1、第三章 指令系統(tǒng)及程序設(shè)計舉例,3.3 89C51指令系統(tǒng),3.1 匯編語言,3.2 尋址方式,3.4 程序設(shè)計舉例,3.1 匯編語言,3.1.1 指令和程序設(shè)計語言 3.1.2 指令格式,3.1.1 指令和程序設(shè)計語言,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)計語言。它與機(jī)器語言指令是一一對應(yīng)的。,3.1.2 指令格式,89C51匯編語言指令格式,操作碼 目的操作數(shù)，源操作數(shù)；注釋,

2、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,89C51單片機(jī)具有111條指令，其指令系統(tǒng)的特點(diǎn)為：,（1）執(zhí)行時間短。（2）指令編碼字節(jié)少。（3）位操作指令豐富。,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“INC DPTR”的指令代碼格式為：A3H=1 0 1 0 0 0 1 1,2、由指令中的rrr三位的不同編碼指定某一寄存器 如：指令“MOV A，Rn”的指令代碼格式為： 1 1 1 0 1 r r r,雙字節(jié)指令,用一個字節(jié)表示操作碼，另一個字節(jié)表示操作數(shù)或操作數(shù)所在的地址。,操作碼,立即數(shù)或地址,格式為：,如：MOV A，#50H,三字節(jié)指

3、令,一個字節(jié)操作碼，兩個字節(jié)操作數(shù)。,操作碼,立即數(shù)或地址,立即數(shù)或地址,格式為：,如：MOV 20H，#50H,符號注釋:,Rn（n=07）-當(dāng)前選中的工作寄存器組中的寄存器R0R7之一； Ri（i=0，1）-當(dāng)前選中的工作寄存器組中的寄存器R0或R1； -間址寄存器前綴； #data -8位立即數(shù)； #data16-16位立即數(shù)； direct-片內(nèi)低128個RAM單元地址及SFR地址（可用符號名稱表示）；,addr11-11位目的地址； addr16-16位目的地址； rel-補(bǔ)碼形式表示的8位地址偏移量，值在128127范圍內(nèi)； bit-片內(nèi)RAM位地址、SFR的位地址（可用符號名稱表

4、示）； /-位操作數(shù)的取反操作前綴； （）- 表示 地址單元或寄存器中的內(nèi)容； （ （） - 表示以單元或寄存器中的內(nèi)容為地址間接尋址單元的內(nèi)容； -將箭頭右邊的內(nèi)容送入箭頭左邊的單元中。,3.2 尋址方式,一、什么是尋址方式：,如何找到存放操作數(shù)的地址，把操作數(shù)提取出來的方法。,二、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,1、寄存器尋址,寄存器尋址：由指令指出寄存器組R0R7中的某一個或其他寄存器(A,B,DPTR等)的內(nèi)容作為操作數(shù)。,例如：MOV A，R0；(R0)A MOV P1，A；(A)P1口 AD

5、D A，R0；(A)+(R0)A,如：MOV A，R0,操作數(shù)存放在寄存器中，指令中直接給出該寄存器名稱的尋址方式。可以獲得較高的傳送和運(yùn)算速度。,2、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。,例如：MOV A，3AH；(3A) A MOV A，P1；(P1口) A 或： MOV A，90H； 90H是P1口的地址,直接尋址方式可訪問片內(nèi)RAM的128個單元以及所有的SFR。對于SFR，既可以使用它們的地址，也可以使用它們的名字。,如：MOV A，50H,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“#”

6、號表示，以區(qū)別直接地址。,例如： MOV A，3AH；（3AH）A MOV A，#3AH；3AHA,MOV DPTR，#2000H,；2000HDPTR ；（DPH）=20H ；（DPL）=00H,直接尋址,立即數(shù)尋址,4、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)。,89C51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。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。,例如：將片內(nèi)RAM 65H單元內(nèi)容47H送A，可執(zhí)行指令“MOV

7、R0，#65H 、MOV A，R0”。如圖所示：,65H,47H,R0,A,數(shù)據(jù)存儲器,地址,65H,以指令中所指定的R0內(nèi)容（65H）為地址,將片內(nèi)RAM 65H單元內(nèi)容47H送A,5、變址尋址(基址寄存器+變址寄存器間接尋址),變址尋址：以某個寄存器的內(nèi)容為基地址，在這個基地址的基礎(chǔ)上加上地址偏移量形成真正的操作數(shù)地址。,變址尋址只能訪問程序存儲器，訪問范圍為64KB。,89C51中采用DPTR或PC為變址寄存器，A的內(nèi)容為地址偏移量。,只有兩條指令屬于變址尋址：,MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC,例如：MOVC A，A+DPTR；(A)+(DPTR)A 如圖所示,030

8、2H,ROM,DPTR,A,A,02F1H,11H,1EH,+,DPTR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A,6、相對尋址,相對尋址：是以當(dāng)前的PC值加上指令中規(guī)定的偏移量rel而形成實(shí)際的轉(zhuǎn)移地址。 相對尋址只出現(xiàn)在相對轉(zhuǎn)移指令中。 當(dāng)前的PC值是指執(zhí)行完相對指令后的PC值；相對轉(zhuǎn)移指令操作碼所在地址稱為源地址；轉(zhuǎn)移后的地址稱為目的地址。 目的地址=源地址+相對轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)+rel rel為補(bǔ)碼表示的有符號數(shù)。,如：JC rel ； rel75H,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。

9、例如：CLR bit；,位尋址區(qū)域：片內(nèi)RAM的20H-2FH的16個單元中的128位；字節(jié)地址能被8整除的SFR。,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。,表3-2 操作數(shù)尋址方式和有關(guān)空間,三、尋址空間,MCS-51指令系統(tǒng)可分為五大類,1 數(shù)據(jù)傳送指令：28條 2 算術(shù)運(yùn)算指令：24條 3 邏輯運(yùn)算及移位指令：25條 4 控制轉(zhuǎn)移指令：17條 5 位操作指令（布爾操作）：17條,3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令, 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

10、（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),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),例：,MOV A，#30H ；（A）=30H MOV A， 30H ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=30H,MOV A，#30H ；（A）=30H MOV A， 30H ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=11H MOV A，R1 ；（A）=30H,2 、以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指

11、令（3條）,直接尋址和立這組指令的功能是把源操作數(shù)所指定的內(nèi)容送到當(dāng)前工作寄存器組R0R7中的某個寄存器。源操作數(shù)有寄存器尋址，即數(shù)尋址三種方式。,如：（A）=78H，（R5）=47H，（70H）=F2H，執(zhí)行指令：,MOV R5，A ；（A）R5， （R5）=78H MOV R5，70H ；（70H）R5， （R5）=F2H MOV R5，#A3H； A3HR5， （R5）=A3H 注意，在89C51指令系統(tǒng)中沒有“MOV Rn，Rn”傳送指令。,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）,Ri,direct,Rn,#data,ACC,圖36 傳送

12、指令在片內(nèi)存儲器的操作功能,5、 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。,6 、查表指令（2條）,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3-7 程序存貯器傳送（查表）,例:,執(zhí)行下面程序段后結(jié)果如何？,MOV DPTR, #2000H ；（DPTR）=2000H MOV A , #0AH ；（A）=0AH MOVC A , A+DPTR ； （A）=（A）+（DPTR）=（200AH） 則：(A)=(200AH)=1

13、1H,例:,所以，最后結(jié)果為：(A)=01 (R0)=01 (PC)=1004,7、 累加器A與片外RAM傳送指令(4條),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3-8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,3-8,外部數(shù)據(jù)

14、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。,8 、棧操作指令（二條）,例：,繼續(xù)上例:,9、 交換指令(4條),（1）字節(jié)變換指令,例:,(2) 半字節(jié)交換指令,3.3.2 算術(shù)運(yùn)算指令, 1 .不帶進(jìn)位加法指令(四條) 2 .帶進(jìn)位加法指令（四條） 3 .帶借位減法指令（四條） 4 . 乘法指令（1條）, 5、 除法指令（1條） 6、 加1指令（5條） 7、 減1指令(4條) 8、 十進(jìn)制調(diào)整指令(1條),1 、 不帶進(jìn)位加法指令(四條),例：,2 、帶進(jìn)位加法指令（四條）,例：設(shè)（A）=0C3H，（R0）=0AAH

15、， （CY）=1。執(zhí)行指令“ADDC A，R0”后的結(jié)果 及標(biāo)志位如何？,例：編程，將(30H),(31H)單元中的數(shù)與 （40H）,(41H）單元中的數(shù)相加，結(jié) 果存于（30H）,(31H）單元中。,3 、帶借位減法指令（四條）,這組指令的功能是從累加器A中減去源操作數(shù)所指出的數(shù)及進(jìn)位位CY的值,差保留在累加器A中。 由于89C51指令系統(tǒng)中沒有不帶借位的減法指令，如需要的話，可以在“SUBB”指令前用“CLR C”指令將Cy清0，這一點(diǎn)必須注意。,例：設(shè)（A）=0C9H,（R2）=54H,Cy=1。 執(zhí)行指令“SUBB A， R2”的結(jié)果如何？,4、 乘法指令（1條）,該指令若乘積大于0F

16、FH，則OV置1，否則OV清0。Cy位總是被清0。,例：（A）=4EH，（B）=5DH， 執(zhí)行指令“MUL AB”后結(jié)果如何?,5、 除法指令（1條）,6、 加1指令（5條）,例： 若：（R1）=30H ，（30H）=11H 求執(zhí)行下面指令后的結(jié)果。INC R1； (30H)=12HINC R1 ； (R1)=31H,7、 減1指令(4條),8、 十進(jìn)制調(diào)整指令(1條),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。 ADDC A，R3； DA A；,3.3.3 邏輯操作指令,

17、1 .簡單操作指令（2條） 2 .移位指令（4條） 3 .累加器半字節(jié)交換指令 4. 邏輯“與”指令（6條） 5. 邏輯“或”指令（6條） 6 .邏輯“異或”指令（6條）,1 .簡單操作指令（2條）,(1) 累加器A清0指令,(2)累加器A取反指令,2 .移位指令（4條）,(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 ；,3 . 累加器半字節(jié)交換指令,4. 邏輯“與”指令（6條）,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。 后兩

18、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。,5. 邏輯“或”指令（6條）,這組指令的功能是將兩個指定的操作數(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，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。,6 .邏輯“異或”指令（6條）,這組指令的功能是將兩個指定的操作數(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，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。 上述邏輯操作類指令歸納如圖。這類指令的操作均只影響標(biāo)志位P。,3.3.4 控制程序轉(zhuǎn)移類指令, 1 . 無條件轉(zhuǎn)移指令（4

19、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,1、無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）,(1)短轉(zhuǎn)移指令,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字節(jié)開始的同一2K字節(jié)范圍內(nèi)。,(2) 長轉(zhuǎn)移指令,(3) 相對轉(zhuǎn)移（短轉(zhuǎn)移）指令,SJMP rel ；,0000 rel （相對地址）,先（PC）+2 PC 后（PC）+rel PC,(4) 間接轉(zhuǎn)移指令,2 空操作指令（1條）,3 條件轉(zhuǎn)移指令（8條）,(1)

20、判零轉(zhuǎn)移指令,(2)比較轉(zhuǎn)移指令（4條）,(3)循環(huán)轉(zhuǎn)移指令（2條）,程序每執(zhí)行一次本指令，將第一操作數(shù)的字節(jié)變量減1，并判字節(jié)變量是否為零，若不為0，則轉(zhuǎn)移到目標(biāo)地址，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)程序段；若為0，則結(jié)束循環(huán)程序段的執(zhí)行，程序往下執(zhí)行。 其中，rel為相對于DJNZ指令的下一條指令的第一個字節(jié)相對偏移量，用一個帶符號的8位數(shù)表示。所以，循環(huán)轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址應(yīng)為DJNZ指令的下條指令地址和偏移量之和。,4 調(diào)用和返回指令,(1)短調(diào)用指令,例如：設(shè)符號地址“SUBRTN”所對應(yīng)的程 序存儲器實(shí)際地址為0345H，在 （PC）=0123H處 執(zhí)行指令A(yù)CALL SUBRTN,(2)長調(diào)用指令,例如：

21、設(shè)（SP）=07H，符號地址“SUBRTUN” 指向程序存儲器的5678H（PC）=0123H。從0123H處執(zhí)行指令 LCALL SUBRTUN,(3)返回指令（2條）,3.3.5 位操作(布爾處理)類指令(17條), 1、位數(shù)據(jù)傳送指令（2條） 2、位修正指令（6條） 3、邏輯運(yùn)算指令（4條） 4、位條件轉(zhuǎn)移類指令（5條）,在進(jìn)行位操作時，進(jìn)位標(biāo)志位CY布爾累加器（位累加器），簡寫成C。 位尋址區(qū)： 片內(nèi)RAM字節(jié)地址20H2FH單元中連續(xù)的128位（位地址00H7FH）和部分特殊功能寄存器SFR。,位地址的表達(dá)方式：,接寫位地址： 如D4H; 點(diǎn)操作符號： 如PSW.4(D0H).4; 位名稱方式： 如RS1； 用戶定義名方式：如用偽指令bit,1、 位數(shù)據(jù)傳送指令（2條）,2、位修正指令（6條）,(1)位清0指令,(2)位置1指令（2條）,(3)位取反指令（2條）,3、