第3章指令系統(tǒng)

第三章指令系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)舉例Exit§3.38051指令系統(tǒng)§3.1匯編語言§3.2尋址方式§3.4程序設(shè)計(jì)舉例§3.1匯編語言§3.1.1指令和程序設(shè)計(jì)語言§3.1.2指令格式BACK§3.1.1指令和程序設(shè)計(jì)語言指令：是CPU根據(jù)人的意圖來執(zhí)行某種操作的命令。程序設(shè)計(jì)語言：是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息的基本工具，分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。機(jī)器語言：用二進(jìn)制編碼表示每條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語言。BACK把10放到累加器A中0111010000001010MovA,#0AH匯編語言：是用助記符、符號和數(shù)字等來表示指令的程序設(shè)計(jì)語言。它與機(jī)器語言指令是一一對應(yīng)的。把10放到累加器A中0111010000001010§3.1.2指令格式8051匯編語言指令格式操作碼[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]匯編語言指令對應(yīng)的二進(jìn)制代碼格式單字節(jié)指令雙字節(jié)指令三字節(jié)指令BACK§3.2尋址方式一、什么是尋址方式：如何找到存放操作數(shù)的地址，把操作數(shù)提取出來的方法。二、尋址方式的種類：三、尋址空間及符號注釋：BACK二、尋址方式的種類：

1、寄存器尋址2、直接尋址3、立即數(shù)尋址4、寄存器間接尋址5、變址尋址6、相對尋址7、位尋址BACK1、寄存器尋址寄存器尋址：由指令指出寄存器組R0～R7中的某一個(gè)或其他寄存器(A,B,DPTR等)的內(nèi)容作為操作數(shù)。例如：MOVA，R0；(R0)→AMOVP1，A；(A)→P1口ADDA，R0；(A)+(R0)→ABACK2、直接尋址直接尋址方式：在指令中直接給出操作數(shù)所在存儲(chǔ)單元的地址。指令中操作數(shù)部分是操作數(shù)所在地址。直接尋址方式可訪問片內(nèi)RAM的128個(gè)單元以及所有的SFR。對于SFR，既可以使用它們的地址，也可以使用它們的名字。例如：MOVA，3AH；(3A)→AMOVA，90H；90H是P1口的地址或：MOVA，P1；(P1口)→ABACK3、立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址：指令操作碼后面緊跟的是一字節(jié)或兩字節(jié)操作數(shù)，用“#”號表示，以區(qū)別直接地址。例如：MOVA，#3AH；3AH→AMOVA，3AH；（3AH）→A；直接尋址MOVDPTR，#2000H；2000H→DPTR；（DPH）=20H；（DPL）=00HBACK4、寄存器間接尋址

寄存器間接尋址：操作數(shù)的地址事先存放在某個(gè)寄存器中，寄存器間接尋址是把指定寄存器的內(nèi)容作為地址，由該地址所指定的單元內(nèi)容作為操作數(shù)。8051規(guī)定R0或R1為間接尋址寄存器，它可尋址內(nèi)部地址RAM低位的128B單元內(nèi)容。還可采用DPTR作為間接尋址寄存器，尋址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的64KB空間。例如BACK例如：將片內(nèi)RAM65H單元內(nèi)容47H送A，可執(zhí)行指令“MOVA，@R0”。其中R0內(nèi)容為65H。如圖所示：65H47HR0A47H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址┋┋65H①②以指令中所指定的R0內(nèi)容（65H）為指針將片內(nèi)RAM65H單元內(nèi)容47H送ABACK5、變址尋址(基址寄存器+變址寄存器間接尋址)變址尋址：以某個(gè)寄存器的內(nèi)容為基地址，在這個(gè)基地址的基礎(chǔ)上加上地址偏移量形成真正的操作數(shù)地址。8051中采用DPTR或PC為變址寄存器，A的內(nèi)容為地址偏移量。變址尋址只能訪問程序存儲(chǔ)器，訪問范圍為64KB。例如BACK例如：MOVCA，@A+DPTR；((A)+(DPTR))→A如圖所示1EH0302HROMDPTRAA02F1H11H1EH+①②DPTR內(nèi)容與A的內(nèi)容之和為程序存儲(chǔ)器地址程序存儲(chǔ)器內(nèi)容送ABACK6、相對尋址

相對尋址：是以當(dāng)前的PC值加上指令中規(guī)定的偏移量rel而形成實(shí)際的轉(zhuǎn)移地址。相對尋址只出現(xiàn)在相對轉(zhuǎn)移指令中。當(dāng)前的PC值是指執(zhí)行完相對指令后的PC值；相對轉(zhuǎn)移指令操作碼所在地址稱為源地址；轉(zhuǎn)移后的地址稱為目的地址。目的地址=源地址+相對轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)+relrel為補(bǔ)碼表示的有符號數(shù)。BACK6、相對尋址

例如：ROM中地址2000H開始機(jī)器碼8054H匯編：SJMPrel其中：80H是操作碼，54H是偏移量rel執(zhí)行后，PC=2000h+2+54HBACK7、位尋址位尋址：采用位尋址方式的指令的操作數(shù)是8位二進(jìn)制數(shù)中的某一位，指令中給出的是位地址。位地址在指令中用bit表示。例如：CLRbit；位地址的兩種表示方法：直接使用位地址，如D3H；直接用寄存器名字加位數(shù)，如PSW.3。位尋址區(qū)域：片內(nèi)RAM的20H-2FH的16個(gè)單元中的128位；字節(jié)地址能被8整除的SFR。BACKBACKMCS-51指令系統(tǒng)可分為五大類[1]數(shù)據(jù)傳送指令：28條[2]算術(shù)運(yùn)算指令：24條[3]邏輯運(yùn)算及移位指令：25條[4]控制轉(zhuǎn)移指令：17條[5]位操作指令（布爾操作）：17條Back§3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令

1.以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條,即4種尋址方式)

2.以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條）

3.以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條）

4.以間接地址為目的操作數(shù)的指令（3條）

5.十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)

6.查表指令（2條）

7.累加器A與片外RAM傳送指令(4條)

8.棧操作指令（二條）

9.交換指令(4條)BackBack1.以累加器A為目的操作數(shù)的指令(4條,即4種尋址方式)例：30H數(shù)據(jù)為11H，R1為30HMOVA，#30HMOVA，30HMOVA，@R1MOVA，R1（A）=30H（A）=11H（A）=11H（A）=30H

2、以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令（3條）Back

直接尋址和立這組指令的功能是把源操作數(shù)所指定的內(nèi)容送到當(dāng)前工作寄存器組R0~R7中的某個(gè)寄存器。源操作數(shù)有寄存器尋址，即數(shù)尋址三種方式。如：（A）=78H，（R5）=47H，（70H）=F2H，執(zhí)行指令：MOVR5，AMOVR5，70HMOVR5，#A3HBack；（R5）=78H；（R5）=F2H；（R5）=A3H3、以直接地址為目的操作數(shù)的指令（5條）BackBack4、以間接地址為目的操作數(shù)的指令（3條）Back5、十六位數(shù)據(jù)傳送指令(1條)這條指令的功能是把16位常數(shù)送入DPTR。DPTR由DPH和DPL組成。BackBack6、查表指令（2條）Back基地址寄存器+變址寄存器間接尋址@PC+A(程序存儲(chǔ)器0-64K)基地址寄存器+變址寄存器間接尋址@DPTR+A(程序存儲(chǔ)器0-64K)A寄存器圖3-7程序存貯器傳送（查表）例:若：初始MOVDPTR,#2000H；MOVA,#0AH；MOVCA,@A+DPTR；執(zhí)行下面程序段后結(jié)果如何？MOVDPTR,#2000H；MOVA,#0AH；MOVCA,@A+DPTR；（DPTR）=2000H（A）=0AH（A）=（（A）+（DPTR））=（200AH）則：(A)=(200AH)=11H

所以，最后結(jié)果為：(A)=02(R0)=02(PC)=1004Back7、累加器A與片外RAM傳送指令(4條)Back

第2，4兩條指令以DPTR為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器16位地址指針，尋址范圍達(dá)64KB。其功能是DPTR所指定的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與累加器A之間傳送數(shù)據(jù)。 第1，3兩條指令是用R0或R1作低8位地址指針，由P0口送出，尋址范圍是256字節(jié)。這兩條指令完成以R0或R1為地址指針的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與累加器A之間的傳送數(shù)據(jù)。例:若：片內(nèi)RAM(30H)=01H，片外RAM(30H)=02H，執(zhí)行下面程序段后的結(jié)果如何。BackMOVR1,#30H； MOVXA,@R1； MOVR0,A ； MOVA，＠R1； MOVR2,A ； (R1)=30H(A)=02H(R0)=(A)=02H(A)=((R1))=01H(R2)=(A)=01H8、棧操作指令（二條）Back例：MOVSP，#18H ; MOVA，#30H ; MOVDPTR，#1000H; PUSHACC ; PUSHDPH ; PUSHDPL ;POPDPL ;POPDPH ;POPACC ; （SP）=18H（A）=30H（DPTR）=1000H（SP）=19H（19H）=30H（SP）=1AH（1AH）=10H（SP）=1BH（1BH）=00H(DPL)=00H(SP)=1AH(DPH)=10H(SP)=19H(A)=30H(SP)=18HBack

9、交換指令(4條)Back（1）字節(jié)變換指令

初始時(shí)：(A)=34H，(30H)=11HXCHA,30H； MOVR1,#30H； XCHA,@R1； (A)=11H，(30H)=34H(R1)=30H(A)=34H，(30H)=11H(2)半字節(jié)交換指令§3.3.2算術(shù)運(yùn)算指令1.不帶進(jìn)位加法指令(四條)

2.帶進(jìn)位加法指令（四條）

3.帶借位減法指令（四條）

4.乘法指令（1條）Back

5、除法指令（1條）

6、加1指令（5條）

7、減1指令(4條)

8、十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)Back1、不帶進(jìn)位加法指令(四條)Back例：Back若：（A）=78H，（R0）=64H

執(zhí)行ADDA，R0后，結(jié)果及PSW=？ （A）：78H=01111000B

+（R0）：64H=01100100B

（A）：DCH=11011100B標(biāo)志位： CY=0，AC=0，OV=1，P=1，即PSW=05H

結(jié)果：（A）=DCH（R0）=64H2、帶進(jìn)位加法指令（四條）Back例：設(shè)（A）=0C3H，（R0）=0AAH， （CY）=1。

執(zhí)行指令“ADDCA，R0”后的結(jié)果及標(biāo)志位如何？

例：編程，將(30H),(31H)單元中的數(shù)與

（40H）,(41H）單元中的數(shù)相加，結(jié)

果存于（30H）,(31H）單元中。

BackMOVA，30HADDA，40HMOV30H，AMOVA，31HADDCA，41HMOV31H，A3、帶借位減法指令（四條）Back

這組指令的功能是從累加器A中減去源操作數(shù)所指出的數(shù)及進(jìn)位位CY的值,差保留在累加器A中。 由于8051指令系統(tǒng)中沒有不帶借位的減法指令，如需要的話，可以在“SUBB”指令前用“CLRC”指令將Cy清0，這一點(diǎn)必須注意。例：設(shè)（A）=0C9H,（R2）=54H,Cy=1。

執(zhí)行指令“SUBBA，R2”的結(jié)果如何？Back解： （A）=0C9H=11001001B

-）Cy=1=00000001B11001000B

-）（R2）=54H=01010100B

（A）=74H=01110100B

結(jié)果為：（A）=74H標(biāo)志位為：Cy=0AC=0OV=1P=04、乘法指令（1條）該指令若乘積大于0FFH，則OV置1，否則OV清0。Cy位總是被清0。Back例：（A）=4EH，（B）=5DH，

執(zhí)行指令“MULAB”后結(jié)果如何?Back5、除法指令（1條）BackBack6、加1指令（5條）Back例：若：（R1）=30H，（30H）=11H

求執(zhí)行下面指令后的結(jié)果。

INC@R1；(30H)=12H

INCR1；(R1)=31HBack7、減1指令(4條)Back8、十進(jìn)制調(diào)整指令(1條)Back例:設(shè)累加器A內(nèi)容為：01010110B（即為56的BCD碼），寄存器R3的內(nèi)容為01100111B（即67的BCD碼），CY內(nèi)容為1。求執(zhí)行下列指令后的結(jié)果。 ADDCA，R3；

DAA；Back§3.3.3邏輯操作指令Back

1.簡單操作指令（2條）2.移位指令（4條）3.累加器半字節(jié)交換指令4.邏輯“與”指令（6條）5.邏輯“或”指令（6條）6.邏輯“異或”指令（6條）Back1.簡單操作指令（2條）Back(1)累加器A清0指令(2)累加器A取反指令Back2.移位指令（4條）Back(1)累加器A循環(huán)左移指令(2)累加器A循環(huán)右移指令

(3)累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)左移指令 RLCA；(4)累加器A連同進(jìn)位位循環(huán)右移指令 RRCA；Back3.累加器半字節(jié)交換指令

Back4.邏輯“與”指令（6條）Back

這組指令中前四條指令是將累加器A的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存放在A中。后兩條指令是將直接地址單元中的內(nèi)容和操作數(shù)所指出的單元的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯“與”，結(jié)果存入直接地址單元中。若直接地址正好是I/O端口，則為“讀——改——寫”操作。Back5.邏輯“或”指令（6條）Back這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行邏輯“或”，前四條指令的操作結(jié)果存放在累加器A中，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。Back6.邏輯“異或”指令（6條）Back

這組指令的功能是將兩個(gè)指定的操作數(shù)按位進(jìn)行“異或”，前四條指令的結(jié)果存放在累加器A中，后兩條指令的操作結(jié)果存放在直接地址單元中。上述邏輯操作類指令歸納如圖。這類指令的操作均只影響標(biāo)志位P。Back§3.3.4控制程序轉(zhuǎn)移類指令

1.無條件轉(zhuǎn)移指令（4條)

2.空操作指令（1條）

3.條件轉(zhuǎn)移指令（8條）

4.調(diào)用和返回指令Back

Back1、無條件轉(zhuǎn)移指令（4條）Back(1)絕對轉(zhuǎn)移指令

Back

這條指令提供了11位地址，可在2K范圍內(nèi)無條件轉(zhuǎn)移到由a10-a0所指出的地址單元中。因?yàn)橹噶钪惶峁┑?1位地址，高5位為原PC11-15位值，因此，轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址必須在AJMP指令后面指令的第一個(gè)字節(jié)開始的同一2K字節(jié)范圍內(nèi)。Back

(2)長轉(zhuǎn)移指令BackBack(3)短轉(zhuǎn)移（相對轉(zhuǎn)移）指令BackSJMPrel；先（PC）+2→PC后（PC）+rel→PCBack(4)間接轉(zhuǎn)移指令Back2空操作指令（1條）Back3條件轉(zhuǎn)移指令（8條）

Back(1)判零轉(zhuǎn)移指令BackBack(2)比較轉(zhuǎn)移指令（4條）Back1011011i#datarelBack(3)循環(huán)轉(zhuǎn)移指令（2條）Back

程序每執(zhí)行一次本指令，將第一操作數(shù)的字節(jié)變量減1，并判字節(jié)變量是否為零，若不為0，則轉(zhuǎn)移到目標(biāo)地址，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)程序段；若為0，則結(jié)束循環(huán)程序段的執(zhí)行，程序往下執(zhí)行。其中，rel為相對于DJNZ指令的下一條指令的第一個(gè)字節(jié)相對偏移量，用一個(gè)帶符號的8位數(shù)表示。所以，循環(huán)轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址應(yīng)為DJNZ指令的下條指令地址