第三章 单片机的指令系统

1、3 MCS-513 MCS-51单片机指令系统单片机指令系统3.1 MCS-513.1 MCS-51单片机指令格式和寻址方式单片机指令格式和寻址方式3.1.1 3.1.1 指令系统概述指令系统概述3.1.2 MCS-513.1.2 MCS-51单片机指令格式单片机指令格式3.1.3 MCS-513.1.3 MCS-51单片机寻址方式单片机寻址方式操作码操作码：规定指令进行什么操作。：规定指令进行什么操作。操作数操作数：规定指令操作的对象。：规定指令操作的对象。寻址方式寻址方式：指定操作数所在单元的方式。（共七种）：指定操作数所在单元的方式。（共七种）3。寄存器寻址寄存器寻址方式方式MOV A，

2、R02。直接寻址直接寻址方式方式MOV A，3AH4。寄存器间接寻址寄存器间接寻址方式方式MOV A，R01。立即寻址立即寻址方式方式MOV A，#3AHMOV DPTR，#123AHMOV A，R13.1.3 MCS-513.1.3 MCS-51单片机寻址方式单片机寻址方式3.1 MCS-513.1 MCS-51单片机指令格式和寻址方式单片机指令格式和寻址方式5。变址寻址变址寻址方式方式MOVC A，A+DPTRMOVC A，A+PCJMP A，A+DPTR6。位寻址位寻址方式方式MOV C，3AHMOV C，0F0HMOV C，PSW.57。相对寻址相对寻址方式方式目的地址目的地址=转移指

3、令地址转移指令地址+转移指令字节书转移指令字节书+rel用于转移指令用于转移指令3 MCS-513 MCS-51单片机指令系统单片机指令系统3.1 MCS-513.1 MCS-51单片机指令格式和寻址方式单片机指令格式和寻址方式3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍数据传送数据传送类指令（类指令（2929条）条）算术运算算术运算类指令（类指令（2424条）条）逻辑运算及移位逻辑运算及移位类指令（类指令（2424条）条）控制转移控制转移类指令（类指令（1717条）条）位操作位操作类指令（类指令（1717条）条）3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指

4、令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.1 3.2.1 指令格式中符号意义说明指令格式中符号意义说明directdirect:8:8位直接地址。位直接地址。#data #data :8:8位立即数。位立即数。#data16#data16:16:16位立即数。位立即数。DPTRDPTR: :数据指针。数据指针。bitbit: :内部内部RAMRAM中的直接寻址位。中的直接寻址位。 : :间址寄存器的前缀标志。间址寄存器的前缀标志。/ /: :位地址前表示对该位取反。位地址前表示对该位取反。RnRn: :通用寄存器通用寄存器R R0 0-R-R7 7。RiRi: :间接寻址寄存器间接寻址寄存器R R0

5、 0、R R1 1。3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.1 3.2.1 指令格式中符号意义说明指令格式中符号意义说明3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令1 1. 概述概述MOV 目的操作数目的操作数，源操作数源操作数目的操作数目的操作数：累加器累加器A、通用寄存器、通用寄存器Rn、直接地址、直接地址direct、 间址寄存器间址寄存器源操作数源操作数 ：累加器累加器A、通用寄存器、通用寄存器Rn、直接地址、直接地址direct、 间址寄存器、间址寄存器、立即数立即数3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指

6、令分类介绍3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令1 1. 概述概述2 2. 内部内部RAM数据传送指令组数据传送指令组(1) (1) 立即数传送指令立即数传送指令MOV A,#dataMOV direct,#dataMOV Rn,#dataMOV Ri,#data8 8位立即数传送指令位立即数传送指令MOV DPTR,#data161616位立即数传送指令位立即数传送指令例：例：MOV DPTR,#1234HDPH: 12HDPH: 12HDPL: 34HDPL: 34H3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.2 3.2.2 数据传送类

7、指令数据传送类指令2 2. 内部内部RAM数据传送指令组数据传送指令组(1) (1) 立即数传送指令立即数传送指令(2) (2) 内部内部RAMRAM单元之间的数据传送指令单元之间的数据传送指令MOV direct2，direct1MOV direct，RnMOV Rn ， directMOV direct，RiMOV Ri ， direct例：例：MOV P2，R2MOV 0A0h，R2MOV 0D0h，R1MOV R5，70hMOV 0D0h，R1位序位序PSW.PSW.7 7PSW.PSW.6 6PSW.PSW.5 5PSW.PSW.4 4PSW.PSW.3 3PSW.PSW.2 2PS

8、W.PSW.1 1PSW.PSW.0 0位标位标志志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P P位序位序PSW.PSW.7 7PSW.PSW.6 6PSW.PSW.5 5PSW.PSW.4 4PSW.PSW.3 3PSW.PSW.2 2PSW.PSW.1 1PSW.PSW.0 0位标位标志志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P PMOV 0D0h，R1MOV 0D0h，R13.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令2 2. 内部内部RAM数据传送指令组数据传

9、送指令组(1) (1) 立即数传送指令立即数传送指令(2) (2) 内部内部RAMRAM单元之间的数据传送指令单元之间的数据传送指令(3) (3) 通过累加器的数据传送指令通过累加器的数据传送指令MOV A，RnMOV Rn ，AMOV A，directMOV direct， AMOV A，RiMOV Ri ， A3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令2 2. 内部内部RAM数据传送指令组数据传送指令组3 3. 外部外部RAM数据传送指令组数据传送指令组对外部对外部RAMRAM单元只能使用单元只能使用间接寻址间接寻址(1) (1) 使用使用DPTRDPTR进行间接寻址进行间接寻址

10、MOVX A，DPTRMOVX DPTR ， A(2) (2) 使用使用R Ri i进行间接寻址进行间接寻址MOVX A，RiMOVX Ri ，A4 4. 程序存储器数据传送指令组程序存储器数据传送指令组MOVC A，A+DPTRMOVC A，A+PC单向单向变址寻址变址寻址3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令5 5. 数据交换指令组数据交换指令组(1) (1) 整字节交换指令整字节交换指令XCH A，RnXCH A，directXCH A，Ri(2) (2) 半字节交换指令半字节交换指令XCHD A，Ri低四位数据交换低四位数据交换(3) (3) 累加器高低半字节交换指令累加

11、器高低半字节交换指令SWAP A6 6. 堆栈操作指令组堆栈操作指令组PUSH directPOP directSP:(SP)+1，(SP):(direct)direct :(SP)，SP:(SP)-1说明：说明： 只有指令表中的指令才有对应指令代码，计算机才能执行。只有指令表中的指令才有对应指令代码，计算机才能执行。编程时，不能随意创造发明指令。编程时，不能随意创造发明指令。1. 1. 一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：2. 2. 间址寄存器只能使用间址寄存器只能使用 R0R0、R1R1。3. 3. SFRSFR区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址。

12、区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址。4. 4. 指令表：指令表：非法非法指令指令：MOV R0MOV R0，#80H#80H MOV A MOV A，R0R0非法非法指令：指令：MOV AMOV A，R2R2非法非法指令：指令：MOV R1MOV R1，R2R2MOV R2MOV R2，R0R0将片内将片内RAM60HRAM60H单元与单元与61H61H单元的数据交换。单元的数据交换。XCH 60HXCH 60H，61H61H查表法求查表法求Y=XY=X2 2。设。设X(0X15)X(0X15)在片内在片内RAMRAM的的20H20H单元单元中，要求将查表求中，要求将查表求Y Y，存入片内，

13、存入片内RAM21HRAM21H单元。单元。 ORG 1000HORG 1000HSQU:SQU:MOV DPTRMOV DPTR，#TAB#TAB ；确定表首地址（基地址）；确定表首地址（基地址）MOV AMOV A，20H20H；取；取X X（偏移量）（偏移量）MOVC AMOVC A，A+DPTRA+DPTR；查表求；查表求Y=XY=X2 2MOV 21HMOV 21H，A A；保存；保存Y YRETRET；子程序结束；子程序结束；其它程序段；其它程序段ORG 3000HORG 3000H；常数表格首地址；常数表格首地址TAB:TAB:DB 00DB 00，0101，0404，0909，

14、225225；平方表；平方表3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.1 3.2.1 指令格式中符号意义说明指令格式中符号意义说明3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令1. 1. 加法指令组（加法指令组（不带进位不带进位）ADD AADD A，源操作数，源操作数ADD A，#dataADD A，RnADD A，directADD A，Ri位序位序PSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PS

15、W.0PSW.0位标志位标志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P PADD A，R2A=? PSW=?02H02H位序位序PSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0位标志位标志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P P0000010181H81H3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令1. 1. 加法指令组（加法指令组（不带进位不带进位）

16、2. 2. 加法指令组（加法指令组（带进位带进位）ADDC AADDC A，源操作数，源操作数ADDC A，#dataADDC A，RnADDC A，directADDC A，Ri3. 3. 带借位带借位减法指令组减法指令组SUBB ASUBB A，源操作数，源操作数SUBB A，#dataSUBB A，RnSUBB A，directSUBB A，Ri3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令4. 4. 加加1 1指令组指令组INC AINC RnINC directINC RiINC DPTR不影响程序状态字不影响程序状态字PSWPSW5. 5. 减减1 1指令组指令组DEC AD

17、EC RnDEC directDEC Ri3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令6. 6. 乘除乘除指令组指令组(1) (1) 乘法指令乘法指令MUL ABMUL AB位序位序PSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0位标志位标志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P P000 0: :结果结果=255255255奇奇偶偶位位MOV AMOV A，0FH0FHMOV BMOV B，0FH0FHMUL ABMUL ABA=? PSW=?0E

18、1H0E1H00H00H3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令6. 6. 乘除乘除指令组指令组(1) (1) 乘法指令乘法指令(2) (2) 除法指令除法指令DIV ABDIV AB位序位序PSW.7PSW.7PSW.6PSW.6PSW.5PSW.5PSW.4PSW.4PSW.3PSW.3PSW.2PSW.2PSW.1PSW.1PSW.0PSW.0位标志位标志CYCYACACF0F0RSRS1 1RSRS0 0OVOV/P P001 1: :除数为除数为0(B=0)0(B=0)0 0: :其它其它奇奇偶偶位位A商；商；B 余数余数3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指

19、令1. 1. 加法指令组（加法指令组（不带进位不带进位）2. 2. 加法指令组（加法指令组（带进位带进位）3. 3. 带借位带借位减法指令组减法指令组4. 4. 加加1 1指令组指令组5. 5. 减减1 1指令组指令组6. 6. 乘除乘除指令组指令组7. 7. 十进制调整十进制调整指令指令DA ADA A十进制调整指令原理：十进制调整指令原理：略略MOV AMOV A，#56H#56HMOV R5MOV R5，#67H#67HADD AADD A，R5R5DADAA 23HCY 1 设双字节数设双字节数 X X 存在片内存在片内RAM 41HRAM 41H、40H40H单元，单元，Y Y存在存

20、在42H42H、43H43H单元，编程求单元，编程求 Z=X+YZ=X+Y，并存入片内，并存入片内RAMRAM单元单元44H44H、45H45H、46H46H。ADDSADDS：MOV AMOV A，40H40HADD AADD A，42H42HMOV 44HMOV 44H，A AMOV AMOV A，41H41HADDC AADDC A，43H43HMOV 45HMOV 45H，A AMOV AMOV A，#0#0ADDC AADDC A，#0#0MOV 46HMOV 46H，A ARETRET；取被加数低字节取被加数低字节；加上加数低字节；加上加数低字节；保存和的低字节；保存和的低字节；取

21、被加数高字节；取被加数高字节；加上加数高字节；加上加数高字节；保存和的高字节；保存和的高字节；求高字节进位；求高字节进位；子程序结束；子程序结束；低字节相加；低字节相加；高字节相加；高字节相加；计算高字节进位；计算高字节进位；子程序结束；子程序结束3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.1 3.2.1 指令格式中符号意义说明指令格式中符号意义说明3.2.2 3.2.2 数据传送类指令数据传送类指令3.2.3 3.2.3 算术运算类指令算术运算类指令3.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：ANL(与与)、OR

22、L(或或)、XRL(异或异或)1. 1. 逻辑与运算指令组逻辑与运算指令组ANL A，RnANL A，directANL A，RiANL A，#dataANL direct，AANL direct，#dataMOV C，P1.0ANL C，P1.1ANL C，/P1.2MOV P3.0，CP3.0=(P1.0)&(P1.1)&(P1.2)3.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：ANL(与与)、ORL(或或)、XRL(异或异或)1. 1. 逻辑逻辑与与运算指令组运算指令组2. 2. 逻辑逻辑或或运算指令组运算指令组ORL A，RnORL

23、 A，directORL A，RiORL A，#dataORL direct，AORL direct，#data3.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：ANL(与与)、ORL(或或)、XRL(异或异或)1. 1. 逻辑逻辑与与运算指令组运算指令组2. 2. 逻辑逻辑或或运算指令组运算指令组XRL A，RnXRL A，directXRL A，RiXRL A，#dataXRL direct，AXRL direct，#data3. 3. 逻辑逻辑异或异或运算指令组运算指令组3.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：

24、ANL(与与)、ORL(或或)、XRL(异或异或)4. 4. 累加器清累加器清“0”0”和取反指令组和取反指令组CLR A ； A 0(1)(1)累加器清累加器清“0”0”指令指令(2)(2)累加器累加器取反取反指令指令CPL A ； A A例：例：P1.0-3 A的低四位的低四位MOV R0，A；保护；保护AANLA，#0FH；保留；保留A的低四位的低四位ANLP1，#0F0H；保留；保留P1的高四位的高四位ORLP1，A；MOV A，R0；恢复；恢复A P1.0-3 A A的低四位的低四位A7 A03.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：ANL(

25、与与)、ORL(或或)、XRL(异或异或)4. 4. 累加器清累加器清“0”0”和取反指令组和取反指令组( (CLRCLR、CPLCPL) )5. 5. 移位指令组移位指令组( ( 累加器累加器A A ) )(1)(1)循环左移指令循环左移指令RL A ；(2)(2)循环右移指令循环右移指令RR A ；A7 A03.2.4 3.2.4 逻辑运算及移位类指令逻辑运算及移位类指令逻辑运算：逻辑运算：ANL(与与)、ORL(或或)、XRL(异或异或)4. 4. 累加器清累加器清“0”0”和取反指令组和取反指令组( (CLRCLR、CPLCPL) )5. 5. 移位指令组移位指令组( ( 累加器累加器

26、A A ) )(1)(1)循环左移指令循环左移指令RL A ；(2)(2)循环右移指令循环右移指令RR A ；(3)(3)带进位循环左移指令带进位循环左移指令RLC A ；A7 A0CY(4)(4)带进位循环右移指令带进位循环右移指令RRC A ；A7 A0CY3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组(1)(1)长转移指令长转移指令LJMP addr16 ； PC addr16 指令机器码指令机器码： 02 nnH nnL指令转移范围指令转移范围：64KB(2)(

27、2)绝对转移指令绝对转移指令AJMP addr11 ；指令机器码指令机器码：A10A9A8 00001 A70指令转移范围指令转移范围：2KB推推 荐荐 使使 用用3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组(3)(3)短转移指令短转移指令SJMP rel ；PC PC+2+rel指令机器码指令机器码： 80H rel相对偏移量相对偏移量 relrel为为8 8位补码位补码relrel= = 目的地址目的地址-(-(源地址源地址+2)= +2)= 地址差地址差-2-2

28、增地址转移：增地址转移：指令地址指令地址 源程序源程序 2130H SJMP 2132H 2150H NEXT：MOV A，R21EHNEXT指令转移范围指令转移范围：前前128128后后127127字节字节relrel= (= (目的地址目的地址-(-(源地址源地址+2)+2)补补 = 0FFH-(= 0FFH-(目的地址目的地址-(-(源地址源地址+2)+1+2)+1 = 0FEH- = 0FEH-地址差地址差3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组(3)(3)短转移指令短转移指令SJMP rel ；PC PC+2+rel减地址转移：

29、减地址转移：取取 反反指令地址指令地址 源程序源程序 2130H NEXT：MOV A，R2 2150H SJMP0DEHNEXT3.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组(4)(4)变址寻址转移指令变址寻址转移指令JMP A+DPTR. ；PC A+DPTR指令机器码指令机器码 73H73H，指令转移范围，指令转移范围64KB64KB。(1)(1)长转移指令长转移指令LJMPLJMP(2)(2)绝对转移指令绝对转移指令AJMPAJMP(3)(3)短转移指令短转移指

30、令SJMPSJMPMOVA，#02HMOVDPTR，#0006JMPA+DPTRP.77 10.MOVP2，#20HMOV R0，#00HMOV A，R03.2 MCS-513.2 MCS-51单片机指令分类介绍单片机指令分类介绍3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组(4)(4)变址寻址转移指令变址寻址转移指令 JMPJMP(1)(1)长转移指令长转移指令 LJMPLJMP(2)(2)绝对转移指令绝对转移指令 AJMPAJMP(3)(3)短转移指令短转移指令 SJMPSJMP2. 2. 条件转移指令组条件转移指令组(1)(1)累加器判零

31、转移指令累加器判零转移指令JZ relJZ rel ；若；若A=00HA=00H，PCPC+e(PCPC+e(转移转移) )， ；若；若A00HA00H，PCPC+2 (PCPC+2 (不转移不转移) )JNZ relJNZ rel ；若；若A00HA00H，PCPC+e(PCPC+e(转移转移) )， ；若；若A=00HA=00H， PCPC+2(PCPC+2(不转移不转移) )2. 2. 条件转移指令组条件转移指令组(1)(1)累加器判零转移指令累加器判零转移指令(2)(2)数值比较转移指令数值比较转移指令CJNECJNE 操作数操作数1 1，操作数，操作数2 2，relrelCJNEA，

32、#data，relCJNEA，direct，relCJNERn，#data，relCJNERi，#data，rel操作数操作数1 1操作数操作数2 2，转移，转移PC PC+3+relPC PC+3+rel对对CY的影响的影响操作数操作数1=1=操作数操作数2 2，CY=0CY=0；操作数操作数11操作数操作数2 2，CY=0CY=0；操作数操作数11操作数操作数2 2，CY=1CY=1；DJNZ DJNZ 操作数操作数，rel2. 2. 条件转移指令组条件转移指令组(1)(1)累加器判零转移指令累加器判零转移指令(2)(2)数值比较转移指令数值比较转移指令(3)(3)减减1 1条件转移指令条

33、件转移指令若（若（操作数操作数-1)-1)=0 0，则转移，则转移PCPC+2 PCPC+2 ，顺序执行；，顺序执行； 若若（操作数操作数-1)-1)0 0 ，则，则PCPC+2+relPCPC+2+rel 。指令机器码指令机器码： D8-DFH rel （两个字节两个字节）DJNZ Rn，rel指令指令1DJNZ direct ，rel指令指令2指令机器码指令机器码： D5 direct rel （三个字节三个字节）若（若（操作数操作数-1)-1)=0 0，则转移，则转移PCPC+3PCPC+3，顺序执行；，顺序执行； 若若（操作数操作数-1)-1)0 0，则，则PCPC+3+relPCPC

34、+3+rel 。查表法求查表法求Y=XY=X2 2。设在片内。设在片内RAMRAM的的20H20H开始连续开始连续5 5个单元个单元存放存放5 5个数个数X(0X15) X(0X15) ，要求将查表求，要求将查表求Y Y，存入片，存入片内内RAM30HRAM30H开始的五个单元。开始的五个单元。ORG 0000HORG 0000HAJMP 0020HAJMP 0020HORG 0020HORG 0020HSQU:SQU:MOV DPTR,#TABMOV DPTR,#TABMOV R0,#20HMOV R0,#20HMOV R1,#30HMOV R1,#30H MOV 78H,#5 MOV 78

35、H,#5LOOP: MOV A,R0LOOP: MOV A,R0MOVC A,A+DPTRMOVC A,A+DPTRMOV R1,AMOV R1,AINC R0INC R0 INC R1 INC R1DJNZ 78H,LOOPDJNZ 78H,LOOPORG 0040HORG 0040HTAB: DB TAB: DB 00,01,04,09,16,25,36,49,64,81,00,01,04,09,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225100,121,144,169,196,225ENDEND3. 3. 子程序调用与返回指令组子程序调用与返回指令组ACALL addr11 指令机器码指令机器码：A10A9A8 10001 A70(1)(1)绝对调用指令绝对调用指令3.2.5 3.2.5 控制转移类指令控制转移类指令1. 1. 无条件转移指令组无条件转移指令组2. 2. 条件转移指令组条件转移指令组操作内容操作内容： PC PC+2 SP SP+1，(SP) PC7-0 SP SP+1，(SP) PC15-8 PC10-0 addr11例：例： 8100H ACALL label 问：问： label 的地址范围？的地址范围？ 8000H87FFH3. 3. 子程序调用与返回指令组子程序调用与返回指令组