【工程基础】第3章 mcs-51单片机指令系统

第 3章 MCS-51单片机指令系统 3.1 MCS-51指令系统的分类、格式及一般说明 3.2 寻址方式 3.3 分类指令MCS-51单片机指令系统有如下特点：（ 1）指令执行时间快。（ 2）指令短，约有一半的指令为单字节指令。（ 3）用一条指令即可实现 2个一字节的相乘或相除。（ 4）具有丰富的位操作指令。 （ 5）可直接用传送指令实现端口的输入输出操作。3.1 MCS-51指令系统的分类、格式及一般说明 3.1.1 指令分类 3.1.2 指令格式 3.1.3 指令描述符号介绍返回本章首页3.1.1 指令分类 按指令功能 ， MCS-51指令系统分为数据传递与交换、算术运算、逻辑运算、程序转移、布尔处理操作、 CPU控制等 6类。 布尔处理操作类指令又称位操作指令。返回本节3.1.2 指令格式 在 MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、操作数组成。 指令应具有以下功能：（ 1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。例如，数的传送、加法、减法等。（ 2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。（ 3）指定操作结果存放的地址。返回本节3.1.3 指令描述符号介绍Rn 当前选中的寄存器区中的 8个工作寄存器 R0 R7（ n=0 7）。Ri 当前选中的寄存器区中的 2个工作寄存器R0、 R1（ i=0， 1）。direct8 位的内部数据存储器单元中的地址。#data 包含在指令中的 8位常数。#data16 包含在指令中的 16位常数。addr1616 位目的地址。addr1111 位目的地址。rel8 位带符号的偏移字节，简称偏移量。DPTR 数据指针，可用作 16位地址寄存器。bit 内部 RAM或专用寄存器中的直接寻址位。A 累加器。B 专用寄存器，用于乘法和除法指令中。C 进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。 间址寄存器或基址寄存器的前缀，如Ri， DPTR。/ 位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如 /bit。 片内 RAM的直接地址或寄存器。() 由 寻址的单元中的内容。 箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替。返回本节3.2 寻址方式 3.2.1 立即寻址 3.2.2 直接寻址 3.2.3 寄存器寻址 3.2.4 寄存器间接寻址 3.2.5 变址寻址 3.2.6 相对寻址 3.2.7 位寻址返回本章首页3.2.1 立即寻址 指令中直接给出操作数的寻址方式。立即操作数用前面加有 #号的 8位或 16位数来表示。例如： MOV A， # 60H ； A#60H MOVDPTR， # 3400H ； DPTR#3400HMOV30H， # 40H ； 30H单元 #40H 上述三条指令执行完后，累加器 A中数据为立即数据 60H， DPTR寄存器中数据为 3400H，30H单元中数据为立即数 40H。返回本节3.2.2 直接寻址 指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行直接寻址的存储空间有 SFR寄存器和内部数据 RAM。例如： MOV PSW ， # 20H ； PSW#20HPSW 为直接寻址寄存器的符号地址。MOV A， 30H ； A30H 内部 RAM单元中的内容 30H为直接给出的内部 RAM的地址。返回本节3.2.3 寄存器寻址 以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指 A、 B 、 DPTR以及 R0 R7 。例如 ： CLR A ； A0INC DPTR ； DPTRDPTR+1ADD R5， # 20H ； R5#20H+R5返回本节3.2.4 寄存器间接寻址 以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内部数据 RAM和外部数据 RAM。 能用于寄存器间接寻址的寄存器有 R0， R1，DPTR， SP。 其中 R0、 R1必须是工作寄存器组中的寄存器。 SP仅用于堆栈操作。例如： MOV R0， A ； 内部 RAM(R0)A其指令操作过程示意图如图 3-1所示。又如： MOVX A， R1； A 外部 RAM(P2R1)其指令操作过程示意图如图 3-2所示。再如： MOVX DPTR， A； 外部RAM(DPTR)A其指令操作过程示意图如图 3-3所示。片内 RAM30HR034HA30H 34H图 3-1 MOV R0， A间接寻址示意图片外RAM34HP245HA3410H 45H10HR1片外RAM2000HDPTR30HA2000H 30H图 3-2 MOVX A，R1间接寻址示意图 图 3-3 MOVX DPTR，A间接寻址示意图返回本节3.2.5 变址寻址 变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。由于程序存储器是只读的，因此变址寻址只有读操作而无写操作，在指令符号上采用MOVC的形式（如图 3-4所示）。例如： MOVC A， A+DPTR； A （A+DPTR）又如， MOVC A， A+PC ； A （ A+PC） 这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器 是PC。图 3-4 变址寻址示意图程序存储器2000HDPTR64H(10H)A2010H 64H10H 2000H返回本节3.2.6 相对寻址 以当前程序计数器 PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式。 相对寻址用于修改 PC值，主要用于实现程序的分支转移。例如， SJMP 08H ； PCPC+2+08H指令操作示意图如图 3-5所示。程序存储器(2000H)200AHSJMP200AH08H 2000H+208HPC2000H图 3-5 相对寻址示意图返回本节3.2.7 位寻址 位寻址只能对有位地址的单元作位寻址操作。 位寻址其实是一种直接寻址方式，不过其地址是位地址。例如： SETB 10H ； 将 10H位置 1若 22H单元中存放着数据 40H， 22H单元的 D0位的位地址为 10H， 执行上述指令后（ 22H） =41H。又如： MOV 32H， C ； 32H 进位位 CORL C ， 32H ； CC 32H 返回本节3.3 分类指令 3.3.1 数据传送类指令 3.3.2 算术运算类指令 3.3.3 逻辑运算与循环类指令 3.3.4 程序转移类指令 3.3.5 调用子程序及返回指令 3.3.6 位操作指令 3.3.7 空操作指令返回本章首页3.3.1 数据传送类指令 数据传送类指令共 28条，是将源操作数送到目的操作数。指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令用到的助记符有 MOV、 MOVX、 MOVC、 XCH、 XCHD、 SWAP 、 PUSH、 POP8种。 源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址 5种寻址方式寻址，目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址 3种寻址方式。 MCS-51单片机片内数据传送途径如图 3-6所示。直接地址direct累加器A直接地址direct间接地址Ri寄存器Rn立即数#data寄存器DPTR图 3-6 MCS-51单片机片内数据传送图1以 A为目的操作数MOV A， Rn ； A RnMOV A， direct ； A （ direct）MOV A， Ri ； A （ Ri）MOV A， #data ； A #data2以 Rn为目的操作数MOV Rn， A ； Rn AMOV Rn， direct ； Rn （ direct）MOV Rn， #data； Rn #data3以直接地址为目的操作数MOV Ri， A ；（ Ri） AMOV Ri， direct ；（ Ri） （ direct）MOV Ri， #data ；（ Ri） #data4以间接地址为目的操作数MOV Ri， A ；（ Ri） AMOV Ri， direct ；（ Ri） （ direct）MOV Ri， #data ；（ Ri） #data例如：设（ 30H） =6FH， R1=40H， 执行 MOV R1， 30H后， 30H单元中数据取出送入 R1间接寻址的 40H单元，（ 40H） =6FH。5以 DPTR为目的操