单片机原理与应用电子教案34265.pptx
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1、第 3 章 MCS-51单片机指令系统 第第3章章 MCS-51单片机指令系统单片机指令系统 3.1 寻址方式寻址方式 3.2 指令系统指令系统 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 1.单字节指令单字节指令 单字节指令格式由8位二进制编码表示,例如:CLR AE4H 2.双字节指令双字节指令 双字节指令格式由两个字节组成,操作码和操作数,例如:MOV A,10H74H 10H 3.三字节指令三字节指令 三字节指令格式中,第一个字节为操作码,后两个字节为操作数,例如:MOV 40H,30H75H 40H 30H 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 一条汇编语言指令中最多包含 4 个区段,
2、如下所示:标号:操作码 操作数;注释 4 个区段之间要用分隔符分开:标号与操作码之间用“:”隔开,操作码与操作数之间用空格隔开,操作数与注释之间用“;”隔开,如果操作数有两个以上,则在操作数之间要用逗号“,”隔开 (乘法指令和除法指令除外 )。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.1 寻址方式寻址方式 所谓寻址方式,就是寻找操作数地址的方式,在用汇编语言编程时,数据的存放、传送、运算都要通过指令来完成。编程者必须自始至终都要十分清楚操作数的位置,以及如何将它们传送到适当的寄存器去参与运算。每一种计算机都具有多种寻址方式。寻址方式的多少是反映指令系统优劣的主要指标之一。第 3 章 MCS-
3、51单片机指令系统 在 MCS-51单片机指令系统中,有以下 7种寻址方式:(1)立即寻址;(2)直接寻址;(3)寄存器寻址;(4)寄存器间接寻址;(5)基址寄存器加变址寄存器间接寻址;(6)相对寻址;(7)位寻址。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 1.立即寻址立即寻址 立即寻址方式是指操作数包含在指令字节中。跟在指令操作码后面的数就是参加运算的数,该操作数称为立即数。立即数有一字节和二字节两种可能,例如指令:MOV A,3AH MOV DPTR,0DFFFH 上述两条指令均为立即寻址方式,第一条指令的功能是将立即数 3AH送累加器A中,第二条指令的功能是将立即数 0DFFFH送数据指针
4、DPTR中(0DFHDPH,0FFHDPL)。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 2.直接寻址直接寻址 在指令中直接给出操作数的地址,这种寻址方式就属于直接寻址方式。在这种方式中,指令的操作数部分直接是操作数的地址。在MCS-51 单片机指令系统中,直接寻址方式中可以访问 3 种存储器空间:(1)内部数据存储器的低 128 个字节单元(00H7FH)。(2)特殊功能寄存器。特殊功能寄存器只能用直接寻址方式进行访问。(3)位地址空间。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.寄存器寻址寄存器寻址 在该寻址方式中,参加操作的数存放在寄存器里。寄存器包括8个工作寄存器R0R7,累加器A,寄存器
5、B、数据指针DPTR和布尔处理器的位累加器C。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 4.寄存器间接寻址寄存器间接寻址 在这种寻址方式中,寄存器的内容为操作数的地址。寄存器间接寻址只能使用寄存器R0、R1 作为地址指针,寻址内部RAM区的数据;当访问外部RAM时,可使用R0、R1及DPTR作为地址指针。寄存器间接寻址符号为“”,例如:第 3 章 MCS-51单片机指令系统 5.基址寄存器加变址寄存器间接寻址基址寄存器加变址寄存器间接寻址 这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格,它以基址寄存器DPTR或PC的内容为基本地址,加上变址寄存器A的内容作为操作数的地址,例如:MOVC A,DPTR
6、+A JMP A+DPTR MOVC A,PC+A 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 6.相对寻址相对寻址 在MCS-51 指令系统中设有转移指令,分为直接转移和相对转移指令,在相对转移指令中采用相对寻址方式。这种寻址方式是以PC的内容为基本地址,加上指令中给定的偏移量作为转移地址。指令中给出的偏移量是一个 8 位带符号的常数,可正可负,其范围为128+127。7.位寻址位寻址 该种寻址方式中,操作数是内部RAM单元中某一位的信息。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.2 指令系统指令系统3.2.1 指令分类指令分类 按指令的功能,MCS-51 指令系统可分为下列 5 类:(1)数
7、据传送;(2)算术运算;(3)逻辑运算;(4)位操作;(5)控制转移。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 Rn当前选定的寄存器区中的 8 个工作寄存器R0R7,即n=07。Ri当前选定的寄存器区中的 2 个寄存器R0、R1,i=0、1。direct 8 位内部RAM单元的地址,它可以是一个内部数据区 RAM单元(00H7FH)或特殊功能寄存器地址(I/O端口、控制寄存器、状态寄存器 80H0FFH)。data指令中的 8 位常数。data16指令中的 16 位常数。addr1616 位的目的地址,用于LJMP,LCALL指令,可指向 64 KB程序存储器地址空间。第 3 章 MCS-51单
8、片机指令系统 addr1111位的目的地址,用于AJMP,ACALL指令。目的地址必须与下一条指令的第一个字节在同一个 2 KB程序存储器地址空间之内。rel 8 位带符号的偏移量字节,用于SJMP和所有条件转移指令中。偏移量相对于下一条指令的第一个字节计算,在128+127 范围内取值。bit内部数据RAM或特殊功能寄存器中的可直接寻址位。DPTR数据指针,可用作 16 位的地址寄存器。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 A累加器。B寄存器,用于 MUL和 DIV指令中。C进位标志或进位位。间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀,如Ri,DPTR。/位操作数的前缀,表示对该位取反。(X)X中的
9、内容。(X)由 X寻址的单元中的内容。箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令 图 3 1 MCS-51传送指令示意图 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 表 3.1 数据传送类指令一览表 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 表 3.1 数据传送类指令一览表 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 1.数据传送到累加器数据传送到累加器A的指令的指令 MOV A,R0 MOV A,direct MOV A,Ri MOV A,data 这组指令的功能是:把源操作数的内容送入累加器A。例如:MOV A,10H,该指
10、令执行时将立即数 10H送入累加器A中。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 2.数据传送到工作寄存器数据传送到工作寄存器Rn的指令的指令 MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,data 这组指令的功能是:把源操作数的内容送入当前工作寄存器区的R0R7中的某一个寄存器。指令中Rn在内部数据存储器中的地址由当前的工作寄存器区选择位RS1、RS0 确定,可以是 00H07H、08H0FH、10H17H、18H1FH。例如:MOV R0,A,若当前RS1、RS0 设置为 00(即工作寄存器 0 区),执行该指令时,将累加器A中的数据传送至工作寄存器R0(内部RAM 00H)单
11、元中。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.数据传送到内部数据传送到内部RAM单元或特殊功能寄存器单元或特殊功能寄存器SFR的指令的指令 MOV direct,A MOV direct,Rn MOV direct,direct MOV direct,Ri MOV direct,data MOV Ri,A MOV Ri,direct MOV Ri,data MOV DPTR,data16 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 这组指令的功能是:把源操作数的内容送入内部RAM单元或特殊功能寄存器。其中第三条指令和最后一条指令都是三字节指令。第三条指令的功能很强,能实现内部RAM之间、特殊功
12、能寄存器之间或特殊功能寄存器与内部RAM之间的直接数据传送。最后一条指令是将16位的立即数送入数据指针寄存器DPTR。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 4.累加器累加器A与外部数据存储器之间的传送指令与外部数据存储器之间的传送指令 MOVX A,DPTR MOVX A,Ri MOVX DPTR,A MOVX Ri,A 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 这组指令是:在累加器A与外部数据存储器RAM单元或I/O口之间进行数据传送,前两条指令执行时,P3.7 引脚上输出RD有效信号,用作外部数据存储器的读选通信号;后两条指令执行时,P3.6 引脚上输出WR有效信号,用作外部数据存储器的写
13、选通信号。DPTR所包含的 16 位地址信息由 P0(低 8 位)和P2(高 8 位)输出,而数据信息由P0 口传送,P0 口作分时复用的总线。由Ri作为间接寻址寄存器时,P0 口上分时输出Ri指定的 8 位地址信息及传输 8 位数据。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 5.堆栈操作指令堆栈操作指令 PUSH direct POP direct 在MCS-51 单片机的内部RAM中,可以设定一个先进后出的区域,称其为堆栈。在特殊功能寄存器中有一个堆栈指针SP,它指出栈顶的位置。进栈指令的功能是:首先将堆栈指针SP的内容加1,然后将直接地址所指出的内容送入SP指出的内部RAM单元;出栈指令的
14、功能是:将SP所指出的内部RAM单元的内容送入由直接地址所指出的字节单元,接着将堆栈指针SP的内容减 1。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 例如:进入中断服务子程序时,把程序状态寄存器PSW、累加器A、数据指针DPTR进栈保护。设当前SP为 60H。则程序段 PUSH PSW PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH执行后,SP内容修改为 64H,而61H、62H、63H、64H单元中依次栈入PSW、A、DPL、DPH的内容。当中断服务程序结束之前,如下程序段(SP保持 64H不变)第 3 章 MCS-51单片机指令系统 POP DPH POP DPL POP ACC POP
15、 PSW执行之后,SP内容修改为 60H,而64H、63H、62H、61H单元中的内容依次弹出到DPH、DPL、A、PSW中。MCS-51 提供一个向上升的堆栈,因此SP设置初值时要充分考虑堆栈的深度,要留出适当的单元空间,满足堆栈的使用。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 6.程序存储器内容送累加器程序存储器内容送累加器 MOVC A,A+PC MOVC A,A+DPTR 这是两条很有用的查表指令,可用来查找存放在外部程序存储器中的常数表格。第一条指令是以PC作为基址寄存器,A的内容作为无符号数和 PC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,并将该地址指出的程序存
16、储器单元的内容送到累加器A。这条指令的优点是不改变特殊功能寄存器和PC的状态,只要根据A的内容就可以取出表格中的常数。缺点是表格只能放在该条查表指令后面的 256 个单元之中,表格的大小受到限制,而且表格只能被一段程序所利用。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 第二条指令是以DPTR作为基址寄存器,累加器A的内容作为无符号数与DPTR内容相加,得到一个 16 位的地址,并把该地址指出的程序存储器单元的内容送到累加器A。这条指令的执行结果只与指针DPTR及累加器A的内容有关,与该指令存放的地址无关,因此,表格的大小和位置可以在 64 KB程序存储器中任意安排,并且一个表格可以为各个程序块所共
17、用。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 7.字节交换指令字节交换指令 XCH A,Rn XCH A,Ri XCH A,direct XCHD A,Ri SWAP A 前三条指令是将累加器A的内容和源操作数内容相互交换;后两条指令是半字节交换指令,最后一条指令是将累加器A的高 4 位与低 4 位之间进行交换,而另外一条指令是将累加器 A 的低 4 位内容和(Ri)所指出的内部RAM单元的低 4 位内容相互交换。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令 表表 3.2 算术运算指令算术运算指令 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 表表 3.2 算术运算
18、指令算术运算指令 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 表 3.3 影响标志位的指令 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 表 3.3 影响标志位的指令第 3 章 MCS-51单片机指令系统 一、一、加法指令加法指令 1.普通加法指令普通加法指令 ADD A,Rn ADD A,direct ADD A,Ri ADD A,data 第 3 章 MCS-51单片机指令系统 例如:120 和 100 之和为 220,显然大于 127,相加时 0 1 1 1 1 0 0 0 1200 1 1 0 0 1 0 0 1001 1 0 1 1 1 0 0 220+符号位(最高位)由 0 变 1,两个正数
19、相加结果变负,实际上它是和数的最高位,符号位移入了进位标志,此时位 6 有进位而位 7 无进位,置位溢出标志OV,结果溢出。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 同样,120和100 相加,结果应为220,显然小于128,相加时 1 0 0 0 1 0 0 0 -1201 0 0 1 1 1 0 0 -100+1 0 0 1 0 0 1 0 0 -220 符号位由1变为0,两个负数相加结果变为正数,这是因为符号位移入进位标志,位 6 无进位而位 7 有进位,置位溢出标志OV,由此可判断结果溢出。第 3 章 MCS-51单片机指令系统 2.带进位加法指令带进位加法指令 ADDC A,Rn AD
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- 单片机 原理 应用 电子 教案 34265
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