第3章MCS-51的指令系统.ppt
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1、第3章 MCS-51的指令系统,介绍MCS-51汇编语言的指令系统。 3.1 指令系统概述 MCS-51的基本指令共111条,按指令所占的字节来分: (1) 单字节指令49条; (2) 双字节指令45条; (3) 三字节指令17条。 按指令的执行时间来分: (1) 1个机器周期(12个时钟振荡周期)指令64条 (2) 2个机器周期(24个时钟振荡周期)指令45条,(3) 只有乘、除两条指令的执行时间为4个机器周期(48个时钟振荡周期)。 12MHz晶振:机器周期为1s。 3.2 指令格式 两部分组成,即操作码和操作数。 操作码用来规定指令进行什么操作 操作数则是指令操作的对象 有单字节指令、双
2、字节指令、三字节不同长度的指令,格式不同: (1)单字节指令:指令只有一个字节,操作码和操作数同在一个字节中。,(2)双字节指令:一个字节为操作码,另一个字节是操作数。 (3)三字节指令:操作码占一个字节,操作数占二个字节。其中操作数既可能是数据,也可能是地址。 3.3 指令系统的寻址方式 寻址方式就是在指令中说明操作数所在地址的方法。 共7种寻址方式。 1寄存器寻址方式 操作数在寄存器中 MOV A,Rn ;(Rn)A,n=07 表示把寄存器Rn的内容传送给累加器A,寻址范围包括: (1)4组通用工作寄存区共32个工作寄存器。 (2)部分特殊功能寄存器,例如A、B 以及数据指针寄存器DPTR
3、等。 2直接寻址方式 操作数直接以单元地址的形式给出: MOV A,40H 寻址范围: (1) 内部RAM的128个单元 (2) 特殊功能寄存器。除了以单元地址的形式外,还可用寄存器符号的形式给出。例如: MOV A,80H 与 MOV A,P0是等价的。,3. 寄存器间接寻址方式 寄存器中存放的是操作数的地址 在寄存器的名称前面加前缀标志“” 访问内部RAM或外部数据存储器的低256个字节时,只能采用R0或R1作为间址寄存器。例如: MOV A,Ri ;i=0或1 其中Ri中的内容为40H,把内部RAM40H单元内容送A。 寻址范围: (1)访问内部RAM低128个单元,其通用形式为Ri (
4、2)对片外数据存储器的64K字节的间接寻址,例如: MOVX A,DPTR,(3)片外数据存储器的低256字节 例如:MOVX A,Ri (4)堆栈区 堆栈操作指令PUSH(压栈)和POP(出栈)使用堆栈指针(SP)作间址寄存器 4立即寻址方式 操作数在指令中直接给出,需在操作数前面加前缀 “#”。例如: MOV A,#40H 5基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式 本寻址方式是以DPTR或PC作基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器。,例如:指令 MOVC A,A+DPTR 其中A的原有内容为05H,DPTR的内容为0400H,该指令执行的结果是把程序存储器0405H单元的内容传送给A。 说明:
5、 (1)本寻址方式是专门针对程序存储器的寻址方式,寻址范围可达到64KB。 (2)本寻址方式的指令只有3条: MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC JMP A+DPTR,6位寻址方式 MCS-51有位处理功能,可以对数据位进行操作,例如: MOV C,40H 是把位40H的值送到进位位C。 寻址范围包括: (1)内部RAM中的位寻址区。位有两种表示方法,例如,40H;另一种是单元地址加上位,例如,(28H).0,指的是28H单元中的最低位。它们是等价的。 (2)特殊功能寄存器中的可寻址位 可寻址位在指令中有如下4种的表示方法: a. 直接使用位地址。例如PSW.5的位地址为0D5
6、H。,b.位名称的表示方法。例如:PSW.5是F0标志位,可使用F0表示该位。 c.单元地址加位数的表示方法。例如 :(0D0H).5。 d.特殊功能寄存器符号加位数的表示方法。例如:PSW.5。 7相对寻址方式 在相对寻址的转移指令中,给出了地址偏移量,以“rel”表示,即把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址: 目的地址=转移指令所在的地址 + 转移指令的字节数 + rel 偏移量rel是一带符号的8位二进制数补码数 。,范围是:128 +127 向地址增加方向最大可转移(127+转移指令字节)个单元地址,向地址减少方向最大可转移(128-转移指令字节)个单元地址。 7种寻址方
7、式及寻址空间,见表3-1(P43)。 3.4 MCS-51指令系统分类介绍 111条指令,按功能分类,可分为下面5大类: (1)数据传送类(28条) (2)算术操作类(24条 (3)逻辑运算类(25条) (4)控制转移类(17条) (5)位操作类(17条),指令中符号的意义: Rn 当前寄存器区的8个工作寄存器R0R7(n=07)。 Ri 当前选中的寄存器区中可作间接寻址寄存器的2 个寄存器R0、R1(i=0,1)。 Direct 直接地址,即8位的内部数据存储器单元或特殊功能寄存器的地址。 #data 包含在指令中的8位立即数。 #data16 包含在指令中的16位立即数。 rel 相对转移
8、指令中的偏移量,为8位的带符号补 码数 DPTR 数据指针,可用作16位的数据地址寄存器。 bit 内部RAM或特殊功能寄存器中的直接寻址位。 C(或Cy) 进位标志位或位处理机中的累加器。,addr11 11位目的地址 addr16 16位目的地址 间接寻址寄存器前缀,如Ri,A+DPTR (X) X中的内容。 (X) 由X寻址的单元中的内容。 箭头右边的内容被箭头左边的内容所取代。 3.4.1 数据传送类指令 使用最频繁的一类指令,通用格式: MOV , 属“复制”性质,而不是“搬家” 数据传送类指令不影响标志位, Cy、Ac和OV,但不包括奇偶标志位P。,1以累加器为目的操作数的指令 M
9、OV A,Rn ; (Rn)A,n=07 MOV A,Ri ; (Ri)A,i=0,1 MOV A,direct ;(direct)A MOV A,#data ; #dataA 例如: MOV A,R6 ;(R6)A,寄存器寻址 MOV A,70H ;(70H)A,直接寻址 MOV A,R0 ;(R0)A,间接寻址 MOV A,#78H ;78HA,立即寻址 2. 以Rn为目的操作数的指令,MOV Rn,A ; (A)Rn,n=07 MOV Rn,direct ;(direct)Rn,n=07 MOV Rn,#dat ; #dataRn,n=07 功能:是把源操作数的内容送入当前一组工作寄存器
10、区的R0R7中的某一个寄存器。 3.以直接地址direct为目的操作数的指令 MOV direct,A ; (A)direct MOV direct,Rn;(Rn)direct, n=07 MOV direct1,direct2; MOV direct,Ri ; (Ri)direct MOV direct,#data; #datadirect,功能:把源操作数送入直接地址指出的存储单元。direct指的是内部RAM或SFR的地址。 4.以寄存器间接地址为目的操作数的指令 MOV Ri,A ;(A)(Ri),i=0,1 MOV Ri,direct ; (direct)(Ri) MOV Ri,#d
11、ata ; #data(Ri) 5.16位数传送指令 MOV DPTR,#data16 ; #data16DPTR 唯一的16位数据的传送指令 ,立即数的高8位送入DPH,立即数的低8位送入DPL。,6堆栈操作指令 MCS-51内部RAM中可以设定一个后进先出(LIFO-Last In First Out)的区域称作堆栈. 堆栈指针SP指出堆栈的栈顶位置。 (1)进栈指令 PUSH direct 先将栈指针SP加1,然后把direct中的内容送到栈指针SP指示的内部RAM单元中。 例如: 当(SP)=60H,(A)=30H,(B)=70H时, 执行: PUSH ACC ; (SP)+1=61H
12、SP,(A)61H PUSH B ;,(SP)+1=62HSP,(B)62H 结果:(61H)=30H,(62H)=70H,(SP)=62H (2)出栈指令 POP direct SP指示的栈顶(内部RAM单元)内容送入direct字节单元中,栈指针SP减1. 例如: 当 (SP)=62H,(62H)=70H,(61H)=30H, 执行: POP DPH ;(SP)DPH,(SP)-1SP POP DPL ;(SP)DPL,(SP)-1SP 结果:(DPTR)=7030H,(SP)=60H,7.累加器A与外部数据存储器传送指令 MOVX A,DPTR ;(DPTR)A,读外部RAM/IO MO
13、VX A,Ri ;(Ri)A,读外部RAM/IO MOVX DPTR,A;(A)(DPTR),写外部RAM/IO MOVX Ri,A ;(A)(Ri),写外部RAM/IO 功能:读外部RAM存储器或I/O中的一个字节,或把A中一个字节的数据写到外部RAM存储器或I/O中。 注意:RD*或WR*信号有效。 采用DPTR间接寻址,高8位地址(DPH)由P2口输出,低8位地址(DPL)由P0口输出。 采用Ri(i=0,1)间接寻址,可寻址片外256个单元的数据存储器。Ri内容由P0口输出。,8位地址和数据均由P0口输出,可选用其它任何输出口线来输出高于8位的地址(一般选用P2口输出高8位的地址)。
14、MOV后 “X”表示单片机访问的是片外RAM存储器或I/O。 8.查表指令 共两条,用于读程序存储器中的数据表格的指令,均采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式。 (1) MOVC A,A+PC 以PC作基址寄存器,A的内容作为无符号整数和PC中的内容(下一条指令的起始地址)相加后得到一个16位的地址,该地址指出的程序存储单元的内容送到累加器A。 注意:PSEN*信号有效。,例如: (A)=30H,执行地址1000H处的指令 1000H: MOVC A,A+PC 本指令占用一个字节,执行结果将程序存储器中1031H的内容送入A。 优点:不改变特殊功能寄存器及PC的状态,根据A的内容就可以取出表
15、格中的常数。 缺点:表格只能存放在该条查表指令后面的256个单元之内,表格的大小受到限制,且表格只能被一段程序所利用。 (2) MOVC A,A+DPTR 以DPTR作为基址寄存器,A的内容作为无符号数和DPTR的内容相加得到一个16位的地址,把由该地址指出的程序存储器单元的内容送到累加器A.,例如 (DPTR)=8100H (A)=40H 执行指令 MOVC A,A+DPTR 本指令的执行结果只和指针DPTR及累加器A的内容有关,与该指令存放的地址及常数表格存放的地址无关,因此表格的大小和位置可以在64K程序存储器中任意安排,一个表格可以为各个程序块公用。 两条指令是在MOV的后面加C,“C
16、”是CODE的第一个字母,即代码的意思。 9字节交换指令 XCH A,Rn XCH A,direct XCH A,Ri,例如: (A)=80H,(R7)=08H,(40H)=F0H (R0)=30H,(30H)=OFH 执行下列指令: XCH A,R7 ;(A)与(R7)互换 XCH A,40H ;(A)与(40H)互换 XCH A,R0 ;(A)与(R0)互换 结果:(A)=0FH,(R7)=80H,(40H)=08H,(30H)=F0H 10半字节交换指令 XCHD A,Ri 累加器的低4位与内部RAM低4位交换。例如: (R0)=60H,(60H)=3EH,(A)=59H,执行完 XCH
17、D A,RO 指令,则(A)=5EH,(60H)=39H。 3.4.2 算术操作类指令 单字节的加、减、乘、除法指令,都是针对8位二进制无符号数。 执行的结果对Cy、Ac、OV 三种标志位有影响。 但增1和减1指令不影响上述标志。 1加法指令 共有4条加法运算指令: ADD A,Rn ;(A)+(Rn)A,n=07 ADD A,direct ;(A)+(direct)A ADD A,Ri ;(A)+(Ri)A,i=0,1,ADD A,#data ; (A)+#dataA 一个加数总是来自累加器A,而另一个加数可由不同的寻址方式得到。结果总是放在A中。 使用加法指令时,要注意累加器A中的运算结果
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