51單片機(jī)指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì)

1、第3章51單片機(jī)指令系統(tǒng)及匯編程序設(shè)計(jì)主 要 章 節(jié)3.1 指令系統(tǒng)概述3.2 51單片機(jī)的尋址方式3.3 51單片機(jī)的指令系統(tǒng)3.4 51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)概述3.5 51單片機(jī)常用匯編程序設(shè)計(jì)2022/9/1523.1 指令系統(tǒng)概述一、51單片機(jī)匯編指令格式標(biāo)號(hào): 操作碼 操作數(shù)1,操作數(shù)2 ;注釋(1)操作碼指明指令的功能(2)操作數(shù)給指令操作提供數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的地址或指令的地址(3)標(biāo)號(hào)是指令的符號(hào)地址，后面需帶冒號(hào)(4)注釋是對(duì)指令的解釋，前面需帶分號(hào)2022/9/1533.1 指令系統(tǒng)概述二、51單片機(jī)匯編指令常用符號(hào)(1)Ri和Rn (2)#data(3)#data16(4)rel(

2、5)addr16和addr11(6)direct(7)bit(8)(X)(9)/ 和符號(hào)2022/9/1543.2 51單片機(jī)的尋址方式一、立即尋址操作數(shù)是常數(shù)，直接在指令中給出常數(shù)以“#”符號(hào)作前綴例如： MOV A,#30H2022/9/1553.2 51單片機(jī)的尋址方式二、寄存器尋址操作數(shù)存放在寄存器中指令中直接給出寄存器名稱寄存器：八個(gè)通用寄存器R0R7、累加器A、寄存器B和數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR(DPH和DPL)例如： MOV A,R12022/9/1563.2 51單片機(jī)的尋址方式三、直接尋址操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中指令中直接提供存儲(chǔ)單元的地址訪問(wèn)對(duì)象：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器

3、。例如： MOV A,30H2022/9/1573.2 51單片機(jī)的尋址方式四、寄存器間接尋址操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中，存儲(chǔ)單元的地址又存放在寄存器中指令中通過(guò)相應(yīng)的寄存器來(lái)提供的存儲(chǔ)單元的地址間接尋址用到的寄存器：通用寄存器R0、R1和數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR。訪問(wèn)的對(duì)象為：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：用R0和R1作指針 (MOV)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：用R0和R1訪問(wèn)低端的256字節(jié)；(MOVX)用DPTR訪問(wèn)整個(gè)64K；2022/9/1583.2 51單片機(jī)的尋址方式訪問(wèn)形式：寄存器名例如：1)MOV R1,#30H MOV A,R12)MOV DPTR,#2000HMOV A,

4、DPTR2022/9/1593.2 51單片機(jī)的尋址方式五、變址尋址操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中操作數(shù)的地址由指令中提供的基址寄存器和變址寄存器中的內(nèi)容相加得到基址寄存器是：數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和程序計(jì)數(shù)器PC；變址寄存器：累加器A訪問(wèn)的對(duì)象只能是程序存儲(chǔ)器(MOVC)格式只有兩種：MOVC A, A+DPTRMOVC A, A+PC2022/9/15103.2 51單片機(jī)的尋址方式六、指令尋址操作對(duì)象是地址1. 絕對(duì)尋址直接提供目的位置的地址或地址的一部分2. 相對(duì)尋址以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC值加上指令中給出的偏移量rel得到目的位置的地址(1)當(dāng)前PC值是指轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行時(shí)的PC值，它等于轉(zhuǎn)移指令的

5、地址加上轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)。(2)偏移量rel是8位有符號(hào)數(shù)，以補(bǔ)碼表示，它的取值范圍為-128+127。 相對(duì)尋址的目的地址為：目的地址=當(dāng)前PC+rel=轉(zhuǎn)移指令的地址+轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)+rel2022/9/15113.2 51單片機(jī)的尋址方式七、位尋址位處理操作位的尋址方式位地址的表示：(1)直接位地址(00H0FFH)。例如：20H。(2)字節(jié)地址帶位號(hào)。例如：20H.2表示20H單元的2位。(3)特殊功能寄存器名帶位號(hào)。例如：P0.1表示P0口的1位。(4)位符號(hào)地址。例如：TR0是定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的啟動(dòng)位。2022/9/15123.3 51單片機(jī)的指令系統(tǒng)3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令

6、三組：普通傳送指令、數(shù)據(jù)交換指令、堆棧操作指令。用到的助記符有：MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、PUSH、POP和SWAP。1. 普通數(shù)據(jù)傳送指令 1）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令MOV 指令格式：MOV 目的操作數(shù)，源操作數(shù)2022/9/15131. 普通數(shù)據(jù)傳送指令1）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令MOV2022/9/1514ARnRidirectARnRidirectDPTR#data16總共16條注意： MOV A，A指令沒(méi)有意義源操作數(shù)和目的操作數(shù)中的Rn和Ri不能相互配對(duì)1. 普通數(shù)據(jù)傳送指令2) 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送指令MOVX 四條，格式：MOVX A,DPTR;A (DPTR)

7、MOVX DPTR,A;(DPTR) AMOVX A,Ri;A (Ri)MOVX Ri,A;(Ri) A2022/9/15151. 普通數(shù)據(jù)傳送指令3) 程序存儲(chǔ)器傳送指令MOVC兩條：一條是用DPTR基址變址尋址，一條是用PC基址變址尋址。格式如下：MOVC A, A+DPTR ;A (A+DPTR)MOVC A, A+PC ;A (A+PC)2022/9/15162. 數(shù)據(jù)交換指令有3個(gè)助記符XCH、XCHD和SWAP，5條指令，格式如下：XCH A,Rn ;A RnXCH A ,direct;A(direct)XCH A, Ri;A(Ri)XCHD A, Ri;A03(Ri)03SWAP

8、 A ;A03A472022/9/15173. 堆棧操作指令堆棧操作有兩種： “入棧”，助記符PUSH； “出?！?， 助記符POP；格式如下： PUSH direct ;SPSP+1, (SP) (direct) POP direct ;(direct)(SP), SP SP-12022/9/15183.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令1. 加法指令1）一般的加法指令A(yù)DD四條，格式如下：ADD A,Rn;A A + RnADD A,direct;A A +(direct)ADD A,Ri;A A +(Ri)ADD A,#data;A A + #data2022/9/15191. 加法指令2) 帶進(jìn)位加

9、法指令A(yù)DDC四條，格式如下：ADDC A,Rn;A A + Rn + CADDC A,direct;A A +(direct)+ CADDC A,Ri;A A +(Ri)+ CADDC A,#data;A A + #data + C2022/9/15201. 加法指令3) 加1指令I(lǐng)NC5條，格式如下：INC A;A A + 1INC Rn;Rn Rn + 1INC direct;(direct) (direct)+ 1INC Ri;(Ri)(Ri)+ 1INC DPTR;DPTR DPTR + 12022/9/15212. 減法指令1) 帶借位減法指令SUBB四條，格式如下：SUBB A,

10、Rn;A A - Rn - CSUBB A,direct;A A -(direct)- CSUBB A,Ri;A A -(Ri)- CSUBB A,#data;A A - #data - C2022/9/15222. 減法指令2） 減1指令DEC四條，格式如下：DEC A;A A - 1DEC Rn;Rn Rn - 1DEC direct;direct (direct)- 1DEC Ri;(Ri)(Ri)- 12022/9/15233.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令乘法指令MUL：（無(wú)符號(hào)數(shù)） MUL AB ;AB B A CY復(fù)位。對(duì)于OV：當(dāng)積大于255時(shí)，OV為1；否則，OV為0 除法指令DIV

11、 ：（無(wú)符號(hào)數(shù)） DIV AB ;AB 商放A，余數(shù)放B 一般情況下CY和OV都清0，只有當(dāng)B寄存器中的除數(shù)為0時(shí)，CY和OV才被置12022/9/15243.3.2 算術(shù)運(yùn)算類指令5) 十進(jìn)制調(diào)整指令 十進(jìn)制調(diào)整指令只有一條： DA A 調(diào)整過(guò)程為：(1)若累加器A的低四位為十六進(jìn)制的AF或輔助進(jìn)位標(biāo)志AC為1，則累加器A中的內(nèi)容做加06H調(diào)整。(2)若累加器A的高四位為十六進(jìn)制的AF或進(jìn)位標(biāo)志CY為1，則累加器A中的內(nèi)容做加60H調(diào)整。2022/9/15253.3.3 邏輯操作指令1. 邏輯與指令A(yù)NLANL A,Rn ;A A RnANL A,direct ; A A (direct)A

12、NL A,Ri ; A A (Ri)ANL A,#data ;A A dataANL direct,A ;(direct) (direct) AANL direct,#data ;(direct) (direct) data2022/9/15263.3.3 邏輯操作指令2. 邏輯或指令ORLORL A,Rn ;A A RnORL A,direct ;A A (direct)ORL A,Ri ;A A (Ri)ORL A,#data ;A A dataORL direct,A ;(direct) (direct) AORL direct,#data ;(direct) (direct) data

13、2022/9/15273.3.3 邏輯操作指令3. 邏輯異或指令XRLXRL A,Rn ;A A RnXRL A,direct ;A A (direct)XRL A,Ri ;A A (Ri)XRL A,#data ;A A dataXRL direct,A ;(direct) (direct) AXRL direct,#data ;(direct) (direct) data2022/9/15284. 清零和求反指令(1)清零指令：CLR A ;A 0(2)求反指令：CPL A ;A 2022/9/15295. 循環(huán)移位指令(1)累加器A循環(huán)左移RL： RL A(2)累加器A循環(huán)右移RR： R

14、R A(3)帶進(jìn)位的循環(huán)左移RLC： RLC A(4)帶進(jìn)位的循環(huán)右移RRC: RRC A2022/9/15303.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令1. 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令1)無(wú)條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP指令格式： LJMP addr16;PC PC + 2;PC addr16可以轉(zhuǎn)移到程序存儲(chǔ)器64KB空間的任意位置缺點(diǎn)是：執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，字節(jié)數(shù)多。2)無(wú)條件絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP指令格式： AJMP addr11;PC100 addr11 當(dāng)前位置2KB范圍以內(nèi)轉(zhuǎn)移2022/9/15311. 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令3) 無(wú)條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令SJMP指令格式： SJMP rel;PC PC + 2;PC PC + rel轉(zhuǎn)移范

15、圍為-128+127HERE：SJMP HERE 或SJMP $4)無(wú)條件散轉(zhuǎn)指令JMP指令格式： JMP A+DPTR;PC A + DPTR2022/9/15322. 條件轉(zhuǎn)移指令1)累加器A判零條件轉(zhuǎn)移指令判0指令JZ：JZ rel ; PC PC + 2; 若 A = 0,則PC PC + rel;否則,順次執(zhí)行下一條指令判非0指令JNZ：JNZ rel ; PC PC + 2;若 A 0,則PC PC + rel;否則,順次執(zhí)行下一條指令2022/9/15332)比較轉(zhuǎn)移指令CJNE有四條，格式如下：CJNE A,#data,rel ; PC PC + 3; 若 A data,則C=

16、0,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移; 若 A data,則C=0,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移; 若 Rn data,則C=0,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移; 若 (Ri) (direct),則C=0,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移; 若 A (direct),則C=1,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移; 若 A = (direct),不轉(zhuǎn)移, 順次執(zhí)行下一條指令2022/9/15353)減1不為零轉(zhuǎn)移指令DJNZ兩條，格式如下：DJNZ Rn,rel ; PC PC + 2, Rn Rn - 1; 若 Rn 0 , PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令DJNZ direct,rel

17、; PC PC + 2,(direct)(direct)- 1; 若(direct)0,PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令2022/9/15363. 子程序調(diào)用及返回指令1) 長(zhǎng)調(diào)用指令指令格式：LCALL addr16; PC PC + 3; SP SP + 1;（SP） PC70; SP SP + 1;（SP） PC158; PC addr16,轉(zhuǎn)移到子程序去執(zhí)行2022/9/15372)絕對(duì)調(diào)用指令指令格式：ACALL addr11; PC PC + 2; SP SP + 1;(SP) PC70; SP SP + 1;(SP) PC158; PC100 addr11,

18、轉(zhuǎn)移到子程序去執(zhí)行2022/9/15383)子程序返回指令指令格式： RET ; PC PC + 1; PC158(SP); SP SP - 1; PC70 (SP); SP SP 1; 返回執(zhí)行調(diào)用指令的下一條指令2022/9/15393)中斷返回指令指令格式：RETI; PC PC + 1; PC158(SP); SP SP - 1; PC70 (SP); SP SP 1; 返回執(zhí)行中斷斷點(diǎn)位置的下一條指令 返回前先清除中斷的優(yōu)先級(jí)觸發(fā)器2022/9/15403.3.5 位操作類指令1. 位傳送指令MOVMOV C，bit;C(bit)MOV bit，C;(bit)C2. 位邏輯操作指令1

19、)位清0 CLR C; C 0CLR bit;(bit) 02)位置1SETB C; C 1SETB bit(bit) 12022/9/15412. 位邏輯操作指令3)位取反CPL C; C /CCPL bit;(bit) (bit)4)位與ANL C,bit; C C (bit)ANL C,/bit; C C (/bit)5)位或ORL C,bit; C C (bit)ORL C,/bit; C C (/bit)2022/9/15423. 位轉(zhuǎn)移指令1)以C為條件的位轉(zhuǎn)移指令JC rel; PC PC + 2; 若C=1 , PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令JNC re

20、l; PC PC + 2; 若C=0 , PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令2022/9/15432)以bit為條件的位轉(zhuǎn)移指令 JB bit,rel; PC PC + 3; 若(bit)=1 , PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令 JNB bit,rel; PC PC + 3; 若(bit)=0 , PC PC + rel,轉(zhuǎn)移;否則,順次執(zhí)行下一條指令 JBC bit,rel; PC PC + 3; 若(bit)=1 , PC PC + rel, 且(bit)0,轉(zhuǎn)移; 否則,順次執(zhí)行下一條指令4. 空操作指令NOP NOP ;PC PC+12022

21、/9/15443.4 51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)概述3.4.1 51單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)過(guò)程（1）明確課題的具體內(nèi)容，對(duì)程序功能、運(yùn)算精度、執(zhí)行速度等方面的要求及硬件條件。（2）把復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)模塊，確定各模塊的處理方法，畫出程序流程圖(簡(jiǎn)單問(wèn)題可以不畫)。對(duì)復(fù)雜問(wèn)題可分別畫出分模塊流程圖和總的流程圖。（3）存儲(chǔ)器資源分配，如各程序段的存放地址、數(shù)據(jù)區(qū)地址、工作單元分配等。（4）編制程序，根據(jù)程序流程圖精心選擇合適的指令和尋址方式來(lái)編制源程序。（5）對(duì)程序進(jìn)行匯編、調(diào)試和修改。將編制好的源程序進(jìn)行匯編，檢查修改程序中的錯(cuò)誤，執(zhí)行目標(biāo)程序，對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，直至正確為止。2022/9/15

22、453.4.2 51單片機(jī)匯編程序常用偽指令1. ORG偽指令格式： ORG addr ;通常用十六進(jìn)制數(shù)表示地址2. DB偽指令格式：標(biāo)號(hào): DB 項(xiàng)或項(xiàng)表3. DW偽指令格式：標(biāo)號(hào): DW 項(xiàng)或項(xiàng)表2022/9/15464. DS偽指令格式：標(biāo)號(hào): DS 數(shù)值表達(dá)式5. EQU偽指令格式：符號(hào) EQU 項(xiàng)6. DATA偽指令格式：符號(hào) DATA 直接字節(jié)地址2022/9/15477. XDATA偽指令格式：符號(hào) XDATA 直接字節(jié)地址8. BIT偽指令格式：符號(hào) BIT 位地址9. END偽指令格式：END2022/9/15483.5 51單片機(jī)常用匯編程序設(shè)計(jì)3.5.1 數(shù)據(jù)傳送程序【

23、例3-18】把片內(nèi)RAM的30H3FH的16個(gè)字節(jié)的內(nèi)容傳送到片外RAM的1000H單元位置處。2022/9/1549程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 1000HMAIN: MOV R2,#16MOV R0,#40HMOV DPTR,#2000HLOOP: MOV A,R0;R0 DPTRMOVX DPTR,AINC R0INC DPTRDJNZ R2,LOOPSJMP $END2022/9/15503.5.2 運(yùn)算程序【例3-20】?jī)蓚€(gè)兩字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)相乘，其中：被乘數(shù)的高字節(jié)放在R7中，低字節(jié)放在R6中；乘數(shù)的高字節(jié)放在R5中，低字節(jié)放在R4中。乘得的積有4個(gè)字節(jié)，按由低

24、字節(jié)到高字節(jié)的次序存于片內(nèi)RAM中以ADDR為首地址的區(qū)域中。2022/9/1551R3R2R1R02022/9/1552程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R0,#ADDRMUL1:MOV A,R6MOV B,R4MUL AB ;R6R4,結(jié)果的低字節(jié)直接存入積的第一字節(jié)單元MOV R0,A ;結(jié)果的高字節(jié)存入R3中暫存起來(lái)MOV R3,BMUL2:MOV A,R7MOV B,R4MUL AB ;R7R4,結(jié)果的低字節(jié)與R3相加后,再存入R3中ADD A,R3MOV R3,AMOV A,B ;結(jié)果的高字節(jié)加上進(jìn)位位后存入R2中暫存起來(lái)ADDC A

25、,#00MOV R2,A2022/9/1553MUL3:MOV A,R6MOV B,R5MUL AB ;R6R5,結(jié)果的低字節(jié)與R3相加存入積的第二字節(jié)單元ADD A,R3INC R0MOV R0,AMOV A,R2ADDC A,B ;結(jié)果的高字節(jié)加R2再加進(jìn)位位后,再存入R2中MOV R2,AMOV A,#00ADDC A,#00 ;相加的進(jìn)位位存入R1中MOV R1,AMUL4:MOV A,R7MOV B,R5MUL AB ;R7R5,結(jié)果的低字節(jié)與R2相加存入積的第三字節(jié)單元ADD A,R2INC R0MOV R0,AMOV A,BADDC A,R1 ;結(jié)果的高字節(jié)加R1再加進(jìn)位位后存入

26、積的第四字節(jié)單元INC R0MOV R0,ASJMP $END3.5.3 代碼轉(zhuǎn)換程序【例3-22】一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成8段式數(shù)碼管共陰極顯示碼。設(shè)數(shù)放在R2中，查得的顯示碼也放于R2中。2022/9/15541）用MOVC A，A+DPTR構(gòu)造的查表程序段：ORG 0200HCONVERT:MOV DPTR,#TAB ;DPTR指向表首地址MOV A,R2 ;轉(zhuǎn)換的數(shù)放于MOVC A, A+DPTR ;查表指令轉(zhuǎn)換MOV R2,ARETTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;顯示碼表2022/9/15552）用“MOVC A，A+PC”構(gòu)造的查表程序段：ORG 0200HCONVERT:MOV A,R2 ;轉(zhuǎn)換的數(shù)放于ADD A,#03H;加查表指令相對(duì)于表首的位移量MOVC A, A+PC ;查表指令轉(zhuǎn)換MOV R2,ARETTAB:D