《单片机》第3章 MCS-51单片机指令系统

第3章McS-51单片机指令系统 31MCS-51指令系统概述 32寻址方式 33分类指令 MCS-51单片机指令系统有如下特点: (1)指令执行时间快。 (2)指令短,约有一半的指令为单字节指令。 (3)用一条指令即可实现2个一字节的相乘或相除。 (4)具有丰富的位操作指令。 (5)可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。 31MCS51指令系统的概述 311指令分类 312指令格式 313指令描述符号介绍 311指令分类 按指令功能,MCS-5指令系统分为数据传递与交换、算术运算、逻 辑运算、程序转移、布尔处理操作、CPU控制等6类。 布尔处理操作类指令又称位操作指令 312指令格式 在MCS-51指令中,一般指令主要由操作码、操作数组成 指令应具有以下功能: (1)操作码指明执行什么性质和类型的操作。例如,数的传送、加法 减法等。 (2)操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。 (3)指定操作结果存放的地址。 313指令描述符号介绍 Rn当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0~R7(n=0~7) Ri当前选中的寄存器区中的2个工作寄存器R0、R1(i=0,1)。 dre8位的内部数据存储器单元中的地址。 #data包含在指令中的8位常数。 #data16包含在指令中的16位常数。 adr16—16位目的地址。 addre-1位目的地址

第3章 MCS-51单片机指令系统 3.1 MCS-51指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 分类指令 MCS-51单片机指令系统有如下特点： （1）指令执行时间快。 （2）指令短，约有一半的指令为单字节指令。 （3）用一条指令即可实现2个一字节的相乘或相除。 （4）具有丰富的位操作指令。 （5）可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。 3.1 MCS-51指令系统的概述 3.1.1 指令分类 3.1.2 指令格式 3.1.3 指令描述符号介绍 3.1.1 指令分类 • 按指令功能，MCS-51指令系统分为数据传递与交换、算术运算、逻 辑运算、程序转移、布尔处理操作、CPU控制等6类。 • 布尔处理操作类指令又称位操作指令。 3.1.2 指令格式 • 在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、操作数组成。 • 指令应具有以下功能： （1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。例如，数的传送、加法、 减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。 3.1.3 指令描述符号介绍 Rn——当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0～R7（n=0～7）。 Ri——当前选中的寄存器区中的2个工作寄存器R0、R1（i=0，1）。 direct—8位的内部数据存储器单元中的地址。 #data——包含在指令中的8位常数。 #data16——包含在指令中的16位常数。 addr16——16位目的地址。 addr11——11位目的地址

re1—8位带符号的偏移字节,简称偏移量。 DPTR数据指针,可用作16位地址寄存器。 bit内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A—累加器。 B专用寄存器,用于乘法和除法指令中。 C—进位标志或进位位,或布尔处理机中的累加器。 —间址寄存器或基址寄存器的前缀,如aRi, aDPTR。 /—位操作数的前缀,表示对该位操作数取反,如/bit —片内RAM的直接地址或寄存器 (×)—由×寻址的单元中的内容。 -箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。 32寻址方式 321立即寻址 322直接寻址 323寄存器寻址 324寄存器间接寻址 325变址寻址 326相对寻址 327位寻址 321立即寻址 ·指令中跟在操作码以后的第一个字节就是实际的操作数。操作数前面 加有#号 例如:MoVA,#70H ;A←#7OH Mov DPTR, #1600H DPTR+#1600H mov 30H, #40H ;3OH单元←#40H 322直接寻址 ·指令中直接给出操作数地址的寻址方式,能进行直接寻址的存储空间 有SFR寄存器和内部数据RAM 例如: MOV PSW,#2OH;PSW←#20H,PSW为直接寻址寄存器 的符号地址。 M0VA,3OH;A←30H内部RAM单元中的内容,30H为直接给

rel——8位带符号的偏移字节，简称偏移量。 DPTR——数据指针，可用作16位地址寄存器。 bit——内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A——累加器。 B——专用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C——进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。 @——间址寄存器或基址寄存器的前缀，如@Ri，@DPTR。 / ——位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。 ×——片内RAM的直接地址或寄存器。 (×)——由×寻址的单元中的内容。 ——箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。 3.2 寻址方式 3.2.1 立即寻址 3.2.2 直接寻址 3.2.3 寄存器寻址 3.2.4 寄存器间接寻址 3.2.5 变址寻址 3.2.6 相对寻址 3.2.7 位寻址 3.2.1 立即寻址 • 指令中跟在操作码以后的第一个字节就是实际的操作数。操作数前面 加有#号。 例如：MOV A，#70H ；A←#70H MOV DPTR，#1600H ；DPTR←#1600H MOV 30H，#40H ；30H单元←#40H 3.2.2 直接寻址 • 指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行直接寻址的存储空间 有SFR寄存器和内部数据RAM。 例如：MOV PSW，# 20H ；PSW←#20H， PSW为直接寻址寄存器 的符号地址。 MOV A，30H ；A←30H内部RAM单元中的内容，30H为直接给

出的内部RAM的地址。 ANL 70H, #48H 把RAM中70H单元内容同48H相“与”结果)70H单元中 323寄存器寻址 以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指A、B、 DPTR以及R0~R7。 例如:CLRA;A←0 INC DPTR DPTR←DPTR+1 ADD R5, #20H R5+#20H+R5 324寄存器间接寻址 以寄存器中内容为地址,以该地址中内容为操作数的寻址方式。间接 寻址的存储器空间包括内部数据RAM和外部数据RAM 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0,R1,DPTR,SP。其中R0、 R1必须是工作寄存器组中的寄存器。SP仅用于堆栈操作。 例如: MOV R0,A;内部RAM(R)←A其指令操作过程示意 图如图所示 又如:MOXA,aR1;A←外部RAM(P2R1)其指令操作过程示 意图如图所示。 再如: MOVX DPTR,A;外部 RAMOPTR)←A 其指令操作过程示意图如图所示。 325变址寻址 变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。由于程序存储器是只读 的,因此变址寻址只有读操作而无写操作,在指令符号上采用MOⅤC 的形式(如图所示)。 例如:MOCA,aA+DPTR;A←(A+DPIR) 又如, MOVC A,@A+PC ;A←(A+PC) 这条指令与上条指令不同的是,基址寄存器是PC 326相对寻址 ·以当前程序计数器PC的内容为基础,加上指令给出的一字节补码数 (偏移量)形成新的PC值的寻址方式

出的内部RAM的地址。 ANL 70H ，#48H 把RAM中70H单元内容同48H相“与”结果—〉70H单元中 3.2.3 寄存器寻址 • 以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指A、B 、 DPTR以及R0～R7 。 例如：CLR A ；A←0 INC DPTR ；DPTR←DPTR+1 ADD R5，# 20H ；R5←#20H+R5 3.2.4 寄存器间接寻址 • 以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式。间接 寻址的存储器空间包括内部数据RAM和外部数据RAM。 • 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1，DPTR，SP。其中R0、 R1必须是工作寄存器组中的寄存器。SP仅用于堆栈操作。 例如：MOV @R0，A ；内部RAM(R0)←A其指令操作过程示意 图如图所示。 又如：MOVX A，@R1；A←外部RAM(P2R1)其指令操作过程示 意图如图所示。 再如：MOVX @DPTR，A；外部RAM(DPTR)←A 其指令操作过程示意图如图 所示。 3.2.5 变址寻址 • 变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。由于程序存储器是只读 的，因此变址寻址只有读操作而无写操作，在指令符号上采用MOVC 的形式（如图所示）。 例如：MOVC A，@ A+DPTR；A←（A+DPTR） 又如，MOVC A，@ A+PC ；A←（A+PC） 这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是PC。 3.2.6 相对寻址 • 以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数 （偏移量）形成新的PC值的寻址方式

相对寻址用于修改PC值,主要用于实现程序的分支转移。 例如,SJMP08H PC←PC+2+08H 指令操作示意图如图所示。 327位寻址 位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。 位寻址其实是一种直接寻址方式,不过其地址是位地址。 例如:SETB10H ;将10H位置1若22H单元中存放着数 据40H,2H单元的D位的位地址为10H,执行上述指令后(22H) 4IH。 又如:MO32H,C;32H←进位位C ORLC,32H;C←CV32H 33分类指令 331数据传送类指令 332算术运算类指令 ·3.3.3逻辑运算与循环类指令 334程序转移类指令 335调用子程序及返回指令 3.3.6位操作指令 337空操作指令 33.1数据传送类指令 数据传送类指令共28条,是将源操作数送到目的操作数。指令执行后 源操作数不变,目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令用到的 助记符有MOV、MOwX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH PoP8种。 ·源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方 式寻址,目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻 址方式。MCS51单片机片内数据传送途径如图所示 1.以A为目的操作数 MovA,Rn;A←Rn MOV direct;A←( direct) MOV aRi;A←(Ri) MvA,#data;A←井data

• 相对寻址用于修改PC值，主要用于实现程序的分支转移。 例如，SJMP 08H ；PC←PC+2+08H 指令操作示意图如图 所示。 3.2.7 位寻址 • 位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。 • 位寻址其实是一种直接寻址方式，不过其地址是位地址。 例如：SETB 10H ；将10H位置1若22H单元中存放着数 据40H，22H单元的D0位的位地址为10H，执行上述指令后（22H） =41H。 又如：MOV 32H，C ；32H←进位位C ORL C ，32H ；C←C∨32H 3.3 分类指令 • 3.3.1 数据传送类指令 • 3.3.2 算术运算类指令 • 3.3.3 逻辑运算与循环类指令 • 3.3.4 程序转移类指令 • 3.3.5 调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 3.3.1 数据传送类指令 • 数据传送类指令共28条，是将源操作数送到目的操作数。指令执行后， 源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令用到的 助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、 POP8种。 • 源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方 式寻址，目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻 址方式。MCS-51单片机片内数据传送途径如图所示。 1．以A为目的操作数 MOV A，Rn ；A← Rn MOV A，direct；A←（direct） MOV A，@Ri ；A←（Ri） MOV A，#data；A← #data

2.以Rn为目的操作数 MOV RI, a Rn MOV Rn, direct: Rn +(direct) MOV Rn,#data;Rn←井data 3.以直接地址为目的操作数 MOV @Ri,A (Ri) MOⅤaRi, direct;(Ri)←( direct) MOⅤaRi,#data;(Ri)←#data 4.以间接地址为目的操作数 MOV @ Ri,A (Ri) A MOⅤaRi, direct;(Ri)←( direct MOV Ri, #data (Ri)←#data 例如:设(30H)=6FH,R1=40H,执行 MOV OR1,30H后,30单元 中数据取出送入R间接寻址的40H单元,(40H)=6FH。 5.以DPTR为目的操作数 MOV DPTR, #data16 DPtR+#data16 例如执行MOⅤDPTR,#2000H后, (DPTR)=2000H。 6.访问外部数据RAM MOVX A, @DPTR A+(DPTR) MOⅤ X DPTR,A;(DPTR)←A MOXA,aRi;A←(P2Ri) MOⅤXaRi,A;(P2Ri)←A 7.读程序存储器 MOⅤCA,aA+DPTR;A←(A+DPTR) MOVc A,A+PC A←(A+PC) 例如已知A=30H,DPTR=3000H, 程序存储器单元(3030H)=50H,执行 MOVCA,aA+DPTR后,A=50H 8.数据交换 字节交换 XCH A, Rn A<=>Rn XCH A, direct: A<=>(direct)

2．以Rn为目的操作数 MOV Rn，A ；Rn ← A MOV Rn，direct ；Rn ←（direct） MOV Rn，#data ；Rn ← #data 3．以直接地址为目的操作数 MOV @Ri，A ；（Ri） ← A MOV @Ri，direct ；（Ri） ←（direct） MOV @Ri，#data ；（Ri） ← #data 4．以间接地址为目的操作数 MOV @Ri，A ；（Ri） ← A MOV @Ri，direct ；（Ri） ←（direct） MOV @Ri，#data ；（Ri） ← #data 例如：设（30H）=6FH，R1=40H，执行MOV @R1，30H后，30H单元 中数据取出送入R1间接寻址的40H单元，（40H）=6FH。 5．以DPTR为目的操作数 MOV DPTR，#data16 ；DPTR ← #data16 例如执行 MOV DPTR，#2000H 后， （DPTR）= 2000H。 6．访问外部数据RAM MOVX A，@DPTR ；A ← （DPTR） MOVX @DPTR，A ；（DPTR） ← A MOVX A，@Ri ；A ← （P2Ri） MOVX @Ri，A ；（P2Ri）← A 7．读程序存储器 MOVC A，@A+DPTR ；A ← （A+DPTR） MOVC A，@A+PC ；A ← （A+PC） 例如已知A=30H，DPTR=3000H， 程序存储器单元（3030H）=50H，执行MOVC A，@ A+DPTR后，A=50H。 8．数据交换 ⚫ 字节交换 XCH A，Rn ；A<=> Rn XCH A ，direct ；A<=>（direct）