人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-Artificial-Neural-Networks-重慶大學(xué)課件

第3章

MCS-51指令系統(tǒng)

§1匯編語(yǔ)言與指令系統(tǒng)

§2尋址方式

§3數(shù)據(jù)傳送類指令

§4算術(shù)操作指令

§５邏輯操作類命令

§6程序轉(zhuǎn)換類指令

§7位操作指令

§8匯程序格式及偽指令

§９應(yīng)用舉例

7/22/20231§1匯編語(yǔ)言與指令系統(tǒng)MCS—51指令系統(tǒng)l

111條指令，分為數(shù)據(jù)傳送，算術(shù)操作，邏輯操作，程序轉(zhuǎn)移，位操作5類。l

單字節(jié)49條,雙字節(jié)46條,三字節(jié)16條l

單周期64條,1μs（12MHz時(shí)）;

雙周期45條,2μs;

四周期2條,4μs7/22/20232§1匯編語(yǔ)言與指令系統(tǒng)

MCS—51單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令的標(biāo)準(zhǔn)格式如下:

［標(biāo)號(hào):］操作碼［目的操作數(shù)］［,源操作數(shù)］［;注釋］

LOOP:MOVA,＃10H；（A）←10H

7/22/20233§2尋址方式

名稱形式說(shuō)明單片機(jī)中的數(shù)立即數(shù)#0f0h8位立即數(shù)#1234h16位立即數(shù)(給DPTR)寄存器R0…R7本質(zhì)上是訪問(wèn)的內(nèi)部RAM低端存儲(chǔ)器10H(8位直接地址)可能是字節(jié)地址,也可能是位地址,但只能訪問(wèn)內(nèi)部RAM或SFR@R0或@R1@DPTR(寄存器間接尋址)8位及16位寄存器間接尋址,@R0或@R1內(nèi)部RAM或外部RAM,@DPTR只能為外部RAM(內(nèi)用MOV,外用MOVX)@A+PC@A+DPTR(變址尋址)用于訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器(內(nèi)或外都用MOVC)7/22/20234內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器§2尋址方式

7/22/2023500HFFH100HFFFFHMOVXA，@DPTR按16位編址用數(shù)據(jù)指針，寄存器間接尋址MOVXA@Rj

8位編址寄存器間接尋址

外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器§2尋址方式

7/22/20236程序存儲(chǔ)器MOVCA,@A+PCMOVCA,@A+DPTR外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH返回§2尋址方式

7/22/20237§2尋址方式

MCS-51尋址方式分：（1）立即尋址MOVA，#40H

#0F0H等，有“0”在前

立即數(shù)

操作數(shù)就在操作碼之后（2）寄存器尋址MOVA，R0

寄存器，操作數(shù)在R0寄存器中（3）寄存器間接尋址MOVA，@Rj

j=0、1

MOVXA，@Rj

MOVXA，@DPTR等

7/22/20238§2尋址方式

（4）直接尋址

MOVA，30H ACALL

addr11 AJMPaddr11 LCALLaddr16 LJMPaddr16

直接位尋址SETB80H等（5）基礎(chǔ)寄存器加變址寄存器間接尋址

MOVCA，@A+DPTRMOVCA，@A+PC

（6）

相對(duì)尋址操作數(shù)中有rel

標(biāo)記：

rel

為有符號(hào)數(shù)-128～127

注意操作數(shù)的算法，應(yīng)為：目的地址-（當(dāng)前指令地址+該指令字節(jié)數(shù)）

7/22/20239在分類介紹各類指令之前，先對(duì)描述指令的一些符號(hào)意義進(jìn)行一些簡(jiǎn)單約定:Rj和Ri：j表示0或1，即R0和R1；

i表示0～7，即R0～R7。＃data：指包含在指令中的8位立即數(shù)。＃data16：包含在指令中的16位立即數(shù)。

rel：相對(duì)地址，以補(bǔ)碼形式表示的地址偏移量，范圍 為-128～+127，主要用于無(wú)條件相對(duì)短轉(zhuǎn)移指令 SJMP和所有的條件轉(zhuǎn)移指令中。指令中常用的符號(hào)注釋7/22/202310addr16：16位目的地址。目的地址可在全部程序存儲(chǔ)器的64KB空間范圍內(nèi)，主要用于無(wú)條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP和子程序長(zhǎng)調(diào)用指令LCALL中。addr11：11位目的地址。目的地址應(yīng)與下條指令處于相同的2KB程序存儲(chǔ)器地址空間范圍內(nèi)，主要用于絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP和子程序絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALL指令中。指令中常用的符號(hào)注釋（續(xù)）7/22/202311direct：

表示直接尋址的地址，即8位內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的單元地址或特殊功能寄存器SFR的地址。對(duì)于SFR可直接用其名稱來(lái)代替。bit：內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的位尋址空間和特殊功能寄存器SFR中的可位尋址空間。

@：間接尋址寄存器或基地址寄存器的前綴，如@Ri， @DPTR，表示寄存器間接尋址。指令中常用的符號(hào)注釋（續(xù)）7/22/202312（X）：表示X中的內(nèi)容。

（（X））：表示由（X）作地址去訪問(wèn)片內(nèi)RAM單元，該片內(nèi)RAM單元的內(nèi)容用（（X））表示。符號(hào)（/）：表示對(duì)該位操作數(shù)取反。符號(hào)（→）：表示指令操作流程方向，將箭頭一方的內(nèi)容，送入箭頭另一方的單元中去。指令中常用的符號(hào)注釋（續(xù)）7/22/202313§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-1以累加器A為一方的傳送指令（單周期）（1）MOVA，Ri

i=0～7,具體單元由PSW的RS0，RS1定

MOVRi,A（2）MOVA，@Rj

片內(nèi)RAM（51系列Rj值為0～7F，

52系列，Rj為0～FF）

MOV@Rj

，A的數(shù)據(jù)與A之間的傳送j=0、1（3）

MOVA，direct訪問(wèn)片內(nèi)RAM及SFR;MOVdirect,Adirect為片內(nèi)RAM地址或SFR名注意：對(duì)于51，它訪問(wèn)所有RAM（128字節(jié)）及有定義的SFR共 21字節(jié) 對(duì)于52，它只訪問(wèn)128字節(jié)RAM（其余RAM有（2）方式 訪問(wèn)）及有定義的SFR（26字節(jié)）。

7/22/202314§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-2不以累加器A為一方傳送指令（二周期）（1）MOVdirectRi

訪問(wèn)片內(nèi)RAM的低128字節(jié)及SFRMOVRi,direct雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為直接尋址的地址（2）MOVdirect，@Rj

某片內(nèi)RAM單元（0～FF）內(nèi)容送片內(nèi)RAM（128字節(jié)）或SFRMOV@Rj，direct（3）MOVdirect，direct某直接尋址字節(jié)送另一直接尋址字節(jié)（128RAM及SFR），不可訪問(wèn)52系列的高128字節(jié)片內(nèi)RAM7/22/202315§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-3用立即數(shù)置數(shù)的指令（1）MOVA，#data

雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為立即數(shù)（2）MOVRi，#data

雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為立即數(shù)（3）MOV@Rj，#data立即數(shù)送片內(nèi)RAM

雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為立即數(shù)（4）MOVdirect,#data立即數(shù)送直接地址（片內(nèi)RAM0～7F或SFR）

三字節(jié)指令，第2字節(jié)為直接地址，第3字節(jié)為立即數(shù)（5）MOVDPTR，#data16位立即數(shù)送數(shù)據(jù)指針 唯一的一條16位數(shù)據(jù)傳送指令，三字節(jié)指令

7/22/202316§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-4

訪問(wèn)片外RAM（三周期）訪問(wèn)片外RAM，用MOVX指針（1）MOVXA，@Rj

訪問(wèn)片外0～FF單元，8位編址，單字 節(jié)指令

MOVX@Rj，A（2）MOVXA，@DPTR訪問(wèn)片外0000～FFFF單元，16位 編址，單字節(jié)指令

MOVX@DPTR，A7/22/202317§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-5基址寄存器加變址寄存器間址指令（2周期）（1）MOVCA，@A+DPTR

訪問(wèn)程序存貯器，單字節(jié)指令例執(zhí)行前A=5DPTR=2000H在2005H單元存放值為8，則執(zhí)行后A為8

（2）MOVCA，@A+PC訪問(wèn)程序存貯器，單字節(jié)指令注意：若當(dāng)前單字節(jié)為2000地址，則PC值為2001，因?yàn)閳?zhí)行此指令時(shí)，PC已+17/22/202318§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-6交換指令數(shù)據(jù)交換，互為源地址與目的地址（單周期）（1）XCHA，Ri

單字節(jié)（2）XCHA，@Rj

單字節(jié)（3）XCHA，direct雙字節(jié)，第2字節(jié)為直接尋址（4）XCHDA，@Rj

單字節(jié)指令，交換低半字節(jié)（5）SWAPA單字節(jié)指令，交換A的高低半字節(jié)

7/22/202319§3數(shù)據(jù)傳送類指令

3-7進(jìn)棧出棧（2周期）（1）PUSHdirect雙字節(jié)指令，第2字節(jié)直接尋址（SP）（SP）+1

（（SP））（direct）（2）POPdirect雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為直接尋址（direct）((SP))(SP)(SP)-17/22/202320§4算術(shù)操作類指令I(lǐng)NCDPTR為２周期MUL

AB為４周期DLVAB其余為單周期4-1加法指令（1）ADDA，Ri

單字節(jié)指令

ADDCA，Ri

進(jìn)位位進(jìn)入最低位（2）ADDA，@Rj

單字節(jié)指令

ADDCA，@Rj

訪問(wèn)片內(nèi)RAM（0～FF）（3）ADDA，direct直接尋址字節(jié)與累加器相加，

ADDCA，direct雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為直接尋址（4）ADDA，#data立即數(shù)與累加數(shù)相加

ADDCA，#data雙字節(jié)指令，第2字節(jié)為立即數(shù)

7/22/202321§4算術(shù)操作類指令4-1加法指令說(shuō)明：*加法運(yùn)算時(shí)，PSW的影響相加后整個(gè)字節(jié)有溢出C置位，否則C為0

低半字節(jié)有溢出AC置位，否則AC為0

最高位與次高位有一個(gè)進(jìn)位，OV置位，否則OV為0*加法有帶符號(hào)數(shù)相加與不帶符號(hào)數(shù)相加之分，但機(jī)器本身是做統(tǒng)一處理，并不認(rèn)識(shí)有無(wú)符號(hào)，也不接受負(fù)數(shù)輸入（要用補(bǔ)碼表示），運(yùn)算結(jié)果要由人為判定。*OV為1表示超出一個(gè)字節(jié)對(duì)有符號(hào)數(shù)的表示范圍，-128～127

7/22/202322§4算術(shù)操作類指令4-2減法指令

均涉及進(jìn)位位（1）SUBBA，Ri

單字節(jié)

A-Ri-C（2）SUBBA，@Rj

單字節(jié)

片內(nèi)RAM（3）SUBBA，direct雙字節(jié)

第1字節(jié)為95H，第二字節(jié)為直接地址（4）SUBBA，#data雙字節(jié)，第二字節(jié)為data

7/22/202323§4算術(shù)操作類指令4-2減法指令說(shuō)明：*減法運(yùn)算影響PSW

不夠減（最高位有借位）

C=1

低半字節(jié)不夠減AC=1

最高位與次高位不同時(shí)借位（有一個(gè)）

OV=1否則為0COV（+）-（+）

（+）-（-）

（-）-（+）

（-）-（-）00127-1=126-1-1=-2-1-(-128)=12701

-128-127=1101-127=-1261-(-1)=2-128-(-1)=-127

11

127-(-128)=-17/22/202324§4算術(shù)操作類指令4-2減法指令例：80H-81H10000000128-129255錯(cuò)誤，無(wú)符號(hào)數(shù)10000001C=1OV=011111111-128-（-127）

-1正確，有符號(hào)數(shù)

注：無(wú)論加法運(yùn)算，還是減法運(yùn)算，均掌握規(guī)律。只要給定兩數(shù)00～FFH，運(yùn)算后其結(jié)果是定的，對(duì)PSW相關(guān)位（C、OV、AC等）的影響也是定的。得到的結(jié)果是否正是用戶所需的，要看操作數(shù)的其正意義，（比如FFH可能代表-1，也可能代表255），該結(jié)果可能有效，也可能無(wú)效，可能當(dāng)成有符號(hào)數(shù)，也可能當(dāng)成無(wú)符號(hào)數(shù)。用戶按照你輸入的操作數(shù)的具體意圖及PSW的相關(guān)位來(lái)判斷結(jié)果的正確性。

7/22/202325§4算術(shù)操作類指令4-3

加1指令

（不影響標(biāo)志位）（1）INCA單字節(jié)（2）INCRi

單字節(jié)（3）INC@Rj

單字節(jié)（4）INCdirect雙字節(jié)，第二字節(jié)為直接地址（5）INCDPTR單字節(jié)

7/22/202326§4算術(shù)操作類指令4-4減1指令

（不影響標(biāo)志位）（1）DECA（2）DECRi（3）DEC@Rj（4）DECdirect

7/22/202327§4算術(shù)操作類指令4-5其它算術(shù)操作指令（1）DAA單字節(jié)，累加器內(nèi)容十進(jìn)制調(diào)整

機(jī)器操作是按2進(jìn)制，如要作BCD碼運(yùn)算，則需調(diào)整，例：

（38）BCD+（89）BCD0011100011000001100010010110011012711000001100100111

非法

AC=1AＣ為1或低四位非法，低4位＋６Ｃ為１或高四位非法，高４位＋６

不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)二者調(diào)整過(guò)程運(yùn)算結(jié)果，只影響Ｃ，不影響ＡＣ、ＯＶ

7/22/202328§4算術(shù)操作類指令4-5其它算術(shù)操作指令（２）ＭＵＬＡＢ

（Ａ）＊（Ｂ）結(jié)高８位Ｂ低８位Ａ單字節(jié)４周期指令 不影響ＡＣ影響標(biāo)志位：Ｃ＝０;

若積大于２５５,則ＯＶ為１，否則為０若ＯＶ為０，可只?。林薪Y(jié)果

（３）ＤＩＶＡＢ （Ａ）／（Ｂ）商Ａ余數(shù)Ｂ 影響標(biāo)志位：Ｃ＝０， 除數(shù)為０時(shí)，ＯＶ為１，否則ＯＶ為０。7/22/202329§５邏輯操作類命令共２４條ＡＮＬdirect＃dataＯＲＬdirect＃data

為兩個(gè)機(jī)器周期ＸＲＬdirect＃data5-1與指令：用于修改某些單元的內(nèi)容，用讀修改寫的方式控制位為０時(shí)，使相關(guān)位清０，為１則保持不變。共５條ANL

Ａ，Ｒi單

ANLA，

#0FEHANL

Ａ，@Ｒj單ANLPSW，

#11100111BANLA，direct雙ANLdirect，A雙

無(wú)法修改52的高128字節(jié)RAMANLA，

#data雙ANLdirect，#data三

7/22/202330§５邏輯操作類命令5-2或指令

控制位為0，則保持不變，為1則是1ORLA，Ri

單ORLA，@Rj

單ORLA，direct雙ORLdirect，A雙ORLA，#data雙ORLdirect，#data三

例

P1端口前三位不變，后五位由A的后5位決定ANLA，#00011111BA前三位為0，后5位不變ORLP1，AP1前三位不變，后5位中根據(jù)A，把該置1的置位ORLA，#11100000BA前三位為1，后5位不變ANLP1，AP1前三位不變，后5位中根據(jù)A，把該置0的清07/22/202331§５邏輯操作類命令5-3異或指令

控制位為1，使原相應(yīng)位改變

控制位為0，使相應(yīng)位不變XRLA，

Ri

單XRLA，

@Rj

單XRLA，direct雙XRLdirect，A雙XRLA，#data雙XRLdirect，#data三第2為直接地址，第3字節(jié)為立即數(shù)7/22/202332§５邏輯操作類命令5-4A操作指令CPLAA內(nèi)容取反，單字節(jié)CLRAA內(nèi)容清0，單字節(jié)RLAA內(nèi)容循環(huán)左移，單字節(jié)RRAA內(nèi)容循環(huán)右移，單字節(jié)RLCA帶進(jìn)位循環(huán)

左移

單字節(jié)，

C進(jìn)低位，高位進(jìn)CRRCA帶進(jìn)位循環(huán)右移單字節(jié)，C進(jìn)高位，低位進(jìn)C7/22/202333§6程序轉(zhuǎn)換類指令共17條NOP空操作，只延時(shí)，1個(gè)機(jī)器周期其余均為2個(gè)機(jī)器周期6-1無(wú)條件轉(zhuǎn)移（1）AJMPaddr11

（PC）

（PC）+2雙字節(jié)指令

（PC10～0）

addr11轉(zhuǎn)移發(fā)生在PC當(dāng)前值（PC+2后）所在的2K范圍內(nèi)。同樣的指令，由PC當(dāng)前值不同，程序入口會(huì)不一樣在2K內(nèi)轉(zhuǎn)移例：

AJMP111111111111B執(zhí)行后入口為

07FFH若上面指令在07FF單元，則+2后為0801H，入口變?yōu)?8FFH單元

7/22/202334§6程序轉(zhuǎn)換類指令6-1無(wú)條件轉(zhuǎn)移（2）LJMPaddr16三字節(jié)，第2字節(jié)為高8位，第3字節(jié)為低8位

（PC）

（PC）+3

（PC）

addr16

在范圍64K內(nèi)轉(zhuǎn)移（3）SJMPrel

相對(duì)轉(zhuǎn)移，-128～127范圍內(nèi)

（PC）

（PC）+2雙字節(jié)

（PC）

（PC）+相對(duì)地址

在1頁(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)移，匯編編程時(shí)，rel為地址標(biāo)號(hào)（4）JMP@A+DPTR單字節(jié)

（PC）

（A）+（DPTR）

在64K范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移7/22/202335§6程序轉(zhuǎn)換類指令6-2條件轉(zhuǎn)移指令（1）JZrel

雙字節(jié)指令，在1頁(yè)內(nèi)（256）轉(zhuǎn)移，rel為相對(duì) 地址，A累加器為0則轉(zhuǎn)（2）JNZrel

同上，A不為0則轉(zhuǎn)，雙字節(jié)指令（3）CJNEA，direct，rel

三字節(jié)，第2為直接地址，第3字節(jié)為相對(duì)地址

A與direct內(nèi)容不等則轉(zhuǎn)（4）CJNEA，#data,rel

三字節(jié)，A與#data不等則轉(zhuǎn)（5）CJNERi，#data，rel

Ri（i=0～7）與#data不等則轉(zhuǎn)，三個(gè)字節(jié)（6）CJNE@Rj，#data，rel

三個(gè)字節(jié)，片內(nèi)RAM內(nèi)容同#data比 較（7）DJNZRi,rel

雙字節(jié)

Ri（i=0～7），內(nèi)容先減1，再判斷，不為0則轉(zhuǎn)（8）DJNZdirect，rel

三字節(jié) （direct）-1不為0則轉(zhuǎn)7/22/202336§6程序轉(zhuǎn)換類指令6-2條件轉(zhuǎn)移指令例：

MOVR0，#0AHLP：CPLP1。0

；1個(gè)周期

DJNZR0，LP；2個(gè)周期

DONE：

每3個(gè)機(jī)器周期P1。0反向一次，同時(shí)R0減1，故結(jié)果為

假定P1。0原為03個(gè)機(jī)器周期

出現(xiàn)5個(gè)周期方波

7/22/202337§6程序轉(zhuǎn)換類指令

（PC）

（PC）+26-3調(diào)子程序

（SP）

（SP）+1（1）

ACALLaddr11（SP）

（PC7～0）雙字節(jié)指令

（SP）

（SP）+1用在當(dāng)前PC任何在的2K范圍內(nèi)

（（SP））

（PC15～8）

（PC10～0）

addr11（2）LCALLaddr16三字節(jié)指令,執(zhí)行同前面類似，只是PC要加 3，而更新PC是addr16，在64K范圍內(nèi)調(diào)用子程序（3）RET單字節(jié)

（PC）

（PC）+1

（PC15～8）

（（SP））

（SP）

（SP）-1

（PC7～0）

（（SP））

（SP）

（SP）-1在執(zhí)行時(shí)PC仍要+1，只不過(guò)由于要全部更新，故不強(qiáng)調(diào)

PC保留是先低后高字節(jié)，恢復(fù)是先高后低字節(jié)。（4）RETI

中斷返回指令，功能與RET同只是先要恢復(fù)優(yōu)先級(jí)觸發(fā)器為0

7/22/202338§7位操作指令MCS-51單片機(jī)有位處理功能，適合于位處理、邏輯控制任務(wù)。位的表示方式：位地址

比如PSW的最低位P，可用D0表示點(diǎn)方式

PSW.0

位名稱表示

P

標(biāo)號(hào)表示少用（后面講，標(biāo)號(hào)bit位）7-1位傳送

1個(gè)機(jī)器周期

bit代表尋址位（1）MOVC,bit

（例

MOVCP0

，P0的低位進(jìn)標(biāo)志位C）（2）MOVbit,C

例如MOV00H，C指C進(jìn)入RAM20H單元的低位7/22/202339§7位操作指令7-2位邏輯操作（1）CPLC單字節(jié)單周期（2）CLRC單字節(jié)單周期（3）SETBC單字節(jié)單周期（4）CPLbit雙字節(jié)

單周期，第二字節(jié)為位地址（5）CLRbit雙字節(jié)

單周期，第二字節(jié)為位地址（6）SETBbit雙字節(jié)

單周期，第二字節(jié)為位地址（7）ANLC,bit雙字節(jié)

單周期，第二字節(jié)為位地址（8）ORLC，bit雙字節(jié)

單周期，第二字節(jié)為位地址（9）ANLC,/bit雙字節(jié)

單周期，/bit代表先取反

（10）ORLC,/bit雙字節(jié)

單周期，再操作7/22/202340§7位操作指令7-3位條件轉(zhuǎn)移指令（二周期）（1）JCrel

雙字節(jié)，第二字節(jié)為相對(duì)地址（在1頁(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)）（2）JNCrel

雙字節(jié)，第二字節(jié)為相對(duì)地址（在1頁(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)）（3）JBbit,rel

三字節(jié)，第2為位地址，第3字節(jié)為相對(duì)地址（4）JNBbit，rel

三字節(jié)，不為1轉(zhuǎn)（5）JBCbit，rel

三字節(jié)，同上

位為1轉(zhuǎn)，同時(shí)清除該位至0

與JBbit，rel

比多一個(gè)清除操作例:CJNER0，#100，NEQU比較，并影響標(biāo)志位

相等，R0=100

NEQU：JCLESSR0>100LESS：