=B9H，CY=0，P=1,2020/8/5,4

25、1,3.6 控制轉移類指令（ 17條） Branching Instruction,共有控制程序轉移類指令(不包括位操作類的轉移指令)。此類指令一般不影響PSW。 包括以下類型： 無條件轉移和條件轉移 相對轉移和絕對轉移 長轉移和短轉移 調用與返回指令,2020/8/5,42,3.6.1 無條件轉移類指令（4條）,短轉移類指令：AJMP addr11 長轉移類指令：LJMP addr16 相對轉移指令：SJMP rel 間接轉移指令：JMP A+DPTR,（1）上面的前三條指令，統(tǒng)統(tǒng)理解成：PC值改變，即跳轉到一個標號處。 那么他們的區(qū)別何在呢？,2020/8/5,43,跳轉的范圍不同。,短轉

26、移類指令：AJMP addr11 長轉移類指令：LJMP addr16 相對轉移指令：SJMP rel,轉移范圍： 2KB 64KB -128+127,指令構成不同。 AJMP、LJMP后跟的是絕對地址， 而SJMP后跟的是相對地址。,指令長度不同 原則上，所有用SJMP或AJMP的地方都可以用 LJMP來替代。,2020/8/5,44,間接轉移指令：JMP A+DPTR,這條指令的用途也是跳轉，轉到什么地方去呢？這可不能由標號簡單地決定了。 轉移地址由A+DPTR形成，并直接送入PC。 指令對A、DPTR和標志位均無影響。 本指令可代替眾多的判別跳轉指令，又稱為散轉指令，多用于多分支程序結構

27、中。,（2）第四條指令與前三條指令相比有所不同,2020/8/5,45,例： MOV DPTR，#TAB ；將TAB代表的地址送入DPTR JMP A+DPTR ；跳轉 TAB: AJMP ROUT0 ；跳轉ROUT0開始的程序段 TAB+2: AJMP ROUT1 ；跳轉ROUT1開始的程序段 TAB+4: AJMP ROUT2 ；跳轉ROUT2開始的程序段 TAB+6: AJMP ROUT3 ；跳轉ROUT3開始的程序段 . ROUT0： . ROUT1： . ROUT2： . ROUT3：,執(zhí)行該段程序后，程序將根據(jù)A中的內容轉移到不同的程序段去執(zhí)行-散轉。 A=0,轉ROUT0 A=2

28、,轉ROUT1 A=4,轉ROUT2 A=6,轉ROUT3,2020/8/5,46,3.6.2 條件轉移指令（8條）,條件轉移指令是指在滿足一定條件時進行相對轉移，否則程序繼續(xù)執(zhí)行本指令的下一條指令。,一、判A內容是否為0轉移指令（2條）,JZ rel ；如果A=0，則轉移，否則順序執(zhí)行。 JNZ rel ；如果A0，就轉移。 轉移到相對于當前PC值的8位移量的地址去。即： 新的PC值=當前PC+偏移量rel 我們在編寫匯編語言源程序時，可以直接寫成： JZ 標號 ；即轉移到標號處。,2020/8/5,47,例：,MOV A，R0 JZ L1 MOV R1，#00H AJMP L2 L1: M

29、OV R1，#0FFH L2: SJMP L2 END 在執(zhí)行上面這段程序前：如果R0=0，結果R1=0FFH。而如果R00，則結果是R1=00H。 把上面的那個例子中的JZ改成JNZ，看看程序執(zhí)行的結果是什么?,如果R0=0，結果R1=00H。如果R0 0，結果是R1中的值為0FFH。,2020/8/5,48,二、比較不等轉移指令（4條）,CJNE A，#data，rel CJNE A，direct，rel CJNE Rn，#data，rel CJNE Ri，#data，rel 此類指令的功能是將兩個操作數(shù)比較，如果兩者相等，就順序執(zhí)行，如果不相等，就轉移。 同樣地，使用時，我們可以將rel

30、理解成標號，即： CJNE A，#data，標號 CJNE A，direct，標號 CJNE Rn，#data，標號 CJNE Ri，#data，標號,2020/8/5,49,利用這些指令，可以判斷兩數(shù)是否相等。 但有時還想得知兩數(shù)比較之后哪個大，哪個小，本條指令也具有這樣的功能： 如果兩數(shù)不相等，則CPU還會用CY（進位位）來反映哪個數(shù)大，哪個數(shù)小。 如果前面的數(shù)大，則CY=0，否則CY=1。 因此在程序轉移后再次利用CY就可判斷出哪個數(shù)大，哪個數(shù)小了。,2020/8/5,50,舉例：,MOV A，R0 CJNE A，#10H，L1 MOV R1，#0 ;如R0=10H,則不轉移R1=00H

31、； AJMP L3 L1:JC L2 ；如CY=1即 R010H,則轉移 AJMP L3 L2:MOV R1，#0FFH L3:SJMP L3 因此最終結果是：本程序執(zhí)行前， 如果R0=10H，則R1=00H； 如果R010H，則R1=0AAH； 如果R010H，則R1=0FFH。,2020/8/5,51,三、減1不為0轉移指令（2條）,DJNZ Rn，rel DJNZ direct，rel DJNZ指令的執(zhí)行過程是這樣的: 它將第一個參數(shù)中的值減1，然后看這個值是否等于0，如果等于0，就往下執(zhí)行，如果不等于0，就轉移到第二個參數(shù)所指定的地方去。 例： DJNZ 10H，LOOP . LOOP

32、: .,2020/8/5,52,例： MOV 23H,#0AH CLR A LOOP: ADD A,23H DJNZ 23H,LOOP SJMP $ 上述程序段的執(zhí)行過程是： 將23H單元中的數(shù)連續(xù)相加，存至A中，每加一次， 23H單元中的數(shù)值減1，直至減到0，共加（23H）次。,2020/8/5,53,3.6.3 調用與返回指令（4條）,一、調用指令（2條）,LCALL addr16 ；長調用指令(3字節(jié)) ACALL addr11 ；短調用指令(2字節(jié)) 上面兩條指令都是在主程序中調用子程序，兩者的區(qū)別: 對短調用指令，被調用子程序入口地址必須與調用指令的下一條指令的第一字節(jié)在相同的2KB

33、存儲區(qū)之內。 使用時可以用： LCALL 標號 ；標號表示子程序首地址 ACALL 標號 來調用子程序。,2020/8/5,54,指令的執(zhí)行過程是：當前PC壓棧，子程序首地址送 PC，實現(xiàn)轉移。,二、返回指令 （2條）,子程序執(zhí)行完后必須回到主程序，如何返回呢？只要執(zhí)行一條返回指令就可以了。 RET；子程序返回指令 RETI；中斷子程序返回指令 兩者不能互換使用。,2020/8/5,55,3.6.4 空操作指令（1條）,NOP 空操作，就是什么事也不干，停一個周期，一般用作短時間的延時。,RET指令的執(zhí)行過程是：堆棧棧頂內容（2字節(jié)，調用時保存的當前PC值）彈出給PC，實現(xiàn)返回。 RETI指令除了具有RET指令的功能實現(xiàn)程序返回外，還有對中斷優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器的清零。,2020/8/5,56,3.7 位操作指令（ 17條）,Boolean Operations,MCS-51單片機的硬件結構中，有一個位處理器（又稱布爾處理器），它有一套位變量處理的指令集，包括位變量傳送、邏輯運算、控制程序轉移等。 在MCS-51 中，有一部份RAM和一部份SFR是具有位尋址功能的。 位操作區(qū)：內部RAM的20H-2FH這16個字節(jié)單元，即128個位單元(位地址空間位007FH)； 可以位尋址的特殊功能寄存器：8031中有一,