學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)教學(xué)課件

第2章單片機(jī)的指令系統(tǒng)

§2.1指令系統(tǒng)概述單片機(jī)所能執(zhí)行的指令的集合稱為指令系統(tǒng)。以助記符、符號(hào)地址、標(biāo)號(hào)等書(shū)寫程序的語(yǔ)言稱為匯編語(yǔ)言。2.1.1指令分類〔1〕按功能分〔2〕按字長(zhǎng)分〔3〕按執(zhí)行時(shí)間分2.1.2指令格式[標(biāo)號(hào)]：操作碼［目的操作數(shù)］，［源操作數(shù)］；［注釋］2.1.3指令字長(zhǎng)和指令周期指令周期是指執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。

2.1.4符號(hào)約定⑴#data：8位立即數(shù)，取值在00H～0FFH之間。⑵#data16：16位立即數(shù)，取值在0000H～0FFFFH之間。⑶Rn：工作存放器，n=0～7，即工作存放器組中的一個(gè)工作存放器。⑷Ri：用于存放器間接尋址的工作存放器，i=0或1，即工作存放器R0和R1。⑸direct：8位直接地址，片內(nèi)RAM地址00H～0FFH。⑹addr11：11位目的地址。⑺addr16：16位目的地址。⑻bit：位地址。⑼DPTR：雙數(shù)據(jù)指針存放器⑽Pi：MCS-51單片機(jī)的I/O口，i=0～3。⑾@：存放器間接尋址前綴。⑿rel：8位帶符號(hào)地址偏移量。⒀$：當(dāng)前指令的地址。⒁(X)：片內(nèi)RAM單元X中的內(nèi)容。⒂((X))：X中的內(nèi)容所指向單元的內(nèi)容。⒃←：左邊的內(nèi)容被右邊的內(nèi)容所取代?！?.2尋址方式2.2.1直接尋址

直接尋址：指令中直接給出操作數(shù)存儲(chǔ)地址的尋址方式。1.尋址范圍。 〔1〕片內(nèi)RAM的低128單元。 〔2〕特殊功能存放器SFR。2.使用本卷須知 尋址特殊功能存放器SFR時(shí)，可以用直接地址，也可以用存放器名。 INCA；A內(nèi)容加1，存放器尋址方式 INCACC ；直接尋址方式 INC0E0H ；直接尋址方式2.2.2立即尋址立即尋址：在指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。

例如：將十進(jìn)制數(shù)200傳送到累加器A中。 MOVA，#0C8H MOV A，#200 MOVA，#11001000B 2.2.3存放器尋址 存放器尋址：操作數(shù)存放于存放器中的尋址方式。 可用于存放器尋址的存放器有： 〔1〕四個(gè)工作存放器組中的工作存放器R0～R7，共32個(gè)工作存放器。 〔2〕特殊功能存放器,如A、B、DPTR、Pi等。2.2.4存放器間接尋址 存放器間接尋址：操作數(shù)的地址存放在存放器中的尋址方式。1.尋址范圍〔1〕片內(nèi)RAM256B地址單元?！?〕對(duì)片外RAM64KB地址單元。 例如：將片內(nèi)RAM55H單元的數(shù)據(jù)50H傳送到累加器A中。指令如下： MOVR0，#55H MOVA，@R0；執(zhí)行結(jié)果〔A〕=50H 例如：將片外RAM0500H單元的數(shù)據(jù)50H傳送到累加器A中。指令如下： MOVDPTR,#0500H MOVXA，@DPTR2.使用本卷須知 〔1〕為區(qū)別存放器尋址方式，作為存放器間接尋址的存放器前面加@。 〔2〕存放器間接尋址方式不能用于對(duì)特殊功能存放器SFR的尋址。 例如：MOVR0，#0F0H； MOVA，@R0〔3〕堆棧操作指令也是間接尋址方式，它以堆棧指針SP作為間接尋址存放器。2.2.5變址尋址 變址尋址：以DPTR或PC中的數(shù)據(jù)為根本地址，以A中的數(shù)據(jù)為地址偏移量，基地址與地址偏移量之和作為被尋址數(shù)據(jù)地址的尋址方式。 查表操作指令為： MOVCA，@A+PC MOVCA，@A+DPTR 例如：將程序存儲(chǔ)器050AH單元中的常數(shù)50H送到累加器A中。指令如下： MOVA，#0AH MOVDPTR，#0500H MOVCA，@A+DPTR 幾點(diǎn)說(shuō)明： 〔1〕變址尋址方式只能對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)展尋址，因此只能用于讀取數(shù)據(jù)，而不能用于存放數(shù)據(jù)，它主要用于查表操作。 〔2〕變址尋址指令只有3條： MOVCA，@A+PC MOVCA，@A+DPTR JMP@A+DPTR2.2.6相對(duì)尋址 相對(duì)尋址：在執(zhí)行程序的過(guò)程中，CPU尋找相對(duì)于當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC值的下一條指令地址的尋址方式。 例如：當(dāng)程序狀態(tài)字存放器PSW的最高位時(shí)，程序轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)OOP的語(yǔ)句執(zhí)行。 ORG0000H SJMPMAIN ORG0030H MAIN：SETBC JCLOOP ………… LOOP：MOVA,#30H ……………2.2.7位尋址 位尋址：針對(duì)可位地址的片內(nèi)RAM空間和可位尋址的特殊功能存放器進(jìn)展尋址的方式?！?〕內(nèi)部RAM的位尋址區(qū)，共16個(gè)單元的128位，單元地址為20H～7FH，位地址的表示方法可以用直接位地址或單元地址加位的表示方法。 例如：將2FH單元的最高位的值傳送到PSW.7。指令如下： MOVC，7FH MOVC，2FH.7〔2〕特殊功能存放器SFR中可位尋址的存放器共11個(gè)，其位地址在指令中有4種表達(dá)方式。 例如：對(duì)程序狀態(tài)字PSW存放器輔助進(jìn)位位AC進(jìn)展操作 ①直接使用位地址：MOVC，0D6H ②位名稱表示法：MOVC，AC ③單元地址加位的表示法：MOVC，0D0H.6 ④專用存放器符號(hào)加位的表示法： MOVC，PSW.6§2.3數(shù)據(jù)傳送類指令2.3.1內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令MOV<目的操作數(shù)>，<源操作數(shù)>;注釋 〔1〕立即尋址數(shù)據(jù)傳送指令 指令功能：把源操作數(shù)送指定單元或存放器，源操作數(shù)為立即數(shù)。 MOVA，#data MOVRn，#data MOV@Ri，#data MOVdirect，#data〔2〕片內(nèi)RAM單元與累加器A間傳送數(shù)據(jù)指令MOVA，RnMOVRn，AMOVA，@RiMOV@Ri，AMOVA，directMOVdirect，A〔3〕片內(nèi)RAM單元間的數(shù)據(jù)傳送指令 MOVdirect，Rn MOVRn，direct MOVdirect，@Ri MOV@Ri，direct MOVdirect2，direct1例2-1：將P1口讀得的數(shù)據(jù)傳送給P2口。指令如下： 直接尋址： MOV0A0H，90H 通過(guò)累加器A： MOVA，P1 MOVP2，A 直接傳送： MOVP2，P1例如：將R0中的數(shù)傳給R7。指令如下： MOVA，R0 MOVR7，A〔4〕十六位數(shù)據(jù)傳送指令 MOVDPTR，#data16 例2-2：將數(shù)據(jù)1000H傳送到數(shù)據(jù)指針DPTR中。指令如下： MOVDPTR，#1000H 例2-3：設(shè)內(nèi)部RAM中〔30H〕=40H，〔40H〕=10H，P1口作輸入口，〔P1〕=0CAH，程序如下： MOVR0，#30H MOVA，@R0 MOVR1，A MOVB，@R1 MOV@R1，P1 MOVP2，P1 執(zhí)行后的結(jié)果是什么？2.3.2堆棧操作指令 PUSHdirect；SP←(SP)+1，(SP)←(direct) POPdirect；direct←((SP))，SP←(SP)-1例2-4：設(shè)〔30H〕=X，〔40H〕=Y，試用堆棧實(shí)現(xiàn)30H和40H單元中的數(shù)據(jù)交換。 MOVSP，#50H PUSH40H PUSH30H …………… POP40H POP30H2.3.3數(shù)據(jù)交換指令〔1〕整字節(jié)交換指令XCHA，Rn；〔A〕←→〔Rn〕XCHA，@Ri；〔A〕←→〔〔Ri〕〕XCHA，direct；〔A〕←→〔direct〕〔2〕低半字節(jié)交換指令XCHDA，@Ri；(ACC.3～ACC.0)←→((Ri.3)～〔Ri.0))〔3〕累加器高、低半字節(jié)交換指令SWAPA；(ACC.7～ACC.4)←→(ACC.3～ACC.0) 例2-6片內(nèi)50H單元中有一個(gè)十進(jìn)制數(shù)0～9，試編程把它變?yōu)橄鄳?yīng)的ASCII碼并存入50H單元。2.3.4外部數(shù)據(jù)傳送指令存儲(chǔ)器〔1〕用數(shù)據(jù)指針DPTR作地址存放器的存放器間接尋址指令MOVXA，@DPTR；A←((DPTR))MOVX@DPTR，A；(DPTR)←〔A〕〔2〕用Ri作地址存放器的存放器間接尋址指令MOVXA，@Ri ；A←((Ri))MOVX@Ri，A ；(Ri)←〔A〕例2-6：假設(shè)外部RAM中，〔20FFH〕=30H，〔2100H〕=15H。執(zhí)行以下指令后A中的內(nèi)容是多少？MOVDPTR，#20FFHMOVA，@DPTRINCDPTRMOVA，@DPTR 例2-7：把片外RAM的70H單元中的一個(gè)數(shù)X，送到片外RAM的1010H單元。2.3.5查表操作指令MOVCA，@A+DPTR；A←((A〕+(DPTR))MOVCA，@A+PC；A←((A)+(PC))例2-8：累加器A中有一個(gè)0～9范圍內(nèi)的數(shù)，用以上查表指令編出能查出該數(shù)平方值的程序。設(shè)平方表表頭地址為TABLE?！?〕采用DPTR作為基址存放器MOVDPTR，#TABELMOVCA，@A+DPTRTABLE：DB0，1，4，9，16 DB25，36，49，64，81〔2〕采用PC作為基址存放器ORG1FFBH1FFBHADDA，#data；修正量1FFDHMOVCA，@A+PC ；查表1FFEHSJMP$2000HDB02001HDB12002HDB4…2021HDB81§2.4算術(shù)運(yùn)算和邏輯指令2.4.1算術(shù)運(yùn)算指令1.加法指令〔1〕不帶進(jìn)位的加法指令 ADDA，Rn ADDA，direct ADDA，@Ri ADDA，#data 例2-9：試分析8051執(zhí)行如下指令后，累加器A和PSW各標(biāo)志位的變化狀況。 MOVA，#0CFH ADDA，#0A5H〔2〕帶進(jìn)位加法指令帶進(jìn)位加法運(yùn)算指令常用于多字節(jié)加法運(yùn)算。ADDCA，Rn； A←(A)+(Rn)+CyADDCA，direct； A←(A)+(direct)+CyADDCA，@Ri； A←(A)+((Ri))+CyADDCA，#data； A←(A)+data+Cy 例2-10：設(shè)〔A〕=0AAH，〔R0〕=55H，Cy=1執(zhí)行如下指令后，PSW的值是多少？ ADDCA，R02.帶借位減法指令SUBBA，Rn ；A←(A)+(Rn)-CySUBBA，direct ；A←(A)-(direct)-CySUBBA，@Ri ；A←(A)-((Ri))-CySUBBA，#data ；A←(A)-data-Cy3.加1和減1指令〔1〕加1指令I(lǐng)NCA ；A←〔A〕+1INCRn ；Rn←〔Rn〕+1INCdirect ；direct←〔direct〕+1INC@Ri ；〔Ri〕←〔〔Ri〕〕+1INCDPTR ；DPTR←〔DPTR〕+1〔2〕減1指令減1指令與加1指令使用方法一樣。DECA；A←〔A〕-1DECRn；Rn←〔Rn〕-1DEC@Ri；〔Ri〕←〔〔Ri〕〕-1DECdirect ；direct←〔direct〕-14.乘法指令MULAB〔1〕進(jìn)位標(biāo)志位Cy總是清“0〞?！?〕累加器A中的值影響奇偶標(biāo)志位P?！?〕當(dāng)積大于255〔B中的內(nèi)容不為0〕時(shí)，OV=1，否那么OV=0。5.除法指令DIVAB〔1〕對(duì)Cy和P標(biāo)志的影響與乘法時(shí)一樣?！?〕當(dāng)除數(shù)為0時(shí)，除法沒(méi)有意義，OV=1，否那么OV=0。6.二~十進(jìn)制調(diào)整指令DAA假設(shè)AC=1或A3～A0>9，那么A←〔A〕+06H；假設(shè)Cy=1或A7～A4>9，那么A←〔A〕+60H。 2.4.2邏輯運(yùn)算指令 1.邏輯“與〞、“或〞、“異或〞指令邏輯 邏輯與指令： ANLA，Rn ；A←〔A〕∧〔Rn〕 ANLA，@Ri ；A←〔A〕∧〔〔Ri〕〕 ANLA，direct ；A←〔A〕∧〔direct〕 ANLA，#data ；A←〔A〕∧#data ANLdirect，A ；direct←〔direct〕∧〔A〕 ANLdirect，#data ；direct←〔direct〕∧#data 例2-12：計(jì)算立即數(shù)#35H和#78H相與的結(jié)果。 邏輯或指令： ORLA，Rn ；A←〔A〕∨〔Rn〕 ORLA，@Ri ；A←〔A〕∨〔〔Ri〕〕 ORLA，direct ；A←〔A〕∨〔direct〕 ORLA，#data ；A←〔A〕∨〔#data〕 ORLdirect，A ；direct←〔A〕∨〔Rn〕 ORLdirect，#data ；direct←(direct)∨(#data) 例2-13：使用AT89S51控制12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A進(jìn)展模/數(shù)轉(zhuǎn)換，讀取12位數(shù)據(jù)時(shí)要求先讀取高8位，再讀取低4位，而低4位數(shù)據(jù)在存放單元中又處在高4位，讀取的原始數(shù)據(jù)如以下圖所示。設(shè)讀取數(shù)據(jù)的高8位存放在片內(nèi)RAM的31H單元，低8位存放在片內(nèi)RAM的30H單元。請(qǐng)將讀取的數(shù)據(jù)按正確的12位數(shù)據(jù)存放。 邏輯異或指令： 異或指令是按位異或，即當(dāng)參與異或運(yùn)算的兩個(gè)位同為“0〞或“1〞時(shí)，結(jié)果為“0〞；當(dāng)參與異或運(yùn)算的兩個(gè)位不同時(shí)，結(jié)果為“1〞。 XRLA，Rn ；A←〔A〕〔Rn〕 XRLA，@Ri ；A←〔A〕〔〔Rn〕〕 XRLA，direct ；A←〔A〕〔direct〕 XRLA，#data ；A←〔A〕#data XRLdirect，A ；direct←〔direct〕〔A〕 XRLdirect，#data ；direct←〔direct〕#data 例2-14：計(jì)算立即數(shù)#35H和#78H相異或的結(jié)果。 2.移位指令 RLA ；累加器內(nèi)容循環(huán)左移 RLCA ；累加器內(nèi)容帶Cy循環(huán)左移 RRA ；累加器循環(huán)右移 RRCA ；累加器內(nèi)容帶Cy循環(huán)右移 3.清零、取反指令 CLRA；A←0，累加器A清0，不影響標(biāo)志位 CPLA；A←〔/A〕，累加器A的內(nèi)容按位取反，不影響標(biāo)志位§2.5控制轉(zhuǎn)移和位操作指令 1.無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 〔1〕長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令 LJMPaddr16；PC←addr16 〔2〕絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令 AJMPaddr11；PC←addr11 〔3〕短轉(zhuǎn)移指令 SJMPrel；PC←〔PC〕+2 ；PC←〔PC〕+rel 〔4〕間接轉(zhuǎn)移指令 JMP@A+DPTR；PC←〔A〕+〔DPTR〕 2.條件轉(zhuǎn)移指令 〔1〕累加器判零轉(zhuǎn)移指令 JZrel ；累加器A為0轉(zhuǎn)移 JNZrel ；累加器A不為0轉(zhuǎn)移

〔2〕比較轉(zhuǎn)移指令 CJNE<目的操作數(shù)>，<源操作數(shù)>，rel CJNEA，#data，rel CJNEA，direct，rel CJNE@Ri，#data，rel CJNERn，#data，rel 如果目的操作數(shù)小于源操作數(shù)，那么Cy置1，否那么Cy清0。本指令執(zhí)行后不影響任何操作數(shù)。 〔3〕減1條件轉(zhuǎn)移指令 DJNZRn，rel ；〔Rn〕←〔Rn〕-1 ；假設(shè)〔Rn〕=0，那么PC←〔PC〕+2 ；假設(shè)〔Rn〕≠0，那么PC←〔PC〕+2+rel DJNZdirect，rel；direct←〔direct〕-1 ；假設(shè)〔direct〕=0，那么PC←〔PC〕+3 ；假設(shè)〔direct〕≠0，那么PC←〔PC〕+3+rel 例2-16：設(shè)R0、R1、R2的內(nèi)容分別為01H、0AH、20H，執(zhí)行以下程序： L1：…… L2：…… L3：…… DJNZR0，L1 DJNZR1，L2 DJNZR2，L3 3.子程序調(diào)用和返回指令 〔1〕調(diào)用指令 ①長(zhǎng)調(diào)用指令 LCALLaddr16 ；PC←(PC)+3 ；SP←(SP)+1，(SP)←PC7～PC0 ；SP←(SP)+1，(SP)←PC15～PC8 ；PC←addr16

②絕對(duì)調(diào)用指令

ACALLaddr11 ；PC←(PC)+2 ；SP←(SP)+1，(SP)←PC7～PC0 ；SP←(SP)+1，(SP)←PC15～PC8 ；PC10～0←addr11〔2〕子程序返回指令RET RET ；PC15～PC8←〔SP〕 ；SP←〔SP〕-1 ；PC7～PC0←〔SP〕 ；SP←〔SP〕-1〔3〕中斷報(bào)務(wù)程序返回指令 RETI ；PC15～PC8←〔SP〕 ；SP←〔SP〕-1 ；PC7