MCS-C51的指令系统.ppt

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1、西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 单片机原理及应用单片机原理及应用主主 讲：梁德胜讲：梁德胜联系方式：联系方式：办公地点：教五楼办公地点：教五楼 408室室 1/28/20231西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 常用的编程语言常用的编程语言1.机器语言机器语言 机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。机器语言具有灵活、直接执行和的一种机器指令的集合。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。速度快等特点。用机器语言编写程序用机器语言编写程序,编程

2、人员要首先熟记所用计算机的编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时全部指令代码和代码的涵义。手编程序时,程序员得自己程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出,还得记还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。而且住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。而且,编出的程序全是些编出的程序全是些0和和1的指令代码的指令代码,直观性差直观性差,还容易出还容易出错。错。1/28/20232西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 2.汇编语言汇编语言 为了克服机器语言难读、难编、难记

3、和易出错的缺点为了克服机器语言难读、难编、难记和易出错的缺点,人们就用与代码指人们就用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码,于是就产于是就产生了汇编语言。所以说生了汇编语言。所以说,汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言。汇编语言由机语言。汇编语言亦称符号语言。汇编语言由 于是采用了助记符号来编写程于是采用了助记符号来编写程序序,比用机器语言的二进制代码编程要方便些比用机器语言的二进制代码编程要方便些,在一定程度上简化了编程过

4、程。在一定程度上简化了编程过程。汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码,而且助记符与指令代码一一对而且助记符与指令代码一一对应应,基本保留了机器语言的灵活性。使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机基本保留了机器语言的灵活性。使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性器的特性,得到质量较高的程序。得到质量较高的程序。汇编语言中由于使用了助记符号汇编语言中由于使用了助记符号,计算机不能象用机器语言编写的程序计算机不能象用机器语言编写的程序一样直接识别和执行一样直接识别和执行,必须通过预先放入计算机的必须通过预先放入计算机的“汇编程序汇编程序“的加工和翻译的

5、加工和翻译,才能变成能够被计算机识别和处理的二进制代码程序。才能变成能够被计算机识别和处理的二进制代码程序。汇编语言像机器指令一样汇编语言像机器指令一样,是硬件操作的控制信息是硬件操作的控制信息,因而仍然是面向机器因而仍然是面向机器的语言的语言,使用起来还是比较繁琐费时使用起来还是比较繁琐费时,通用性也差。汇编语言是低级语言。但通用性也差。汇编语言是低级语言。但是是,汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件,其目标程序占用内存空间少其目标程序占用内存空间少,运行速度快运行速度快,有着高级语言不可替代的用途。有着高级语言不可替代的用途。1/28/20233西安

6、理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.高级语言高级语言 不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，语言对机器的过分依赖，要求使用者必须对硬件结构及其工作原语言对机器的过分依赖，要求使用者必须对硬件结构及其工作原理都十分熟悉。理都十分熟悉。高级语言是面向用户的语言。无论何种机型的计算机高级语言是面向用户的语言。无论何种机型的计算机,只要配只要配备上相应的高级语言的编译或解释程序备上相应的高级语言的编译或解释程序,则用该高级语言编写的则用该高级语言编写的程序就可以通用。程序就可以通用。计算机并不能直接地接受

7、和执行用高级语言编写的源程序计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序,源源程序在输入计算机时程序在输入计算机时,通过通过“翻译程序翻译程序”翻译成机器语言形式的翻译成机器语言形式的目标程序目标程序,计算机才能识别和执行。计算机才能识别和执行。每一种高级语言每一种高级语言,都有自己规定的专用符号、英文单词、语法都有自己规定的专用符号、英文单词、语法规则和语句结构。高级语言与自然语言更接近规则和语句结构。高级语言与自然语言更接近,而与硬件功能相而与硬件功能相分离分离,便于广大用户掌握和使用。高级语言的通用性强便于广大用户掌握和使用。高级语言的通用性强,兼容性好兼容性好,便于移植。便于移植

8、。1/28/20234西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 第第3 3章章 MCS-51 MCS-51指令系统指令系统 3.1 指令格式及常用符号指令格式及常用符号3.2 MCS-51的寻址方式的寻址方式 3.3 数据传送类指令（数据传送类指令（29条条）3.4 算术运算类指令（算术运算类指令（24条）条）3.5 逻辑运算与循环类指令（逻辑运算与循环类指令（24条）条）3.6 位操作类指令（位操作类指令（17条）条）3.7 控制转移类指令（控制转移类指令（17条）条）1/28/20235西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.1 指

9、令格式及常用符号指令格式及常用符号3.1.1 3.1.1 机器指令的机器指令的编码编码格式格式一、一、单单字字节节指令指令 1.8 1.8位位编码仅为编码仅为操作操作码码：如：如：INC A 该该指令的指令的编码为编码为：0000 0100B，其十六，其十六进进制表示制表示为为04H，累加器，累加器A隐隐含在操作含在操作码码中。指令的中。指令的功能是累加器功能是累加器A的内容加的内容加1。注意：在指令中用注意：在指令中用“A”表示累加器，而用表示累加器，而用 “ACC”表示累加器表示累加器对应对应的地址（的地址（E0H）。）。指令要指明指令要指明操作操作和和操操作对象作对象1/28/20236

10、西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 28位编码含有操作码和寄存器编码位编码含有操作码和寄存器编码高高5位位为为操操作作码码，低低3位位为为存存放放操操作作数数的的寄寄存存器器编码。如：编码。如：MOV A，R0 编编码码为为1110 1000B，其其十十六六进进制制表表示示为为E8H（低低3位位000为为寄寄存存器器R0的的编编码码）。功功能能是是将将当前工作寄存器当前工作寄存器R0中的数据传送到累加器中的数据传送到累加器A中。中。如何知道是哪一组寄存器？如何知道是哪一组寄存器？1/28/20237西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系

11、统 二、双字二、双字节节指令指令 第一字第一字节节表示操作表示操作码码，第二个字第二个字节节表示参表示参与操作的数据或数据存放的地址。与操作的数据或数据存放的地址。如：如：MOV A，#50H 编码编码为为0111 0100B，0101 0000B。其十六其十六进进制表示制表示为为74H，50H。功能功能是将立即是将立即数数“50H”传传送到累加器送到累加器A中。中。注意：指令中带注意：指令中带#的是立即数，不带的是立即数，不带#的是地址的是地址50H是存储在程是存储在程序区还是数序区还是数据区？据区？1/28/20238西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 三、

12、三字三、三字节节指令指令 指令的第一字指令的第一字节节表示表示该该指令的操作指令的操作码码，后后两个字两个字节节表示参与操作的数据或数据存放的地表示参与操作的数据或数据存放的地址。如：址。如：MOV 20HMOV 20H，#50H#50H 编码编码为为0111 0101B0111 0101B，0010 0000B0010 0000B，0101 0101 0000B0000B。其十六。其十六进进制表示制表示为为75H75H，20H20H，50H50H。功功能能是将立即数是将立即数“50H”“50H”传传送到内部送到内部RAM RAM 的的20H20H单单元元中中。如何知道是传输如何知道是传输到内

13、部到内部RAM中？中？1/28/20239西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.1.2 3.1.2 符号指令的格式符号指令的格式一般格式为：一般格式为：操作助记符操作助记符 目的操作数目的操作数，源操作数，源操作数；注；注释释 多数指令为两操作数指令多数指令为两操作数指令；当指令操作数隐；当指令操作数隐含在操作助记符中时，在形式上这种指令含在操作助记符中时，在形式上这种指令无操无操作数作数；另有一些指令为；另有一些指令为单操作数单操作数指令或指令或三操作三操作数数指令。指令的一般格式中使用了可选择符号指令。指令的一般格式中使用了可选择符号“”，包含的内容因指令

14、的不同可以有或无。，包含的内容因指令的不同可以有或无。在在两个操作数的指令中，通常目的操作数两个操作数的指令中，通常目的操作数 写在左边，源操作数写在右边写在左边，源操作数写在右边。1/28/202310西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 如：指令如：指令ANL A，40H 功能功能是将立即数是将立即数“40H”同累加器同累加器A中的数中的数进行进行“与与”操作，结果送回累加器。操作，结果送回累加器。ANL为为“与与”操作的助记符，立即数操作的助记符，立即数“40H”为源操作数，累加器为源操作数，累加器A为目的操作数。为目的操作数。注：在指令中，多数情况下累加器

15、用注：在指令中，多数情况下累加器用“A”表示，仅在直接寻址方式中，用表示，仅在直接寻址方式中，用“ACC”表示累表示累加器在加器在SFR区的具体地址区的具体地址E0H。试比较，指令试比较，指令MOV A，30H的机器码为的机器码为74H、30H；而指令；而指令MOV ACC，30H的机的机器码为器码为75H、E0H、30H。两个指令的执行效率两个指令的执行效率是不一样的前一个是不一样的前一个为单周期指令而后为单周期指令而后一个为双周期指令。一个为双周期指令。1/28/202311西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.1.3 3.1.3 符号指令及其注符号指令及

16、其注释释中常用的符号中常用的符号Rn（n=07）-当前选中的工作寄存器组中的当前选中的工作寄存器组中的寄存器寄存器R0R7之一；之一；Ri（i=0，1）-当前选中的工作寄存器组中的当前选中的工作寄存器组中的寄存器寄存器R0或或R1；-间址寄存器前缀；间址寄存器前缀；#data-8位立即数；位立即数；#data16-16位立即数；位立即数；direct-片内低片内低128个个RAM单元地址及单元地址及SFR地址（可用符号名称表示）地址（可用符号名称表示）1/28/202312西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 addr11-11位目的地址；位目的地址；addr16

17、-16位目的地址；位目的地址；rel-补码形式表示的补码形式表示的8位地址偏移量，值在位地址偏移量，值在128127范围内；范围内；bit-片内片内RAM位地址、位地址、SFR的位地址（可用符号名的位地址（可用符号名称表示）；称表示）；/-位操作数的取反操作前缀；位操作数的取反操作前缀；（）-表示表示 地址单元或寄存器中的内容；地址单元或寄存器中的内容；（）-表示以表示以 单元或寄存器内容为地址间接单元或寄存器内容为地址间接寻址单元的内容；寻址单元的内容；-将箭头右边的内容送入箭头左边的单元中。将箭头右边的内容送入箭头左边的单元中。1/28/202313西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂

18、教学讲稿 指令系统指令系统 3.2 MCS-51的的寻寻址方式址方式寻址方式是寻找操作数或指令的地址的方式寻址方式是寻找操作数或指令的地址的方式。寻址方式包含两方面内容：一是操作数的寻址，二是寻址方式包含两方面内容：一是操作数的寻址，二是指令地址的寻址（如转移指令、调用指令）。指令地址的寻址（如转移指令、调用指令）。寻址方式有七种寻址方式有七种。即：寄存器寻址、直接寻址、寄存。即：寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、基址寄存器加变址寄存器变器间接寻址、立即寻址、基址寄存器加变址寄存器变址寻址、相对寻址和位寻址址寻址、相对寻址和位寻址 对于两操作数指令，源操作数有寻址方式，目的操对于

19、两操作数指令，源操作数有寻址方式，目的操作数也有寻址方式。若不特别声明，我们后面提到的作数也有寻址方式。若不特别声明，我们后面提到的寻址方式均指寻址方式均指源操作数的寻址源操作数的寻址方式。方式。1/28/202314西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 1/28/202315西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 操作数存放在寄存器中，操作数存放在寄存器中，指令中直接给出该寄存器名称指令中直接给出该寄存器名称的寻址方式称为寄存器寻址。的寻址方式称为寄存器寻址。采用寄存器寻址可以获得较高采用寄存器寻址可以获得较高的传送和运算速度。的传送

20、和运算速度。寄存器可以是：寄存器可以是：R0R7；累加器累加器A（注：使用符号（注：使用符号ACC表示累加器时属于直接寻址）；寄存器表示累加器时属于直接寻址）；寄存器B（以（以A、B寄存器对寄存器对形式出现）；数据指针形式出现）；数据指针DPTR。3.2.1 3.2.1 寄存器寄存器寻寻址址如：MOV A，R0 1/28/202316西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 指令操作码之后的字节存放的是操作数的地址，指令操作码之后的字节存放的是操作数的地址，操作操作数本身存放在该地址指示的存储单元中数本身存放在该地址指示的存储单元中的寻址方式称为直的寻址方式称为直接寻

21、址。接寻址。在直接寻址方式中的在直接寻址方式中的SFR经常采用符号形式表示。经常采用符号形式表示。寻址空间为：寻址空间为：片内片内RAM低低128字节（以地址形式表示）；字节（以地址形式表示）；SFR（以地址或（以地址或SFR的符号形式表示的符号形式表示）。）。3.2.2 3.2.2 直接直接寻寻址址如：MOV A，50H 注：直接寻址是特殊功能寄存器唯一的访问方式注：直接寻址是特殊功能寄存器唯一的访问方式1/28/202317西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 寄存器中的内容为地址，从该地址去取操作数寄存器中的内容为地址，从该地址去取操作数的寻址方式称为寄存器

22、间接寻址的寻址方式称为寄存器间接寻址。寄存器间接寄存器间接寻址的存储空间寻址的存储空间为片内为片内RAM或片或片外外RAM。片内片内RAM的数据传送采用的数据传送采用“MOV”类指令，类指令，间接寻址寄间接寻址寄存器采用寄存器存器采用寄存器R0或或R1（堆栈操作时采用（堆栈操作时采用SP）。）。片外片外RAM的数据传送采用的数据传送采用“MOVX”类指令，这时间接寻类指令，这时间接寻址寄存器有两种选择，一是采用址寄存器有两种选择，一是采用R0和和R1作间址寄存器，这作间址寄存器，这时时R0或或R1提供低提供低8位地址（由位地址（由P2口提供高口提供高8位地址）；二位地址）；二是采用是采用DPT

23、R作为间址寄存器。作为间址寄存器。3.2.3 3.2.3 寄存器寄存器间间接接寻寻址址注意：访问片内片外注意：访问片内片外RAM的的MOV指令不同指令不同1/28/202318西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 寄存器间接寻址对应的空间为：寄存器间接寻址对应的空间为：片内片内RAM（采用（采用R0，R1或或SP）；）；片外片外RAM（采用（采用R0，R1或或DPTR）。）。如：MOV A，R0 1/28/202319西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 指令编码中直接给出操作数指令编码中直接给出操作数的寻址方式称为立即寻址。的寻址方

24、式称为立即寻址。在这种寻址方式中，紧跟在操作码之后的操作数称为立即在这种寻址方式中，紧跟在操作码之后的操作数称为立即数。立即数可以为一个字节，也可以是两个字节，并要用数。立即数可以为一个字节，也可以是两个字节，并要用符号符号“”来标识。来标识。由于立即数是一个常数，所以只能作由于立即数是一个常数，所以只能作为源操作数。为源操作数。立即寻址所对应的立即寻址所对应的寻址空间寻址空间为：为：ROM 3.2.4 3.2.4 立即立即寻寻址址如：MOV A，50H 1/28/202320西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 以一个基地址加上一个偏移量地址形成操作数地址以一个

25、基地址加上一个偏移量地址形成操作数地址的的寻址方式称为变址寻址。在这种寻址方式中，以数据指针寻址方式称为变址寻址。在这种寻址方式中，以数据指针DPTR或程序计数器或程序计数器PC作为基址寄存器，累加器作为基址寄存器，累加器A作为偏移作为偏移量寄存器，基址寄存器的内容与偏移量寄存器的内容之和量寄存器，基址寄存器的内容与偏移量寄存器的内容之和作为操作数地址。作为操作数地址。变址寻址所对应的变址寻址所对应的寻址空间寻址空间为：为：ROM3.2.5 3.2.5 变变址址寻寻址址如：MOVC A，A+DPTR 1/28/202321西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 相对

26、寻址是以程序计数器相对寻址是以程序计数器PC的当前值的当前值（指读出（指读出该该2字节或字节或3字节的跳转指令后，字节的跳转指令后，PC指向的下条指令指向的下条指令的地址）的地址）为基准，加上指令中给出的相对偏移量为基准，加上指令中给出的相对偏移量 rel 形成目标地址形成目标地址的寻址方式的寻址方式。rel 是一个带符号的是一个带符号的8位二进制数，取值范围是位二进制数，取值范围是128127，以补码形式置于操作码之后存放。，以补码形式置于操作码之后存放。3.2.6 3.2.6 相相对寻对寻址址如：JC rel；rel75H1/28/202322西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲

27、稿 指令系统指令系统 对位地址中的内容进行操作对位地址中的内容进行操作的寻址方式称为位的寻址方式称为位寻址。采用位寻址指令的操作数是寻址。采用位寻址指令的操作数是8位二进制数中位二进制数中的某一位。指令中给出的是位地址。位寻址方式的某一位。指令中给出的是位地址。位寻址方式实质属于位的直接寻址。实质属于位的直接寻址。寻址空间寻址空间为：片内为：片内RAM的的20H2FH单元中的单元中的128可寻址位；可寻址位；SFR的可寻址位。的可寻址位。习惯上，特殊功能寄存器的寻址位常用符号位习惯上，特殊功能寄存器的寻址位常用符号位地址表示。地址表示。如：如：CLR ACC.0 MOV 30H，C3.2.7

28、3.2.7 位位寻寻址址注意：如何来区分是位地址还是字节地注意：如何来区分是位地址还是字节地址是通过址是通过 指令来判断指令来判断1/28/202323西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.3 数据数据传传送送类类指令（指令（29条）条）传送类指令占有较大的比重。数据传送是传送类指令占有较大的比重。数据传送是进行数据处理的最基本的操作，这类指令进行数据处理的最基本的操作，这类指令一般一般不影响标志寄存器不影响标志寄存器PSW的状态的状态。传送类指令可以分成两大类。一是采用传送类指令可以分成两大类。一是采用MOV操作符，称为一般传送指令；二是采操作符，称为一般传

29、送指令；二是采用非用非MOV操作符，称为特殊传送指令，如：操作符，称为特殊传送指令，如：MOVC、MOVX、PUSH、POP、XCH、XCHD及及SWAP。1/28/202324西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.3.1 3.3.1 一般一般传传送指令送指令图 3 1 MCS-51传送指令示意图 1/28/202325西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.3.1 3.3.1 一般一般传传送指令送指令1/28/202326西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 一、一、16位传送位传送 这条指令的功

30、能是将源操作数这条指令的功能是将源操作数data16（通常是地址常数）送入目的操作数（通常是地址常数）送入目的操作数DPTR中。源操作数的寻址方式为立即寻址。中。源操作数的寻址方式为立即寻址。例如：例如：执行指令执行指令 MOV DPTR，#1234H 后后 （DPH）=12H，（，（DPL）=34H。1/28/202327西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 二、二、8位传送位传送 在在5种源字节中，只有种源字节中，只有data不能用作目的字不能用作目的字节。所以可以用节。所以可以用4种目的字节为基础构造种目的字节为基础构造4类指令。类指令。相应的源字节选择依据

31、是：相应的源字节选择依据是：源字节与目的字节不相同；源字节与目的字节不相同；寄存器寻址与寄存器间接寻址间不相互传送。寄存器寻址与寄存器间接寻址间不相互传送。指的是工作寄存指的是工作寄存器：器：寄存器寻寄存器寻址与寄存器间址与寄存器间接寻址间及其接寻址间及其本身之间都不本身之间都不相互传送相互传送1/28/202328西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 1以以A为目的为目的 这组指令的功能是把源字节送入累加器中。源这组指令的功能是把源字节送入累加器中。源字节的寻址方式分别为直接寻址、寄存器间接寻字节的寻址方式分别为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器寻址和立即寻址四种

32、基本寻址方式。址、寄存器寻址和立即寻址四种基本寻址方式。例：若（例：若（R1）=20H，（，（20H）=55H，执行指，执行指令令 MOV A，R1 后后 （A）=55H。1/28/202329西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 2以以Rn 为目的为目的 这组指令的功能是把源字节送入寄存器这组指令的功能是把源字节送入寄存器Rn中。中。源字节的寻址方式分别为立即寻址、直接寻址和源字节的寻址方式分别为立即寻址、直接寻址和寄存器寻址（由于目的字节为工作寄存器，所以寄存器寻址（由于目的字节为工作寄存器，所以源字节不能是工作寄存器及其间址方式寻址）。源字节不能是工作寄存器

33、及其间址方式寻址）。例：若（例：若（50H）=40H，执行指令，执行指令 MOV R6，50H 后，后，（R6）=40H1/28/202330西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3以以direct 为目的为目的 这组指令的功能是把源字节送入这组指令的功能是把源字节送入direct中。源中。源字节的寻址方式分别为立即寻址、直接寻址、字节的寻址方式分别为立即寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和寄存器寻址。寄存器间接寻址和寄存器寻址。例：若（例：若（R1）=50H,（50H）=18H，执行指令，执行指令MOV 40H，R1 后后 （40H）=18H 1/28/202331

34、西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 4以以Ri为目的为目的 这组指令的功能是把源字节送入这组指令的功能是把源字节送入Ri内容为地址的内容为地址的单元，源字节寻址方式为立即寻址、直接寻址和单元，源字节寻址方式为立即寻址、直接寻址和寄存器寻址（因目的字节采用寄存器间接寻址，寄存器寻址（因目的字节采用寄存器间接寻址，故源字节不能是寄存器及其间址寻址）。故源字节不能是寄存器及其间址寻址）。例：若（例：若（R1）=30H，（，（A）=20H，执行指令，执行指令 MOV R1，A 后，（后，（30H）=20H。1/28/202332西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教

35、学讲稿 指令系统指令系统 3.3.2 3.3.2 特殊特殊传传送指令送指令特殊传送指令的操作符为：特殊传送指令的操作符为：MOVC、MOVX、PUSH、POP、XCH、XCHD和和 SWAP。功能分别为：功能分别为：ROM查表、外部查表、外部RAM读读写、堆栈操作和交换指令写、堆栈操作和交换指令 1/28/202333西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 1/28/202334西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 一、一、ROM查表查表 1DPTR内容为基址内容为基址 MOVC A，A+DPTR ；A（A）+（DPTR）该指令首先执行

36、该指令首先执行16位无符号数加法，将获得的基址与变址位无符号数加法，将获得的基址与变址之和作为之和作为16位的程序存储器地址，然后将该地址单元的内容传位的程序存储器地址，然后将该地址单元的内容传送到累加器送到累加器A。指令执行后。指令执行后DPTR的内容不变。的内容不变。2PC内容为基址内容为基址MOVC A，A+PC ；A（A）+（PC）取出该单字节指令后取出该单字节指令后PC的内容增的内容增1，以增，以增1后的当前值去执后的当前值去执行行16位无符号数加法，将获得的基址与变址之和作为位无符号数加法，将获得的基址与变址之和作为16位的位的程序存储器地址。然后将该地址单元的内容传送到累加器程序

37、存储器地址。然后将该地址单元的内容传送到累加器A。指令执行后指令执行后PC的内容不变。的内容不变。1/28/202335西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 二、读写片外二、读写片外RAM 1读片外读片外RAM MOVX A，DPTR ；A（DPTR）MOVX A，Ri ；A（Ri）第一条指令以第一条指令以16位位DPTR为间址寄存器读片外为间址寄存器读片外RAM，可以，可以寻址整个寻址整个64K字节的片外字节的片外RAM空间。指令执行时，在空间。指令执行时，在DPH中的中的高高8位地址由位地址由P2口输出，在口输出，在DPL中的低中的低8位地址由位地址由P0口分

38、时输口分时输出，并由出，并由ALE信号锁存在地址锁存器中。信号锁存在地址锁存器中。第二条指令以第二条指令以R0或或R1为间址寄存器，也可以读整个为间址寄存器，也可以读整个64K字字节的片外节的片外RAM空间。指令执行时，低空间。指令执行时，低8位地址在位地址在R0或或R1中由中由P0口分时输出，口分时输出，ALE信号将地址信息锁存在地址锁存器中（高信号将地址信息锁存在地址锁存器中（高8位地址由位地址由P2口提供）。口提供）。读片外读片外RAM的的MOVX操作，使操作，使P3.7引脚输出的信号选通引脚输出的信号选通片外片外RAM单元，相应单元的数据从单元，相应单元的数据从P0口读入累加器中。口读

39、入累加器中。1/28/202336西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 2写片外写片外RAM MOVX DPTR，A ；（；（DPTR）（A）MOVX Ri，A ；（；（Ri）（A）第一条指令以第一条指令以16位位DPTR为间址寄存器写外部为间址寄存器写外部RAM，可以，可以寻址整个寻址整个64K字节的片外字节的片外RAM空间。指令执行时，在空间。指令执行时，在DPH中高中高8位地址由位地址由P2口输出，在口输出，在DPL中的低中的低8位地址，由位地址，由P0口分时输出，口分时输出，并由并由ALE信号锁存在地址锁存器中。信号锁存在地址锁存器中。第二条指令以第二条指

40、令以R0或或R1为间址寄存器，也可以写整个为间址寄存器，也可以写整个64K字字节的片外节的片外RAM空间。指令执行时，低空间。指令执行时，低8位地址在位地址在R0或或R1中由中由P0口分时输出，口分时输出，ALE信号将地址信息锁存在地址锁存器中（高信号将地址信息锁存在地址锁存器中（高8位位地址由地址由P2口提供）。口提供）。写片外写片外RAM的的“MOVX”操作，使操作，使P3.6引脚的信号有效，引脚的信号有效，累加器累加器A的内容从的内容从P0口输出并写入选通的相应片外口输出并写入选通的相应片外RAM单元。单元。注：当片外扩展的注：当片外扩展的I/O端口映射为片外端口映射为片外RAM地址时，

41、也地址时，也 要利用这要利用这4条指令进行数据的输入输出条指令进行数据的输入输出。1/28/202337西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 三、堆栈操作三、堆栈操作 堆栈是在内部堆栈是在内部RAM中按中按“后进先出后进先出”的规则组织的一片存储的规则组织的一片存储区。此区的一端固定，称为栈底；另一端是活动的，称为栈顶。区。此区的一端固定，称为栈底；另一端是活动的，称为栈顶。栈顶的位置（地址）由栈指针栈顶的位置（地址）由栈指针SP指示（即指示（即SP的内容是栈顶的地的内容是栈顶的地址）。址）。在在80C51中，堆栈的生长方向是向上的（地址增大）。中，堆栈的生长方向

42、是向上的（地址增大）。系统复位时，系统复位时，SP的内容为的内容为07H。通常用户应在系统初始化时。通常用户应在系统初始化时对对SP重新设置。重新设置。SP的值越小，堆栈的深度越深。的值越小，堆栈的深度越深。PUSH direct ；SPSP）1，（，（SP）（direct）POP direct；direct（SP），），SP（SP）1 例：若（例：若（SP）=07H，（，（40H）=88H，执行指令，执行指令 PUSH 40H 后，（后，（SP）=08H，（，（08H）=88H。1/28/202338西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 四、数据交换四、数据交换

43、 对于单一的对于单一的MOV类指令，传送通常是单向的，即数据是从一类指令，传送通常是单向的，即数据是从一处（源）到另一处（目的）的拷贝。而交换类指令完成的传送处（源）到另一处（目的）的拷贝。而交换类指令完成的传送是双向的，是两字节间或两半字节间的双向交换是双向的，是两字节间或两半字节间的双向交换。1字节交换字节交换例：若（例：若（R0）=80H，（，（A）=20H。执行指令。执行指令 XCH A，R0 后，（后，（A）=80H，（，（R0）=20H。1/28/202339西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 2半字节交换半字节交换 XCHD指令指令的功能是间址操作

44、数的低半字节与的功能是间址操作数的低半字节与A的低半字节内容互换。的低半字节内容互换。SWAP指令指令的功能是累加器的功能是累加器 的高低的高低4位互换。位互换。例：若（例：若（R0）30H，（，（30H）67H，（A）20H。执行指令。执行指令 XCHD A，R0 指令后指令后（A）27H，（，（30H）60H。若（若（A）30H，执行指令，执行指令SWAP A后，后，（A）03H。1/28/202340西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.4 算算术术运算运算类类指令（指令（24条）条）算术运算指令可以完成加、减、乘、除及加算术运算指令可以完成加、减、乘、

45、除及加1和减和减1等运算。等运算。这类指令多数以这类指令多数以A为源操作数之一，同时又使为源操作数之一，同时又使A为目为目的操作数。的操作数。1/28/202341西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 1/28/202342西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 进位（借位）标志进位（借位）标志CY为无符号整数的多字节加为无符号整数的多字节加法、减法、移位等操作提供了方便；法、减法、移位等操作提供了方便；溢出标志溢出标志OV可方便的控制补码运算；可方便的控制补码运算；辅助进位标志辅助进位标志AC用于用于BCD码运算。算术运算操作将影响码

46、运算。算术运算操作将影响PSW中的中的OV、CY、AC和和P等。等。1/28/202343西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 3.4.1 3.4.1 加法加法一、不带进位加一、不带进位加CY：和的：和的D7位有进位时，（位有进位时，（CY）=1；否则，（；否则，（CY）=0。AC：和的：和的D3位有进位时，（位有进位时，（AC）=1；否则，（；否则，（AC）=0。OV：和的：和的D7、D6位只有一个有进位时，（位只有一个有进位时，（OV）=1；溢出表示运算的结；溢出表示运算的结果超出了数值所允许的范围。果超出了数值所允许的范围。如：两个正数相加结果为负数或两个负

47、数相如：两个正数相加结果为负数或两个负数相加结果为正数时属于错误结果，此时（加结果为正数时属于错误结果，此时（OV）=1。P：累加器：累加器ACC中中“1”的个数为奇数时，（的个数为奇数时，（P）=1；为偶数时，（；为偶数时，（P）=0。11001100+010010001000101001/28/202344西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 例例 若（若（A）=84H，（，（30H）=8DH，执行指，执行指令令 ADD A，30H 之后，由于：之后，由于：即：（即：（A）=11H，（，（CY）=1，（，（AC）=1，（OV）=1（D7有进位，有进位，D6无进

48、位），（无进位），（P）=0。1/28/202345西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 二、带进位加二、带进位加 指令的指令的功能功能是把源操作数与累加器是把源操作数与累加器A的内容相加的内容相加再与进位标志再与进位标志CY的值相加，结果送入目的操作数的值相加，结果送入目的操作数A中。中。加的进位标志加的进位标志CY的值的值是在该指令执行之前已经是在该指令执行之前已经存在的进位标志的值，而不是执行该指令过程中产存在的进位标志的值，而不是执行该指令过程中产生的进位生的进位。1/28/202346西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 三

49、、增三、增1 1指令的指令的功能功能是把源操作数的内容加是把源操作数的内容加 1，结，结果再送回原单元。这些指令仅果再送回原单元。这些指令仅 INC A 影响影响P标标志。其余指令都不影响标志位的状态。志。其余指令都不影响标志位的状态。1/28/202347西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 指令系统指令系统 二二十进制编码十进制编码BCDBCD码码 BCDBCD（Binary-Coded DecimalBinary-Coded Decimal）码又称为）码又称为“二二十进制编十进制编码码”，专门解决用二进制数表示十进数的问题。最常用的是，专门解决用二进制数表示十进数的问题。最常

50、用的是84218421编码，其方法是用编码，其方法是用4 4位二进制数表示位二进制数表示1 1位十进制数，自左至位十进制数，自左至右每一位对应的位权是右每一位对应的位权是8 8、4 4、2 2、1 1。1 1压缩压缩BCDBCD码码 压压缩缩BCDBCD码码的的每每一一位位用用4 4位位二二进进制制表表示示，0000000010011001表表示示0 09 9，一一个个字字节节表表示示两两位位十十进进制制数数。例例如如：二二进进制制数数1000,1001B1000,1001B，采采用压缩用压缩BCDBCD码表示为十进制数码表示为十进制数89D89D。2 2非压缩非压缩BCDBCD码码 非非压压