MCS-51系列单片机的指令系统及汇编语言程序设计.ppt

主要内容寻址方式指令系统传送与交换指令算术运算 逻辑运算指令控制转移指令位操作指令伪指令程序设计举例 第3章MCS 51系列单片机的指令系统及汇编语言程序设计 计算机通过执行程序完成人们指定的任务 程序由一条一条指令构成 能为CPU识别并执行的指令的集合就是该CPU的指令系统 MCS 51单片机汇编语言指令格式 操作符目的操作数 源操作数操作符指明该指令完成什么操作 操作数是指明该指令的操作对象 目的操作数是存放结果的 指令中操作数提供的方式称为寻址方式 指令中的常用符号Rn 表示当前工作寄存器R0 R7中的一个 Ri 代表R0和R1寄存器中的一个 用作间接寻址寄存器 dir 8位直接字节地址 片内RAM和SFR data 8位立即数 即8位常数 可以为2进制 B 10进制 16进制 H 字符 data16 表示16位立即数 即16位常数 取值范围为 0000H 0FFFFHaddr16 表示16位地址addr11 表示11位地址rel 相对偏移量 为一字节补码 用于相对转移指令中bit 位地址 在位地址空间中 表示当前指令的地址 指令中直接给出操作数的寻址方式 在51系列单片机的指令系统中 立即数用一个前面加 号的8位数 data 如 30H 或16位数 data16 如 2052H 表示 立即寻址中的数 称为立即数 例如指令 MOVA 58H 58H A 3 1寻址方式3 1 1立即寻址 操作数的地址直接出现在指令中 寻址对象 内部数据存贮器 使用它的地址 特殊功能寄存器 既可使用它的地址 也可以直接使用寄存器名 位地址空间 程序存储器空间例 MOVA 40H 40H AMOV40H 41H 41H 40H MOVP0 45H 45H P0MOV80H 45H 45H P0MOVC 18H 位地址18H C 3 1 2直接寻址 操作数存放在寄存器中 寻址对象 A B C DPTR R0 R7 B仅在乘除法指令中为寄存器寻址 在其他指令中为直接寻址 A可以寄存器寻址又可以直接寻址 直接寻址时写作ACC例如 MOVA R0 R0 AMULAB A B BAADDA ACC A A A 3 1 3寄存器寻址 操作数存放在以寄存器内容为地址的单元中 用做间址的寄存器为Ri i 0 1 DPTR 对片内的间接寻址用Ri i 0 1 如 MOVR0 20HMOV R0 A A 20H 对片外的间接寻址可用Ri i 0 1 或DPTR如 MOVX DPTR A A 以DPTR的内容为地址的外部RAM中MOVXA R1 A 以P2R1内容为地址的外部RAM中 PUSH和POP指令的源操作数是以SP间接寻址注意 寄存器间接寻址不能访问SFRMOVR1 81HMOVA R1 不能访问SP 只能用MOVA SP 3 1 4寄存器间址 变址寻址只能访问程序存储器 操作数所在位置的地址由DPTR或PC寄存器与A的内容相加后形成 其中累加器A内容是可变的 变址寻址只有三条指令 MOVCA A DPTR A DPTR AMOVCA A PC A PC AJMP A DPTR A DPTR PC注意 A的内容是无符号数 PC值是指令的当前PC值 即下条指令的PC值 3 1 5变址寻址 3 1 6相对寻址 变址寻址只能访问程序存储器 相对寻址是将程序计数器PC的当前值与指令第二字节给出的偏移量相加 从而形成转移的目标地址 如 JZ61H注意 相对偏移量是一字节有符号数 用补码表示 偏移范围是 128 127 PC值是指令的当前PC值 即下条指令的PC值 源程序中偏移量常用符号地址表示 对可位寻址的位地址寻址 包括片内RAM的位地址空间和可位寻址的SFR 地址能被8整除 如 MOVC 20H 位寻址MOVA 20H 字节寻址以上两条指令究竟是位寻址还是字节寻址 根据两操作数类型一致的原则 由另一个操作数决定 3 1 7位寻址 寻址方式与存储空间的对应关系 内部RAM SFR之间的传送MOV指令 3 2指令系统3 2 1数据传送与交换指令 例R1 20H 20H 55H MOVA R1执行后 A 55H 例 40H 30H MOVR7 40H执行后 R7 30H 例MOVR7 40H执行后 R7 40H 注意 寄存器之间无传送 寄存器间址和寄存器之间无传送 立即数不能做目标地址 2 外部存储器和A累加器之间的传送 MOVX MOVC 利用MOVX实现片外数据存储器数据传送 2000H 2100H MOVDPTR 2000HMOVXA DPTRMOVDPTR 2100HMOVX DPTR A DPTR 2000H DPTR 2100H A X 2100H X x 片外数据存储器不能直接寻址 下列为非法指令 MOVXA 2000H MOVX2100H 2000H 利用Ri间址来实现将 2000H 2100H MOVP2 20H 高位地址MOVR0 00 低位地址MOVXA R0 读片外RAMMOVP2 21H 改变高位地址MOVX R0 A 写片外RAM 利用MOVC指令实现查表功能注 只能从程序存储器读取数据到A累加器 只能使用变址间接寻址方式 1 DPTR为基址寄存器MOVCA A DPTR A A DPTR 查表范围为64KB程序存储器任意空间 2 PC为基址寄存器MOVCA A PC A A PC 常数表只能在查表指令后256B范围内 例查表法求Y X2 设X 0 X 15 在片内RAM20H单元 要求将查表求Y 存入片内RAM21H单元 1 用DPTR作基址寄存器ORG0100HSQU MOVDPTR TAB 确定表首地址MOVA 20H 取XMOVCA A DPTR 查表求Y X2MOV21H A 保存YRET 子程序结束 其它程序段 ORG0200H 常数表格首地址TAB DB00 01 04 09 225 平方表 指令地址源程序ORG0100H 程序起始地址0100HSQU MOVA 20H 取X0102HADDA 3 修正偏移量0104HMOVCA A PC 查表求Y X20105HMOV21H A 存结果0107HRET 子程序结束0108HTAB DB00 01 04 平方表010BHDB09 225 思考题 当0 X 255时 如何用查表法编程求Y X2 2 用PC作基址寄存器 3 交换指令实现片内RAM区的数据双向传送1 字节交换指令XCHA Rn A RnXCHA Ri A Ri XCHA dir A dir 2 半字节交换指令XCHDA Ri A0 3 Ri 0 3SWAPA A4 7 A0 3 4 堆栈操作指令入栈指令 PUSHdir SP SP 1 SP dir 出栈指令 POPdir dir SP SP SP 1 1 以A为目的操作数的算术 逻辑运算指令 24条 3 2 2算术运算和逻辑运算指令 2 以dir为目的操作数逻辑运算指令 6条 与ANL或ORL异或XRL 3 加1 减1指令 4 十进制调整指令DAA 仅对存于A中的加法结果进行十进制调整 若需完成十进制减法运算 则应变减法运算为补码的加法运算即可 其减数X的补码通过 99 X 1再DAA后得到 原则 和低4位大于9或有半进位 则低4位加6和高4位大于9或有进位 则高4位加6 例 DATA DATA 1 DATA 2 Y X Y X 100 有效位为2位十进制 模为100 Y 99 X 1 5 乘 除法指令 MULAB A B BA DIVAB A B 商在A中 余数在B中 6 专对A的指令 CPLA CLRA 0 A MOVA 99HDAACLRCADDA DATASUBBA DATA 1DAAADDA 1MOVDATA 2 A RRA RLA RLCA RRCA 移位指令 仅对A 1 调用程序和返回类指令1 长调用LCALLaddr16 addr16 PC0 15指令功能同80X86中的CALL 调用范围64KB全部空间 指令的机器码为三字节 2 短调用ACALLaddr11 addr11 PC0 10指令的功能同前 主要区别为 addr11 PC0 10 而PC11 15保持原值不变 故其调用范围为2KB 即子程序入口距当前PC不得超过2KB地址范围 本指令的机器码为二字节 3 2 3控制转移类指令 3 子程序返回指令 从栈顶弹出断点到PC RET 从调用子程序返回 RETI 从中断服务程序返回并恢复中断优先级状态触发器 2 转移指令1 无条件转移指令 1 短转移AJMPaddr11 addr11 PC0 10转移范围 2KB机器码为2字节 2 长转移LJMPaddr16 addr16 PC0 15转移范围 64KB机器码为3字节 3 间接转移JMP A DPTR A DPTR PC分析下列程序段 说出当A分别为0和2时 程序转置何处 该程序段的功能是什么 MOVDPTR TABLEJMP A DPTRTABLE AJMPPROC0AJMPPROC1AJMPPROC2AJMPPROC3 4 无条件相对转移SJMPrel PC rel PC 即As 2 rel PC 机器码为2字节As为源地址 本指令的首地址 执行本指令时当前PC As 2 rel为转移的偏移量 转移可以向前转 目的地址小于源地址 也可以向后转 目的地址大于源地址 因此偏移量rel是1字节有符号数 用补码表示 128 127 所以指令转移范围在离源地址As的 126 129字节之间 2 条件转移指令 1 累加器为零 非零 转移JZ JNZrel A 0 A 0 则转移 否则顺序执行程序 2 减1不等于零转移DJNZRn dir rel功能为 Rn dir 1 Rn dir 相减结果 0转 否则顺序执行程序 3 比较转移指令CJNEA dir relCJNEA data relCJNERn data relCJNE Ri data rel 操作数1不等于操作数2则转 否则顺序执行 1 MOVDATA 2 0FFHMOVA DATACJNEA DATA 1 NEXTNEXT JCNEXT1MOVDATA 2 1NEXT1 RET 1 位传送指令MOVC bit bit CYMOVbit C CY bit2 位状态控制指令CLRC 0 CYCLRbit 0 bitSETBC 1 CYSETBbit 1 bitCPLC CY CYCPLbit bit bit 3 2 4位操作指令 4 位转移位转移根据位的值决定转移 均为相对转移指令 JCrel CY 1 则转移 否则顺序执行程序JNCrel CY 0 则转移 否则顺序执行程序JBbit rel bit 1 则转移 否则顺序执行程序JNBbit rel bit 0 则转移 否则顺序执行程序JBCbit rel bit 1 则转移 且该位清零 否则顺序执行程序 1 定义 汇编控制指令 没有指令代码 不能被CPU执行 只用于汇编过程 为汇编程序提供汇编信息 2 常用伪指令 1 ORGORG是设置起始地址伪指令 其格式是 ORG16位地址或标号 2 ENDEND是结束汇编伪指令 其格式是 END 3 DBDB是定义字节伪指令 其格式是 标号 DB字节型数表 4 DWDW是定义字伪指令 其格式是 标号 DW字型数表 3 3伪指令 5 DSDS是定义存储空间伪指令 其格式是 标号 DS表达式 6 EQUEQU是赋值伪指令 其格式是 字符名称EQU数据或汇编符号 7 DATADATA是数据地址赋值伪指令 其格式是 字符名称DATA表达式 8 BITBIT是位地址赋值伪指令 其格式是 字符名称BIT位地址详见表3 3MCS 51中的伪指令 进制间的转换 1 十进制 二进制 整数 任何十进制数 有 dn 1 10n 1 dn 2 10n 2 d1 101 d0 100 dn 1 10 dn 2 10 d1 10 d0 规律 di 10 di 1 i 1 2 n 1 按二进制运算规则运算则得二进制数 3 4程序设计举例 例 将 位十进制数D3D2D1D0转换成二进制数 设 位十进制数D3D2D1D0按分离BCD码形式存放 要求结果的高位存放在R3中 结果的低位存放在R2中 方法 D3D2D1D0 0 10 D3 10 D2 10 D1 10 D0结果 16位二进制数 流程 MOVA R2MOVB 0AHMULABMOVR2 AMOVA BXCHA R3MOVB 0AHMULABADDA R3MOVR3 ARET MUL10 结果单元乘10子程序 由于4位10进制 9999 小于16位2进制 65535 所以转换结果不会大于16位 MOVR0 DATAMOVR7 03HMOVA R0MOVR2 AMOVR3 0ACALLMUL10INCR0MOVA R0ADDA R2MOVR2 A MOVA R3ADDCA 0MOVR3 ADJNZR7 BCDB1RET BCDB BCDB1 2 十进制 二进制 小数 10进制乘2取整 取溢出 例 0 625 2 1 2 3 0 10100000B a 小数点位数由乘2次数定 结果单元字节数也由此定 b 第一次的整数权最高 2 1 c 乘2是10进制的乘2 自身相加再DAA调整 D b 1 2 1 b 2 2 2 b m 2 m 例 设入口时10进制数在A中 要求结果放在R2中 8位二进制小数 BCDBP MOVR2 0MOVR6 8BCDBP1 ADDA ACCDAAXCHA R2RLCAXCHA R2DJNZR6 BCDBP1RET 结果单元清0 次数初始 10 2 将整数移入结果单元 溢出在进位位中 3 二进制 十进制 整数 按权展开 以8位为例 b7b6b5b4