【大學(xué)課件】MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計-

第2章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)

與匯編語言程序設(shè)計主要內(nèi)容：

MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的尋址方式、指令系統(tǒng)、基本程序結(jié)構(gòu)及匯編語言的開發(fā)和調(diào)試。

重點(diǎn)在于尋址方式、各種指令的應(yīng)用、程序設(shè)計的規(guī)范、程序設(shè)計的思想及典型程序的理解和掌握。難點(diǎn)在于控制轉(zhuǎn)移、位操作指令的理解及各種指令的靈活應(yīng)用，以及程序設(shè)計的基本方法和針對具體的硬件設(shè)計出最合理的軟件。第2章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)

與匯編語言程序設(shè)計主要1

指令系統(tǒng)：一臺計算機(jī)所能識別、執(zhí)行的指令的集合就是它的指令系統(tǒng)。

機(jī)器語言：指令系統(tǒng)是一套控制計算機(jī)執(zhí)行操作的二進(jìn)制編碼，稱為機(jī)器語言。機(jī)器語言指令是計算機(jī)惟一能識別和執(zhí)行的指令。

匯編語言：指令系統(tǒng)是利用指令助記符來描述的，稱為匯編語言。

計算機(jī)的指令系統(tǒng)一般都是利用匯編語言描述的，是由計算機(jī)硬件設(shè)計所決定的。指令系統(tǒng)沒有通用性。單片機(jī)一般是空機(jī)，未含任何系統(tǒng)軟件。因此在第一次使用前，必須對其進(jìn)行編程，

2.1概述

指令系統(tǒng)：2.1概述22.1.1匯編語言指令格式與偽指令

1．常用單位與術(shù)語

位（bit）：位是計算機(jī)所能表示的最小的、最基本的數(shù)據(jù)單位，位通常是指一個二進(jìn)制位。

字節(jié)（Byte）：一個連續(xù)的8位二進(jìn)制數(shù)碼稱為一個字節(jié)，即1Byte=8bit。

字（Word）：通常由16位二進(jìn)制數(shù)碼組成，即1Word=2Byte。

字長：字長是指計算機(jī)一次處理二進(jìn)制數(shù)碼位的多少。MCS-51型單片機(jī)是8位機(jī)，所以說它的字長為8位。

MCS-51系列單片機(jī)都是以Intel公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心，增加了一定的功能部件后構(gòu)成的。本章以8051為主介紹MCS-51系列單片機(jī)。2.1.1匯編語言指令格式與偽指令1．常用單位與術(shù)語32．匯編語言指令格式

指令格式：指令的表示方式稱為指令格式，它規(guī)定了指令的長度和內(nèi)部信息的安排。完整的指令格式如下：[標(biāo)號:]操作碼

[操作數(shù)][,操作數(shù)][;注釋]其中：[]項(xiàng)是可選項(xiàng)。標(biāo)號：指本條指令起始地址的符號，也稱為指令的符號地址。代表該條指令在程序編譯時的具體地址。操作碼：又稱助記符，它是由對應(yīng)的英文縮寫構(gòu)成的，是指令語句的關(guān)鍵。它規(guī)定了指令具體的操作功能，描述指令的操作性質(zhì)，是一條指令中不可缺少的內(nèi)容。操作數(shù)：它既可以是一個具體的數(shù)據(jù)，也可以是存放數(shù)據(jù)的地址。注釋：注釋也是指令語句的可選項(xiàng)，它是為增加程序的可讀性而設(shè)置的，是針對某指令而添加的說明性文字，不產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)代碼。2．匯編語言指令格式指令格式：指令的表示方式稱為指令格式，4

偽指令（也稱為匯編程序的控制命令）是程序員發(fā)給匯編程序的命令，用來設(shè)置符號值、保留和初始化存儲空間、控制用戶程序代碼的位置。

偽指令只出現(xiàn)在匯編前的源程序中，僅提供匯編用的某些控制信息，不產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)代碼，是CPU不能執(zhí)行的指令。

（1）定位偽指令ORG

格式：ORGn

其中：n通常為絕對地址，可以是十六進(jìn)制數(shù)、標(biāo)號或表達(dá)式。

功能：規(guī)定編譯后的機(jī)器代碼存放的起始位置。在一個匯編語言源程序中允許存在多條定位偽指令，但每一個n值都應(yīng)和前面生成的機(jī)器指令存放地址不重疊。例如程序： ORG 1000H START：MOV A，#20H MOV B，#30H┇3．偽指令

偽指令（也稱為匯編程序的控制命令）是程序員發(fā)5（2）結(jié)束匯編偽指令END

格式：[標(biāo)號:]END[表達(dá)式]

功能：放在匯編語言源程序的末尾，表明源程序的匯編到此結(jié)束，其后的任何內(nèi)容不予理睬。（3）賦值偽指令EQU

格式：字符名稱xEQU賦值項(xiàng)n

功能：將賦值項(xiàng)n的值賦予字符名稱x。程序中凡出現(xiàn)該字符名稱x就等同于該賦值項(xiàng)n，其值在整個程序中有效。賦值項(xiàng)n可以是常數(shù)、地址、標(biāo)號或表達(dá)式。在使用時，必須先賦值后使用?！白址Q”與“標(biāo)號”的區(qū)別是“字符名稱”后無冒號，而“標(biāo)號”后面有冒號。（2）結(jié)束匯編偽指令END（3）賦值偽指令EQU6（4）定義字節(jié)偽指令DB

格式：[標(biāo)號:]DBx1,x2,…,xn

功能：將8位數(shù)據(jù)（或8位數(shù)據(jù)組）x1,x2,…,xn順序存放在從當(dāng)前程序存儲器地址開始的存儲單元中。xi可以是8位數(shù)據(jù)、ASCII碼、表達(dá)式，也可以是括在單引號內(nèi)的字符串。兩個數(shù)據(jù)之間用逗號“,”分隔。

xi為數(shù)值常數(shù)時，取值范圍為00H～FFH。xi為ASCII碼時，要使用單引號‘’，以示區(qū)別。xi為字符串常數(shù)時，其長度不應(yīng)超過80個字符。（5）定義雙字節(jié)偽指令DW

格式：[標(biāo)號:]DWx1,x2,…,xn

功能：將雙字節(jié)數(shù)據(jù)[或雙字節(jié)數(shù)據(jù)組]順序存放在從標(biāo)號指定地址單元開始的存儲單元中。其中，xi為16位數(shù)值常數(shù)，占兩個存儲單元，先存高8位（存入低位地址單元中），后存低8位（存入高位地址單元中）。（4）定義字節(jié)偽指令DB7

（6）預(yù)留存儲空間偽指令DS

格式：[標(biāo)號:]DSn

功能：從標(biāo)號指定地址單元開始，預(yù)留n個存儲單元，匯編時不對這些存儲單元賦值。n可以是數(shù)據(jù)，也可以是表達(dá)式。P39例（7）定義位地址符號偽指令BIT

格式：字符名稱xBIT位地址n

功能：將位地址n的值賦予字符名稱x。程序中凡出現(xiàn)該字符名稱x就代表該位地址。位地址n可以是絕對地址，也可以是符號地址。

（8）數(shù)據(jù)地址賦值偽指令DATA

格式：字符名稱xDATA表達(dá)式n

功能：把表達(dá)式n的值賦值給左邊的字符名稱x。n可以是數(shù)據(jù)或地址，也可以是包含所定義的“字符名稱x”在內(nèi)的表達(dá)式，但不能是匯編符號。

DATA與EQU的主要區(qū)別是：EQU定義的“字符名稱”必須先定義后使用，而DATA定義的“字符名稱”沒有這種限制。所以，DATA偽指令通常用在源程序的開頭或末尾。

（6）預(yù)留存儲空間偽指令DS82.1.2指令的分類

MCS-51指令系統(tǒng)有111條指令，可按下列幾種方式分類：按指令字節(jié)數(shù)分類

單字節(jié)指令（49條）、雙字節(jié)指令（46條）和三字節(jié)指令（16條）。2.按指令執(zhí)行時間分類

單機(jī)器周期指令（65條）、雙機(jī)器周期指令（44條）和四機(jī)器周期指令（2條）。3.按功能分類

數(shù)據(jù)傳送指令（29條）、算術(shù)操作指令（24條）、邏輯操作指令（24條）、控制轉(zhuǎn)移指令（17條）和位操作指令（17條）。2.1.2指令的分類MCS-51指令系統(tǒng)有1192.1.3指令中的常用符號

Rn（n=0～7）：表示當(dāng)前工作寄存器R0～R7中的任一個寄存器。

Ri（i=0或1）：表示通用寄存器組中用于間接尋址的兩個寄存器R0,R1。

#data：表示8位直接參與操作的立即數(shù)。

#data16：表示16位直接參與操作的立即數(shù)。

direct：表示片內(nèi)RAM的8位單元地址。

addr11：表示11位目的地址，主要用于ACALL和AJMP指令中。

addr16：表示16位目的地址，主要用于LCALL和LJMP指令中。

rel：用補(bǔ)碼形式表示的8位二進(jìn)制地址偏移量，取值范圍為128～+127，主要用于相對轉(zhuǎn)移指令，以形成轉(zhuǎn)移的目的地址。

DPTR：數(shù)據(jù)指針，用于寄存器間接尋址方式和變址尋址方式。2.1.3指令中的常用符號Rn（n=0～7）：表示102.1.3指令中的常用符號

bit：表示片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)，或者是可以位尋址的SFR的位地址。

A（或ACC）、B：表示累加器、B寄存器。

C：表示PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位Cy。

：在間接尋址方式中，表示間接尋址寄存器指針的前綴標(biāo)志。

$：表示當(dāng)前的指令地址。

/：在位操作指令中，表示對該位先求反后再參與操作。

（X）：表示由X所指定的某寄存器或某單元中的內(nèi)容。

((X))：表示由X間接尋址單元中的內(nèi)容。

←：表示指令的操作結(jié)果是將箭頭右邊的內(nèi)容傳送到左邊。

→：表示指令的操作結(jié)果是將箭頭左邊的內(nèi)容傳送到右邊。

∨、∧、⊕：表示邏輯或、與、異或。2.1.3指令中的常用符號bit：表示片內(nèi)RAM的位11

尋址方式：在計算機(jī)中，說明操作數(shù)所在地址的方法稱為指令的尋址方式。計算機(jī)執(zhí)行程序?qū)嶋H上是在不斷尋找操作數(shù)并進(jìn)行操作的過程。每種計算機(jī)在設(shè)計時已決定了它具有哪些尋址方式，尋址方式越多，計算機(jī)的靈活性越強(qiáng)，指令系統(tǒng)也就越復(fù)雜。

MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)提供了7種尋址方式，分別為立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址和位尋址。一條指令可能含多種尋址方式。2.2MCS-51單片機(jī)的尋址方式

尋址方式：在計算機(jī)中，說明操作數(shù)所在地址的方法稱為指令的122.2.1立即尋址

定義：將立即參與操作的數(shù)據(jù)直接寫在指令中，這種尋址方式稱為立即尋址。

特點(diǎn)：指令中直接含有所需的操作數(shù)。該操作數(shù)可以是8位的，也可以是16位的，常常處在指令的第二字節(jié)和第三字節(jié)的位置上。立即數(shù)通常使用#data或#data16表示，在立即數(shù)前面加“#”標(biāo)志，用以和直接尋址中的直接地址（direc或bit）相區(qū)別。P41例

2.2.2直接尋址

定義：將操作數(shù)的地址直接存放在指令中，這種尋址方式稱為直接尋址。特點(diǎn)：指令中含有操作數(shù)的地址。該地址指出了參與操作的數(shù)據(jù)所在的字節(jié)單元地址或位地址。計算機(jī)執(zhí)行它們時便可根據(jù)直接地址找到所需要的操作數(shù)。尋址范圍：ROM、片內(nèi)RAM區(qū)、SFR和位地址空間。P42

2.2.1立即尋址定義：將立即參與操作的數(shù)據(jù)直132.2.3寄存器尋址定義：操作數(shù)存放在MCS-51內(nèi)部的某個工作寄存器Rn（R0～R7）或部分專用寄存器中，這種尋址方式稱為寄存器尋址。特點(diǎn)：由指令指出某一個寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。存放操作數(shù)的寄存器在指令代碼中不占據(jù)單獨(dú)的一個字節(jié)，而是嵌入（隱含）到操作碼字節(jié)中。尋址范圍：四組通用寄存器Rn（R0～R7）、部分專用寄存器（A,B,DPTR,Cy）。2.2.3寄存器尋址14

2.2.4寄存器間接尋址定義：指令給出的寄存器中存放的是操作數(shù)據(jù)的單元地址。這種尋址方式稱為寄存器間接尋址，簡稱為寄存器間址。特點(diǎn)：指令給出的寄存器中存放的是操作數(shù)地址。寄存器間接尋址是一種二次尋找操作數(shù)地址的尋址方式，寄存器前邊必須加前綴符號“”。不能用于尋址特殊功能寄存器SFR。

尋址范圍：內(nèi)部RAM低128B（只能使用R0或R1作間址寄存器）、外部RAM（只能使用DPTR作間址寄存器）。對于外部低256單元RAM的訪問，除可以使用DPTR外，還可以使用R0或R1作間址寄存器。

2.2.4寄存器間接尋址15

2.2.5變址尋址

定義：操作數(shù)存放在變址寄存器（累加器A）和基址寄存器（DPTR或PC）相加形成的16位地址單元中。這種尋址方式稱為基址加變址寄存器間接尋址，簡稱為變址尋址。

特點(diǎn)：指令操作碼中隱含作為基址寄存器用的DPTR（或PC）和作為變址用的累加器A。在執(zhí)行變址尋址指令時，MCS-51單片機(jī)先把基地址（DPTR或PC的內(nèi)容）和地址偏移量（A的內(nèi)容）相加，以形成操作數(shù)地址，再由操作數(shù)地址找到操作數(shù)，并完成相應(yīng)的操作。變址尋址方式是單字節(jié)指令。

尋址范圍：只能對程序存儲器ROM進(jìn)行尋址，主要用于查表性質(zhì)的訪問。;（PC）←（A）+（DPTR）2.2.5變址尋址16注意：累加器A中存放的操作數(shù)地址相對基地址的偏移量的范圍為00H～FFH（無符號數(shù)）。MCS-51單片機(jī)共有以下三條變址尋址指令：

MOVCA,A+PC ;（A）←（A）+（PC）+1MOVCA,A+DPTR;（A）←（A）+（DPTR）

JMPA+DPTR;（PC）←（A）+（DPTR）注意：累加器A中存放的操作數(shù)地址相對基地址的偏移量的范圍為0172.2.6相對尋址定義：將程序計數(shù)器PC的當(dāng)前值（取出本條指令后的PC值）與指令第二個字節(jié)給出的偏移量（rel）相加，形成新的轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址。稱為相對尋址方式。特點(diǎn)：相對尋址方式是為實(shí)現(xiàn)程序的相對轉(zhuǎn)移而設(shè)計的，為相對轉(zhuǎn)移指令所使用，其指令碼中含有相對地址偏移量，能生成浮動代碼。如：SJMPrel;（PC）←（PC）+2+rel相對轉(zhuǎn)移指令的目的地址＝指令地址＋指令字節(jié)數(shù)＋偏移量尋址范圍：只能對程序存儲器ROM進(jìn)行尋址。相對地址偏移量（rel）是一個帶符號的8位二進(jìn)制補(bǔ)碼，其取值范圍為128～＋127（以PC為中間的256個字節(jié)范圍）。

2.2.6相對尋址182.2.7位尋址定義：指令中給出的操作數(shù)是一個可單獨(dú)尋址的位地址，這種尋址方式稱為位尋址方式。特點(diǎn)：位尋址是直接尋址方式的一種，其特點(diǎn)是對8位二進(jìn)制數(shù)中的某一位的地址進(jìn)行操作。尋址范圍：片內(nèi)RAM低128B中位尋址區(qū)、部分SFR（其中有83位可以位尋址）?？晌粚ぶ返奈坏刂返谋硎拘问饺缦拢海?）直接使用位地址形式。如：

MOV00H,C;（00H）←（Cy）其中：00H是片內(nèi)RAM中20H地址單元的第0位。2.2.7位尋址19（2）字節(jié)地址加位序號的形式。如：

MOV20H.0,C;（20H.0）←（Cy）其中：20H.0是片內(nèi)RAM中20H地址單元的第0位。（3）位的符號地址（位名稱）的形式。對于部分特殊功能寄存器，其各位均有一個特定的名字，所以可以用它們的位名稱來訪問該位。如：

ANLC,P;（C）←（C）∧（P）其中：P是PSW的第0位，C是PSW的第7位。

（4）字節(jié)符號地址（字節(jié)名稱）加位序號的形式。對于部分特殊功能寄存器（如狀態(tài)標(biāo)志寄存器PSW），還可以用其字節(jié)名稱加位序號形式來訪問某一位。如：

CPLPSW.6;（AC）←（AC）其中：PSW.6表示該位是PSW的第6位。（2）字節(jié)地址加位序號的形式。如：20[例題1]指出下列指令的尋址方式

MOVA，R1;（A）←（R1）寄存器尋址

ADDA，#05H;（A）←（A）+立即數(shù)05H立即尋址

MOVA，R1;（A）←((R1))寄存器間接尋址

MOV30H，4AH;（30H）←（4AH）直接尋址

MOVCA，A+DPTR;（A）←((A)+(DPTR))變址尋址

SJMPLP;（PC）←（PC）+2+偏移量相對尋址

MOV65H,C;（65H）←（Cy）位尋址[例題1]指出下列指令的尋址方式212.3MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)

MCS-51指令系統(tǒng)使用44種助記符，它們代表著33種功能，可以實(shí)現(xiàn)51種操作。指令助記符與操作數(shù)的各種可能的尋址方式的結(jié)合一共可構(gòu)造出111條指令。

MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)按其功能可分為數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算和移位類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令和位操作類指令五大類。2.3MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)MCS22學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時，應(yīng)注意：（1）指令的格式、功能。（2）操作碼的含義，操作數(shù)的表示方法。（3）尋址方式，源、目的操作數(shù)的范圍。（4）對標(biāo)志位的影響。（5）指令的適用范圍。（6）正確估算指令的字節(jié)數(shù)。一般地，操作碼占1字節(jié)；操作數(shù)中，直接地址derict占1字節(jié)，#data占1字節(jié)，#data16占兩字節(jié)；操作數(shù)中的A、B、R0～R7、Ri、DPTR、A+DPTR、A+PC等均隱含在操作碼中。學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時，應(yīng)注意：232.3.1數(shù)據(jù)傳送指令

CPU在進(jìn)行算術(shù)和邏輯操作時，絕大多數(shù)指令都有操作數(shù)，所以數(shù)據(jù)傳送是一種最基本、最主要的操作。數(shù)據(jù)傳送指令共29條，可分為內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送、外部RAM數(shù)據(jù)傳送、程序存儲器數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)交換和堆棧操作等五類。

尋址范圍：累加器A、片內(nèi)RAM、SFR、片外RAM。

功能：（目的地址）←（源地址）。可表示為:<dest>←<src>;源地址單元的內(nèi)容不變。對標(biāo)志位的影響：除以累加器A為目的操作數(shù)的數(shù)據(jù)傳送指令對P標(biāo)志位有影響外，其余均不影響標(biāo)志位。

2.3.1數(shù)據(jù)傳送指令CPU在進(jìn)行算術(shù)和邏241．內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送指令（16條）

格式：

MOV<dest>,<src>

其中：

<dest>表示目的操作數(shù)，<src>表示源操作數(shù)。范圍：源、目的操作數(shù)均在片內(nèi)RAM、SFR中。指令形式：按目的操作數(shù)可將內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令分為以下幾類。（1）以累加器A為目的操作數(shù)（4條）

MOVA,<src>

其中：

<src>包括Rn、Ri、direct、#data。（各個符號的意義見2.1.3節(jié)指令中的常用符號

，以下同）只影響PSW中的P標(biāo)志位，不影響其他標(biāo)志位。

（2）以工作寄存器Rn為目的操作數(shù)（3條）

MOVRn

,<src>

其中：

<src>包括A、direct、#data。1．內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)傳送指令（16條）格式：MOV<25（3）以直接地址單元為目的操作數(shù)（5條）

MOVdirect,<src>

其中：

<src>包括A、Rn、Ri、direct、#data。（4）以間址寄存器Ri為目的操作數(shù)（3條）

MOVRi,<src>

其中：

<src>包括A、direct、#data。（5）16位數(shù)據(jù)傳送指令（1條）

MOVDPTR,#data16注：（2）、（3）、（4）、（5）均不影響標(biāo)志位。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令的傳送關(guān)系如右圖所示。（3）以直接地址單元為目的操作數(shù)（5條）注：（2）、（3）、262．外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令（4條）

CPU與外部數(shù)據(jù)存儲器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，必須使用外部傳送指令，只能通過累加器A，采用寄存器間接尋址（用R0,R1和DPTR三個間接尋址的寄存器）方式完成。

指令格式：

MOVXA,<src>MOVX<dest>,A

其中：

<src>、<dest>包括DPTR、Ri。Ri（R0,R1）只能訪問片外RAM的低256個單元；DPTR可以訪問片外RAM的全部64KB的空間。

對標(biāo)志位的影響：

MOVXA,<src>指令只影響PSW中的P標(biāo)志位，不影響其他標(biāo)志位；

MOVX<dest>,A指令不影響標(biāo)志位。2．外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令（4條）273．程序存儲器（ROM）數(shù)據(jù)傳送指令（查表指令）（2條）P52

程序存儲器的數(shù)據(jù)傳送是單向的，并且只能讀到累加器A中。這類指令專門用于查表，又稱為查表指令。

指令格式：MOVCA,A+DPTR;（A）←（（A）+（DPTR））

MOVCA,A+PC;（PC）←（PC）+1

（A）←（（A）+（PC））

兩條指令的異同：其功能完全相同，但使用中存在著差異。

（1）查表的位置要求不同

采用DPTR作為基地址寄存器，表可以放在64KB程序存儲器空間的任何地址，使用方便，故稱為遠(yuǎn)程查表。采用PC作為基地址寄存器，具體的表在程序存儲器中只能在查表指令后的256B的地址空間中，使用有限制，故稱為近程查表。3．程序存儲器（ROM）數(shù)據(jù)傳送指令（查表指令）（2條）P528

（2）偏移量的計算方法不同

采用DPTR作為基地址寄存器，查表地址為（A）+（DPTR）。采用PC作為基地址寄存器，查表地址為（A）+（PC）+1。因此偏移量的計算方法不同。采用DPTR作為基地址寄存器，A為欲查數(shù)值距離表首地址的值；采用PC作為基地址寄存器，A的值必須預(yù)先設(shè)置為：

A的值=表首地址－當(dāng)前指令的PC值－14．?dāng)?shù)據(jù)交換指令（5條）

（1）半字節(jié)數(shù)據(jù)交換指令（2條）指令格式：SWAPA;（A）3～0←→（A）7～4

XCHDA,Ri;（A）3～0←→（(Ri)）3～0

（2）偏移量的計算方法不同29（2）字節(jié)交換指令（3條）指令格式：XCHA,<src>;<src>包括Rn、Ri、direct。5．堆棧操作指令（2條）

堆棧：按照“先進(jìn)后出”原則，進(jìn)、出數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域。棧頂：剛?cè)霔５臄?shù)據(jù)構(gòu)成棧頂，數(shù)據(jù)的進(jìn)出在棧頂進(jìn)行。指令格式：PUSHdirect;SP←（SP）+1,((SP))←（direct）

POPdirect;（direct）←((SP)),SP←（SP）1特點(diǎn)：堆棧操作指令是一種特殊的數(shù)據(jù)傳送指令，是根據(jù)棧指針SP中的棧頂?shù)刂愤M(jìn)行數(shù)據(jù)操作。堆棧操作指令的實(shí)質(zhì)是以棧指針SP為間址寄存器的間址尋址方式。堆棧區(qū)應(yīng)避開使用的工作寄存器區(qū)和其他需要使用的數(shù)據(jù)區(qū)，系統(tǒng)復(fù)位后，SP的初始值為07H。為了避免重疊，一般初始化時要重新設(shè)置SP。（2）字節(jié)交換指令（3條）30功能：實(shí)現(xiàn)RAM單元數(shù)據(jù)送入棧頂或由棧頂取出數(shù)據(jù)送至RAM單元。適用場合：用于執(zhí)行中斷、子程序調(diào)用、參數(shù)傳遞等程序的斷點(diǎn)保護(hù)和現(xiàn)場保護(hù)。書寫方式：堆棧操作指令是直接尋址指令，直接地址不能是寄存器名，因此應(yīng)注意指令的書寫格式。例如：

PUSHACC（不能寫成PUSHA）

POP00H（不能寫成POPR0）功能：實(shí)現(xiàn)RAM單元數(shù)據(jù)送入棧頂或由棧頂取出數(shù)據(jù)送至RAM單31數(shù)據(jù)傳送指令小結(jié)3種MOV指令：片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)傳送MOV片外RAM數(shù)據(jù)傳送MOVX程序存儲器數(shù)據(jù)傳送MOVC2種數(shù)據(jù)交換：半字節(jié)、字節(jié)堆棧操作：入棧、出棧數(shù)據(jù)傳送指令小結(jié)3種MOV指令：322.3.2算術(shù)運(yùn)算指令

算術(shù)運(yùn)算指令的兩個參與運(yùn)算的操作數(shù)，一個存放在累加器A中（此操作數(shù)也為目的操作數(shù)）；一個存放在R0～R7或Ri（片內(nèi)RAM）中，或是#data（立即數(shù)）。算術(shù)運(yùn)算指令可以分為加法指令、帶進(jìn)位的加法指令、帶借位的減法指令、十進(jìn)制調(diào)整指令、加1指令、減1指令、乘除指令。

1.加法指令（4條）

指令格式：

ADDA,<src>;（A）←（A）+<src>

其中：

<src>包括Rn、Ri、direct、#data。對標(biāo)志位的影響：ADD對PSW中的所有標(biāo)志位均產(chǎn)生影響。2.3.2算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令的兩個33P54例2.30分析執(zhí)行如下程序段后，A、CY、AC、P、OV的結(jié)果。00110110MOVA，#36H+11101111ADDA，#0EFH00100101A=25HCY=1，AC=1，P=1，OV=0溢出：運(yùn)算結(jié)果超出了計算機(jī)所能表達(dá)數(shù)據(jù)的范圍。如，8位二進(jìn)制數(shù)表示有符號數(shù)的范圍是-128----127。雙高位判別溢出：將最高位產(chǎn)生的進(jìn)位記為CS,次高位產(chǎn)生的進(jìn)位記為CP,OV=CS⊕CP

P54例2.30分析執(zhí)行如下程序段后，A、CY、AC、P342.帶進(jìn)位的加法指令（4條）

指令格式：

ADDCA,<src>;（A）←（A）+<src>+(Cy)

其中：

<src>包括Rn、Ri、direct、#data。對標(biāo)志位的影響：ADDC對PSW中的所有標(biāo)志位均產(chǎn)生影響。3.帶借位的減法指令（4條）

指令格式：

SUBBA,<src>;（A）←（A）－<src>－(Cy)

其中：

<src>包括Rn、Ri、direct、#data。對標(biāo)志位的影響：SUBB對PSW中的所有標(biāo)志位均產(chǎn)生影響。注意：MCS-51指令系統(tǒng)中沒有不帶借位的減法指令，欲實(shí)現(xiàn)不帶借位的減法計算，應(yīng)預(yù)先置Cy=0（利用CLRC指令），然后利用帶借位的減法指令SUBB實(shí)現(xiàn)計算。2.帶進(jìn)位的加法指令（4條）指令格式：ADDCA354.十進(jìn)制調(diào)整指令（1條）BCD碼：4位二進(jìn)制編碼表示1位10進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制加法：25+8=33BCD碼:00100101

+0000100000101101不是（00110011）BCD原因:十進(jìn)制運(yùn)算，逢10進(jìn)位，4位二進(jìn)制運(yùn)算，逢16進(jìn)位。修正：結(jié)果00101101低4位超過9，低4位加6修正

+011000110011修正原則：低4位超過9或向高4位有進(jìn)位（AC=1),在低4位加6修正；高4位超過9或向上有進(jìn)位（CY=1),在高4位加6修正。4.十進(jìn)制調(diào)整指令（1條）BCD碼：4位二進(jìn)制編碼表示1位36

組合型BCD碼：一個字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)。如25：（00100101）BCD

47：（01000111）BCD非組合型BCD碼：一個字節(jié)表示一位十進(jìn)制數(shù)，且用該字節(jié)的低4位表示，高4位任意。如25：（00000010）BCD（00000101）BCD51單片機(jī)的指令只有對壓縮型BCD加法調(diào)整的指令。組合型BCD碼：一個字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)。37十進(jìn)制調(diào)整指令

調(diào)整指令功能：跟在加法指令A(yù)DD或ADDC后面，對運(yùn)算結(jié)果的十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行BCD碼修正，使它調(diào)整為壓縮的BCD碼數(shù)，以完成十進(jìn)制加法運(yùn)算功能。

特點(diǎn)：十進(jìn)制調(diào)整指令也稱為BCD碼修正指令，這是一條專用指令。兩個壓縮的BCD碼按二進(jìn)制數(shù)相加后必須經(jīng)本指令調(diào)整才能得到壓縮的BCD碼的和。源操作數(shù)只能在累加器A中，結(jié)果存入A中。

指令格式：DAA

注意：十進(jìn)制調(diào)整指令不能對減法指令進(jìn)行修正。BCD碼減法必須采用BCD補(bǔ)碼運(yùn)算法則，變減法為補(bǔ)碼加法（被減數(shù)+減數(shù)的補(bǔ)碼，減數(shù)的補(bǔ)碼=9AH－減數(shù)）。然后對其進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。

十進(jìn)制調(diào)整指令調(diào)整指令功能：跟在加法指令A(yù)DD或ADD385.加1指令（5條）

功能：加1指令又稱為增量指令，其功能是使操作數(shù)所指定的單元的內(nèi)容加1。指令格式：INC<dest>；<dest>←<dest>+1

其中：

<dest>即是源操作數(shù)又是目的操作數(shù)（即只有一個操作數(shù)），包括A、Rn、direct、Ri、DPTR。對標(biāo)志位的影響：除對累加器A操作影響P標(biāo)志位外，其他操作均不影響PSW的各標(biāo)志位。

6.減1指令（4條）

功能：減1指令又稱為減量指令，其功能是使操作數(shù)所指定的單元的內(nèi)容減1。指令格式：DEC<dest>；<dest>←<dest>－1

其中：

<dest>即是源操作數(shù)又是目的操作數(shù)（即只有一個操作數(shù)），包括A、Rn、direct、Ri。對標(biāo)志位的影響：同加1指令。5.加1指令（5條）功能：加1指令又稱為增量指令，其功能397.乘除指令（2條）

功能：實(shí)現(xiàn)乘法或除法操作。

特點(diǎn)：乘除指令在MCS-51指令系統(tǒng)中執(zhí)行時間最長，均為四周期指令。

指令格式：

MULAB；（B）（A）←（A）×（B）

DIVAB；（A）←（A）/（B）…（B）

對標(biāo)志位的影響：乘除指令影響PSW中的Cy,OV,P標(biāo)志位。其中，Cy位總是被清0的，P是由累加器A中1的個數(shù)的奇偶性決定的。乘法運(yùn)算中，若乘積大于FFH，則OV標(biāo)志位置1，否則清0。除法運(yùn)算中，若除數(shù)為0，則OV標(biāo)志位置1，否則清0。7.乘除指令（2條）功能：實(shí)現(xiàn)乘法或除法操作。40算術(shù)運(yùn)算指令小結(jié)ADD,ADC,DAA目的操作數(shù)只能是A,源操作數(shù)可以是Rn,片內(nèi)RAM（直接，間接），立即數(shù)SBB目的操作數(shù)只能是A，源操作數(shù)同上。INC,DEC注意操作數(shù)的尋址方式。MULA,B放操作數(shù)，結(jié)果在BADIVA/B，商在A,余數(shù)在B算術(shù)運(yùn)算指令小結(jié)ADD,ADC,DAA目的操作數(shù)只能是41閱讀程序段

將壓縮型BCD碼20H和片內(nèi)RAM30H單元存放的壓縮型BCD碼相加，結(jié)果存片內(nèi)RAM50H。程序段

MOVA,#20HADDA,30HDAAMOV50H,ASJMP$閱讀程序段將壓縮型BCD程序段422.3.3邏輯運(yùn)算和移位指令

對標(biāo)志位的影響：邏輯運(yùn)算和移位指令中除了兩條帶進(jìn)位的循環(huán)移位指令外，其余均不影響PSW中的各標(biāo)志位。但當(dāng)目的操作數(shù)是累加器A時，影響PSW中的奇偶校驗(yàn)位P。常用的邏輯運(yùn)算和移位類指令有：邏輯與、邏輯或、邏輯異或、循環(huán)移位、清0、求反（非）等24條指令，它們的操作數(shù)都是8位的。邏輯運(yùn)算都是按位進(jìn)行的，除用于邏輯運(yùn)算外，還可用于模擬各種數(shù)字邏輯電路的功能，進(jìn)行邏輯電路的設(shè)計。在程序設(shè)計中，常用邏輯運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則。如，a·1=aa·0=0a·a=aa+1=1a+0=aa+a=aa⊕1=aa⊕0=aa⊕a

=01．邏輯與運(yùn)算指令（6條）

功能：實(shí)現(xiàn)兩個操作數(shù)的邏輯與。指令格式：ANLA,<src>;<src>包括Rn、Ri、direct、#data。

ANLdirest,<src>;<src>包括A、#data。2.3.3邏輯運(yùn)算和移位指令對標(biāo)志位的影響：邏43

適用場合：實(shí)現(xiàn)邏輯與，主要用于操作數(shù)的某些位不變（這些位與“1”），某些位置0（這些位與“0”）。2．邏輯或運(yùn)算指令（6條）功能：實(shí)現(xiàn)兩個操作數(shù)的邏輯或。指令格式：

ORLA,<src>;<src>包括Rn、Ri、direct、#data。

ORLdirest,<src>;<src>包括A、#data。適用場合：實(shí)現(xiàn)邏輯或，主要用于操作數(shù)的某些位不變（這些位或“0”），某些位置1（這些位或“1”）。適用場合：實(shí)現(xiàn)邏輯與，主要用于操作數(shù)的某些位不變（這些位與443．邏輯異或運(yùn)算指令（6條）

功能：實(shí)現(xiàn)兩個操作數(shù)的邏輯異或。指令格式：XRLA,<src>;<src>包括Rn、Ri、direct、#data。

XRLdirest,<src>;<src>包括A、#data。適用場合：實(shí)現(xiàn)邏輯異或，主要用于操作數(shù)的某些位不變（這些位異或“0”），某些位取反（這些位異或“1”）。4．循環(huán)移位指令（4條）

MCS-51單片機(jī)的循環(huán)移位指令共有不帶進(jìn)位的循環(huán)左、右移位（操作碼為RL,RR）和帶進(jìn)位的循環(huán)左、右移位（操作碼為RLC,RRC）指令4條。特點(diǎn)：只能對累加器A進(jìn)行循環(huán)移位。指令格式：

操作碼A3．邏輯異或運(yùn)算指令（6條）45功能：累加器A中的數(shù)據(jù)逐位左移一位相當(dāng)于原內(nèi)容乘2，而逐位右移一位相當(dāng)于原內(nèi)容除以2。循環(huán)移位指令示意圖如右圖所示。5．累加器清0與取反指令（2條）

指令格式：CLRA；（A）←00HCPLA；（A）←（A）特點(diǎn)：可以節(jié)省存儲空間，提高程序執(zhí)行效率。

對標(biāo)志位的影響：CLRA指令只影響PSW的P標(biāo)志位，CPLA指令不影響PSW各標(biāo)志位。

功能：累加器A中的數(shù)據(jù)逐位左移一位相當(dāng)于原內(nèi)容乘2，而逐位右46閱讀程序

將A中的壓縮型BCD碼轉(zhuǎn)換為ASCII碼，存片內(nèi)RAM20H,21H單元，其中20H單元存高4位（十位）的ASCII碼，21H單元存低4位（個位）的ASCII碼。程序段1.MOVB,AANLA,#0FHORLA,#30HMOV21H,AMOVA,BANLA,#0F0HSWAPAORLA,#30HMOV20H,A閱讀程序?qū)中的壓縮型BCD程序段1.47閱讀程序

將片內(nèi)RAM30H,31H單元中存放的兩個ASCII碼轉(zhuǎn)換為壓縮型BCD碼，存片內(nèi)RAM40H單元中。其中30H中是該BCD碼十位數(shù)的ASCII碼，31H單元中是該BCD碼個位數(shù)的ASCII碼。程序段2.MOVA,31HANLA,#0FHMOV20H,AMOVA,30HANLA,#0FHSWAPAORLA,20HMOV40H,A閱讀程序?qū)⑵瑑?nèi)RAM30H,程序段2.482.3.4控制轉(zhuǎn)移指令

功能：改變PC中的內(nèi)容，控制程序執(zhí)行的流向，實(shí)現(xiàn)程序分支轉(zhuǎn)向。

為了控制程序的執(zhí)行方向，MCS-51單片機(jī)提供了17條控制轉(zhuǎn)移指令。

對標(biāo)志位的影響：除了CJNE影響PSW的進(jìn)位標(biāo)志位Cy外，其余均不影響PSW的各標(biāo)志位。

1．無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）

定義：不規(guī)定條件的程序轉(zhuǎn)移稱為無條件轉(zhuǎn)移指令。

指令格式：長轉(zhuǎn)移指令：

LJMPaddr16;（PC）←addr15～0

絕對轉(zhuǎn)移指令：AJMPaddr11;（PC）←（PC）+2，PC10～0←addr11

相對（短）轉(zhuǎn)移指令：SJMPrel;（PC）←（PC）+2+rel

間接（散）轉(zhuǎn)移指令：JMPA+DPTR;（PC）←（DPTR）+（A）2.3.4控制轉(zhuǎn)移指令功能：改變PC中的內(nèi)容49注意：（1）使用轉(zhuǎn)移指令時，指令中的地址或偏移量均可采用標(biāo)號，只有在執(zhí)行前才被匯編成實(shí)際的二進(jìn)制地址。（2）指令的轉(zhuǎn)移范圍：

在執(zhí)行當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令后的PC值的基礎(chǔ)上:

長轉(zhuǎn)移指令LJMP：64KB

絕對轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP：2KB

相對（短）轉(zhuǎn)移指令SJMP：－128～+127（用補(bǔ)碼表示）間接（散）轉(zhuǎn)移指令JMP：64KB（3）相對（短）轉(zhuǎn)移指令SJMPrel中地址偏移量的計算：

rel=轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址－轉(zhuǎn)移指令地址(當(dāng)前PC值)－2注意：（3）相對（短）轉(zhuǎn)移指令SJMPrel中地址偏50（4）原地踏步（暫停當(dāng)前的程序，并不是真的停機(jī)）的實(shí)現(xiàn)

SJMP$

或HERE:SJMPHERE

（5）間接（散）轉(zhuǎn)移指令：JMPA+DPTR常用于實(shí)現(xiàn)程序的分支轉(zhuǎn)移（散轉(zhuǎn)）。DPTR為轉(zhuǎn)移目的的起始地址，A為轉(zhuǎn)移目的的偏移量。（6）在編程中，經(jīng)常使用短轉(zhuǎn)移指令SJMP和相對轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP，以便生成浮動代碼，并不經(jīng)常使用長轉(zhuǎn)移指令LJMP。

2．條件轉(zhuǎn)移指令（2條）功能：在規(guī)定的條件滿足時進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移，否則程序往下順序執(zhí)行。MCS-51單片機(jī)中，條件轉(zhuǎn)移指令實(shí)質(zhì)上是累加器A判零指令。（4）原地踏步（暫停當(dāng)前的程序，并不是真的停機(jī)）的實(shí)現(xiàn)51指令格式：

JZrel;若(A)=0，則轉(zhuǎn)移(PC)←(PC)+2+rel

若(A)≠0，則順序執(zhí)行(PC)←(PC)+2JNZrel;若(A)≠0，則轉(zhuǎn)移(PC)←(PC)+2+rel

若(A)=0，則順序執(zhí)行(PC)←(PC)+2指令的轉(zhuǎn)移范圍：

rel的取值范圍是在執(zhí)行當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令后的PC值基礎(chǔ)上的－128～+127（用補(bǔ)碼表示）。可以采用符號地址表示。偏移量rel的計算方法：

rel=轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址－轉(zhuǎn)移指令地址(當(dāng)前PC值)－2指令格式：523．比較轉(zhuǎn)移指令（4條）

P3指令格式：CJNE目的操作數(shù)，源操作數(shù)，rel

當(dāng)目的操作數(shù)為A時，源操作數(shù)為#data、direct。當(dāng)目的操作數(shù)為Rn、Ri時，源操作數(shù)為#data；

即：CJNEA,direct,relCJNEA,#data,relCJNERn,#data,relCJNERi,#data,rel功能：把兩個操作數(shù)進(jìn)行比較，以比較的結(jié)果作為條件來控制程序的轉(zhuǎn)移。若（目的操作數(shù)）=（源操作數(shù)），則程序繼續(xù)執(zhí)行，(PC)←(PC)+3若（目的操作數(shù)）>（源操作數(shù)），則程序轉(zhuǎn)移，(PC)←(PC)+rel+3，Cy←0若（目的操作數(shù)）<（源操作數(shù)），則程序轉(zhuǎn)移，(PC)←(PC)+rel+3，Cy←13．比較轉(zhuǎn)移指令（4條）P353功能：比較兩個操作數(shù)的大小。

對標(biāo)志位影響：影響Cy標(biāo)志位，不影響其他標(biāo)志位。指令的轉(zhuǎn)移范圍：rel的取值范圍是在執(zhí)行當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令后的PC值基礎(chǔ)上的－128～+127（用補(bǔ)碼表示）。可以采用符號地址表示。注意：比較轉(zhuǎn)移指令的比較是通過兩操作數(shù)的減法實(shí)現(xiàn)的，影響Cy標(biāo)志位，不保存最后的差值，兩個操作數(shù)的內(nèi)容不變。

4．循環(huán)（減1條件）轉(zhuǎn)移指令（2條）

功能：具有減1判非0則轉(zhuǎn)移的功能。主要用于控制程序循環(huán)，實(shí)現(xiàn)按循環(huán)次數(shù)控制循環(huán)的目的。特點(diǎn)：循環(huán)轉(zhuǎn)移指令是一組把減1與條件轉(zhuǎn)移兩種功能結(jié)合在一起的指令。功能：比較兩個操作數(shù)的大小。54指令格式：

DJNZ<dest>,rel;<dest>←<dest>－1

若<dest>≠0，則轉(zhuǎn)移(PC)←(PC)+2+rel

若<dest>＝0，則不轉(zhuǎn)移(PC)←(PC)+2注意：條件轉(zhuǎn)移指令均為相對轉(zhuǎn)移指令，因此指令的轉(zhuǎn)移范圍十分有限。若要實(shí)現(xiàn)64KB范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)移，則可以借助于一條長轉(zhuǎn)移指令的過渡來實(shí)現(xiàn)。5．子程序調(diào)用與返回指令（4條）定義：具有完整功能的程序段定義為子程序，供主程序調(diào)用。

功能：

供主程序在需要時調(diào)用。子程序可以在程序中反復(fù)多次使用，以簡化源程序的書寫。特點(diǎn)：子程序可以嵌套，有利于模塊化程序設(shè)計。指令格式：DJNZ<dest>,rel;55

主程序與子程序之間的調(diào)用關(guān)系如下左圖所示，兩級子程序嵌套的示意圖如下右圖所示。

主程序與子程序之間的調(diào)用關(guān)系如下左圖所示，兩級子程序56

為了實(shí)現(xiàn)主程序?qū)ψ映绦虻囊淮瓮暾{(diào)用，必須有子程序調(diào)用指令和子程序返回指令。子程序調(diào)用指令在主程序中使用，而子程序返回指令則是子程序的最后一條指令。調(diào)用與返回指令是成對使用的。子程序調(diào)用指令的功能：必須具有自動把程序計數(shù)器PC中的斷點(diǎn)地址保護(hù)到堆棧中，且將子程序入口地址自動送入程序計數(shù)器PC中的功能。子程序返回指令的功能：必須具有自動把堆棧中的斷點(diǎn)地址恢復(fù)到程序計數(shù)器PC中的功能。注意：子程序調(diào)用時應(yīng)注意入口參數(shù)設(shè)置，子程序返回時應(yīng)注意出口參數(shù)的傳遞。為了實(shí)現(xiàn)主程序?qū)ψ映绦虻囊淮瓮暾{(diào)用，必須有子程序調(diào)57

指令格式：（1）絕對短調(diào)用指令

ACALLaddr11;(PC)←(PC)+2，

(SP)←(SP)+1，(SP)←（PC）7～0(SP)←(SP)+1，(SP)←(PC)15～8，(PC)10～0←addr11

其中：

addr11為11位地址，實(shí)際編程時可以用符號地址。并且只能在2KB范圍以內(nèi)調(diào)用子程序。（2）絕對長調(diào)用指令

LCALLaddr16;(PC)←(PC)+3，

(SP)←(SP)+1，(SP)←（PC）7～0(SP)←(SP)+1，(SP)←(PC)15～8，(PC)15～0←addr16

其中：

addr16為16位地址，實(shí)際編程時可以用符號地址?？梢栽?4KB范圍以內(nèi)調(diào)用子程序。指令格式：58（3）子程序返回指令

RET;(PC)15～8←((SP))，(SP)←(SP)1，

(PC)7～0←((SP))，(SP)←(SP)1（4）中斷返回指令

RETI;(PC)15～8←((SP))，(SP)←(SP)1，

(PC)7～0←((SP))，(SP)←(SP)1注：中斷服務(wù)程序是一種特殊的子程序，它是在計算機(jī)響應(yīng)中斷時，由硬件完成調(diào)用而進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。RETI指令與RET指令相仿，區(qū)別在于RET是從子程序返回，RETI是從中斷服務(wù)程序返回。無論是RET還是RETI都是子程序執(zhí)行的最后一條指令。（3）子程序返回指令59子程序調(diào)用及返回舉例主程序子程序….MOVA,20HAD1:RLALCALLAD1RLA●MOV30H,ARLA….RET子程序調(diào)用及返回舉例主程序606．空操作指令NOP（1條）指令格式：

NOP;(PC)←(PC)+1功能：不執(zhí)行任何操作，消耗了一個機(jī)器周期，常用于軟件延時或在程序可靠性設(shè)計中用來穩(wěn)定程序。特點(diǎn)：NOP占據(jù)一個單元的存儲空間，除了使PC的內(nèi)容加1外，CPU不產(chǎn)生任何操作結(jié)果，只是消耗了一個機(jī)器周期。6．空操作指令NOP（1條）61第2章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)

與匯編語言程序設(shè)計主要內(nèi)容：

MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的尋址方式、指令系統(tǒng)、基本程序結(jié)構(gòu)及匯編語言的開發(fā)和調(diào)試。

重點(diǎn)在于尋址方式、各種指令的應(yīng)用、程序設(shè)計的規(guī)范、程序設(shè)計的思想及典型程序的理解和掌握。難點(diǎn)在于控制轉(zhuǎn)移、位操作指令的理解及各種指令的靈活應(yīng)用，以及程序設(shè)計的基本方法和針對具體的硬件設(shè)計出最合理的軟件。第2章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)

與匯編語言程序設(shè)計主要62

指令系統(tǒng)：一臺計算機(jī)所能識別、執(zhí)行的指令的集合就是它的指令系統(tǒng)。

機(jī)器語言：指令系統(tǒng)是一套控制計算機(jī)執(zhí)行操作的二進(jìn)制編碼，稱為機(jī)器語言。機(jī)器語言指令是計算機(jī)惟一能識別和執(zhí)行的指令。

匯編語言：指令系統(tǒng)是利用指令助記符來描述的，稱為匯編語言。

計算機(jī)的指令系統(tǒng)一般都是利用匯編語言描述的，是由計算機(jī)硬件設(shè)計所決定的。指令系統(tǒng)沒有通用性。單片機(jī)一般是空機(jī)，未含任何系統(tǒng)軟件。因此在第一次使用前，必須對其進(jìn)行編程，

2.1概述

指令系統(tǒng)：2.1概述632.1.1匯編語言指令格式與偽指令

1．常用單位與術(shù)語

位（bit）：位是計算機(jī)所能表示的最小的、最基本的數(shù)據(jù)單位，位通常是指一個二進(jìn)制位。

字節(jié)（Byte）：一個連續(xù)的8位二進(jìn)制數(shù)碼稱為一個字節(jié)，即1Byte=8bit。

字（Word）：通常由16位二進(jìn)制數(shù)碼組成，即1Word=2Byte。

字長：字長是指計算機(jī)一次處理二進(jìn)制數(shù)碼位的多少。MCS-51型單片機(jī)是8位機(jī)，所以說它的字長為8位。

MCS-51系列單片機(jī)都是以Intel公司最早的典型產(chǎn)品8051為核心，增加了一定的功能部件后構(gòu)成的。本章以8051為主介紹MCS-51系列單片機(jī)。2.1.1匯編語言指令格式與偽指令1．常用單位與術(shù)語642．匯編語言指令格式

指令格式：指令的表示方式稱為指令格式，它規(guī)定了指令的長度和內(nèi)部信息的安排。完整的指令格式如下：[標(biāo)號:]操作碼

[操作數(shù)][,操作數(shù)][;注釋]其中：[]項(xiàng)是可選項(xiàng)。標(biāo)號：指本條指令起始地址的符號，也稱為指令的符號地址。代表該條指令在程序編譯時的具體地址。操作碼：又稱助記符，它是由對應(yīng)的英文縮寫構(gòu)成的，是指令語句的關(guān)鍵。它規(guī)定了指令具體的操作功能，描述指令的操作性質(zhì)，是一條指令中不可缺少的內(nèi)容。操作數(shù)：它既可以是一個具體的數(shù)據(jù)，也可以是存放數(shù)據(jù)的地址。注釋：注釋也是指令語句的可選項(xiàng)，它是為增加程序的可讀性而設(shè)置的，是針對某指令而添加的說明性文字，不產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)代碼。2．匯編語言指令格式指令格式：指令的表示方式稱為指令格式，65

偽指令（也稱為匯編程序的控制命令）是程序員發(fā)給匯編程序的命令，用來設(shè)置符號值、保留和初始化存儲空間、控制用戶程序代碼的位置。

偽指令只出現(xiàn)在匯編前的源程序中，僅提供匯編用的某些控制信息，不產(chǎn)生可執(zhí)行的目標(biāo)代碼，是CPU不能執(zhí)行的指令。

（1）定位偽指令ORG

格式：ORGn

其中：n通常為絕對地址，可以是十六進(jìn)制數(shù)、標(biāo)號或表達(dá)式。

功能：規(guī)定編譯后的機(jī)器代碼存放的起始位置。在一個匯編語言源程序中允許存在多條定位偽指令，但每一個n值都應(yīng)和前面生成的機(jī)器指令存放地址不重疊。例如程序： ORG 1000H START：MOV A，#20H MOV B，#30H┇3．偽指令

偽指令（也稱為匯編程序的控制命令）是程序員發(fā)66（2）結(jié)束匯編偽指令END

格式：[標(biāo)號:]END[表達(dá)式]

功能：放在匯編語言源程序的末尾，表明源程序的匯編到此結(jié)束，其后的任何內(nèi)容不予理睬。（3）賦值偽指令EQU

格式：字符名稱xEQU賦值項(xiàng)n

功能：將賦值項(xiàng)n的值賦予字符名稱x。程序中凡出現(xiàn)該字符名稱x就等同于該賦值項(xiàng)n，其值在整個程序中有效。賦值項(xiàng)n可以是常數(shù)、地址、標(biāo)號或表達(dá)式。在使用時，必須先賦值后使用。“字符名稱”與“標(biāo)號”的區(qū)別是“字符名稱”后無冒號，而“標(biāo)號”后面有冒號。（2）結(jié)束匯編偽指令END（3）賦值偽指令EQU67（4）定義字節(jié)偽指令DB

格式：[標(biāo)號:]DBx1,x2,…,xn

功能：將8位數(shù)據(jù)（或8位數(shù)據(jù)組）x1,x2,…,xn順序存放在從當(dāng)前程序存儲器地址開始的存儲單元中。xi可以是8位數(shù)據(jù)、ASCII碼、表達(dá)式，也可以是括在單引號內(nèi)的字符串。兩個數(shù)據(jù)之間用逗號“,”分隔。

xi為數(shù)值常數(shù)時，取值范圍為00H～FFH。xi為ASCII碼時，要使用單引號‘’，以示區(qū)別。xi為字符串常數(shù)時，其長度不應(yīng)超過80個字符。（5）定義雙字節(jié)偽指令DW

格式：[標(biāo)號:]DWx1,x2,…,xn

功能：將雙字節(jié)數(shù)據(jù)[或雙字節(jié)數(shù)據(jù)組]順序存放在從標(biāo)號指定地址單元開始的存儲單元中。其中，xi為16位數(shù)值常數(shù)，占兩個存儲單元，先存高8位（存入低位地址單元中），后存低8位（存入高位地址單元中）。（4）定義字節(jié)偽指令DB68

（6）預(yù)留存儲空間偽指令DS

格式：[標(biāo)號:]DSn

功能：從標(biāo)號指定地址單元開始，預(yù)留n個存儲單元，匯編時不對這些存儲單元賦值。n可以是數(shù)據(jù)，也可以是表達(dá)式。P39例（7）定義位地址符號偽指令BIT

格式：字符名稱xBIT位地址n

功能：將位地址n的值賦予字符名稱x。程序中凡出現(xiàn)該字符名稱x就代表該位地址。位地址n可以是絕對地址，也可以是符號地址。

（8）數(shù)據(jù)地址賦值偽指令DATA

格式：字符名稱xDATA表達(dá)式n

功能：把表達(dá)式n的值賦值給左邊的字符名稱x。n可以是數(shù)據(jù)或地址，也可以是包含所定義的“字符名稱x”在內(nèi)的表達(dá)式，但不能是匯編符號。

DATA與EQU的主要區(qū)別是：EQU定義的“字符名稱”必須先定義后使用，而DATA定義的“字符名稱”沒有這種限制。所以，DATA偽指令通常用在源程序的開頭或末尾。

（6）預(yù)留存儲空間偽指令DS692.1.2指令的分類

MCS-51指令系統(tǒng)有111條指令，可按下列幾種方式分類：按指令字節(jié)數(shù)分類

單字節(jié)指令（49條）、雙字節(jié)指令（46條）和三字節(jié)指令（16條）。2.按指令執(zhí)行時間分類

單機(jī)器周期指令（65條）、雙機(jī)器周期指令（44條）和四機(jī)器周期指令（2條）。3.按功能分類

數(shù)據(jù)傳送指令（29條）、算術(shù)操作指令（24條）、邏輯操作指令（24條）、控制轉(zhuǎn)移指令（17條）和位操作指令（17條）。2.1.2指令的分類MCS-51指令系統(tǒng)有11702.1.3指令中的常用符號

Rn（n=0～7）：表示當(dāng)前工作寄存器R0～R7中的任一個寄存器。

Ri（i=0或1）：表示通用寄存器組中用于間接尋址的兩個寄存器R0,R1。

#data：表示8位直接參與操作的立即數(shù)。

#data16：表示16位直接參與操作的立即數(shù)。

direct：表示片內(nèi)RAM的8位單元地址。

addr11：表示11位目的地址，主要用于ACALL和AJMP指令中。

addr16：表示16位目的地址，主要用于LCALL和LJMP指令中。

rel：用補(bǔ)碼形式表示的8位二進(jìn)制地址偏移量，取值范圍為128～+127，主要用于相對轉(zhuǎn)移指令，以形成轉(zhuǎn)移的目的地址。

DPTR：數(shù)據(jù)指針，用于寄存器間接尋址方式和變址尋址方式。2.1.3指令中的常用符號Rn（n=0～7）：表示712.1.3指令中的常用符號

bit：表示片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)，或者是可以位尋址的SFR的位地址。

A（或ACC）、B：表示累加器、B寄存器。

C：表示PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位Cy。

：在間接尋址方式中，表示間接尋址寄存器指針的前綴標(biāo)志。

$：表示當(dāng)前的指令地址。

/：在位操作指令中，表示對該位先求反后再參與操作。

（X）：表示由X所指定的某寄存器或某單元中的內(nèi)容。

((X))：表示由X間接尋址單元中的內(nèi)容。

←：表示指令的操作結(jié)果是將箭頭右邊的內(nèi)容傳送到左邊。

→：表示指令的操作結(jié)果是將箭頭左邊的內(nèi)容傳送到右邊。

∨、∧、⊕：表示邏輯或、與、異或。2.1.3指令中的常用符號bit：表示片內(nèi)RAM的位72

尋址方式：在計算機(jī)中，說明操作數(shù)所在地址的方法稱為指令的尋址方式。計算機(jī)執(zhí)行程序?qū)嶋H上是在不斷尋找操作數(shù)并進(jìn)行操作的過程。每種計算機(jī)在設(shè)計時已決定了它具有哪些尋址方式，尋址方式越多，計算機(jī)的靈活性越強(qiáng)，指令系統(tǒng)也就越復(fù)雜。

MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)提供了7種尋址方式，分別為立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址和位尋址。一條指令可能含多種尋址方式。2.2MCS-51單片機(jī)的尋址方式

尋址方式：在計算機(jī)中，說明操作數(shù)所在地址的方法稱為指令的732.2.1立即尋址

定義：將立即參與操作的數(shù)據(jù)直接寫在指令中，這種尋址方式稱為立即尋址。

特點(diǎn)：指令中直接含有所需的操作數(shù)。該操作數(shù)可以是8位的，也可以是16位的，常常處在指令的第二字節(jié)和第三字節(jié)的位置上。立即數(shù)通常使用#data或#data16表示，在立即數(shù)前面加“#”標(biāo)志，用以和直接尋址中的直接地址（direc或bit）相區(qū)別。P41例

2.2.2直接尋址

定義：將操作數(shù)的地址直接存放在指令中，這種尋址方式稱為直接尋址。特點(diǎn)：指令中含有操作數(shù)的地址。該地址指出了參與操作的數(shù)據(jù)所在的字節(jié)單元地址或位地址。計算機(jī)執(zhí)行它們時便可根據(jù)直接地址找到所需要的操作數(shù)。尋址范圍：ROM、片內(nèi)RAM區(qū)、SFR和位地址空間。P42

2.2.1立即尋址定義：將立即參與操作的數(shù)據(jù)直742.2.3寄存器尋址定義：操作數(shù)存放在MCS-51內(nèi)部的某個工作寄存器Rn（R0～R7）或部分專用寄存器中，這種尋址方式稱為寄存器尋址。特點(diǎn)：由指令指出某一個寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。存放操作數(shù)的寄存器在指令代碼中不占據(jù)單獨(dú)的一個字節(jié)，而是嵌入（隱含）到操作碼字節(jié)中。尋址范圍：四組通用寄存器Rn（R0～R7）、部分專用寄存器（A,B,DPTR,Cy）。2.2.3寄存器尋址75

2.2.4寄存器間接尋址定義：指令給出的寄存器中存放的是操作數(shù)據(jù)的單元地址。這種尋址方式稱為