單片機(jī)原理及接口技術(shù)(第二版-李全利)第3章80C51的指令系統(tǒng)

1、第3章 80C51的指令系統(tǒng)指令格式及常用符號(hào)3.180C51的尋址方式3.2數(shù)據(jù)傳送指令 （29條）3.3算數(shù)運(yùn)算指令 （24條）3.4邏輯運(yùn)算與循環(huán)類指令（24條）3.5控制轉(zhuǎn)移類指令 （17條）3.6位操作類指令 （17條）3.72022/8/2013.1 指令格式及常用符號(hào)3.1.1 機(jī)器指令的字節(jié)編碼形式 8位編碼僅為操作碼 單字節(jié)指令（49條）機(jī)器指令：計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的指令。 位號(hào)7 6 5 4 3 2 1 0字節(jié)opcode如：INC A 編碼為：00000100即：04H 8位編碼含操作碼和寄存器編碼位號(hào)7 6 5 4 3 2 1 0 字節(jié)opcoder r r如：MO

2、V A，R0 編碼為：11101000即：E8H2022/8/202 雙字節(jié)指令（45條）位號(hào)7 6 5 4 3 2 1 0字節(jié)opcodedata或direct 三字節(jié)指令（17條）位號(hào)7 6 5 4 3 2 1 0字節(jié)opcodedata或directdata或direct如：MOV A，#50H 編碼為：0111010001010000即：74H 50H如：MOV 20H，#50H 編碼為：011101010100000001010000即：75H 20H 50H2022/8/203 書(shū)寫(xiě)格式注意：操作助記符不能缺少操作數(shù)個(gè)數(shù)可為：1、2、3個(gè)2個(gè)操作數(shù)的指令，目的操作數(shù)在左邊一般格式操

3、作助記符 目的操作數(shù)，源操作數(shù)；注釋3.1.2 符號(hào)指令的書(shū)寫(xiě)格式2022/8/204 描述符號(hào)Rn（n=07）-當(dāng)前工作寄存器組中的寄存器R0R7之一Ri（i=0,1）-當(dāng)前工作寄存器組中的寄存器R0或R1 -間址寄存器前綴#data -8位立即數(shù)/#data16-16位立即數(shù)direct-片內(nèi)低128個(gè)RAM單元地址及SFR地址addr11-11位目的地址addr16-16位目的地址rel-8位地址偏移量，范圍：128127bit-片內(nèi)RAM位地址、SFR的位地址（）-表示 地址單元或寄存器中的內(nèi)容/ -位操作數(shù)的取反操作前綴2022/8/2053.2.1 寄存器尋址尋址方式：尋找（源）操

4、作數(shù)或指令轉(zhuǎn)移地址的方式80C51單片機(jī)有7種尋址方式3.2 80C51的尋址方式操作數(shù)在寄存器中尋址空間：R0R7、A、B(AB形式）和DPTR特點(diǎn)：傳送和執(zhí)行速度快【例】若（R0）=30H， 執(zhí)行MOV A,R0后,（A）=30H 2022/8/2063.2.2 直接尋址操作碼后字節(jié)存放的是操作數(shù)的地址尋址空間：片內(nèi)RAM低128字節(jié)SFR（符號(hào)形式）另一類直接尋址是轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址的尋址。如：LJMP ADDR16【例】若（50H）=3AH ， 執(zhí)行MOV A,50H后,（A）=3AH 2022/8/2073.2.3 寄存器間接尋址寄存器中的內(nèi)容是操作數(shù)的地址尋址空間：片內(nèi)RAM（Ri、SP

5、）片外RAM（Ri、DPTR）【例】若（R0）=30H,（30H）=5AH 執(zhí)行MOV A,R0后,（A）=5AH 片內(nèi)：MOV片外：MOVX2022/8/2083.2.4 立即尋址操作數(shù)在指令編碼中尋址空間：ROM對(duì)于MOV DPTR，#2100H指令，立即數(shù)高8位“21H”裝入DPH 【例】執(zhí)行MOV A，#50H 結(jié)果：（A）=50H 2022/8/2093.2.5 變址尋址操作數(shù)地址：基地址+偏移量尋址空間：ROM變址尋址還用于跳轉(zhuǎn)指令，如JMP A+DPTR 【例】（A）0FH （DPTR）=2400H 執(zhí)行MOV A,A+DPTR”后結(jié)果：（A）=88H 2022/8/20103.

6、2.6 相對(duì)尋址用于跳轉(zhuǎn)指令，實(shí)現(xiàn)程序分支Rel常用符號(hào)地址表示，離源地址不要超過(guò)（128127 ） 【例】若rel為75H，PSW.7為1，JC rel存于1000H開(kāi)始的單元。 執(zhí)行JC rel指令后，程序?qū)⑻D(zhuǎn)到1077H單元取指令并執(zhí)行。 2022/8/20113.2.7 位尋址尋址位數(shù)據(jù)尋址空間片內(nèi)RAM位空間SFR位空間【例】位地址00H內(nèi)容為1，MOV C，00H執(zhí)行后，位地址PSW.7的內(nèi)容為1。位尋址方式實(shí)質(zhì)屬于位的直接尋址。 2022/8/20123.3 數(shù)據(jù)傳送類指令（29條）一般不影響標(biāo)志寄存器PSW的狀態(tài)。 傳送類指令有兩大類 一般傳送（ MOV ） 特殊傳送，如：

7、MOVC MOVX PUSH、POP XCH、XCHD SWAP 2022/8/20133.3.1 一般傳送指令16位傳送（僅1條）MOV DPTR，#data16； DPTR data16例：執(zhí)行指令 MOV DPTR，#1234H 后 （DPH）=12H，（DPL）=34H。8位傳送通用格式： MOV ， ； 2022/8/2014 以A為目的【例3-9】若（R1）= 20H，（20H）= 55H。執(zhí)行指令 MOV A，R1 后，（A）= 55H。2022/8/2015 以Rn為目的【例3-10】執(zhí)行指令 MOV R6，#50H 后，（R6）= 50H 2022/8/2016 以direc

8、t為目的【例3-11】若（R1）=50H,（50H）=18H，執(zhí)行指令 MOV 40H，R1 后,（40H）=18H 2022/8/2017 以Ri為目的【例3-12】若（R1）=30H，（A）=20H，執(zhí)行指令 MOV R1，A 后，（30H）=20H。 2022/8/20183.3.2 特殊傳送指令 以DPTR內(nèi)容為基址讀ROM中常數(shù)表項(xiàng)指令MOVCROM中可以存放程序代碼，還經(jīng)常存放常數(shù)表 MOVC A，A+DPTR；A （A）+（DPTR） 以PC內(nèi)容為基址MOVC A，A+PC ；A （A）+（PC）常數(shù)表存放約束小，稱為遠(yuǎn)程查表指令。占用DPTR 常數(shù)表存放約束大，稱為近程查表指令

9、。不占用DPTR 2022/8/2019 讀片外RAM讀片外RAM及接口單元數(shù)據(jù)的指令MOVX片外RAM中經(jīng)常存放數(shù)據(jù)采集與處理的中間數(shù)據(jù) MOVX A，DPTR ；A （DPTR）MOVX A，Ri ；A （Ri） 寫(xiě)片外RAMMOVX DPTR，A ；（DPTR）AMOVX Ri，A ；（Ri）A注意：用Ri尋址時(shí)，高8位地址由P2口提供 2022/8/2020 入棧指令PUSH堆棧操作指令PUSH和POP堆棧是一片存儲(chǔ)區(qū)，遵循“后進(jìn)先出”原則，棧頂由SP指示。80C51的堆棧設(shè)在片內(nèi)RAM低端的128個(gè)單元，向上生長(zhǎng)。 PUSH direct ；SP（SP）1，（SP）（direct）

10、出棧指令POPPOP direct ；（direct）（SP），SP （SP）1 注：堆棧用于子程序調(diào)用時(shí)保護(hù)返回地址，或者用于保護(hù)子程序調(diào)用之前的某些重要數(shù)據(jù)（即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)），還可以用于數(shù)據(jù)交換。 2022/8/2021利用堆棧完成40H與50H單元內(nèi)容的交換的示例 MOV SP,#6FH;將堆棧設(shè)在70H以上RAM空間PUSH 40H ;將40H單元的“23H”入棧，之后（SP）=70H PUSH 50H ;將50H單元的“45H”入棧，之后（SP）=71HPOP 40H ;將SP指向的71H單元的內(nèi)容彈到40H單元，之后（SP）=70HPOP 50H ;將SP指向的70H單元的內(nèi)容彈到50

11、H單元，之后（SP）=6FH（a）初始狀態(tài) （b）2條PUSH指令執(zhí)行后 （c）2條POP指令執(zhí)行后2022/8/2022 字節(jié)交換指令XCH數(shù)據(jù)交換指令XCH、XCHD和SWAP數(shù)據(jù)交換屬于同時(shí)進(jìn)行的雙向傳送 【例3-20】若（R0）=80H，（A）=20H。 執(zhí)行指令 XCH A，R0 后，（A）=80H，（R0）=20H。 2022/8/2023 半字節(jié)交換指令XCHD【例3-21】若（R0）30H，（30H）67H， （A）20H。執(zhí)行指令 XCHD A，R0 指令后，（A）27H，（30H）60H。 XCHD是間址操作數(shù)的低半字節(jié)與A的低半字節(jié)互換。SWAP是累加器的高低4位互換【例

12、3-22】若（A）30H，執(zhí)行指令SWAP A后，（A）03H 。 2022/8/20243.4 算數(shù)運(yùn)算類指令（24條）算數(shù)運(yùn)算結(jié)果要影響PSW中標(biāo)志位 CY為1，無(wú)符號(hào)數(shù)（字節(jié)）加減發(fā)生進(jìn)位或借位 OV為1，有符號(hào)數(shù)（字節(jié)）加減發(fā)生溢出錯(cuò)誤 AC為1，十進(jìn)制數(shù)（BCD碼）加法的結(jié)果應(yīng)調(diào)整 P為1，存于累加器A中操作結(jié)果的“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù) 標(biāo)志位意義標(biāo)志位與相關(guān)指令影響 指令標(biāo)志ADD、ADDC、SUBBDAMULDIV CY00ACOVP2022/8/2025算數(shù)運(yùn)算影響標(biāo)志位示例【例3-23】有2個(gè)參與相加的機(jī)器數(shù)，一個(gè)是84H，另一個(gè)是8DH。試分析運(yùn)算過(guò)程及其對(duì)狀態(tài)標(biāo)志的影響。結(jié)果

13、：CY為1；AC為1 ；OV為1 ；P為0 2022/8/20263.4.1 加法不帶進(jìn)位加法【例3-24】若有2個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)存于累加器A和RAM的30H單元，即（A）=84H，（30H）=8DH，試分析執(zhí)行指令 ADD A，30H 后的結(jié)果。由于對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)相加，要考察CY。由上頁(yè)圖可知，CY=1，因此知道運(yùn)算的結(jié)果發(fā)生了進(jìn)位，即實(shí)際值應(yīng)該是100H+11H。所以，編程者應(yīng)確保單字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果不要超過(guò)255 2022/8/2027【例3-25】若有2個(gè)有符號(hào)數(shù)存于累加器A和RAM的30H單元，即（A）=84H，（30H）=8DH，試分析執(zhí)行指令 ADD A，30H 后的結(jié)果。 有符號(hào)數(shù)相加

14、，只需考察溢出標(biāo)志OV即可。由上圖可見(jiàn)OV=1，因此可知運(yùn)算的結(jié)果發(fā)生了溢出，這說(shuō)明累加器A中的結(jié)果已經(jīng)不是正確的值了。 編程者應(yīng)確保單字節(jié)有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果不超過(guò)-128127。否則，就要將數(shù)據(jù)用多字節(jié)表示或在程序運(yùn)行中對(duì)狀態(tài)標(biāo)志進(jìn)行判斷： 無(wú)符號(hào)數(shù)用JNC或JC，有符號(hào)數(shù)要用JNB或JB。 2022/8/2028帶進(jìn)位加法（這組指令方便了多字節(jié)加法的實(shí)現(xiàn)） 加12022/8/2029十進(jìn)制調(diào)整DA A ；調(diào)整A的內(nèi)容為正確的BCD碼 兩個(gè)壓縮的BCD碼按二進(jìn)制相加后，必須經(jīng)過(guò)調(diào)整方能得到正確的和。 當(dāng)A中低4位出現(xiàn)了非BCD碼（10101111）或低4位的進(jìn)位AC=1，則應(yīng)在低4位加6調(diào)整。

15、 當(dāng)A中高4位出現(xiàn)了非BCD碼（10101111）或高4位的進(jìn)位CY=1，則應(yīng)在高4位加6調(diào)整。 執(zhí)行十進(jìn)制調(diào)整指令后，PSW中的CY表示結(jié)果的百位值 2022/8/2030【例3-24】若（A）0110 1001B，表示的BCD碼為 （R2）0101 1000B，表示的BCD碼為 ，執(zhí)行指令： ADD A，R2DA A（A）0010 0111B，即 且（CY）1，即正確的結(jié)果為：127 2022/8/20313.4.2 減法帶借位減法用此組指令完成不帶借位的減法，只需先清CY為0即可 CY為1，表示D7位需借位 AC為1，表示D3位需借位 OV為1，表示“D6有借位D7無(wú)借位”或“D7有借位

16、D6無(wú)借位”2022/8/2032【例3-25】若（A）=C9H，（R2）=54H，（CY）=1，試分析指令SUBB A，R2執(zhí)行后，累加器的內(nèi)容及狀態(tài)標(biāo)志。 （A）：1 1 0 0 1 0 0 1（201） （CY）： 1（1）1 1 0 0 1 0 0 0（R2）： 0 1 0 1 0 1 0 0（84）結(jié)果：0 1 1 1 0 1 0 0（116）即:（A）=74H,（CY）=0,（AC）=0,（OV）=1,（P）=0。分析：數(shù)據(jù)為無(wú)符號(hào)類型。該指令執(zhí)行前CY=1，說(shuō)明此指令不是運(yùn)算的最低字節(jié)，即在此指令執(zhí)行之前，一定執(zhí)行過(guò)低字節(jié)的減法并產(chǎn)生了借位。因此，本次相減（201-1-84=11

17、6=74H）結(jié)果為74H。2022/8/2033減1這組指令僅 DEC A 影響P標(biāo)志。其余指令都不影響標(biāo)志位的狀態(tài)。2022/8/20343.4.3 乘法僅有一條乘法指令 MUL AB ；A與B相乘 無(wú)符號(hào) 結(jié)果：B中為積的高8位，A中為積的低8位。 CY總是被清0；OV=1表示積大于FFH 3.4.4 除法僅有一條除法指令 DIV AB ；A除以B 無(wú)符號(hào) 結(jié)果：A中為商的整數(shù)部分，B中為余數(shù) CY總是被清0；OV=1表示除數(shù)為0 2022/8/20353.5 邏輯運(yùn)算與循環(huán)類指令（24條）3.5.1 邏輯與 邏輯：與、或、異或、清0和取反 循環(huán)：左、右移，帶進(jìn)位位左、右移【例】（A）=C

18、3H，（R0）=AAH，執(zhí)行指令 ANL A，R0 后，（A）=82H 與操作常用于對(duì)某些不關(guān)心位進(jìn)行“清0”,同時(shí)“保留”另一些關(guān)心位 2022/8/20363.5.2 邏輯或【例】（A）=C3H，（R0）=55H，執(zhí)行指令 ORL A，R0 后，（A）=D7H 或操作常用于對(duì)某些關(guān)心位進(jìn)行“置1”,不關(guān)心位保持不變 2022/8/20373.5.3 邏輯異或【例】（A）=C3H，（R0）=AAH，執(zhí)行指令 XRL A，R0 后，（A）=69H 異或操作常用于對(duì)某些關(guān)心位進(jìn)行“取反”,不關(guān)心位保持不變 2022/8/20383.5.4 邏輯清0和取反3.5.5 累加器循環(huán)移位2022/8/2

19、0393.6 控制轉(zhuǎn)移類指令（17條）3.6.1 無(wú)條件轉(zhuǎn)移短跳轉(zhuǎn)AJMP addr11 ；PC （PC）+ 2，PC100 addr11 2022/8/2040長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)LJMP addr16 ；PC addr16 相對(duì)轉(zhuǎn)移SJMP rel ；PC （PC）+ 2，PC （PC）+ rel 目標(biāo)地址rel 對(duì)應(yīng)范圍為 127 128。 2022/8/2041【例】若“NEWADD”為地址1022H，PC的當(dāng)前值為1000H。執(zhí)行指令 SJMP NEWADD 后，程序?qū)⑥D(zhuǎn)向1022H處執(zhí)行（rel=20H= 1022H1000H2）。解析如下：2022/8/2042散轉(zhuǎn)移JMP A+DPTR；PC

20、 （PC）+ 1，PC （A）+（DPTR） 可完成多條判跳指令的功能 【例】功能：當(dāng)（A）=00H時(shí)，程序?qū)⑥D(zhuǎn)到 ROUT0處執(zhí)行；當(dāng)（A）=02H時(shí)，程序?qū)⑥D(zhuǎn)到 ROUT1處執(zhí)行；。 MOV DPTR,#TABLE JMP A+DPTRTABLE:AJMP ROUT0 AJMP ROUT1 AJMP ROUT2 AJMP ROUT32022/8/20433.6.2 條件轉(zhuǎn)移累加器判0轉(zhuǎn)移比較不等轉(zhuǎn)移2022/8/2044減1不為0轉(zhuǎn)移2022/8/2045【例】有一段程序如下，該程序執(zhí)行后，（A）=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=37H MOV 23H,#0AH CLR ALOOPX:ADD A,23H DJNZ 23H,LOOPX SJMP $2022/8/20463.6.3 調(diào)用與返回調(diào)用 指令執(zhí)行時(shí)將返回地址入棧 SP應(yīng)設(shè)為合適值（默認(rèn)值07H） 2022/8/2047【例3】若（SP）=07H，標(biāo)號(hào)“XADD”表示的實(shí)際地址為0345H，PC的當(dāng)前值為0123H。 執(zhí)行指令 ACALL XADD 后: 返回地址為：（PC）+2=0125H。其低8位的25H壓入堆棧的08H單元，其高8位的01H