单片机原理及接口技术(第二版,李全利)第3章80C51的指令系统

第3章80C51的指令系统指令格式及常用符号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）3.72023/1/3113.1指令格式及常用符号3.1.1机器指令的字节编码形式

8位编码仅为操作码

单字节指令（49条）机器指令：计算机能直接识别和执行的指令。

位号76543210字节opcode如：INCA编码为：00000100即：04H

8位编码含操作码和寄存器编码位号76543210字节opcoderrr如：MOVA，R0编码为：11101000即：E8H2023/1/312双字节指令（45条）位号76543210字节opcodedata或direct三字节指令（17条）位号76543210字节opcodedata或directdata或direct如：MOVA，#50H编码为：0111010001010000即：74H50H如：MOV20H，#50H编码为：011101010100000001010000即：75H20H50H2023/1/313书写格式注意：操作助记符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操作助记符[目的操作数][，源操作数][；注释]3.1.2符号指令的书写格式2023/1/314描述符号Rn（n=0~7）-当前工作寄存器组中的寄存器R0~R7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：－128～＋127bit---------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2023/1/3153.2.1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：R0~R7、A、B(AB形式）和DPTR特点：传送和执行速度快【例】若（R0）=30H，

执行MOVA,R0后,（A）=30H

2023/1/3163.2.2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：LJMPADDR16【例】若（50H）=3AH，

执行MOVA,50H后,（A）=3AH

2023/1/3173.2.3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（R0）=30H,（30H）=5AH

执行MOVA,@R0后,（A）=5AH

片内：MOV片外：MOVX2023/1/3183.2.4立即寻址操作数在指令编码中寻址空间：ROM对于MOVDPTR，#2100H指令，立即数高8位“21H”装入DPH

【例】执行MOVA，#50H

结果：（A）=50H

2023/1/3193.2.5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MOVA,@A+DPTR”后结果：（A）=88H

2023/1/31103.2.6相对寻址用于跳转指令，实现程序分支Rel常用符号地址表示，离源地址不要超过（－128～＋127）

【例】若rel为75H，PSW.7为1，JCrel存于1000H开始的单元。

执行JCrel指令后，程序将跳转到1077H单元取指令并执行。2023/1/31113.2.7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，MOVC，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。

2023/1/31123.3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：MOVCMOVXPUSH、POPXCH、XCHDSWAP

2023/1/31133.3.1一般传送指令16位传送（仅1条）MOVDPTR，#data16；DPTR←data16例：执行指令MOVDPTR，#1234H后（DPH）=12H，（DPL）=34H。8位传送通用格式：MOV<目的字节>，<源字节>；2023/1/3114以A为目的【例3-9】若（R1）=20H，（20H）=55H。执行指令

MOVA，@R1

后，（A）=55H。2023/1/3115以Rn为目的【例3-10】执行指令MOVR6，#50H

后，（R6）=50H2023/1/3116以direct为目的【例3-11】若（R1）=50H,（50H）=18H，执行指令

MOV40H，@R1

后,（40H）=18H2023/1/3117以@Ri为目的【例3-12】若（R1）=30H，（A）=20H，执行指令

MOV@R1，A

后，（30H）=20H。

2023/1/31183.3.2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

MOVCA，@A+DPTR；A←（（A）+（DPTR））

以PC内容为基址MOVCA，@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

2023/1/3119

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

MOVXA，@DPTR；A←（（DPTR））MOVXA，@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

2023/1/3120

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128个单元，向上生长。PUSHdirect；SP←（SP）＋1，（SP）←（direct）出栈指令POPPOPdirect；（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。

2023/1/3121利用堆栈完成40H与50H单元内容的交换的示例

MOVSP,#6FH;将堆栈设在70H以上RAM空间PUSH40H;①将40H单元的“23H”入栈，之后（SP）=70HPUSH50H;②将50H单元的“45H”入栈，之后（SP）=71HPOP40H;③将SP指向的71H单元的内容弹到40H单元，之后（SP）=70HPOP50H;④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2023/1/3122

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XCHA，R0

后，（A）=80H，（R0）=20H。

2023/1/3123

半字节交换指令XCHD【例3-21】若（R0）＝30H，（30H）＝67H，（A）＝20H。执行指令

XCHDA，@R0指令后，（A）＝27H，（30H）＝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SWAPA后，（A）＝03H。

2023/1/31243.4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

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、SUBBDAMULDIVCY√√00AC√√××OV√×√√P√√√√2023/1/3125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

2023/1/31263.4.1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ADDA，30H

后的结果。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

2023/1/3127【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ADDA，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。

编程者应确保单字节有符号数运算结果不超过-128~127。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。2023/1/3128带进位加法（这组指令方便了多字节加法的实现）

加12023/1/3129十进制调整DAA；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。

当A中低4位出现了非BCD码（1010~1111）或低4位的进位AC=1，则应在低4位加6调整。当A中高4位出现了非BCD码（1010~1111）或高4位的进位CY=1，则应在高4位加6调整。

执行十进制调整指令后，PSW中的CY表示结果的百位值2023/1/3130【例3-24】若（A）＝01101001B，表示的BCD码为（R2）＝01011000B，表示的BCD码为，执行指令：ADDA，R2DAA（A）＝00100111B，即且（CY）＝1，即正确的结果为：127

2023/1/31313.4.2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”2023/1/3132【例3-25】若（A）=C9H，（R2）=54H，（CY）=1，试分析指令SUBBA，R2执行后，累加器的内容及状态标志。（A）：11001001（201）－（CY）：

1（1）11001000－（R2）：

01010100（84）结果：01110100（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。2023/1/3133减1这组指令仅DECA

影响P标志。其余指令都不影响标志位的状态。2023/1/31343.4.3乘法仅有一条乘法指令MULAB；A与B相乘无符号结果：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

3.4.4除法仅有一条除法指令DIVAB；A除以B

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表示除数为02023/1/31353.5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ANLA，R0

后，（A）=82H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

2023/1/31363.5.2逻辑或【例】（A）=C3H，（R0）=55H，执行指令ORLA，R0

后，（A）=D7H或操作常用于对某些关心位进行“置1”,不关心位保持不变

2023/1/31373.5.3逻辑异或【例】（A）=C3H，（R0）=AAH，执行指令XRLA，R0

后，（A）=69H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

2023/1/31383.5.4逻辑清0和取反3.5.5累加器循环移位2023/1/31393.6控制转移类指令（17条）3.6.1无条件转移短跳转AJMPaddr11；PC←（PC）+2，PC10~0←addr112023/1/3140长跳转LJMPaddr16；PC←addr16相对转移SJMPrel

；PC←（PC）+2，PC←（PC）+rel

目标地址rel

对应范围为＋127～－128。

2023/1/3141【例】若“NEWADD”为地址1022H，PC的当前值为1000H。执行指令SJMPNEWADD后，程序将转向1022H处执行（rel=20H=1022H－1000H－2）。解析如下：2023/1/3142散转移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；……。

MOVDPTR,#TABLEJMP@A+DPTRTABLE:AJMPROUT0AJMPROUT1AJMPROUT2AJMPROUT32023/1/31433.6.2条件转移累加器判0转移比较不等转移2023/1/3144减1不为0转移2023/1/3145【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=37HMOV23H,#0AHCLRALOOPX:ADDA,23HDJNZ23H,LOOPXSJMP$2023/1/31463.6.3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）

2023/1/3147【例3】若（SP）=07H，标号“XADD”表示的实际地址为0345H，PC的当前值为0123H。执行指令ACALLXADD

后:返回地址为：（