第3章指令系统及程序设计举例.ppt

第3章 指令系统及程序设计举例,1. 指令,只用来对汇编过程进行控制，汇编时不产生机器码。 （1）ORG (汇编起始命令) 格式：ORG 汇编起始地址（16位）,3.1 指令格式与寻址方式,一、指令格式,89C51指令系统中，有1字节、2字节或3字节指令。 1字节：其中既包含操作码、又包含操作数信息。 2字节：1个字节表示操作码，另1个字节表示操作数或操 作数地址。 3字节：1个字节表示操作码，另2个字节表示操作数。,2. 伪指令,操作码 目标操作数，源操作数,（3）EQU（赋值命令） 为字符名称赋值 格式： 字符名称 EQU 数或汇编符号 （4）DATA（数据地址赋值命令，类似于EQU） 格式： 字符名称 DATA 表达式 将表达式的值赋给字符名称，常用于在程序中定义数据地址。,（2）END(汇编结束命令) 格式： END,例：STRING DATA 21H NUM DATA 20H MOV R0,#STRING MOV NUM，A,（5）DB/DW（定义字节、字命令） 格式： 标号： DB（DW） 项或项表 注意： DB时，项或项表是一个字节或是用逗号隔开的字节串 或是在 中的ASCII 字符串。 DW时，项或项表的存放方式是 高8位在低地址，低8位在高地址。 见P110例。,（6）DS（定义存储空间命令） 从指定地址开始保留若干单元。 格式： 标号： DS 表达式 例： ORG 1000H DS 08H DB 30H，8AH 汇编后， (1008H)=30H，(1009H)=8AH 注意：以上的DB、DW、DS仅对程序存储器起作用，不能对数据存储器初始化。,（7）BIT（位地址符号命令） 将BIT后的位地址赋给字符名。 格式： 字符名 BIT 位地址 例： A1 BIT P1.0 ； P1口第0位的位地址 90H赋给了A1,寻找指令中操作数或操作数所在的地址，共有7种。,二、寻址方式,立即寻址 MOV A，#3AH ；3AHA MOV DPTR，2000H ； 2000HDPTR ；（DPH）=20H 注：立即数前用，以区别地址。 ；（DPL）=00H,2. 直接寻址 MOV A，3AH ；（3A）A，3AH的内容A 操作数部分是操作数所在的存储器单元的地址。,Reg寻址 MOV A，R0 ；R0 A Reg：R0R7，A，B，CY，DPTR（对它们也可使用其地址）, 片内RAM的128个存储单元, 所有的SFR（既可用地址，也可用名字）, 216个位地址空间,例1：MOV A，P1 例2： MOV SBUF，A MOV A，90H MOV 99H，A,此种寻址方式一般用于片内RAM和SFR。,以某个REG内容为基地址，然后加上地址偏移量以形成操作数地址。 在89C51中，用DPTR或PC作为变址REG(基地址)，地址偏移量放在A中。 即：操作数地址=(A)+(DPTR)，或=(A)+(PC),操作数地址放在某个REG中，规定： (1) R0、R1为间接REG，寻址片内128字节的低位地址RAM 或片外RAM低地址的256个单元。 (2) DPTR为间接REG，寻址片外RAM 64KB。,REG间接寻址 MOV A，R0 ；若R0内容为65H， （65H） A。,简言之， 有:,R0， R1，SP (PUSH、POP) 寻址片内RAM,R0， R1， DPTR 寻址片外RAM,此种寻址方式一般用于数据存储器（RAM）。,5. 变址寻址 只能用于访问程序存储器（ROM），从中取数。,例： MOVC A，A+DPTR ；(A)+(DPTR)A MOVC A，A+PC ；(A)+(PC)A,相对偏移量的计算(以2字节指令为例)： rel=(目标地址源地址2)补 相对转移指令执行时，是以当前PC（程序计数器）的值加上指令中规定的偏移量rel而形成实际的转移地址。,6. 相对寻址（ROM）,只出现在相对转移指令中,例：JC rel ；rel75H 当指令JC被取出时，PC值已在原地址 上加2，这时程序转移到当前的PCrel地址去执行，即转去当前PC75H。,7. 位寻址（属于直接寻址） 操作数中给出的是位地址，即片内RAM某一单元中的一位。,例：CLR bit （即：CLR 90H）,1. 操作数寻址方式和有关空间,三、寻址空间及符号注释,2. 寻址方式中常用符号注释,（1）Rn（n07）,（2）Ri（i0，1）,（3）#data 8位立即数,（4）#data16 16位立即数,（5）direct 8位片内RAM单元（包括SFR）的直接地址,（6）addr11 11位目标地址,（7）addr16 16位目标地址,（8）rel 补码形式的8位地址偏移量,（9）bit 片内RAM或SFR的直接寻址位地址,（10） 间接寻址方式中，表示间址寄存器的符号,（11）(×) ×中的内容,（12）(×) 由×指出的地址单元中的内容,五大类（111条）： 1. 数据传送指令： 28条 2. 算术运算指令：24条 3. 逻辑运算及移位：25条 4. 控制转移指令：17条 5. 位操作指令： 17条,3.2 89C51单片机的指令系统,一、数据传送指令,（2）以寄存器Rn为目的的操作数（见P44 例） MOV Rn，A ； RnA，Rn：R0 R7,寄存器寻址。 MOV Rn， direct ； Rn( direct)，直接寻址。 MOV Rn，#data ；Rndata，立即寻址,（1）以累加器A为目的操作数 MOV A，Rn ；ARn，Rn：R0R7，寄存器寻址。 MOV A，direct ；A(direct)，direct：8位片内RAM地 址（256B范围内），直接寻址。 MOV A，Ri ；A(Ri)，R0或R1所指片内RAM （128B范围内），寄存器间接寻址 。 MOV A，#data ；Adata，立即数data：00HFFH,片内数据传送（片内RAM区中的工作寄存器 Rn， A ， 片内数据RAM， SFR之间）,注： 无 MOV Rn，Rn 指令； P58 机器码的构成,（3）以直接地址为目的操作数 MOV direct，A ； (direct)A, Reg寻址 MOV direct，Rn ； (direct)Rn, Reg寻址 MOV direct, direct ； (direct)(direct)，直接寻址 MOV direct，Ri ； (direct)(Ri), Reg间接寻址 MOV direct，#data ； (direct)data，立即寻址。,（4）以间接地址为目的的操作数 MOV Ri，A ；(Ri)A, Reg 寻址 MOV Ri，direct ；(Ri)(direct)，直接寻址 MOV Ri，data ；(Ri)data，立即寻址,例：MOV A，74H ；A74H MOV 74H，00H ；（74H）00H MOV A，74H ； A00H,注意：将指令译成机器码时，第2、3字节的内容顺序。P59，P60。,例：MOV R0，77H ；R077H MOV A，03H ； A03H MOV R0，A ；( R0)03H，即(77H)03H.,例： MOV R0，#20H MOV R0，#data ；MOV 20H，data MOV P1，#80H ；立即寻址 MOV P3，P1 ；直接寻址,（2）利用DPTR16位Reg间接寻址，可以在64KB范围内寻址。 MOVX A，DPTR ；A(DPTR) MOVX DPTR，A ；(DPTR)A 注： 每次传送8位数据, MOV R1，#82H MOV A，R1 ；此指令有错，因为Ri间接寻址仅能寻址片内低128字节RAM区(片内地址不超过7FH)，或片外低256字节RAM区(必须使用MOVX ）。 欲从82H取数到A，可使用：MOV A，82H,2. 累加器A与片外RAM间（或I/O口）间的数据传送,（1）利用Ri间接寻址，可以在256字节范围内寻址。 MOVX A，Ri ；A(Ri) MOVX Ri，A ；(Ri)A,注：这时，RAM地址 在Ri中由P0口送出，P2 口仍可用作I/O口。,例： MOV DPTR，#0650H ；将0650H单元的8bit MOVX A，DPTR ；数据送入A。,注： 因为外部的RAM与I/O端口是统一编址的，89C51指令系统中无单独的IN、OUT端口操作指令，所以指令中的8位或16位地址，可能是RAM地址，也可能是I/O端口地址。,其中: 以(DPTR)为基址Reg，A为偏移量，可以查找到(DPTR)以后的256个字节范围内的代码或常数。因为(DPTR)的内容可在64 K范围内变化，故此种查表称为远程查表。 以当前PC为基址，A为偏移量，可以查找当前指令所在地址以后的256个字节范围内的代码或常数，称近程查表。,例：对A中的BCD码，用查表法查得相应的ASCII码。 1. 用PC作为基址,MOV A，#03H ；查3的ASCII码 INC A ；考虑RET的存在，修正偏移量 MOVC A，A+PC ；此指令取出后，PC指向RET单元 RET ；(1字节),2. 用DPTR作为基址,（1）字节交换指令 XCH A，Rn ；ARn reg寻址 XCH A，direct ；A(direct) 直接寻址 XCH A，Ri ；A(Ri) 间接寻址,4. 交换指令（分字节交换、半字节交换两种）,（2）半字节交换指令 XCHD A，Ri ；A03(Ri)03 ，高4位不变。 SWAP A ；A03 A47 ，A的高低4位互换。,二、算术运算指令,1. 加法 ADD A，Rn ；AA+Rn ADD A，direct ；AA+(direct) ADD A，Ri ；AA+(Ri) ADD A，#data ；AA+data,注：加减运算中，目标操作数只能是A。,5. 乘法指令(8位无符号数) MUL AB ；BAA×B ；若结果0FFH（B中有值)，OV1，CY0。 ；否则（B中为0) ， OV0，CY0。,6. 除法指令 (8位无符号数) DIV AB ；A/B的商A，A/B的余数B,例：16位数求补（求反1）。 设16位二进制数在R1R0中，求补结果存于R3R2中。,MOV A，R0 ；16位数低8位送A CPL A ；求反 ADD A，#01H ；加1（不用INC，因为它不影 响标志位） MOV R2，A ；存补码低8位 MOV A，R1 ；取16位数高8位 CPL A ；求反 ADDC A，00H ；加进位 MOV R3，A ；存补码高8位,以上指令编程练习见： P93P96,1. 简单操作指令 累加器清零 CLR A 累加器取反 CPL A,例： MOV A，#35H ANL A，#0FH ；屏蔽高4位，保留低4位。,2. 与 ANL A , Rn ；A / RnA ANL A, direct ANL A, Ri ANL A, #data ANL direct, A ；(direct) / A(direct) ANL direct,data ；(direct) / # data(direct) 注： 中若直接地址为 I/O 口, 则为 “读改写”操作。,三、逻辑操作指令,3. 或 ORL A，Rn ORL A,，direct ORL A，Ri ORL A， #data ORL direct，A ORL direct,data 注： 中若直接地址为I/O 口，则为“读改写”操作。 例：MOV A， #05H ORL A， #30H ；添加30H, 变成ASCII码,4. 异或 XRL A，Rn XRL A，direct XRL A，Ri XRL A，#data XRL direct, A XRL direct，#direct 注：若 中direct为I/O口，为“读改写”操作。 例：MOV A， #55H XRL A， #F0H ；高4位取反，低4位不变。,5. 移位指令（仅对累加器A，见P.69） 循环左移： RL A 带进位循环左移： RLC A 循环右移： RR A 带进位循环右移： RR C A,例 ： 拆字。将片内RAM 20H单元的内容拆成两段，每段4位。 并将它们分别存入21H与22H单元中。程序如下： ORG 2000H START: MOV R0，#21H ；21HR0，用R0间接寻址 MOV A，20H ；(20H)A ANL A，#0FH ；A#0FHA MOV R0，A ；(A)(R0) INC R0 ；R0+1R0 MOV A，20H ；(20H)A SWAP A ；A03A47 ANL A，#0FH ； A#0FH MOV R0，A ；(A)(R0),1. 无条件转移 绝对短转移 AJMP addr11; PC+2 PC，addr11PC100， PC1511不变。 转移的目标地址在AJMP指令后面指令的第一字节开始的同一2K字节范围内。如下图所示：,例：AJMP 1123H AJMP K0,四、 控制转移类指令,该指令操作码的形成：,本指令对应8种操作码：定义每256字节为一个页面，2K的跳转范围 可分为8页（211= 2 3× 28 = 8×256），每个页面一个操作码。, 绝对长转移指令 LJMP addr16 ；在64KB内转移， addr16 PC 例：LJMP 2030H ；放在0000H中时， 上电后自动转移到2030H单元。, 相对转移指令(短转移) SJMP rel ；PC+2 PC ；PC+rel PC rel=(终地址始地址2 )补 注：当rel=FE时，导致无限循环。 因为 终地址 = 始地址+2+FE =PC+2-2 =PC 因此，可用如下形式指令 JMPADR：SJMP JMPADR 来代替HLT，在51单片机中无HLT。, 间接转移指令(散转指令)单字节指令 JMP A+DPTR ；A+DPTR PC 通常以DPTR为基地址，A为偏移量，则可实现散转功能 。,例： P75 例3-11 根据A中命令键的值，设计命令键操作程序入口跳转表。 CLR C ；清进位位 RLC A ；键值乘以2 MOV DPTR，#TAB ；DPTR指向表首址 JMP A + DPTR ；散转到命令键入口,例：128种分支转移程序。程序框图如右： 功能: 根据入口条件转移到128个目的地址 入口:(R3)=转移目标地址的序号00H7FH 出口: 转移到相应的子程序入口, 比较转移指令 （对无符号数） CJNE 目的，源 ，rel ；3字节指令 源与目的字节进行比较 (目的源)，若它们的值不等，则转移，同时将Cy清0或置 1。比较操作不影响原有操作数。 rel = (终地址始地址3 )补,2. 条件转移类指令 若条件满足，则程序转向指定的目标地址。 累加器A判零转移指令 JZ rel ； A=0 转移 JNZ rel ； A 0 转移,例：设 R7=56H， 执行指令 CJNE R7， #60H， K1 ；R760H，K1 且Cy=1 K1： JC K3 ；Cy=1，判出R760H k3 K3：,例：片内RAM ONE 和 TWO 两个单元中存有两个无符号数，将两个数中小的存入30H单元。,MOV A ，ONE CJNE A，TWO ，BIG SJMP STORE BIG: JC STORE MOV A，TWO STORE: MOV 30H，A, 循环转移指令 i) DJNZ Rn，rel ；PC+2 PC, Rn1Rn， ；当Rn0时，PC + relPC ；当Rn=0时，则结束循环，程序向下执行。 功能： （Rn 1）不为零时转移，否则继续执行。 ii) DJNZ direct，rel ；(direct)-1，不为零时转移，否则继续执行。,例：软件延时。（在P1.7引脚上输出一个50us的脉冲） 利用DJNZ指令可在一程序中插入某些指令来实现软件延时。DJNZ执行时间为2个机器周期，这样循环1次可产生2个机器周期延时。(12M晶振时， 1个机器周期=1us。2×241=49us) CLR P1.7 ；P1.7输出变低电平 MOV R2 ,18H ；1us ；赋循环初值24 HERE: DJNZ R2 ,HERE ；2us ; R2-1R2，R2不为零 循环。 SETB P1.7 ；P1.7输出高电平,注：子程序首地址必须在ACALL指令后第一字节为起始的 2K字节范围内ROM中。,位操作包括：位传送、位状态控制、位逻辑操作、位条件转移等. 进行位操作时： 位累加器C进位标志Cy 位地址片内RAM字节地址20H2FH中连续128个位， 地址从00H7FH。 部分SFR 地址可以被8整除。,五、位操作指令,在汇编语言中，位的表达方式有多种： 直接给出位地址 如：MOV C, D4H（位地址） 点操作符方式 如：MOV C, PSW.4（PSW的第4位） 位名称方式 如：MOV C, RS1 用户定义名方式 如：SUB.REG BIT RS1（用SUB.REG 表示 RS1） 这四种方式都可表达PSW中的第四位。,1. 位传递 MOV C，bit ; C ( bit )，bit是位地址，直接寻址 MOV bit，C ; ( bit ) C 当 bit 为00H7FH，位地址在片内RAM中共128位； bit 为80HFFH，位地址在11个SFR中。 （如：4个8位的并行I/O口，每位均可单独进行寻址。）,例：SETB P1.7 ；将P1.7位 置1 CLR 2AH ；2AH为25H单元中的第2位地址 ；设（25H）00110100B，此指令将 （25H）变为00110000B。,3. 位逻辑运算指令 与 ANL C， bit ；C (bit) C ANL C，/bit ；C (/bit) C（/bit并不改变bit的值） 或 ORL C，bit ；C (bit ) C ORL C，/bit ；C (/bit) C,4. 位条件转移指令（相对转移） 判C转移指令 JC rel ；C=1 转移 JNC rel ；C1 转移 判位变量转移指令 JB bit，rel ；bit =1 转移 JNB bit，rel ；bit 1 转移 判位变量并清0 JBC bit，rel ；若 bit =1，0 bit ，转移 ；若 bit =0， 则顺序执行 偏移量（目标地址源地址指令字节数）补 P82,VAR DATA,30H ;VAR地址30H FUNC DATA,31H ;FUNC地址31H START: MOV A,VAR ;取X JZ COMP ;A为0转COMP JNB ACC.7,POSI ;X0转POSI ;符号位为0 MOV A,#0FFH ;X0,-1A SJMP COMP POSI: MOV A,#01H COMP: MOV FUNC,A,例: 在片内RAM 40H4FH 中置初值 A0HAFH，再将其内容依次传送到片外RAM 0800H 为起始地址的16个单元中。,相对偏移量的计算： FBH（0045H0048H2）补（5）补 FAH（0051H0055H2）补（6）补 FEH（0057H0057H2）补（2）补,ANL 40H， #0FH ；40H的ASCII码变为BCD码。 MOV A， 41H ANL A， #0FH ；41H的ASCII码变为BCD码。 RL A ；A的内容左移4次 RL A RL A RL A ；左移4次， 或使用 SWAP A ORL 40H， A ；结果存在40H单元中。,指令系统举例：,例1. 设两位用ASCII码表示的数分别保存在40H、41H单元中，将其转换为两位BCD数，并以压缩形式存入40H单元中。,程序：,LOOP: MOV A，#03H ORL P1，A ; 1 P1 MOV A，P1 ; P1输入 RL A RL A MOV P1，A CALL DELAY AJMP LOOP,例2.,Ki闭合 LEDi亮,例3. 两个无符号数存于20H、21H单元中，比较他们的大小， 将大数A。,MOV A，20H CJNE A，21H，L1 SJMP L2 L1： JNC L2 MOV A，21H L2： RET ；A中为大数,例4. 20H25H单元中存放着单字节无符号数，求和并存于 27H、26H单元。,CLR C MOV R0，#20H MOV R1，#00H ；高字节和 MOV R2，#05H ；数组长度1 MOV A， R0 INC R0 L1： ADD A，R0 ；求和 JNC L2 INC R1 L2： INC R0 DJNZ R2，L1 MOV 26H，A MOV 27H，R1 RET,例：搜索最大值。从片内RAM的BLOCK单元开始有一个无符号 数据块，其长度存于LEN单元中，试求出其中最大的。,LEN DATA 20H MAX DATA 21H BLOCK DATA 22H CLR A MOV R2，LEN ；数据块长度R2 MOV R1，#BLOCK ；置地址指针 LOOP： CLR C SUBB A，R1 ；用减法做比较 JNC NEXT ；无借位A大 MOV A，R1 ；否则大者送A SJMP NEXT1 NEXT: ADD A，R1 ；A大恢复A NEXT1： INC R1 ；修改地址指针 DJNZ R2，LOOP ；未完继续 MOV MAX，A ；完存大数,例： 排序。 将片内RAM 区50H59H 中的数据按 从小到大的 次序排列。,QUE: CLR 00H ：清除交换标志 MOV R3，9H ；循环次数 MOV R0，50H ；存放区首址 MOV A，R0 ；取前数 L2： INC R0 MOV R2，A ；保存前数 SUBB A，R0 ；前数减后数 MOV A，R2 ；恢复前数 JC L1 ；顺序,继续比较 SETB 00H ；逆序,建立标志 XCH A ，R0 ；前后数交换 DEC R0 XCH A ，R0 INC R0 ；指向后数单元 L1： MOV A，R0 DJNZ R3，L2 ；依次重复比较 JB 00H，QUE ；交换后重比较 RET,