1单片机原理及应用河海大学常州校区 机电工程学院 丁 坤 Email:dingkhhuc.edu.cn Tel:85191952 Address:实验楼B208第三章 MCS-51单片机的指令系统21-1 概述 1-2 寻址方式 1-3 指令系统31-1 概述1、指令指令是CPU根据人的意图来执行某种操 作的命令。一台计算机所能执行的全部指令 的集合称为这个CPU的指令系统。两种表达方式：机器码指令和汇编指令一、基本概念4（1）机器码指令8051单片机是8位机，其机器语言以8位二进 制为单位。例如，要做10加20的加法，在MCS-51中可用 机器码指令编程： 01110100 00001010 把10放到累加器A中 00100100 00010100 A加20，结果放在A中 为了便于书写和记忆，可采用十六进制表示指令码 ，这样以上两条可写成： 740AH 2414H5（2）汇编语言指令机器语言编写的程序不易记忆、不易查错、 不易修改，采用一定含义的符号即指令助记符来表 示，一般都采用某些有关的英文单词的缩写，这样 就出现了另一种程序语言汇编语言。 所谓的汇编语言是用助记符、符号和数字等 来表示指令的程序语言，容易理解和记忆，它 与机器语言指令是一一对应的。汇编语言不象 高级语言那样通用性强，而是属于某种计算机 所独有的，与计算机的内部硬件结构密切相关 。用汇编语言编写的程序叫汇编语言程序。 6把汇编语言程序翻译成目标程序的过程称称 为汇编过程，简称汇编。完成这个任务有两种方 法：手工汇编和机器汇编。MOV A，#10 ；把10放到累加器A中 ADD A，#20 ；A加20，结果放在A中72、指令格式MCS-51系列单片机汇编语言指令由助记符 字段和操作数字段所组成。指令格式如下： 操作码 操作数1，操作数2，操作数3第一部分为指令操作码助记符，它由25个英文 字母所组成。如：MOV第二部分为操作数，它以一个或几个空格和操 作码隔开，根据指令功能的不同，操作数可以 有1，2，3个或者没有。操作数之间“，”分开。8指令的时间概念：单周期指令；双周期指令； 四周期指令。指令的空间概念：一字节指令；双字节指令； 三字节指令。93、伪指令伪指令不是真正的的指令，无对应的机器码， 在汇编时不产生任何目标程序（机器码），它 只对汇编过程进行某种控制。 51系列中常用的伪指令有：ORG汇编起始命令END汇编结束命令DB定义字节命令DW定义字命令104、标号和注释标号 ABC+：注释 ；+解释对程序的可读性有很重要的影响111-2 寻址方式指令给出参与运算的数据的方式，即 确定操作数地址的方法，通俗讲：以什么 方式找到参与指令执行的数据。MCS-51指令寻址方式主要有7种： 立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间 接寻址、基址寄存器变址寄存器间接寻址、 相对寻址、 隐含寻址 12一、立即寻址将立即数直接传送到目的操作数中。 可以认为是一种简单的赋值。 如：MOV A，#30H 注意： 字母开头的立即数前加0 #0FFH30HA30H13二、直接寻址在指令中直接给出操作数所在存储单 元的地址。直接寻址方式可以访问以下三中 存储空间：特殊功能寄存器、内部数据存储 器的低128B和位地址空间。14如：MOV A，30H 33HA33H30H15三、寄存器寻址寄存器寻址就是由指令指出寄存器组 R0R7中某一个寄存器作为操作数。 33HR033H+1=34H34H如：INC R016四、寄存器间接寻址操作数的地址事先存放在某个寄存器中 ，寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容作 为地址，由该地址所指的单元内容作为操作 数。 17如：MOV A，R0 片内RAM30HR0A30H34H34H30H在访问片内RAM和片外RAM低地址的256 个单元时，用R0或R1作地址指针；在访问全 部64KB外部RAM时，使用DPTR作为地址指 针进行间接寻址。18五、基寄存器加变址寄存器间接寻址 这种寻址方式以16位的程序计数器PC或数据 指针DPTR作为基寄存器，以8位的累加器A作 为变址寄存器。基寄存器和变址寄存器的内容 相加形成16位的地址，该地址即为操作数的 地址。 例如： MOVC A,A+PC MOVC A,A+DPTR19如：MOVC A，A+DPTR程序存储器4000HDPTRA34H30H34H4000H30H+= 4030H4030H20六、相对寻址这种指令中给定地址的相对偏移量rel，以 PC当前值为基地址，加上rel所得结果为转移 目标地址。例如： JC 80H21七、隐含寻址这种指令操作数的地址隐含在操作码中，不 需要指明，这种方式称为隐含寻址。例如： INC A指令，指令代码为04H，但并没有给出 A的地址，A的地址隐含在操作码中221-3 MCS-51单片机指令系统 一、概述1、数据操作MCS-51系列单片机是个高性能的数据 处理机，能对位、半字节、字节和双字节 数据进行各种操作，他们包括数据传送、 逻辑运算、布尔处理和控制转移等操作。23D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CY AC F0RS1RS0OV F1PPSW242、指令类型MCS-51指令系统可分为五大类，即： 数据传送指令：28条 算术运算指令：24条 逻辑运算及移位指令：25条 控制转移指令：17条 位操作指令（布尔操作）：17条25二、数据传送指令实现数据传送的功能，最基本最重要的操作 指令。数据传送是否灵活快速对程序的编写和执行 速度产生很大的影响 261、内部数据传送指令1、1 以累加器A为目的操作数指令（4 条，即4种寻址方式） MOV A，Rn MOV A，direct MOV A，Ri MOV A，#data 注意：1、i=0，12、#0FFH（字母开头前加0）271、2以Rn为目的操作数指令（3条） MOV Rn，A MOV Rn， direct MOV Rn，#data 注意：1、n=07281、3以直接寻址的单元为目的操作数指 令（5条） MOV direct，A MOV direct，Rn MOV direct，direct MOV direct，Ri MOV direct，#data291、4 以寄存器间接寻址的单元为目的操 作数指令（3条） MOV Ri，A MOV Ri，direct MOV Ri，#data注意：1、i=0,12、寄存器间接寻址的特殊性302、外部数据传送指令2、1 16位数据传送指令（1条） MOV DPTR，#data16注意：DPTR是由DPH，DPL组成 312、2 外部数据存储器数据传送指令（4 条） MOVX A，DPTR MOVX A，Ri MOVX DPTR， A MOVX Ri ，A322、3 程序存储器数据传送指令（查表 指令）（2条） MOVC A，A+PC MOVC A，A+DPTR33如：MOVC A，A+DPTR程序存储器4000HDPTRA34H30H34H4000H30H+= 4030H4030H343、数据交换指令3、1 字节交换指令（3条） XCH A，Rn XCH A，direct XCH A，Ri 353、2 半字节交换指令（3条） XCHD A，Ri364、栈操作指令4、1 进栈指令 PUSH direct SP加1，然后再将数据保存到堆栈中。4、2 退栈指令 POP direct 先将堆栈中的数据弹出，然后SP再减137三、算术运算指令MCS-51系列单片机的算术运算指令包括加 、减、乘、除基本的四则运算。算术运算结果将使得进位标记CY，半进位标 志AC，溢出位标志OV，这三种标志置位或复 位。381、加法指令1、1不带进位的加法指令（4条） ADD A，Rn ADD A，direct ADD A，Ri ADD A，#data注意：若有进位CY被置位 391、2 带进位的加法指令（4条） ADDC A，Rn ADDC A，direct ADDC A，Ri ADDC A，#data401、3 加1指令（5条） INC A INC Rn INC direct INC Ri INC DPTR411、4 十进制调整指令（1条） DA A422、减法指令2、1 带借位的加法指令（4条） SUBB A，Rn SUBB A，direct SUBB A，Ri SUBB A，#data432、2 减1指令（4条） DEC A DEC Rn DEC direct DEC Ri443、乘法指令MUL AB注意：低字节放在A中，高字节放在 中。454、除法指令DIV AB注意：A/B，商放在中，余数放在 中。46四、逻辑运算指令1、累加器A的逻辑操作指令（7条） CLR A ；清零指令 CPL A ；取反指令 RL A ；左环移指令RLC A ；带进位左环移指令D7D0CYD0D747RR A ；右环移指令RRC A；带进位右环移指令SWAP A；累加器ACC半字节交换指令 D7D0CYD0D7482、两个操作数的逻辑操作指令 2、1 逻辑与指令（6条） ANL A，Rn ANL A，direct ANL A，Ri ANL A，#data ANL direct，A ANL direct，#data492、2 逻辑或指令（6条） ORL A，Rn ORL A，direct ORL A，Ri ORL A，#data ORL direct，A ORL direct，#data502、3逻辑异或指令（6条） XRL A，Rn XRL A，direct XRL A，Ri XRL A，#data XRL direct，A XRL direct，#data51五、位操作指令1、位变量传送指令（2条） MOV C，bit MOV bit，C 522、位变量修改指令（6条） CLR C CLR bit CPL C CPL bit SETB C SETB bit533、位变量逻辑操作指令 3、1位变量逻辑与指令（2条） ANL C，bit ANL C，/bit543、2 位变量逻辑或指令（2条） ORL C，bit ORL C，/bit55五、控制转移指令1、无条件转移指令（4条）AJMP addr11；短跳转指令 LJMP addr16；长跳转指令 SJMP rel ；相对转移指令 JMP A+DPTR；基寄存器加变址寄存 器间接转移指令（散转指令）562、条件转移指令21测试条件符合转移指令（7条） JZ rel JNZ rel JC rel JNC rel JB bit, rel JNB bit, rel JBC