第3章指令系统

第3章指令系统3.1概述3.2寻址方式3.3指令系统3.4汇编语言程序设计§3.1概述指令：是CPU根据人的意图来执行某种操作的命令。程序设计语言：是实现人机交换信息的基本工具，分为机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言：用二进制编码表示每条指令，是计算机能直接识别和执行的语言。汇编语言：是用助记符、符号和数字等来表示指令的程序设计语言。它与机器语言指令是一一对应的。§3.1.2指令格式89C51汇编语言指令格式[标号]：操作码[目的操作数][，源操作数][；注释]

MOVA,#34H;将数34h送累加器A符号注释Rn(n=0～7)：当前选中的工作寄存器组R0～R7。Ri(I=0,1)：作为地址指针的两个工作寄存器R0，R1。#data8：8位立即数。#data16：16位立即数。direct：8位片内RAM单元的直接地址。addr11：11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中。addr16：16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中。符号注释rel：补码表示的8位地址偏移量。范围：-128~+127D。bit：片内RAM或SFR的直接寻址位地址。@：间接寄存器的符号。/：位操作指令中对该位先取反再参与操作，不影响原值。(×)：×中的内容。((×))：×指出的地址单元中的内容。→：指令操作流程方向。§3.2寻址方式什么是寻址方式：如何找到存放操作数的地址，把操作数提取出来的方法。1、7种寻址方式：2、寻址空间及符号注释：1）立即数寻址立即数寻址：指令操作码后面紧跟的是一字节或两字节操作数，用“#”号表示，以区别直接地址。例如：MOVA，3AH；（3AH）→AMOVA，#3AH；3AH→AMOVDPTR，#2000H；2000H→DPTR

2）直接寻址直接寻址方式：在指令中直接给出操作数所在存储单元的地址。指令中操作数部分是操作数所在地址。直接寻址方式可访问片内RAM的128个单元以及所有的SFR。对于SFR，既可以使用它们的地址，也可以使用它们的名字。例如：MOVA，3AH；(3AH)→AMOVA，P1；(P1口)→A

或：MOVA，90H；90H是P1口的地址3）寄存器寻址寄存器寻址：由指令指出寄存器组R0～R7中的某一个或其他寄存器(A,B,DPTR等)的内容作为操作数。例如：MOVA，R0；(R0)→AMOVP1，A；(A)→P1口

ADDA，R0；(A)+(R0)→A4）寄存器间接寻址

寄存器间接寻址：操作数的地址事先存放在某个寄存器中，寄存器间接寻址是把指定寄存器的内容作为地址，由该地址所指定的单元内容作为操作数。规定R0或R1为间接寻址寄存器，它可寻址内部地址RAM低位的128B单元内容。还可采用DPTR作为间接寻址寄存器，寻址外部数据存储器的64KB空间。例如例如：将片内RAM65H单元内容47H送A，可执行指令“MOVA，@R0”。其中R0内容为65H。如图所示：65H47HR0A47H数据存储器地址┋┋65H①②以指令中所指定的R0内容（65H）为指针将片内RAM65H单元内容47H送A5）变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址)变址寻址：以某个寄存器的内容为基地址，在这个基地址的基础上加上地址偏移量形成真正的操作数地址。采用DPTR或PC为基址寄存器，A的内容为地址偏移量。变址寻址只能访问程序存储器，访问范围为64KB。例如例如：MOVCA，@A+DPTR；((A)+(DPTR))→A如图所示1EH0302HROMDPTRAA02F1H11H1EH+①②DPTR内容与A的内容之和为程序存储器地址程序存储器内容送A6）相对寻址

相对寻址：是以当前的PC值加上指令中规定的偏移量rel而形成实际的转移地址。相对寻址只出现在相对转移指令中。当前的PC值是指执行完相对指令后的PC值；相对转移指令操作码所在地址称为源地址；转移后的地址称为目的地址。目的地址=源地址+相对转移指令字节数+relrel为补码表示的有符号数。7）位寻址位寻址：采用位寻址方式的指令的操作数是8位二进制数中的某一位，指令中给出的是位地址。位地址在指令中用bit表示。例如：CLRbit；位地址的两种表示方法：直接使用位地址，如D3H；直接用寄存器名字加位数，如PSW.3。位寻址区域：片内RAM的20H-2FH的16个单元中的128位；字节地址能被8整除的SFR。概述：单片机指令系统由111条指令组成。其中，单字节指令49条，双字节指令45条，三字节指令17条。从指令执行时间看，单周期指令64条，双周期45条，只有乘、除指令为4个周期。§3.3指令系统指令系统可分为五大类[1]数据传送指令：29条[2]算术运算指令：24条[3]逻辑运算及移位指令：24条[4]控制转移指令：17条[5]位操作指令（布尔操作）：17条§3.3.2数据传送指令1.片内数据存储器传送MOV2.片外数据存储器传送MOVX3.程序存储器传送MOVC4.累加器交换XCH、XCHD、SWAP5.堆栈操作PUSH、POPMOV类传送指令主要包括了立即数传送指令、内部RAM单元之间的数据传送指令、累加器数据传送指令。MOV的汇编格式如下：

MOV<目的操作数>，<源操作数>

1．MOV（Move）类传送指令（16条）

（1）源操作数为立即寻址方式的传送指令：源操作数为立即寻址方式的传送指令，简称立即数传送指令。

MOVA,#data;A←dataMOVdirect,#data;(direct)←dataMOVRn,#data;Rn←dataMOV@Ri,#data;(Ri)←dataMOVDPTR,#data16

【例3-1】将立即数A3H送入累加器A。MOVA，#0A3H【例3-2】将立即数76H送入片内30H，可执行以下指令。有以下两种传送方式：MOVA,#76HMOVR0,#30HMOV@R0,A或直接执行MOV30H,#76H

（2）内部RAM单元之间的数据传送指令：内部RAM单元之间数据传送指令有两直接地址之间、直接地址与工作寄存器之间、工作寄存器与直接地址之间、直接地址与间接地址寄存器之间、间接地址寄存器与直接地址之间的传送指令。MOVdirect2,direct1;(direct2)←(direct1)MOVdirect,Rn;(direct)←RnMOVRn,direct;Rn←(direct)MOVdirect,@Ri;(direct)←(Ri)MOV@Ri,direct;(Ri)←(direct)【例3-3】将50H单元的数据直接送入30H,R1内容指定的内部RAM单元的内容送入PSW寄存器,片内RAM60H单元的内容送入R4中，用以下指令完成。MOV30H,50HMOVD0H,@R1;D0H为PSW的单元地址MOVR4,60H【例3-4】将R2中的内容送入P0口MOVP0,R2也可使用MOV80H,R2（3）累加器的数据传送指令。与累加器有关的数据传送指令有：累加器与工作寄存器之间，累加器与直接地址之间、累加器与间接地址寄存器之间的传送MOVA,Rn;A←RnMOVRn,A;Rn←AMOVA,direct;A←(direct)MOVdirect,A;(direct)←AMOVA,@Ri;A←(Ri)MOV@Ri,A;(Ri)←A【例3-5】将R6的内容送入累加器AMOVA，R6【例3-6】将R4清零，可使用以下指令完成MOVA,#00HMOVR4,A（1）使用DPTR进行间接寻址。与DPTR间接寻址有关的指令有以下2条：

MOVXA,@DPTR;A←(DPTR)MOVX@DPTR,A;(DPTR)←A

外部RAM单元只能使用间接寻址方法，分别以DPTR和Ri作为间接地址寄存器。因此MOVX传送类有两组不同的间接寻址指令。2．MOVX（MoveExternal）类传送指令（4条）【例3-7】设某输出设备口地址为8000H，将片内RAM30H单元中的数据输出至该端口，则可用以下指令完成：MOVDPTR,#8000HMOVA,30HMOVC@DPTR,A

【例3-8】将片外RAM3000H单元中的内容送至4000H单元中去，用以下指令完成：MOVDPTR,#3000HMOVXA,@DPTRMOVDPTR,#4000HMOVX@DPTR,A（2）使用Ri进行间接寻址。与Ri间接寻址有关的指令有以下2条：

MOVXA,@Ri;A←(Ri)MOVX@Ri,A;(Ri)←A例3-9】将片外RAM（8FH）中的内容0AH，传送至寄存器R0中，而将R1中的值04H写入片外RAM（90H），执行以下指令完成。MOVR1,#8FH;指向片外8FH单元MOVXA,@R1;将片外8FH单元内容暂存AMOVR0,A;暂存结果送入R0中MOVA,R1;取R1中的内容MOVR1,#90H;指向片外90H单元MOVX@R1,A;04H送入片外90H单元

MOVCA,@A+DPTR;A←((A)+(DPTR))MOVCA,@A+PC;A←((A)+(PC))

MOVC类指令是对程序存储器进行数据传送，因此又称为程序存储器传送指令，由于MOVC类指令通常用于查表，所以也称为查表指令，其表格放在程序存储器中。

3．MOVC（MoveCode）类传送指令（2条）【例3-10】在程序存储器中，从8000H开始存有A~Z的ASCII码，将D的ASCII码取出。8000H:41H;（41H为“A”的ASCII码，存放在8000H单元中）8001H:42H;（42H为“B”的ASCII码，存放在8001H单元中）8002H:43H;（43H为“C”的ASCII码，存放在8002H单元中）8003H:44H;（44H为“D”的ASCII码，存放在8003H单元中）8004H:45H;┋┋设完成此操作的程序存放在4000H开始存储器中。执行以下程序：4000H:MOVA,#03H;A←03H偏移量4002H:MOVDPTR,#8000H;DPTR←8000H4005H:MOVCA,@A+DPTR;取出D的ASCII码送累加器A执行结果:（A）=44H（PC）=4006H

（1）XCH（Exchange）全字节交换

XCHA,Rn;A←→RnXCHA,direct;A←→(direct)XCHA,@Ri;A←→(Ri)

（2）XCHD低半字节交换（Exchangelow-orderDigit）

XCHDA,@Ri;A0-3←→(Ri)0-3

累加器交换指令XCH、XCHD、SWAP，主要是在片内RAM和累加器A之间进行数据的交换。

（3）SWAP高4位与低4位交换

SWAPA;A7~4←→A3~0

4．XCH、XCHD、SWAP类指令（5条）【例3-11】将片内RAM中30H、40H单元的内容互换，并将互换后的40H单元内容存入R0指示的片内RAM单元。

MOVA,30H;30H单元的内容送A中

XCHA,40H;30H单元与40H单元中的内容互换

MOV@R0,A;互换后的结果存入R0指示的单元中

（1）PUSH入栈操作（Pushdirectbyteontostack）

PUSHdirect；SP←SP+1，(SP)←(direct)

（2）POP出栈操作（Popdirectfromstack）

POPdirect；SP←SP-1，（direct）←(SP)

5．PUSH、POP类指令（2条）

【例3-12】设DPTR指向了5000H单元，将其压入堆栈中，然后弹出到片内RAM的50H、51H单元中，用如下指令完成：

MOVDPTR,#5000HPUSHDPLPUSHDPHPOP51H;DPH弹出到51H单元

POP50H;DPL弹出到50H单元§3.3.3算术运算指令算术运算指令用到的助记符有以下3大类加法指令：ADD、ADDC、INC、DA减法指令：SUBB、DEC乘除指令：MUL、DIV算术运算类指令（24条）

——加法指令（8条）

ADDA,Rndirect@Ri#data操作:将两个操作数相加,再把和送到A中。其结果必然影响：进位位C，辅助进位位AC，溢出位OV，奇偶位P，零标志Z。R0=12H,(12H)=78H,A=9AH，C=1执行ADDA,@R0后结果?

10011010+01111000

.....00010010

10011010+01111000+C

.....00010011CC说明：本组指令的功能是同时把源操作数所指出的内容和进位标志未CY都加到累加器A中，结果存放到A中，其余的功能和上面的ADD指令相同。本组指令常用于多字节加法。

【例3-13】有符号数相加，执行以下程序，说明PSW有关标志位的内容。

MOVA,#7AHMOVR0,#65HADDA,R0

01111010A

+）01100101

（R0）

11011111

执行结果：OV=D6CY⊕D7CY=1⊕0＝1；说明和产生溢出；PSW的CY=0AC=0OV=1

CLRCMOVA,R4ADDA,R6MOVR4,AMOVA,R5ADDCA,R7MOVR5,A

程序执行时先计算低字节之和：

11111111FFH

+）10101011ABH110101010低字节之和=AAH，CY=1，AC=1，OV=0，然后再计算高字节之和：

1000010185H0100010145H

+）1CY11001011高字节之和=CBH，CY=0，AC=0，OV=0程序执行完后的最后结果：R5R4=CBAAH，CY=0，AC=0,OV=0

【例3-14】在R5R4、R7R6中有两个16位的无符号数，其值分别为85FFH与45ABH，计算两个数的和，结果仍存于R5R4中，并说明PSW中相关位的内容