第3章 MCS-51單片機的指令系統(tǒng)

第3章MCS-51單片機的指令系統(tǒng)

3.1指令編碼格式及常用符號3.2尋址方式3.3數(shù)據(jù)傳送類指令

3.4算術運算類指令

3.5邏輯運算和移位類指令3.6子程序調(diào)用與控制轉(zhuǎn)移類指令

3.7位操作類指令

MCS—51單片機共有111條指令。其特點為：（1）指令執(zhí)行時間短。其中1個機器周期指令64條，2個機器周期指令45條，4個機器周期指令2條（乘、除法指令）。（2）指令字節(jié)少。其中單字節(jié)指令49條，雙字節(jié)指令45條，三字節(jié)指令17條。（3）位操作指令豐富。（4）可直接用傳送指令實現(xiàn)端口的輸入/輸出操作。3.1指令編碼格式及常用符號

3.1.1指令的格式

［標號：］操作碼［目的操作數(shù)］［，源操作數(shù)］；［注釋］例如：L1：ＭＯＶＡ，20Ｈ；（20Ｈ）→A3.1.2指令的分類

1．按指令所占存儲器字節(jié)數(shù)分：（1）單字節(jié)指令（49條）；（2）雙字節(jié)指令（46條）；（3）三字節(jié)指令（16條）。2．按指令執(zhí)行周期數(shù)分：（1）單周期指令（64條）；（2）雙周期指令（45條）；（3）四周期指令（2條，乘法指令和除法指令）。3．按指令功能分：（1）數(shù)據(jù)傳送指令（28條）；（2）算術運算指令（24條）；（3）邏輯運算指令（25條）；（4）控制轉(zhuǎn)移類指令（17條）；（5）位操作指令（17條）。3.1.3常用符號

Rn（n=0~7）——當前選中的工作寄存器組中的寄存器R0~R7之一；Ri（i=0，1）——當前選中的工作寄存器組中的寄存器R0或R1；@——間接尋址方式中表示間址寄存器的符號；#data——8位立即數(shù)；#datal6——16位立即數(shù)；direct——8位片內(nèi)RAM單元（包括SFR）的直接地址；addrll——11位目的地址，該地址在與下一條指令地址相同的2KB的ROM空間內(nèi)。add16——16位目的地址，該地址在64KB的ROM空間內(nèi)。rel——補碼形式表示的8位地址偏移量。以下一條指令第一字節(jié)地址為基值。其值在-128～+127范圍內(nèi)；bit——片內(nèi)RAM或SFR的直接尋址位地址；C——最高進位標志位或布爾處理器的累加器；(X)——表示地址單元或寄存器中的內(nèi)容；((X))——表示以X單元或寄存器中的內(nèi)容為地址間接尋址單元的內(nèi)容；→——表示傳送給；?

——表示交換；$——表示當前指令的地址；/——表示取反；3.2尋址方式

3.2.1立即尋址立即尋址就是指令中直接給出操作數(shù)的尋址方式。指令中直接給出的這個操作數(shù)稱為立即數(shù)，在指令格式中，立即數(shù)前面有“#”標記。立即數(shù)可以是8位，也可以是16位。例如：MOVA，#50H；#50H→A3.2.2直接尋址

直接尋址就是指令中給出的是存儲單元的地址，以這個地址單元中的內(nèi)容作為操作數(shù)的尋址方式。例如：MOVA，50H；（50H）→A直接尋址方式的尋址范圍只限于單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中地址為00H~7FH的128個存儲單元以及21個特殊功能寄存器。3.2.3寄存器尋址寄存器尋址就是指令中給出的是寄存器名，以這個寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)的尋址方式。寄存器尋址方式的尋址范圍是當前工作寄存器組的8個單元R0~R7，以及少數(shù)特殊功能寄存器如A、B和DPTR。例如：MOVA，R0；（R0）→A3.2.4寄存器間接尋址寄存器間接尋址就是指令中給出的是寄存器名，以寄存器中的內(nèi)容作為地址，以地址單元中的內(nèi)容作為操作數(shù)的尋址方式。例如：MOVA；（（R0））→A寄存器間接尋址方式的尋址范圍包括片內(nèi)和片外數(shù)據(jù)存儲器。3.2.5變址尋址變址尋址就是以PC或DPTR中的內(nèi)容作為基址，以累加器A中的內(nèi)容作為變址，兩者相加形成和地址，再以該地址中的內(nèi)容作為操作數(shù)的尋址方式。例如：MOVCA

；（（A）+（DPTR））→A變址尋址只能對程序存儲器中的數(shù)據(jù)作尋址操作，常用于訪問程序存儲器中的常數(shù)表。3.2.6相對尋址相對尋址就是以程序計數(shù)器PC的當前值（該指令執(zhí)行后的PC值，即下一條指令的地址）為基址，加上指令給出的相對偏移量rel，形成新的PC值的尋址方式。例如：2000H：SJMP08H

；（PC）+2+08H→PC3.2.7位尋址位尋址就是對位地址中的內(nèi)容做位操作的尋址方式。例如：CLR00H；0→00H3.3數(shù)據(jù)傳送類指令

3.3.1以累加器A為目的操作數(shù)的指令

匯編語言指令指令功能MOVA，RnMOVA，directMOVAMOVA，#data（Rn）→

A （direct）→

A（（Ri））→

A#data→A3.3.2以寄存器Rn為目的操作數(shù)的指令匯編語言指令指令功能MOVRn，A MOVRn，directMOVRn，#data（A）→

Rn （direct）→

Rn #data→Rn 3.3.3以直接地址direct為目的操作數(shù)的指令

匯編語言指令指令功能MOVdirect，A MOVdirect，Rn MOVdirect，directMOVdirectMOVdirect，#data（A）→

direct（Rn）→

direct （direct）→

direct（（Ri））→

direct #data→direct3.3.4以間接地址Ri為目的操作數(shù)的指令

匯編語言指令指令功能MOV@Ri，A MOV@Ri，directMOV@Ri，#data （A）→（Ri）（direct）→（Ri）

#data→（Ri）3.3.5以DPTR為目的操作數(shù)的指令

匯編語言指令指令功能MOVDPTR，#data16#data16→DPTR3.3.6訪問外部RAM的指令

匯編語言指令指令功能MOVXAMOVXA MOVX@DPTR，AMOVX@Ri ，A （（DPTR））→

A（（Ri））→

A（A）→（DPTR）（A）→（（Ri））3.3.7讀ROM指令

匯編語言指令指令功能MOVCAMOVCA（PC）+1→PC（（A）+（PC））→

A（（A）+（DPTR））→

A3.3.8數(shù)據(jù)交換指令

匯編語言指令指令功能XCHA，Rn XCHA，directXCHAXCHDA（A）←→（Rn）（A）←→（direct）（A）←→（（Ri））（A）3~0

←→（（Ri））3~03.3.9堆棧操作指令

匯編語言指令指令功能PUSHdirectPOPdirect（SP）+1→SP（direct）→（SP）（（SP））→

direct（SP）-1→SP3.4算術運算類指令

3.4.1加法指令

（1）不帶進位的加法指令匯編語言指令指令功能ADDA，RnADDA，directADDAADDA，#data（A）+（Rn）→

A （A）+（direct）→

A（A）+（（Ri））→

A（A）+#data→A（2）帶進位的加法指令匯編語言指令指令功能ADDCA，RnADDCA，directADDCAADDCA，#data（A）+（Rn）+（Cy）→

A（A）+（direct）+（Cy）→

A（A）+（（Ri））+（Cy）→

A（A）+#data+（Cy）→

A（3）增量指令匯編語言指令指令功能INCA INCRnINCdirectINC@RiINCDPTR（A）+1→A（Rn）+1→Rn（direct）+1→direct（（Ri））+1→（Ri）（DPTR）+1→DPTR（4）十進制調(diào)整指令匯編語言指令指令功能DAA 對A中的結(jié)果進行十進制調(diào)整3.4.2減法指令（1）帶借位的減法指令匯編語言指令指令功能SUBBA，RnSUBBA，directSUBBASUBBA，#data（A）-（Cy）-（Rn）→

A（A）-（Cy）-（direct）→

A（A）-（Cy）-（（Ri））→

A（A）-（Cy）-#data→A（2）減量指令匯編語言指令指令功能DECA DECRnDECdirectDEC@Ri（A）-1→A（Rn）-1→Rn（direct）-1→direct（（Ri））-1→

（Ri）3.4.3乘法指令

匯編語言指令指令功能MULAB （A）×（B）→（B）（A）3.4.4除法指令

匯編語言指令指令功能DIVAB （A）/（B）3.5邏輯運算和移位類指令

3.5.1邏輯與指令

匯編語言指令指令功能ANLA，Rn ANLA，direct ANLA ANLA，#data ANLdirect，A ANLdirect，#data（A）∧（Rn）→

A（A）∧（direct）→

A（A）∧（（Ri））→

A （A）∧#data→A （direct）∧（A）→

direct（direct）∧#data→direct3.5.2邏輯或指令

匯編語言指令指令功能ORLA，Rn ORLA，direct ORLA ORLA，#data ORLdirect，A ORLdirect，#data（A）∨（Rn）→

A （A）∨（direct）→

A （A）∨（（Ri））→

A （A）∨#data→A （direct）∨（A）→

direct（direct）∨#data→direct3.5.3邏輯異或指令

匯編語言指令指令功能XRLA，Rn XRLA，direct XRLA XRLA，#data XRLdirect，A XRLdirect，#data（A）∨（Rn）→

A （A）∨（direct）→

A （A）∨（（Ri））→

A （A）∨#data→A （direct）∨（A）→

direct（direct）∨#data→direct3.5.4清零和取反指令

匯編語言指令指令功能CLRACPLA0→A （A）→

A3.5.5移位指令

匯編語言指令指令功能RLARRARLCARRCASWAPA（A）6~0

→A7~1，（A）7

→A0

（A）7~1

→A6~0，（A）0

→A7

（A）6~0

→A7~1，（A）7

→Cy，（Cy）→

A0（A）7~1

→A6~0，（A）0

→Cy，（Cy）→

A7（A）7~4

←→（A）3~0

3.6子程序調(diào)用與控制轉(zhuǎn)移類指令

3.6.1子程序調(diào)用與返回指令

匯編語言指令指令功能ACALLaddr11LCALLaddr16RETRETI（PC）+2→PC（SP）+1→SP（PC低8位）→（SP）（SP）+1→SP（PC高8位）→（SP）

addr11→PC10~0（PC）+3→PC（SP）+1→SP（PC低8位）→（SP）（SP）+1→SP（PC高8位）→（SP）

addr16→PC（（SP））→

PC高8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC低8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC高8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC低8位（SP）-1→SP3.6.2無條件轉(zhuǎn)移指令

匯編語言指令指令功能AJMPaddr11LJMPaddr16SJMPrelJMP@A+DPTR（PC）+2→PCaddr11→PC10~0（PC）+3→PCaddr16→PC（PC）+2+rel→PC（A）+（DPTR）→

PC3.6.3條件轉(zhuǎn)移指令（1）累加器判0轉(zhuǎn)移指令匯編語言指令指令功能JZrel JNZrel（A）=00H，（PC）+2+rel→PC（A）≠00H，（PC）+2→PC（A）≠00H，（PC）+2+rel→PC（A）=00H，（PC）+2→PC（2）兩數(shù)比較不等轉(zhuǎn)移指令匯編語言指令指令功能CJNEA，#data，relCJNEA，direct，relCJNERn，#data，relCJNE@Ri，#data，rel（A）=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（A）>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（A）<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（A）=（direct），（PC）+3→PC，0→Cy（A）>（direct），（PC）+3+rel→PC，0→Cy（A）<（direct），（PC）+3+rel→PC，1→Cy（Rn）=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（Rn）>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（Rn）<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（（Ri））=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（（Ri））>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（（Ri））<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（3）減1非零轉(zhuǎn)移的2條指令匯編語言指令指令功能DJNZRn，relDJNZdirect，rel（Rn）-1→Rn（Rn）≠00H，（PC）+2+rel→PC（Rn）=00H，（PC）+2