第4講 單片機(jī)指令系統(tǒng)1

第4講（2012-4-10）11-12第2學(xué)期第7周汽車單片機(jī)1.總體結(jié)構(gòu)：(各部分的功能、協(xié)調(diào)關(guān)系)2.引腳功能：(引腳的數(shù)目、信號(hào)特點(diǎn))3.CPU：

(如何找到并運(yùn)行程序)4.存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)：(位、地址、空間大小)5.復(fù)位操作和復(fù)位電路：(復(fù)位后單片機(jī)的狀態(tài))6.時(shí)鐘時(shí)序：

(時(shí)鐘電路、如何理解程序的運(yùn)行時(shí)間)復(fù)習(xí)：第2章MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)1.指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介；2.尋址方式；3.指令系統(tǒng)；4.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；5.程序設(shè)計(jì)實(shí)例；第3章MCS-51指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言MCS-51的基本指令共111條，按指令所占的字節(jié)來(lái)分：

(1)單字節(jié)指令49條；

(2)雙字節(jié)指令45條；

(3)三字節(jié)指令17條。按指令的執(zhí)行時(shí)間來(lái)分：

(1)1個(gè)機(jī)器周期（12個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）指令64條

(2)2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）指令45條(3)只有乘、除兩條指令的執(zhí)行時(shí)間為4個(gè)機(jī)器周期（48個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）。3.1指令系統(tǒng)概述

注：12MHz晶振:機(jī)器周期為1s。1.指令格式

指令格式——指令的表達(dá)方式稱為指令格式

[標(biāo)號(hào)：]操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]標(biāo)號(hào)：指令的符號(hào)地址。標(biāo)號(hào)是用戶設(shè)定的符號(hào)，表示該語(yǔ)句所在的地址。標(biāo)號(hào)必須由以字母開(kāi)頭的l～8個(gè)ASCll字符組成，這些字符不能使用在該匯編語(yǔ)言中已經(jīng)定義過(guò)了的符號(hào)。操作碼：操作碼是由英文縮寫(xiě)組成的字符串，它規(guī)定了指令的操作功能，是指令格式中唯一不能空缺的部分。1.指令格式

[標(biāo)號(hào)：]操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]操作數(shù)：操作數(shù)用于給指令的操作提供數(shù)據(jù)或地址。操作數(shù)可以是空白也可能只有一項(xiàng)或二項(xiàng)，還可以有三項(xiàng)。各操作數(shù)之間必須用逗號(hào)分隔，操作數(shù)與操作碼之間須用空格分隔。在兩個(gè)操作數(shù)的指令中，把左邊的操作數(shù)稱為目的操作數(shù)，而右邊操作數(shù)稱之為源操作數(shù)。注釋：注釋是對(duì)語(yǔ)句或程序段功能的說(shuō)明。注釋要用分號(hào)“；”開(kāi)頭，注釋的長(zhǎng)度不限，但每行開(kāi)頭仍須使用分號(hào)“；”，注釋也可空缺。2.指令分類(見(jiàn)附錄A,P236)

有單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令、三字節(jié)不同長(zhǎng)度的指令，格式不同：（1）單字節(jié)指令：指令只有一個(gè)字節(jié)，操作碼和操作數(shù)同在一個(gè)字節(jié)中。（2）雙字節(jié)指令：一個(gè)字節(jié)為操作碼，另一個(gè)字節(jié)是操作數(shù)。

（3）三字節(jié)指令：操作碼占一個(gè)字節(jié)，操作數(shù)占二個(gè)字節(jié)。其中操作數(shù)既可能是數(shù)據(jù)，也可能是地址。

2.指令分類

按功能分有五大類指令，共111條：（1）數(shù)據(jù)傳送類(28條)

：RAM、ROM、堆棧，傳送、交換數(shù)據(jù)。（2）算術(shù)運(yùn)算類(24條)

：字節(jié)。其中操作數(shù)既可能是數(shù)據(jù)，也可能是地址。加、減、乘、除，自加（減）1；（3）邏輯運(yùn)算類(25條)

：與、或、異或、移位。（4）控制轉(zhuǎn)移類(17條)

：（無(wú)）條件轉(zhuǎn)移、空操作。（5）布爾變量操作類(17條)

：位數(shù)據(jù)傳送、與、或、轉(zhuǎn)移。

指令中常用符號(hào)

Rn（n=0～7）—當(dāng)前工作寄存器組R0～R7；

Ri（i=0，l）—當(dāng)前工作寄存器組的R0或R1；

ACC—代表累加器A的直接地址EOH；

＠—間接尋方式中間址寄存器標(biāo)志符號(hào)；

＃data—8位立即數(shù)；（#XXH）

＃datal6—16位立即數(shù)；（#XXXXH）

direct—8位片內(nèi)RAM單元（包括SFR的地址或符號(hào)）的直接地址；

addr11—11位目的地址；

addr16—16位目的地址，只限于在LCALL和LJMP指令中使用；Rel—8位帶符號(hào)補(bǔ)碼數(shù)；Bit—片內(nèi)RAM或SFR中的直接尋址位；C—代表PSW中的進(jìn)位標(biāo)志位，稱為累加位；／—加在位地址前面，表示對(duì)該位的狀態(tài)取反；（X）—表示寄存器X或單元X中的數(shù)據(jù)；（（X））—表示將寄存器X或X存儲(chǔ)單元的數(shù)作為地址的這個(gè)地址單元中的數(shù)據(jù)。

$—當(dāng)前指令的首地址；→箭頭右邊的內(nèi)容被箭頭左邊的內(nèi)容所取代。

尋址方式就是在指令中說(shuō)明（尋找、獲得）操作數(shù)所在地址的方法。共7種尋址方式。1．立即尋址方式所謂立即尋址就是操作數(shù)在指令中直接給出。立即尋址方式的操作數(shù)稱立即數(shù)，立即數(shù)只能是源操作數(shù)，不能作為目的操作數(shù)。立即數(shù)有8位立即數(shù)和16位立即數(shù)。使用時(shí)在立即數(shù)前加“#”標(biāo)志。

MOVA，#26H

；

A

26H

MOVDPTR，#2000H

；

DPTR

2000H

3.2指令系統(tǒng)的尋址方式2．直接尋址方式

操作數(shù)直接以單元地址的形式給出：

MOVA，20H

；A

(20H)

尋址范圍：

(1)內(nèi)部RAM的低128個(gè)單元;

(2)特殊功能寄存器。除了以單元地址的形式外,還可用寄存器符號(hào)的形式給出。例如：

MOVA，80H與MOVA，P0是等價(jià)的。3．寄存器尋址方式

操作數(shù)在寄存器中

MOVA，Rn

；（Rn）→A，n=0～7

表示把寄存器Rn的內(nèi)容傳送給累加器A尋址范圍包括：（1）4組通用工作寄存區(qū)共32個(gè)工作寄存器。（2）部分特殊功能寄存器，例如A、B以及數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR等。4.寄存器間接尋址方式

寄存器中存放的是操作數(shù)的地址在寄存器的名稱前面加前綴標(biāo)志“@”

訪問(wèn)內(nèi)部RAM或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低256個(gè)字節(jié)時(shí)，只能采用R0或R1作為間址寄存器。例如：

MOVA，@Ri

；i=0或1

其中Ri中的內(nèi)容為40H，把內(nèi)部RAM40H單元內(nèi)容送A。尋址范圍：（1）訪問(wèn)內(nèi)部RAM低128個(gè)單元，其通用形式為@Ri（2）對(duì)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的64K字節(jié)的間接尋址，例如： MOVXA，@DPTR（3）片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低256字節(jié)例如：MOVXA，@Ri（4）堆棧區(qū)堆棧操作指令PUSH（壓棧）和POP（出棧）使用堆棧指針（SP）作間址寄存器4.寄存器間接尋址方式

MOV A，@Ri

MOVXA，@DPTR例如：（R1）＝80H、（80H）=33H，則執(zhí)行指令MOVA，@Ri后，累加器A的內(nèi)容為33H而不是80H。P48實(shí)例5基址加變址尋址方式

基址加變址尋址就是以DPTR或PC為基址寄存器，以A為變址寄存器，以兩者內(nèi)容相加形成16位地址作為操作數(shù)地址。例如指令：MOVCA，@A+DPTR5基址加變址尋址方式例如：MOVCA,@A+DPTR設(shè)(A)=10H，(DPTR)=1000H，程序存儲(chǔ)器的(1010H)=45H，則上面程序語(yǔ)句的功能是將A的內(nèi)容與DPTR的內(nèi)容相加形成操作數(shù)地址(1010H)，把該地址中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A。即(A)←((A)+(DPTR))。結(jié)果：

(A)=45H。

MOVCA,@A+DPTR的執(zhí)行示意圖說(shuō)明：（1）本尋址方式是專門針對(duì)程序存儲(chǔ)器的尋址方式，尋址范圍可達(dá)到64KB。（2）本尋址方式的指令只有3條：

MOVCA，@A+DPTR MOVCA，@A+PC JMP@A+DPTR參考P48，例子6．相對(duì)尋址方式

在相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令中，給出了地址偏移量，以“rel”表示，即把PC的當(dāng)前值加上偏移量就構(gòu)成了程序轉(zhuǎn)移的目的地址：目的地址=轉(zhuǎn)移指令所在的地址+轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)

+rel

偏移量rel是一帶符號(hào)的8位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼數(shù)。范圍是：–128~+127

向地址增加方向最大可轉(zhuǎn)移（127+轉(zhuǎn)移指令字節(jié)）個(gè)單元地址，向地址減少方向最大可轉(zhuǎn)移（128-轉(zhuǎn)移指令字節(jié)）個(gè)單元地址。參考P49，例子7．位尋址方式

MCS-51有位處理功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作，例如： MOVC，40H

是把位40H的值送到進(jìn)位位C。尋址范圍包括：（1）內(nèi)部RAM中的位尋址區(qū)。位有兩種表示方法，例如，40H；另一種是單元地址加上位，例如，(28H).0，指的是28H單元中的最低位。它們是等價(jià)的。（2）特殊功能寄存器中的可尋址位

可尋址位在指令中有如下4種的表示方法：a.直接使用位地址。例如PSW.5的位地址為0D5H。b.位名稱的表示方法。例如：PSW.5是F0標(biāo)志位，可使用F0表示該位。c.單元地址加位數(shù)的表示方法。例如:(0D0H).5。d.特殊功能寄存器符號(hào)加位數(shù)的表示方法。例如:PSW.5。①M(fèi)OV2FH，#40H②MOVA,@R0③MOVDPTR，#2020H④MOV45H，P0⑤MOVA，R1⑥MOVCA，@A+PC⑦JCLOOP①立即尋址，②寄存器間接尋址，③16位立即尋址，④直接尋址。⑤寄存器尋址。⑥基址加變址尋址，⑦相對(duì)尋址。練習(xí)-說(shuō)出下列指令尋址方式