单片机-教案-课件-80C51的指令系统

1、第3章 80C51的指令系统指令格式及3.180C51的寻址方式3.2数据传送指令 （29条）3.3算数运算指令 （24条）3.4逻辑运算与循环类指令（24条）3.5控制转移类指令 （17条）3.6位操作类指令 （17条）3.72022/10/1613.1 指令格式及常用符号3.1.1 指令系统的概述 指令是计算机根据人的意图所执行的操作命令，是与计算机内部结构、硬件资源密切联系的。某种计算机所有指令的集合称为指令系统。 MCS-51/52系列单片机的指令系统共有111条指令编码少：其中49条是单字节指令，45条是双字节指令，17条是三字节指令。执行周期短：其中有64条指令的执行时间为单机器周

2、期，45条指令的执行时间为双机器周期，乘法和除法指令只需4个机器周期。位操作指令丰富：2022/10/162机器语言：计算机唯一能够识别的指令，由二进制数“0”和“1”编码构成，也成为目标代码，执行速度最快。汇编语言指令是在机器语言基础上，用英文单词或英文单词缩写表示机器语言指令的操作码（助记符）用符号表示操作数或者操作数的地址。将汇编语言翻译为机器语言的目标代码称为汇编。2022/10/163 书写格式注意：操作码不能缺少操作数个数可为：1、2、3个2个操作数的指令，目的操作数在左边一般格式标号：操作码 目的操作数，源操作数；注释3.1.2 符号指令的书写格式2022/10/164 描述符号

3、Rn（n=07）-当前工作寄存器组中的寄存器R0R7之一Ri（i=0,1）-当前工作寄存器组中的寄存器R0或R1 -间址寄存器前缀#data -8位立即数#data16-16位立即数direct-片内低128个RAM单元地址及SFR地址addr11-11位目的地址addr16-16位目的地址rel-8位地址偏移量，范围：128127bit-片内RAM位地址、SFR的位地址（）-表示 地址单元或寄存器中的内容/ -位操作数的取反操作前缀（）-表示 所指地址单元的内容 -表示数据传输的方向2022/10/1653.2.1 寄存器寻址寻址方式：寻找（源）操作数或指令转移地址的方式80C51单片机有7

4、种寻址方式3.2 80C51的寻址方式操作数在寄存器中寻址空间：R0R7、A、B(AB形式）和DPTR特点：传送和执行速度快【例】若（R0）=30H， 执行MOV A,R0后,（A）=30H 2022/10/1663.2.2 直接寻址操作码后字节存放的是操作数的地址寻址空间：片内RAM低128字节SFR（符号形式）另一类直接寻址是转移目标地址的寻址。如：LJMP ADDR16【例】若（50H）=3AH ， 执行MOV A,50H后,（A）=3AH 2022/10/1673.2.3 寄存器间接寻址寄存器中的内容是操作数的地址寻址空间：片内RAM（Ri、SP）片外RAM（Ri、DPTR）【例】若（

5、R0）=30H,（30H）=5AH 执行MOV A,R0后,（A）=5AH 片内：MOV片外：MOVX2022/10/1683.2.4 立即寻址操作数在指令编码中寻址空间：ROM对于MOV DPTR，#2100H指令，立即数高8位“21H”装入DPH 【例】执行MOV A，#50H 结果：（A）=50H 2022/10/1693.2.5 变址寻址操作数地址：基地址+偏移量寻址空间：ROM变址寻址还用于跳转指令，如JMP A+DPTR 【例】（A）0FH （DPTR）=2400H 执行MOVC A,A+DPTR”后结果：（A）=88H 2022/10/16103.2.6 相对寻址用于跳转指令，实

6、现程序分支Rel常用符号地址表示，离源地址不要超过（128127 ） 【例】若rel为75H，PSW.7为1，JC rel存于1000H开始的单元。 执行JC rel指令后，程序将跳转到1077H单元取指令并执行。 2022/10/16113.2.7 位寻址寻址位数据寻址空间片内RAM位空间SFR位空间【例】位地址00H内容为1，MOV C，00H执行后，位地址PSW.7的内容为1。位寻址方式实质属于位的直接寻址。 2022/10/16123.3 数据传送类指令（29条）一般不影响标志寄存器PSW的状态。 传送类指令有两大类 一般传送（ MOV ） 特殊传送，如： MOVC MOVX PUSH

7、、POP XCH、XCHD SWAP 2022/10/16133.3.1 一般传送指令16位传送（仅1条）MOV DPTR，#data16； DPTR data16例：执行指令 MOV DPTR，#1234H 后 （DPH）=12H，（DPL）=34H。8位传送通用格式： MOV ， ； 2022/10/1614 以A为目的【例3-9】若（R1）= 20H，（20H）= 55H。执行指令 MOV A，R1 后，（A）= 55H。2022/10/16151、将R1内容传送至AMOV A,R12、将立即数16H传送至AMOV A,#16H3、将R0指示的内存单元20H单元传送至AMOV R0，#2

8、0HMOV A,R04、将30H的内容传送至AMOV A,30H2022/10/1616 以Rn为目的【例3-10】执行指令 MOV R6，#50H 后，（R6）= 50H例：如何将R1的内容传送给R2？ MOV A,R1MOV R2,A2022/10/1617 以direct为目的【例3-11】若（R1）=50H,（50H）=18H，执行指令 MOV 40H，R1 后,（40H）=18H 2022/10/1618 以Ri为目的【例3-12】若（R1）=30H，（A）=20H，执行指令 MOV R1，A 后，（30H）=20H。 2022/10/16191、将20H开始的32个单元全部清0 M

9、OV A ， #00H ;A000H MOV R0，#20H ;R020H MOV R7，#20H ;R7计数，R732 LP1：MOV R0，A ;R0指示单元清0 INC R0 ;R0R0+1 DJNZ R7，LP1 ;R7 R7-12022/10/16203.3.2 特殊传送指令 以DPTR内容为基址读ROM中常数表项指令MOVCROM中可以存放程序代码，还经常存放常数表 MOVC A，A+DPTR；A （A）+（DPTR） 以PC内容为基址MOVC A，A+PC ；A （A）+（PC）常数表存放约束小，称为远程查表指令。占用DPTR 常数表存放约束大，称为近程查表指令。不占用DPTR

10、2022/10/16211、LED显示器09的字形显示码存放在程序存储器中的情况如下：210AH：0C0H 字符“0”210BH：0F9H 字符“1”210CH：0A4H 字符“2”210DH：0B0H 字符“3”从段码表中取出“3”并送LED端口为1200H显示，可用如下指令完成：2100H：MOV A,#0AH2102H：MOVC A,A+PC2103H：MOV DPTR,#1200H2106H：MOVX DPTR,A2022/10/1622 读片外RAM读片外RAM及接口单元数据的指令MOVX片外RAM中经常存放数据采集与处理的中间数据 MOVX A，DPTR ；A （DPTR）MOVX

11、 A，Ri ；A （Ri） 写片外RAMMOVX DPTR，A ；（DPTR）AMOVX Ri，A ；（Ri）A注意：用Ri寻址时，高8位地址由P2口提供 2022/10/16231、将74H的内容送到片外RAM3000H单元 MOV A,74H MOV DPTR,#3000H MOVX DPTR,A2、将片外RAM2040H的内容送到片内 RAM20H单元。 MOV DPTR #2040H MOVX A,DPTR MOV 20H,A2022/10/1624 入栈指令PUSH堆栈操作指令PUSH和POP堆栈是一片存储区，遵循“后进先出”原则，栈顶由SP指示。80C51的堆栈设在片内RAM低端的

12、128个单元，向上生长。 PUSH direct ；SP（SP）1，（SP）（direct） 出栈指令POPPOP direct ；（direct）（SP），SP （SP）1 注：堆栈用于子程序调用时保护返回地址，或者用于保护子程序调用之前的某些重要数据（即保护现场），还可以用于数据交换。 2022/10/1625利用堆栈完成40H与50H单元内容的交换的示例 MOV SP,#6FH;将堆栈设在70H以上RAM空间PUSH 40H ;将40H单元的“23H”入栈，之后（SP）=70H PUSH 50H ;将50H单元的“45H”入栈，之后（SP）=71HPOP 40H ;将SP指向的71H单元

13、的内容弹到40H单元，之后（SP）=70HPOP 50H ;将SP指向的70H单元的内容弹到50H单元，之后（SP）=6FH（a）初始状态 （b）2条PUSH指令执行后 （c）2条POP指令执行后2022/10/1626 字节交换指令XCH数据交换指令XCH、XCHD和SWAP数据交换属于同时进行的双向传送 【例3-20】若（R0）=80H，（A）=20H。 执行指令 XCH A，R0 后，（A）=80H，（R0）=20H。 2022/10/1627 半字节交换指令XCHD【例3-21】若（R0）30H，（30H）67H， （A）20H。执行指令 XCHD A，R0 指令后，（A）27H，（3

14、0H）60H。 XCHD是间址操作数的低半字节与A的低半字节互换。SWAP是累加器的高低4位互换【例3-22】若（A）30H，执行指令SWAP A后，（A）03H 。 2022/10/16281、编程将内部数据存储器20H30H内容置1.2、试编写8字节外部数据存储器到内部数据存储器的数据传送程序，外部数据存储器地址为40H47H,内部数据存储器的范围为30H37H。2022/10/16293.4 算数运算类指令（24条）算数运算结果要影响PSW中标志位 CY为1，无符号数（字节）加减发生进位或借位 OV为1，有符号数（字节）加减发生溢出错误 溢出标志位OV = D7C D67 = 1 0 =

15、 1 AC为1，十进制数（BCD码）加法的结果应调整 P为1，存于累加器A中操作结果的“1”的个数为奇数 标志位意义标志位与相关指令影响 指令标志ADD、ADDC、SUBBDAMULDIV CY00ACOVP2022/10/1630算数运算影响标志位示例【例3-23】有2个参与相加的机器数，一个是84H，另一个是8DH。试分析运算过程及其对状态标志的影响。结果：CY为1；AC为1 ；OV为1 ；P为0 2022/10/16313.4.1 加法不带进位加法【例3-24】若有2个无符号数存于累加器A和RAM的30H单元，即（A）=84H，（30H）=8DH，试分析执行指令 ADD A，30H 后的

16、结果。由于对无符号数相加，要考察CY。由上页图可知，CY=1，因此知道运算的结果发生了进位，即实际值应该是100H+11H。所以，编程者应确保单字节无符号数运算结果不要超过255 2022/10/1632【例3-25】若有2个有符号数存于累加器A和RAM的30H单元，即（A）=84H，（30H）=8DH，试分析执行指令 ADD A，30H 后的结果。 有符号数相加，只需考察溢出标志OV即可。由上图可见OV=1，因此可知运算的结果发生了溢出，这说明累加器A中的结果已经不是正确的值了。 溢出标志位OV = D7C D6C = 1 0 = 1 编程者应确保单字节有符号数运算结果不超过-128127。

17、否则，就要将数据用多字节表示或在程序运行中对状态标志进行判断： 无符号数用JNC或JC，有符号数要用JNB或JB。 2022/10/1633带进位加法（这组指令方便了多字节加法的实现） 这4条指令的功能是把源操作数所指示的内容和A中的内容及进位标志Cy相加，结果存入A中。运算结果对PSW中相关位的影响同上述的4条加法指令。 带进位加法指令一般用于多字节数的加法运算，低位字节相加时和可能产生进位，可以通过带进位加法指令将低位字节的进位加到高字节上去。高位字节求和时必须使用带进位的加法指令。 2022/10/1634多了加进位标志位CY，主要用于多字节的加运算两个双字节数存放在内部RAM 30H、

18、31H单元及40H、41H单元，设低位在前，高位在后，求和结果存放在30H、31H。 MOV A，30H ；取低8位ADD A，40H ；低8位相加MOV 30H，A ；存结果MOV A，31H ；取高8位ADDC A，41H ；高8位带进位加MOV 31H，A ；存结果例：35加1 这一组指令的功能是将操作数所指定的单元或寄存器中的内容加1。其结果送回原操作数单元中。 2022/10/1636设R0=7EH,DPTR=10FEH,(7EH)=0FFH,(7FH)=38H,执行下列指令INC R0;(7EH)=00HINC R0 ;R0=7FHINCR0 ;(7FH)=39HINC DPTR

19、;DPTR=10FFHINC DPTR ;DPTR=1100HINC DPTR ;DPTR=1101H2022/10/1637十进制调整DA A ；调整A的内容为正确的BCD码 两个压缩的BCD码按二进制相加后，必须经过调整方能得到正确的和。注意：该指令必须用在加法指令后边否则出错。 这条指令是在进行BCD码加法运算时，用来对BCD码的加法运算结果自动进行修正（主要是高、低4位是否+6）。另外，对BCD码的减法运算不能用此指令来进行修正。执行十进制调整指令后，PSW中的CY表示结果的百位值 2022/10/1638 计算机中只能使用二进制数，所有在计算机中使用的字符和数字都要用特定的二进制编码

20、表示，编码方法很多，常用的有ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）和BCD码。BCD 码 （Binary Coded Decimal)BCD码的概念 用四位二进制数表示一个十进制数码的编码方法，称为二-十进制码，即BCD码。BCD码表示的数叫BCD数，即二进制编码的十进制数。常用8421BCD码：十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9BCD码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 100139【例3-24】若（A）0110 1001B，表示的BCD码为 （

21、R2）0101 1000B，表示的BCD码为 ，执行指令： ADD A，R2DA A（A）0010 0111B，即 且（CY）1，即正确的结果为：127 2022/10/16403.4.2 减法带借位减法用此组指令完成不带借位的减法，只需先清CY为0即可 CY为1，表示D7位需借位 AC为1，表示D3位需借位 OV为1，表示“D6有借位D7无借位”或“D7有借位D6无借位”2022/10/1641【例3-25】若（A）=C9H，（R2）=54H，（CY）=1，试分析指令SUBB A，R2执行后，累加器的内容及状态标志。 （A）：1 1 0 0 1 0 0 1（201） （CY）： 1（1）1

22、1 0 0 1 0 0 0（R2）： 0 1 0 1 0 1 0 0（84）结果：0 1 1 1 0 1 0 0（116）即:（A）=74H,（CY）=0,（AC）=0,（OV）=1,（P）=0。分析：数据为无符号类型。该指令执行前CY=1，说明此指令不是运算的最低字节，即在此指令执行之前，一定执行过低字节的减法并产生了借位。因此，本次相减（201-1-84=116=74H）结果为74H。2022/10/1642减1这组指令仅 DEC A 影响P标志。其余指令都不影响标志位的状态。无DPTR减1指令。2022/10/16433.4.3 乘法仅有一条乘法指令 MUL AB ；A与B相乘 ；BA

23、(A)(B) 无符号 结果：B中为积的高8位，A中为积的低8位。 CY总是被清0；OV=1表示积大于FFH 此条指令的功能是实现两个8位无符号数的乘法操作，2个数分别存在累加器A和寄存器B中。乘积为16位，积的低8位在A中，积的高8位在B中。若积大于255，溢出标志位OV置位，否则复位，而Cy位总是为0。乘法指令是整个指令系统中执行时间最长的2条指令之一，它需4个机器周期(48个振荡周期)才能完成一次乘法操作。2022/10/16443.4.4 除法仅有一条除法指令DIV AB ;A (A)(B) (商)，B AB(余) 无符号 结果：A中为商的整数部分，B中为余数 CY总是被清0；OV=1表

24、示除数为0 除法指令可以实现两个8位无符号数的除法。被除数放在A中，除数放在B中。指令执行后，商放在A中而余数在B中。进位标志Cy和溢出标志OV均清0，只有当除数为0时，A和B中的内容为不确定值，此时OV位置位，说明除法溢出。指令的执行时间也是4个机器周期，和乘法指令相同是执行时间最长的2条指令之一。 2022/10/16453.5 逻辑运算与循环类指令（24条）3.5.1 逻辑与 逻辑：与、或、异或、清0和取反 循环：左、右移，带进位位左、右移【例】（A）=C3H，（R0）=AAH，执行指令 ANL A，R0 后，（A）=82H【例】检测P1口低四位高四位不关心采用指令 MOV A,P1 A

25、NL A,#0FH 与操作常用于对某些不关心位进行“清0”,同时“保留”另一些关心位 2022/10/1646例：MOV A，30 ；取数ANL A，#0FH ；屏蔽高4位MOV 40H，A ；存低4位MOV A，30H ；再取ANL A，#0F0H ；屏蔽低4位SWAP A ；高低4位交换MOV 41H，A ；存高4位压缩BCD码拆成单字节BCD码设30H单元内容为56H，将高低四位拆开存放在40H，和41H 拆字程序 06H 05H40H41H42H 00000110B 06H 01010110B 56H 00001111B 0FH 01010000B 50H 01010110B 56H

26、11110000B F0H 与操作:4710（1）将R0的内容传送到R1； MOV A,R0 MOV R1,A（2）内部RAM单元60H的内容传送到寄存器R2 MOV R2,60H（3）外部RAM单元1000H的内容传送到内部RAM单元60H； MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV 60H,A2022/10/1648 （4）外部RAM单元1000H的内容传送到寄存器R2； MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV R2,A （5）外部RAM单元1000H的内容传送到外部RAM单元2000H。 MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR

27、 MOV DPTR,#2000H MOVX DPTR, A2022/10/164913若（50H）=40H，试写出执行以下程序段后累加器A、寄存器R0及内部RAM的40H、41H、42H单元中的内容各为多少？ MOV A，50H MOV R0，A MOV A，#00H MOV R0，A MOV A，#3BH MOV 41H，A MOV 42H，41H（A）=3BH，（R0）=40H，（40H）=00H，（41H）=3BH，（42H）=3BH。2022/10/165016试编写程序，完成两个16位数的减法：7F4DH2B4EH，结果存入内部RAM的30H和31H单元，30H单元存差的高8位，31

28、H单元存差的低8位。CLR CYMOV A，#4DHSUBB A ，#4EHMOV 31H，A ；保存低字节相减结果MOV A，#7FHSUBB A，#2BHMOV 30H，A ；保存高字节相减结果2022/10/165117试编写程序，将R1中的低4位数与R2中的高4位数合并成一个8位数，并将其存放在R1中MOV A, R1ANL A,#0FHMOV R1,AMOV A,R2ANL A,#0F0HORL A,R12022/10/16523.5.2 逻辑或【例】（A）=C3H，（R0）=55H，执行指令 ORL A，R0 后，（A）=D7H【例】 将P1口的高4位设置为高电平，其他位不变。 O

29、RL P1，#0F0H 或操作常用于对某些关心位进行“置1”,不关心位保持不变 2022/10/1653将累加器的A低四位数据送P1口的高四位，P1口的低四位不变。 ANL A,#0FH SWAP A ANL P1,#0FH ORL P1,A2022/10/16543.5.3 逻辑异或【例】（P1）=59H，高四位取反，其他位不变，执行指令 XRL P1，#0F0H ；结果（A）=A9H 异或操作常用于对某些关心位进行“取反”,不关心位保持不变 2022/10/16553.5.4 累加器清0和取反 把A的内容取反，结果仍在A中。CPL ACLR A例 若（A）=A5H，执行指令 CLR A 之

30、后，（A）=00H。 把A的内容清 0 ，结果仍在A中。利用取反指令，对40H单元内容求补。 MOV A,40H CPL A INC A MOV 40H,A573.5.4 逻辑清0和取反3.5.5 累加器循环移位2022/10/16583.6 控制转移类指令（17条）3.6.1 无条件转移短跳转AJMP addr11 ；PC （PC）+ 2，PC100 addr11 指令AJMP addr11称绝对转移指令，指令中包含有11位的转移地址，即转移的目标地址是在下一条指令地址开始的2k字节范围内。它把PC的高5位与指令第一字节中的第75位(第40位为00001)和指令的第二字中的8位合并在一起构成

31、16位的转移地址。该指令为两个字节，在实际使用中要注意跳转出范围的问题。2022/10/1659长跳转LJMP addr16 ；PC addr16 相对转移SJMP rel ；PC （PC）+ 2，PC （PC）+ rel 目标地址rel 对应范围为 127 128。 指令LJMP addr16称长跳转指令，允许转移的目标地址在64kB空间的范围内。指令SJMP rel是无条件相对转移指令又称短转移指令。该指令为双字节，指令中的相对地址是一个带符号的8位偏移量其范围为-128+127。负数表示向后转移，正数表示向前转移，该指令执行后程序转移到当前PC与rel之和所指示的单元。 2022/10/

32、1660【例】若“NEWADD”为地址1022H，PC的当前值为1000H。执行指令 SJMP NEWADD 后，程序将转向1022H处执行（rel=20H= 1022H1000H2）。解析如下：2022/10/1661 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040H MAIN:MOV A,#0FEH LOOP:MOV P2,A LCALL D_1s RL A AJMP LOOP D_1s:MOV R6,#100D10ms:MOV R5,#40 DL:MOV R4,#123 NOP DJNZ R4,$ DJNZ R5,DL DJNZ R6,D10ms RET END2022/10/

33、1662散转移(间接长转移)JMP A+DPTR；PC （PC）+ 1，PC （A）+（DPTR） 可完成多条判跳指令的功能 【例】功能：当（A）=00H时，程序将转到 ROUT0处执行；当（A）=02H时，程序将转到 ROUT1处执行；。 MOV DPTR,#TABLE JMP A+DPTRTABLE:AJMP ROUT0 AJMP ROUT1 AJMP ROUT2 AJMP ROUT32022/10/16633.6.2 条件转移累加器判0转移比较不等转移比较两个操作数，不相等则转移，相等顺序执行作减法，影响标志位CY， 左 右，CY=0，无借位左 右，CY=1，有借位2022/10/166

34、4减1不为0转移2022/10/16651、将20H开始的32个单元全部清0将数据00H0FH写入20H开始的32个单元 MOV A ， #00H ;A000H MOV R0，#20H ;R020H MOV R7，#20H ;R7计数，R732 LP1：MOV R0，A ;R0指示单元清0 INC R0 ;R0R0+1 INC A DJNZ R7，LP1 ;R7 R7-12022/10/1666将数据00H0FH写入RAM的30H3FH单元。可执行一下指令： MOV A,#00H MOV R0,#30HLOOP:MOV R0,A INC A INC R0 CJNE R0,#40H,LOOP20

35、22/10/1667【例】有一段程序如下，该程序执行后，（A）=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=37H MOV 23H,#0AH CLR ALOOPX:ADD A,23H DJNZ 23H,LOOPX SJMP $2022/10/16683.6.3 调用与返回调用 指令执行时将返回地址入栈 SP应设为合适值（默认值07H） 2022/10/1669 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040H MAIN:MOV A,#0FEH LOOP:MOV P2,A LCALL D_1s RL A AJMP LOOP D_1s:MOV R6,#100D10ms:MOV R5,#40 DL:MOV R4,#123 NOP DJNZ R4,$ DJNZ R5,DL DJNZ R6,D10ms RET END2022/10/1670【例3】若（SP）=07H，标号“XADD”表示的实际地址为0345H，PC的当前值为0123