單片機第3章復習資料

1、第3章 AT89C51的指令系統(tǒng),第3章 AT89C51指令系統(tǒng),何為指令？,CPU按照人們的意圖來完成某種操作的命令。,指令系統(tǒng)：一臺計算機的CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合。,本章主要內容：,一、指令的基本概念及格式介紹,匯編語言指令的書寫格式 標號:操作碼 操作數(shù)1，操作數(shù)2，操作數(shù)3 ；注釋 標號：用符號表示的該條指令的首地址，根據(jù)需要設置。位于一 條指令（語句）的開頭，以冒號結束。它以英文字母開頭，由字母、數(shù)字、下劃線等組成。 操作碼：操作碼規(guī)定指令實現(xiàn)何種功能（傳送、加）操作。是由助記符表示的字符串，是任一指令不可缺少的部分。 操作數(shù)：操作數(shù)可以是被傳送的數(shù)（立即數(shù)），或數(shù)在內RAM

2、中的地址，寄存器， 轉移的指令地址，?？梢圆捎米帜?、字符和數(shù)字等多種表示形式。各操作數(shù)之間要用“,” 號分開。 注釋：為便于閱讀而對指令附加的說明語句。必須以分號“;”開始?？梢圆捎米帜?、數(shù)字和漢字等多種表示形式。,匯編語言常用符號 指令系統(tǒng)中還使用了一些符號。這些符號的含義如下： Rn當前選中的工作寄存器組中的8個寄存器R0R7（n=07） Ri當前選中的工作寄存器組中的2個寄存器R0、R1（i=0,1）. direct8位直接地址。 #data8包含在指令中的8位二進制數(shù)。 #data16包含在指令中的16位二進制數(shù)。 Addr1616位二進制地址，用于LCALL、LJMP中 Addr11

3、用于ACALL和AJMP指令中。 rel在相關的匯編語言指令中講解它的意義。 DPTR數(shù)據(jù)指針，可用作16位二進制的地址寄存器。,匯編語言常用符號 bit位，內部RAM（包括特殊功能寄存器）中的可尋址位。 A累加器。 B特殊功能寄存器，常用于乘除法指令MUL和DIV中。 C進位標志或進位位，或位處理器中的累加器。也可用Cy表示。 間址寄存器或基址寄存器的前綴，如 Ri，DPTR 。 / 位操作的前綴，表示對該位操作數(shù)取反，如 / bit 。 （） 中的內容。 （）中內容為地址的其中的內容。 用箭頭右邊的內容取代箭頭左邊的內容。 $ 指本條指令的首地址。,二、偽指令,偽指令：用來對匯編過程進行控

4、制，或者對符號、標號賦值的指令。這些指令不被翻譯成機器代碼。,匯編語言中的偽指令及其作用,三、指令尋址方式,尋址、尋址方式、尋址存儲器范圍,尋址就是單片機CPU尋找指令中參與操作的數(shù)據(jù)的地址 尋址方式是單片機CPU尋找指令中參與操作的數(shù)據(jù)地址的方法,尋址依據(jù)：,說明：在沒有特別強調的情況下，提到的尋址方式是源操作數(shù)的尋址。,尋址方式種類（7種）：,四、匯編語言的指令系統(tǒng),按指令功能可把111種指令分為五類： 數(shù)據(jù)傳送類（29種）； 算術操作類（24種）； 邏輯操作類（24種）； 控制程序轉移類（17種）； 布爾變量操作類（17種），即位操作類指令。,1. 數(shù)據(jù)傳送指令,）內部RAM數(shù)據(jù)傳送指令

5、 （MOV）（16條） 表3-4列出了內部RAM數(shù)據(jù)傳送指令、功能操作、機器代碼和執(zhí)行機器周期數(shù)。,（1）、16位傳送,指令： MOV DPTR,#data16,例： MOV DPTR,#1234H ;（DPTR）=1234H,該指令也可以用兩條8位數(shù)據(jù)傳送指令實現(xiàn)： MOV DPH,#12H ;（DPH）=12H MOV DPL,#34H ;（DPL）=34H,（DPTR）=1234H,通用格式： MOV 目的字節(jié)， 源字節(jié),（2）、8位傳送,給出每條指令執(zhí)行后的結果,MOV 23H，#30H MOV 12H，#34H MOV R0，#23H MOV R7，12H MOV R1，#12H M

6、OV A，R0 MOV 34H，R1 MOV 45H，34H MOV DPTR，#6712H MOV 12H，DPH MOV R0，DPL MOV A，R0,；(23H)=30H ；(12H)=34H ；(R0)=23H,；(R7)=34H ；(R1)=12H ；(A)=30H,；(34H)=34H ；(45H)=34H ；(DPTR)=6712H,；(12H)=67H ；(R0)=12H ；(A)=67H,內部RAM,小練習：,設片內RAM中（59H）=50H，執(zhí)行下列程序段： MOV A,59H MOV R0,A MOV A,#0 MOV R0,A MOV A,#25H MOV 51H,A

7、 MOV 52H,#70H 問A=？ （50H）=？ （51H）= ？ （52H）=？,（A）=50H,（R0）=50H,（A）=00H,（50H）=00H,（A）=25H,（51H）=25H,（52H）=70H,A=25H,（51H）=25H,（52H）=70H,（50H）=00H,2）外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令（MOVX）（4條） 表3-5列出了外部RAM數(shù)據(jù)傳送指令、功能操作、機器代碼和執(zhí)行機器周期數(shù)，它們都是與外RAM有關的數(shù)據(jù)傳送指令。 該類指令均涉及對外RAM 64K地址單元操作，而指令MOVX Ri,A MOVX A,Ri中Ri只提供外RAM地址的低8位地址，所以高8位應由P2提供。

8、, MOVX A,Ri ;(Ri)(A),i=0、1 MOVX A,DPTR ;(DPTR)(A) MOVX Ri,A ;(A)(Ri),i=0、1 MOVX DPTR,A ;(A)(DPTR),強調,1. 在89C51中，與外部存儲器RAM之間進行數(shù)據(jù)傳輸時，必須通過A累加器。, MOVX A,Ri MOVX A,DPTR MOVX Ri,A MOVX DPTR,A,89C51內部RAM間直接可以進行數(shù)據(jù)的傳遞。,外部RAM數(shù)據(jù)的傳遞必須通過A累加器。,比如，要將外部RAM中某一單元（設為0100H單元的數(shù)據(jù)）送入另一個單元（設為0200H單元）， 必須先將0100H單元中的內容讀入A，然后

9、再送到0200H單元中去。,【例】：將外部RAM中100H單元中的內容送入外部RAM中200H單元中。,2.要讀或寫外部的RAM，必須要知道RAM的地址，地址是被直接放 在DPTR中的或者Ri中。 使用時: 應先將要讀或寫的地址送入DPTR或Ri中; 用讀寫命令。,MOV DPTR，#0100H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#0200H MOVX DPTR，A,3）ROM數(shù)據(jù)傳送指令（查表指令）（MOVC）（2條） 表3-5列出了ROM數(shù)據(jù)傳送指令、功能操作、機器代碼和執(zhí)行機器周期數(shù)。均屬變址尋址指令，涉及ROM的尋地址空間均為64K。它們在程序中多用于查數(shù)據(jù)表，故又稱查表指令。

10、 一般，A中內容稱變址，DPTR、PC中內容稱基地址。, MOVC A,A+DPTR ;(A)+(DPTR)A MOVC A,A+PC ;(PC)+1(PC),(A)+(PC)A,【例】若（DPTR)=3000H,(A)=20H, 執(zhí)行： MOVC A,A+DPTR; 結果： (A)=(（DPTR）+(A)=（3000H+20H）= （3020H）,【例】若（PC)=1000H,(A)=20H, 執(zhí)行： MOVC A,A+PC; 結果： (A)=(PC)+1+(A)=（1001H+20H）= （1021H）,內RAM(包括特殊功能寄存器)。 用MOV指令傳送 外RAM。用MOVX指令傳送 RO

11、M。用MOVC指令傳送,三個不同的存儲空間用三種不同的指令傳送：,4）堆棧操作指令（PUSH/POP）（2條） 表3-6列出了堆棧操作指令、功能操作、機器代碼和執(zhí)行機器周期數(shù)。,堆棧是什么？,堆棧是在內部RAM中按“后進先出”的規(guī)則組織的一片存儲區(qū)。,結構： 棧底/棧頂/棧指針,要求： 只能是直接尋址、 操作對象為字節(jié),用途：子程序調用保護現(xiàn)場/數(shù)據(jù)交換,指令:, PUSH direct,（SP）+1（SP），(direct)(SP), POP direct,(SP)(direct)，（SP）-1（SP）,壓入指令，就是將direct中的內容送入堆棧中,彈出指令，就是將堆棧中的內容送回到dir

12、ect中, PUSH指令使用,先將堆棧指針SP的內容 0FH 加1，指向堆棧頂?shù)囊粋€空單元，此時 SP=10H ；,【例】 ： PUSH 30H；（30H）=2BH， (SP)=0FH 具體操作是：, 然后將指令指定的直接尋址單元30H中的數(shù)據(jù)（2BH）送到該空單元中。, POP指令使用,先將SP所指單元0FH（棧頂?shù)刂罚┲械臄?shù)據(jù)（4CH）彈出，送到指定的內RAM單元40H，（40H）=4CH；,【例】 ： POP 40H ； (SP)=0FH 具體操作是：, 然后SP-1SP，SP=0EH，SP仍指向棧頂?shù)刂?。,結果：(40H)=4CH， SP=0EH,5）數(shù)據(jù)交換指令(XCH/XCHD/

13、SWAP)(5條) 表3-7列出了數(shù)據(jù)交換指令、功能操作、機器代碼和執(zhí)行機器周期數(shù)。, XCH A,Rn ; (A)(Rn)，n=07 XCH A,Ri ; (A)(Ri)，i=0、1 XCH A,direct ; (A)(direct),SWAP A ; A74A30, 字節(jié)交換指令, 半字節(jié)交換指令,XCHD A,Ri ; A30(Ri)30 高4位不變。i=0、1, 累加器高低四位互換,小練習：,設（SP）=60H，片內RAM的(30H)=24H，(31H)=10H，請?zhí)畛鲎⑨屩械慕Y果。 PUSH 30H ； （SP）= ，（SP）= . PUSH 31H ； （SP）= ，（SP）=

14、. POP DPL ； （SP）= ，（DPL）= . POP DPH ； （SP）= ，（DPH）= . MOV A，#00H MOVX DPTR，A 最后的執(zhí)行結果是 。,61H,24H,62H,10H,61H,10H,60H,24H,將00H送入外RAM 2410H單元,（DPTR）=2410H,數(shù)據(jù)傳送指令練習,1、對程序存儲器的讀操作只能使用（ ） A、指令 B、指令 C、指令 D、指令 2、 若用傳送指令訪問片內RAM，它的操作碼助記符是 ；若用傳送指令訪問片外RAM，它的操作碼助記符是 。 3假設DPTR的內容為8100H，A的內容為40H，執(zhí)行下類指令：MOVC A，A+DPT

15、R后，送入A的是ROM 單元的內容。 用簡單的指令序列完成以下功能： 4、將內RAM 30H單元的內容傳送到外RAM 3000H單元中。,D,MOV,MOVX,8140H,MOV A，30H MOV DPTR，#3000H MOVX DPTR，A,算術運算類指令有24種。包括加減乘除四種基本算術指令, 能對8位的無符號數(shù)進行直接的運算。表3-9列出了對進位標志位C（也可用Cy表示）、輔助進位標志位AC、溢出標志OV位有影響的所有指令，包括一些非算術類操作的指令。,：表示根據(jù)運行結果使該位置位或復位。,表3-9 影響標志位C、OV、AC的指令,2、算術運算類指令,程序狀態(tài)字寄存器PSW各位的意義

16、：,CY,AC,F0,RS1,RS0,OV,P,奇偶位,進位位,半進位位,用戶標志,工作寄存器 選擇位,溢出位,算術運算？,高位進位標志位CY,反映：算術運算時，最高位D7向更高位有無進位或借位。,結論： 若有：（CY） = 1；若無：（CY） = 0 。,舉例：,半進位標志AC,反映：算術運算時，低半字節(jié)向高半字節(jié)有無進位或借位 。,結論：若有（AC）= 1；若無（AC）= 0 。,舉例：,溢出標志位OV,反映：運算的結果是否發(fā)生溢出。,結論：有溢出（OV） = 1；無溢出（OV ）= 0。,8位有符號數(shù)表示的范圍： 原碼：-127+127 反碼：-127+127 補碼：-128+127 運

17、算的結果超過此范圍則發(fā)生溢出。,現(xiàn)在大多數(shù)的計算機中，如果是無符號數(shù)，都可以用CY標志來判斷其是否溢出； 而如果是有符號數(shù)，則需要用OV標志來判斷其是否溢出。,舉例：,假定：將D6向D7的進位稱為C6，將D7向更高位的進位稱為C7。,當進行有符號（signed）數(shù)加減法運算時，由硬件自動置位或清零。當OV=1時，表示一個數(shù)字已經(jīng)超出了累加器以補碼形式表示一個有符號數(shù)的范圍，即超出了-128+127的范圍。,溢出規(guī)律： (OV) = (C7 ) ( C6),CY主要用于無符號數(shù)的運算，OV主要用于有符號數(shù)的運算。,奇偶標志位P,反映：累加器A的內容中1的個數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。,結論：偶數(shù)個1： (P

18、) = 0 奇數(shù)個1： (P) = 1, ADD A,Rn ; （A）+(Rn)（A）(n=07) 有進位,(Cy)=1;無進位,(Cy)=0 ADD A,Ri ;（A）+（(Ri)）（A）(i=0、1) 有進位,(Cy)=1;無進位,(Cy)=0 ADD A,direct ;（A）+(direct)（A） 有進位,(Cy)=1;無進位,(Cy)=0 ADD A,#data ; (A)+data(A) 有進位,(Cy)=1;無進位,(Cy)=0,1、不帶Cy加法指令（4條）,2、 帶Cy加法指令（4條）, ADDC A,Rn ;(A)+(Rn)+(Cy)A(n=07) 有進位,(Cy)=1;無

19、進位,(Cy)=0 ADDC A,Ri ;(A)+(Ri)+(Cy)A(i=0、1) 有進位,Cy=1;無進位,Cy=0 ADDC A,direct ;(A)+(direct)+(Cy)A 有進位,Cy=1;無進位,Cy=0 ADDC A,#data ;(A)+data+(Cy)A 有進位,Cy=1;無進位,Cy=0, INC A ;(A)+1A INC Rn ;(Rn)+1Rn,n=07 INC Ri ;(Ri)+1(Ri), i=0、1 INC direct ;(direct)+1(direct) INC DPTR ;(DPTR)+1DPTR,3、 加1指令（5條）,4、帶借位C減法指令（

20、4條）, SUBB A,Rn ; （A）-（Rn）-（Cy）A，(n=07), 有借位,（Cy）=1;無借位,（Cy）=0 SUBB A,Ri ; （A）-（(Ri)）-（Cy）A，(n=01), 有借位,（Cy）=1;無借位,（Cy）=0 SUBB A,direct; （A）-(direct)-(Cy)A, 有借位,(Cy)=1;無借位,(Cy)=0 SUBB A,#data ; (A)-data-(Cy)A, 有借位,(Cy)=1;無借位,(Cy)=0,5、 減1指令（4條）, DEC A ;A-1A DEC Rn ;Rn-1Rn, n=07 DEC Ri ;(Ri)-1(Ri), i=0

21、、1 DEC direct ;(direct)-1(direct),加1減1指令涉及A時，會影響P，但不影響其他標志位。,6、十進制（BCD碼）調整指令（1條）,DA A,功能：對加法運算結果進行BCD碼調整。,十進制調整： （DA A 1條） 用于兩個BCD碼之間的相加，這條指令只能跟在 ADD 或 ADDC 之后,BCD碼是什么？,用二進制表示的十進制數(shù),4個二進制位就可以表示一位BCD碼： 00001001 可表示十進制數(shù)(BCD數(shù)) 09; 8個二進制位就可以表示兩位壓縮的BCD碼： 0000000010011001 表示 0099。,DIV AB ;(AB)商A,余數(shù)B （Cy）=0

22、，（OV）=0,7、 乘除法指令（1條 + 1條）,MUL AB ; ABBA, ANL A,Rn ;ARnA ANL A,Ri ;A(Ri)A ANL A,#data ;AdataA ANL A,direct ;A(direct)A ANL direct,A ;(direct)Adirect ANL direct,#data;(direct)datadirect,1、邏輯“與”運算指令（6條）,只有相“與”的兩位都是1，結果才是1；否則，“與”的結果為0,3、邏輯運算指令,2、 邏輯“或”運算指令（6條）, ORL A,Rn ;ARnA ORL A,Ri ;A(Ri)A ORL A,#dat

23、a ;AdataA ORL A,direct ;A(direct)A ORL direct,A ;(direct)Adirect ORL direct,#data;(direct)datadirect,只要相“或”的兩位有一位是1，結果就是1；否則，結果為0, 邏輯“異或”運算指令（6條）, XRL A,Rn ;A RnA XRL A,Ri ;A(Ri)A XRL A,#data ;A dataA XRL A,direct ;A(direct)A XRL direct,A ;(direct) Adirect XRL direct,#data;(direct) datadirect,只有相“異或

24、”的兩位不相同，結果才是1；否則，結果為0, CLR A ;0A（將累加器A里的內容全部變?yōu)?） CPL A ;AA （將累加器A里的內容逐位取反）, 清零和取反指令（2條）,按位取反，原來是“0”的位變?yōu)椤?”；原來是“1”的位變?yōu)椤?”,若（A）=A5H,分別執(zhí)行：（1）CLR A; (2) CPL A,5、 循環(huán)移位指令（4條）, 循環(huán)左移：RL A, 帶Cy循環(huán)左移：RLC A, 循環(huán)右移：RR A, 帶Cy循環(huán)右移：RRC A,循環(huán)移位指令動畫,4、控制轉移指令,控制轉移類指令： 1、無條件轉移； 2、條件轉移； 3、調用與返回； 4、空操作,1、 無條件轉移指令（4條）,1）、長轉

25、移指令 LJMP addr16 ; addr150PC,例： LJMP AAAAH,(PC）=AAAAH,2）、絕對轉移指令 AJMP addr11 ; (PC)+2PC PC指向AJMP的下一條指令， addr100PC100， PC1511不變,3）、 相對轉移指令 SJMP rel ;(PC)+2PC, (PC)+relPC 目的地址=源地址+2+rel,說明：（1）相對偏移量 rel，rel 是一個帶符號的偏移字節(jié)數(shù)（補碼表示） （00H7FH對應表示0 127，80HFFH對應表示1281）; 負數(shù)表示反向轉移，正數(shù)表示正向轉移。 (2) rel 可以是一個轉移目標地址的標號，由匯編

26、程序在匯編過程中自 動計算偏移地址，并填入指令代碼中。,4）、間接轉移指令 JMP A+DPTR ;（A）+（DPTR）PC,轉移地址由數(shù)據(jù)指針DPTR的16位數(shù)和累加器A的8位數(shù)進行無符號數(shù)相加形成，并直接裝入PC。,LJMP、AJMP、SJMP三條無條件轉移指令的區(qū)別：, 轉移范圍不一樣。 LJMP轉移范圍是64KB； AJMP轉移范圍是與當前PC值同一2KB； SJMP轉移范圍是當前PC-128B+127B。 使用AJMP和SJMP指令應注意轉移目標地址是否在轉移范圍內，若超出范圍，程序將出錯。, 指令字節(jié)不一樣。 LJMP是3字節(jié)指令； AJMP、SJMP是2字節(jié)指令。,2、 條件轉移

27、指令（13條）,條件轉移指令根據(jù)判斷條件可分為： 1）、累加器A判零轉移 2）、比較條件轉移指令 3）、減1非0轉移 滿足條件，則轉移； 不滿足條件，則程序順序執(zhí)行。,1）、累加器A判零轉移（2條）,指令的功能: 對累加器A的內容為 0 和不為 0 進行檢測并轉移。,判定：當不滿足各自的條件時，程序繼續(xù)往下執(zhí)行。 當各自的條件滿足時，程序轉向指定的目標地址。,jump if (not) zero,2）、 比較不相等轉移指令（4條）,功能：對指定的目的字節(jié)和源字節(jié)進行比較。,判定：若它們的值不相等則轉移， 轉移的目標地址=（當前的PC值）+3+（偏移量rel）,Compare and Jump

28、if Not Equal,3）、減1非0轉移指令（2條）,功能：指令每執(zhí)行一次，便將目的操作數(shù)的循環(huán)控制單元的內容減1，并判其是否為 0。,判定：若不為0，則轉移到目標地址繼續(xù)循環(huán)； 若為0，則結束循環(huán)，程序往下執(zhí)行。,Decrement and Jump if Not Zero,例 有一段程序如下： MOV 23H，#0AH CLR A LOOPX：ADD A，23H DJNZ 23H，LOOPX SJMP $ 該程序執(zhí)行后， （A）=？,（A）=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=37H,小結：條件轉移：(JZ,JNZ,CJNE,DJNZ8條),JZ rel JNZ rel,DJNZ

29、 direct, rel DJNZ Rn, rel,根據(jù)Acc的內容是否為0決定是否跳轉,將direct(或Rn)里的內容減 1， 結果不等于0就跳轉； 等于0則不跳轉繼續(xù)執(zhí)行程序,將A(或Ri,或Rn)與#data(或direct)相比較， 其值不相等就跳轉； 相等則不跳轉,繼續(xù)執(zhí)行程序,CJNE A, #data, rel CJNE A, direct, rel CJNE Ri, #data, rel CJNE Rn, #data, rel,3、調用和返回指令,判定：目標地址的形成方式與AJMP和LJMP相似。,功能：可以實現(xiàn)子程序的短調用和長調用。,1）、調用指令,返回指令有子程序返回和

30、中斷返回兩種。,2）、返回指令,RET指令的功能：從堆棧中彈出由調用指令壓入堆棧保護的斷點地址， 并送入指令計數(shù)器PC，從而結束子程序的執(zhí)行。 程序返回到斷點處繼續(xù)執(zhí)行。,RETI指令的功能：專用于中斷服務程序返回的指令， 除正確返回中斷斷點處執(zhí)行主程序以外， 并有清除內部相應的中斷狀態(tài)寄存器（以保證正確的中斷邏輯）的功能。,小結：子程序調用及返回：(LCALL,ACALL,RET,RETI4條),LCALL addr16 子程序長調用指令,ACALL addr11 子程序絕對調用指令,RET 子程序返回指令,RETI 中斷服務子程序返回指令,中斷結束/返回被打斷處的下一條指令,子程序結束并返回調用的下一條指令,可在指令所在的2K范圍內調用子程序,可在64K范圍內調用子程序,4、空操作指令（1條）,NOP為單機器周期指令，在時間上占用一個機器周期，常用于時間“微調”。 該指令在執(zhí)行時間上要消耗1個機器周期，在存儲空間上可以占用一個字節(jié)。因此，常用來實現(xiàn)較短時間的延時。,NOP ;(PC)+1PC,四、位操作指令,位操作: 以位為單位進行的各種操作。,位操作指令中，位累加器用字符“C”表示 。,主要有： 位傳送 位狀態(tài)設置 位邏輯運算 位判跳（條件跳轉）, MOV C,bit ;(bit)Cy