指令系统学习.pptx

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1、汇编语言的特点：汇编语言的特点：(1)汇编指令与机器指令一一对应，执行效率高，占用存储空间小，速度快。程序从效率的角度讲一般比高级语言更优化。(2)能直接访问寄存器、存储器等，能直接管理和控制系统硬件资源。(3)开发编程繁琐，要求程序员必须对CPU、系统硬件资源有较为深入的了解，不利于该方法的推广。(4)缺乏通用性，不方便移植，不同平台的汇编语言常相互不支持。MCS51汇编语言是诸多语言中的一种（标准语言），各汇编语言是诸多语言中的一种（标准语言），各公司往往开发了自己的汇编语言，未必与公司往往开发了自己的汇编语言，未必与51汇编兼容汇编兼容。第1页/共62页指令=操作码+操作数操作码表示该指

2、令所能执行的操作功能。操作数表示参加操作的数本身或操作数所在的地址。标号：操作码助记符 第一操作数，第二操作数；注释LOOP：MOVA,#5FH；A#5FH二、二、MCS-51的指令格式的指令格式第2页/共62页三、三、MCS-51MCS-51系列单片机的指令系统系列单片机的指令系统111111条条指令，共分指令，共分五大类五大类：数据传送类；（29条）算术运算类；（24条）逻辑运算类；（24条）控制转移类；（17条）位操作类。（17条）第3页/共62页指令中操作数的描述符号指令中操作数的描述符号：Rn工作寄存器R0R7Ri间接寻址寄存器R0、R1如：R1Direct直接地址，包括内部128B

3、RAM单元地址、26个SFR地址。如：3AH#data8位常数如：#7AH#data1616位常数如：#01A3Haddr1616位目的地址如：01A3Haddr1111位目的地址如：105Hrel8位带符号的偏移地址如：-19H(补码形式：E7H)DPTR16位外部数据指针寄存器bit可直接位寻址的位如：2FH.7第4页/共62页A累加器B寄存器BC进、借位标志位，或位累加器间接寄存器或基址寄存器的前缀/指定位求反（x）x中的内容括号仅在注解中使用（x）x中的地址中的内容当前指令存放的地址第5页/共62页-寻找操作数所在地址的方式1.立即寻址MOVA，#20HMOVDPTR，#2345H2.

4、直接寻址MOVA，20H3.寄存器寻址MOV20H，R34.寄存器间接寻址MOVR0，#60H注意：Ri（i=0或1）MOVA，R0MOVDPTR,#1234HMOVXA,DPTR3-3-2 2 寻址方式寻址方式 第6页/共62页5.变址寻址MOVCA，A+PC；PCPC+1，A（A+PC）MOVDPTR,#2345H；DPTR赋值MOVA,#10H；A赋值MOVCA,A+DPTR；A（A+DPTR）注意：专用于程序存储器的访问6.相对寻址SJMPNEXTJNZDOWN7.位寻址MOVC,2FH.7SETB2AH常常并不需要我们去计算相对偏移量，直接用标号更方便快捷第7页/共62页一、内部RA

5、M数据传送类1、一般数据传送指令回忆前述操作数描述符：A，direct，Rn，Ri，#data，DPTR等。经排列组合可写出下列指令：MOVA，Rn；ARnMOVA，direct；A(direct)MOVA，RiMOVA，#dataMOVRn，AMOVRn，directMOVRn，#data3-3-3 3 数据传送类指令数据传送类指令 举一简单例子关于简接寻址第8页/共62页MOVdirect，RnMOVdirect，directMOVdirect，RiMOVdirect，#dataMOVRi，AMOVRi,directMOVRi，#dataMOVDPTR，#data16；唯一的16位数据传送

6、指令。（direct）AMOVdirect，A；举例提一下PSW的状态标志位是否影响的问题第9页/共62页工作寄存器之间不能直接传送注意：MOVRn，RnMOVRi,RiMOVRn,RiMOV#data,A等等指令是非法指令。第10页/共62页（2）（direct）2、栈操作指令PUSHdirectPOPdirect不影响任何标志位。PUSHdirect指令执行中，机器自动进行两步操作：（1）（SP）+1例1、设（SP）=09H，（DPTR）=0123H，分析：执行PUSHDPLPUSHDPH后，各单元中的内容。（SP）（SP）第11页/共62页POPdirect指令执行中，机器也自动进行两步

7、操作：（1）（direct）（SP）（2）（SP）（SP）1例2、设（SP）=0BH，（0BH）=01H，（0AH）=23H执行POPDPHPOPDPL后，各单元中的内容。第12页/共62页结论：1）PUSH与POP操作过程刚好相反；2）进、出栈规则：先进后出，后进先出。应注意指令书写先后顺序；3）可用于“保护现场，恢复现场”。第13页/共62页3、字节交换指令XCHA，RnXCHA，direct整字节交换XCHA，RiXCHDA，Ri半字节交换，低4位互换，高4位不变SWAPA高4位与低4位交换-举例第14页/共62页二、外部RAM数据传送MOVXA，RiMOVXA,DPTRMOVXRi,A

8、MOVXDPTR，A1)只能采用间接寻址方式。2)与外部RAM打交道的只可以是累加器AMOVXdirectdirect是非法的甚至MOVXAdirect都不允许第15页/共62页例3、试编写一程序段，实现将外部RAMFAH单元中的内容传送到外部RAM04FFH单元中。解：MOVDPTR，#04FFHMOVR0，#0FAHMOVXA，R0MOVXDPTR,A再举一例第16页/共62页三、访问外部ROM的指令/查表指令MOVCA,A+DPTR以DPTR为基址MOVCA,A+PC以PC为基址MOVC含义是传送某表的常数。以DPTR为基地址的指令，可在ROM的64KB范围内查表；-远程查表指令而以PC

9、为基地址的指令只能在（PC）+1为中心上、下256B范围内查表。-近程查表指令它们都是单字节指令第17页/共62页例4、设（A）=一个BCD码常数，试用查表法获得其相应的ASCII码。解法：MOVDPTR，#TABMOVCA，A+DPTRTAB：DB30HDB31HDB32H，33H，34H，35H第18页/共62页小结：数据传送类指令有几种类型？是否影响标志位？第19页/共62页包括：加、减、乘、除；加一、减一。一、加法指令ADDA，Rn；AA+Rn以下类同。ADDA，directADDA，RiADDA，#data影响状态标志位，比如C.无符号数相加时：若C=1，说明有溢出（其值255）。带

10、符号数相加时：若OV=D7cD6c=1，说明有溢出。3-3-4 4 算术运算类指令算术运算类指令举例举例第20页/共62页ADDCA，Rn；AA+Rn+C以下类同。ADDCA，directADDCA，RiADDCA,#data 上述四条指令多用于多字节数相加。INCA；AA+1，以下类同。INCRnINCdirectINCRiINCDPTR第21页/共62页41H例1、设R0=7FH；（7FH）=40H执行：INCR0INCR0R0=(7FH)=80H书例 来增进对各加位指令的理解来增进对各加位指令的理解第22页/共62页DAA；二-十进制调整指令。针对BCD码执行过程中，CPU能根据加法运算

11、后，累加器中的值和PSW中的AC及C标志位的状况自动选择一个修正值（00H、06H、60H、66H）与原运算结果相加，进行二十进制调整。（A30）9 9时或（ACAC）=1=1时，（A30）（A30）+6（A74）9 9或（C C）=1=1时，（A74）（A74）+6选择修正值的规则：第23页/共62页例2、设A=56H为56的压缩BCD码数，R3=67H执行ADDA，R3DAA结果为：123其中修正值为多少？其中修正值为多少？66H注意：1）DA指令只能跟在加法指令后面使用；2）调整前参与运算的两数是BCD码数；3）DA指令不适用于减法指令。例3、设A=30H（压缩BCD码数），执行：ADD

12、A，#99HDAA相当于实现了301=29的操作。第24页/共62页二、减法指令SUBBA，Rn；AARnC，以下类同。SUBBA，directSUBBA，RiSUBBA，#data减法指令全是带C的。注意：开始时不需要带注意：开始时不需要带C C的减法，且的减法，且C C的状态不明，故减法开始的状态不明，故减法开始之前一般先清零之前一般先清零C C。DECA；AA1，以下类同。DECRnDECRiDECdirect第25页/共62页例4被减数在片内RAM30H-31H单元中，减数在40H-41H单元中，低位数对应低位址，高位数对应高位地址，其差值存入50H-51HCLRCMOVA,30HSU

13、BBA,40HMOV50H,AMOVA,31HSUBBA,41HMOV51H,A第26页/共62页例5、设R0=7FH，在内RAM中，（7EH）=00H，（7FH）=40H执行：DECR0DECR0DECR0结果为：R0=（7EH）=（7FH）=7EHFFH3FH第27页/共62页三、乘法和除法指令乘法：对两个8位无符号数相乘MULAB；AB，积的低积的低8位在位在A中，积的中，积的；高高8位在位在B中；中；C总为总为0。用OV标志表示积的大小，若大于255（即FFH),此刻B0,则(OV)=1.除法：DIVAB；AB，商在商在A中，余数在中，余数在B中。中。；若若B=0，则结果不定，（则结果

14、不定，（OV）=1，；（；（C）=0。举例：十进制：37第28页/共62页例6、试将A中的二进制数转换为3位BCD码（16位进制表示的形式），其中，百位数存放于31H单元，十位数和个位数压缩后存于30H单元中。解：MOVB，#100DIVABMOV31H，AMOVA，#10XCHA，BDIVABSWAPAADDA，BMOV30H，A与书中例类似理解该程序理解该程序5 5分钟分钟为什么不用：为什么不用：MOVB,#10第29页/共62页小结：算术运算类指令都有哪些类型？影响状态字吗？第30页/共62页共分两大类：单字节逻辑操作，双字节逻辑操作，共24条。一、单目逻辑操作指令CLRA；（A）0CP

15、LAA中8位按位求反。循环左移、右移指令：RLARLCARRARRCA注：左移一位相当于乘2；右移一位相当于除2。3-3-5 5 逻辑运算类指令逻辑运算类指令举一个简单的例子举一个简单的例子第31页/共62页二、双目逻辑操作指令“与操作”：ANLA，Rn；AARn，以下类同。ANLA，directANLA，RiANLA，#dataANLdirect，AANLdirect，#data例1、（P1）=35H，使其高4位输出0，低4位不变。解；ANLP1，#0FH此做法称为“屏蔽”位。第32页/共62页“或操作”：ORLA，Rn；（A）（A）（Rn），以下类同。ORLA，directORLA，RiO

16、RLA，#dataORLdirect，AORLdirect，#data例2、将A中的低3位送入P1中，并且保持P1中高5位不变。ANLA，#07HANLP1，#0F8HORLP1，A；（P1）=P7P6P5P4P3A2A1A0这称为“数位组合”。第33页/共62页“异或操作”：XRLA，Rn；AARn，以下类同。XRLA，directXRLA，RiXRLA，#dataXRLdirect，AXRLdirect，#data例3、设（P1）=0B4H=10110100B，执行：XRLP1，#00110001B则：则：（P1）=10000101B=85H第34页/共62页作用：改变程序计数器PC的值，

17、从而改变程序执行方向。分为四大类：无条件转移指令；条件转移指令；调用指令；返回指令。一、无条件转移指令LJMPaddr16AJMPaddr11SJMPrelJMPA+DPTR3-3-6 6 控制转移类指令控制转移类指令第35页/共62页LJMPaddr16；长跳转指令长跳转指令转移目的地址PCaddr16,0000HFFFFH，64KBAJMPaddr11；绝对转移绝对转移转移目的地址的形成：先PCPC+2；然后PC1511不变，PC100addr10064KB=216=25211=322KB转移目的地址与PC+2（下一条指令的首地址）在同一个2KB范围内。第36页/共62页SJMPrel；短

18、转移，相对寻址。短转移，相对寻址。转移目的地址=PC+2+rel，所以rel=转移目的地址PC2但，实际使用中常写成SJMP标号标号，汇编时会自动转换成rel。JMPA+DPTR；间接转移，散转移指令。间接转移，散转移指令。转移目的地址=A+DPTR本指令不影响标志位，不改变A及DPTR中的内容。常用于多分支程序结构中，可在程序运行过程中动态地决定程序分支走向。第37页/共62页比较LJMP、AJMP、SJMP、JMP转移的起点和范围:LJMPAJMPSJMPJMPLJMPAJMPSJMPJMPA+DPTRPC64K2Krel-128+127PCA+DPTR举例-请适当做笔记PC+2PC+2第

19、38页/共62页二、条件转移指令实现按照一定条件决定转移的方向,分三类:判零转移指令判零转移指令 比较转移指令比较转移指令 循环转移指令循环转移指令 不影响任何标志位。不影响任何标志位。1、判零转移JZrel;若A=0，则转移，否则顺序执行。JNZrel;若A0，则转移，否则顺序执行。转移目的地址=（PC）+2+rel第39页/共62页例1、将外RAM的一个数据块（首地址为DATA1）传送到内部数据RAM（首地址为DATA2），遇到传送的数据为零时停止传送，试编程。解：MOVR0，#DATA2MOVDPTR，#DATA1LOOP1：MOVXA，DPTRJZLOOP2MOVR0，AINCR0IN

20、CDPTRSJMPLOOP1LOOP2：SJMPLOOP2第40页/共62页2、比较转移指令功能：比较二个字节中的值，若不等，则转移。CJNEA，#data，relCJNEA，direct，relCJNERi，#data，relCJNERn，#data，rel该类指令具有比较和判断双重功能，比较的本质是做减法运算，用第一操作数内容减去第二操作数内容，但差值不回存。转移目的地址=（PC）+3+rel若第一操作数内容小于第二操作数内容，则C=1，否则C=0。第41页/共62页该类指令可产生三分支程序：即，相等分支；大于分支；小于分支。A=B吗?出口YNAB吗?入口YN123第42页/共62页例2、

21、设P1口的P1.0P1.3为准备就绪的信号输入端，当该四位为全1时，说明各项工作已准备好，单片机可顺序执行，否则，循环等待。解：ORG2000HWAIT:MOVA，P1ANLA，#0FHCJNEA，#0FH，WAIT；P1.0P1.3不为全1；时，返回WAITMOVA，R2 第43页/共62页3、循环转移指令(减1条件转移指令)DJNZRn，rel；（二字节指令）DJNZdirect，rel；（三字节指令）本指令也为双功能指令，即减1操作和判断转移操作。第一操作数内容减1后，若差值不为零，则转移；否则顺序执行。转移目的地址=（PC）+2或3+rel该命令不支持累加器A，因为A已有专门判零指令第

22、44页/共62页例3、将8031内部RAM的40H4FH单元置初值#A0H#AFH。解：MOVR0，#40HMOVR2，#10HMOVA，#0A0HLOOP：MOVR0，AINCR0INCADJNZR2，LOOP R2扮演着计数扮演着计数器的作用，由器的作用，由它是否到达它是否到达0决决定程序的跳转定程序的跳转第45页/共62页LCALLaddr16；长调用ACALLaddr11；绝对调用LCALLaddr16；转移范围64KB，不影响标志位。执行中自动完成如下过程：PCPC+3SPSP+1（SP）PC70，保护断点地址低字节；SPSP+1（SP）PC158，保存断点地址高字节；PC addr

23、16，目的地址送PC，转子程序。三、调用指令一大特点：需要执行堆栈操作，以保护现场需要执行堆栈操作，以保护现场第46页/共62页例4、设（SP）=07H，PC=2100H，子程序首地址为3456H，执行：LCALL3456HMOVA，20HLCALL 34H 56H MOV 执行结果：（SP）=09H，（09H）=21H，（08H）=03H，PC=3456HSP07HSPSP08H09H2100H3456H外ROM内RAMPC+3PC2103HPC03H21H第47页/共62页转移范围与PC+2在同一个2KB内。不影响任何标志位，执行中机器自动完成下列过程：PCPC+2SPSP+1SPPC70

24、SPSP+1SPPC158PC100 addr100ACALLaddr11:（绝对调用或短调用）特点：也需要执行堆栈操作，以保护现场也需要执行堆栈操作，以保护现场第48页/共62页从子程序返回主程序。RET；调用子程序返回；RETI；中断子程序返回。PC158（SP）SPSP1PC70（SP）SP SP 1其机器自动操作过程如下：比较两种返回指令含义上的异同点结论：RET返回地址事先已知，而RETI的返回地址在程序执行中产生的，不固定。四、返回指令第49页/共62页例3、设（SP）=0BH，（0AH）=23H，（0BH）=01H执行：RET01 23H MOV SP0BHSPSP0AH09H3

25、456H外ROM内RAMPCPC23H01H PC =0123H（返回主程序）结果:（SP）=09H，23H01H(PC)=第50页/共62页空操作指令NOP；空操作不执行任何操作，仅仅使（PC）+1，继续执行下条指令，不影响标志位，在ROM中占一个字节，占一个机器周期，用于延时调整。第51页/共62页补充习题：1、长转移与长调用指令有何区别？2、长转移、绝对转移及相对转移的跳转范围有什么不同？第52页/共62页包括：位传送指令、位控制转移指令、位运算指令位操作由单片机内布尔处理器来完成。位地址的四种表示：1）使用直接位地址表示；如20H、30H、33H等；包括：RAM中的202FH，其位地址

26、为00H7FH特殊功能寄存器中字节地址能被8整除的专用寄存器2）使用位寄存器名来表示；如C、OV、F0等；3）用点操作符号来表示；如PSW.4、P0.5、ACC.3、(20H).0、(D0H).4等；4）用户定义的位符号地址；L1BITPSW.43-3-7 7 位操作类指令位操作类指令第53页/共62页MOVC，bitMOVbit，C功能：功能：C（bit）；）；或（或（bit）CCLRbit；（；（bit）0SETBbit；（；（bit）1CPLbit；（；（bit）（/bit）一、位传送指令二、位状态修改指令（位置位/复位指令）举例举例第54页/共62页例1、编程通过P1.0线连续输出25

27、6个宽度为5个机器周期长的方波。解：MOVR0，#00HCLRP1.0LOOP：CPLP1.0NOPNOPDJNZR0，LOOP第55页/共62页ANLC，bit；CC（bit）ANLC，/bit；CC（/bit）ORLC，bit；CC（bit）ORLC，/bit；CC（/bit）三、位逻辑运算指令特点：只能通过位累加器C进行第56页/共62页例2、用软件实现下图所示的P1.0P1.3间的逻辑运算。解解:MOVC,P1.1ORLC,P1.2ANLC,P1.0MOVP1.3,CP1.1P1.2P1.0P1.3&第57页/共62页四、位条件(控制)转移指令有5条，分别对C和直接位地址进行测试，并根

28、据其状态执行转移。1、判、判Cy转移转移JCrel；C=1，转移，否则顺序执行。JNCrel；C=0，转移，否则顺序执行。不影响标志。转移地址：PCPC+rel 第58页/共62页解：解：MOVA，30HCJNEA，40H，LOOP1SETB7FHSJMP$LOOP1：JCLOOP2MOV20H，AMOV21H，40HSJMP$例3、比较内部RAM的30H和40H单元中的二个无符号数的大小，将大数存入20H单元，小数存入21H单元，若二数相等，则使内RAM的第127位置1。LOOP2：MOV20H，40HMOV21H，ASJMP$第59页/共62页2、判位变量转移、判位变量转移JBbit，rel；（；（bit）=1，则转移，否则顺序执行。JBCbit，rel；（；（bit）=1，则转移，否则顺序执行，；且无论（bit）是否等于1，均使该位清零，即（bit）=0。JNBbit，rel；（；（bit）=0，则转移，否则顺序执行。；不影响标志。第60页/共62页例4、试判断A中的正负（A中的数为八位的补码），若为正数，存入20H单元；若为负数则存入21H单元。解：解：JBACC.7，LOOPMOV20H，ASJMP$LOOP：MOV21H，ASJMP$书中例题课后自行消化第61页/共62页62感谢您的观看！第62页/共62页