第3章 MCS-51单片机的指令系统

第3章MCS-51单片机的指令系统

3.1指令编码格式及常用符号3.2寻址方式3.3数据传送类指令

3.4算术运算类指令

3.5逻辑运算和移位类指令3.6子程序调用与控制转移类指令

3.7位操作类指令

MCS—51单片机共有111条指令。其特点为：（1）指令执行时间短。其中1个机器周期指令64条，2个机器周期指令45条，4个机器周期指令2条（乘、除法指令）。（2）指令字节少。其中单字节指令49条，双字节指令45条，三字节指令17条。（3）位操作指令丰富。（4）可直接用传送指令实现端口的输入/输出操作。3.1指令编码格式及常用符号

3.1.1指令的格式

［标号：］操作码［目的操作数］［，源操作数］；［注释］例如：L1：ＭＯＶＡ，20Ｈ；（20Ｈ）→A3.1.2指令的分类

1．按指令所占存储器字节数分：（1）单字节指令（49条）；（2）双字节指令（46条）；（3）三字节指令（16条）。2．按指令执行周期数分：（1）单周期指令（64条）；（2）双周期指令（45条）；（3）四周期指令（2条，乘法指令和除法指令）。3．按指令功能分：（1）数据传送指令（28条）；（2）算术运算指令（24条）；（3）逻辑运算指令（25条）；（4）控制转移类指令（17条）；（5）位操作指令（17条）。3.1.3常用符号

Rn（n=0~7）——当前选中的工作寄存器组中的寄存器R0~R7之一；Ri（i=0，1）——当前选中的工作寄存器组中的寄存器R0或R1；@——间接寻址方式中表示间址寄存器的符号；#data——8位立即数；#datal6——16位立即数；direct——8位片内RAM单元（包括SFR）的直接地址；addrll——11位目的地址，该地址在与下一条指令地址相同的2KB的ROM空间内。add16——16位目的地址，该地址在64KB的ROM空间内。rel——补码形式表示的8位地址偏移量。以下一条指令第一字节地址为基值。其值在-128～+127范围内；bit——片内RAM或SFR的直接寻址位地址；C——最高进位标志位或布尔处理器的累加器；(X)——表示地址单元或寄存器中的内容；((X))——表示以X单元或寄存器中的内容为地址间接寻址单元的内容；→——表示传送给；↔

——表示交换；$——表示当前指令的地址；/——表示取反；3.2寻址方式

3.2.1立即寻址立即寻址就是指令中直接给出操作数的寻址方式。指令中直接给出的这个操作数称为立即数，在指令格式中，立即数前面有“#”标记。立即数可以是8位，也可以是16位。例如：MOVA，#50H；#50H→A3.2.2直接寻址

直接寻址就是指令中给出的是存储单元的地址，以这个地址单元中的内容作为操作数的寻址方式。例如：MOVA，50H；（50H）→A直接寻址方式的寻址范围只限于单片机内部数据存储器中地址为00H~7FH的128个存储单元以及21个特殊功能寄存器。3.2.3寄存器寻址寄存器寻址就是指令中给出的是寄存器名，以这个寄存器中的内容作为操作数的寻址方式。寄存器寻址方式的寻址范围是当前工作寄存器组的8个单元R0~R7，以及少数特殊功能寄存器如A、B和DPTR。例如：MOVA，R0；（R0）→A3.2.4寄存器间接寻址寄存器间接寻址就是指令中给出的是寄存器名，以寄存器中的内容作为地址，以地址单元中的内容作为操作数的寻址方式。例如：MOVA；（（R0））→A寄存器间接寻址方式的寻址范围包括片内和片外数据存储器。3.2.5变址寻址变址寻址就是以PC或DPTR中的内容作为基址，以累加器A中的内容作为变址，两者相加形成和地址，再以该地址中的内容作为操作数的寻址方式。例如：MOVCA

；（（A）+（DPTR））→A变址寻址只能对程序存储器中的数据作寻址操作，常用于访问程序存储器中的常数表。3.2.6相对寻址相对寻址就是以程序计数器PC的当前值（该指令执行后的PC值，即下一条指令的地址）为基址，加上指令给出的相对偏移量rel，形成新的PC值的寻址方式。例如：2000H：SJMP08H

；（PC）+2+08H→PC3.2.7位寻址位寻址就是对位地址中的内容做位操作的寻址方式。例如：CLR00H；0→00H3.3数据传送类指令

3.3.1以累加器A为目的操作数的指令

汇编语言指令指令功能MOVA，RnMOVA，directMOVAMOVA，#data（Rn）→

A （direct）→

A（（Ri））→

A#data→A3.3.2以寄存器Rn为目的操作数的指令汇编语言指令指令功能MOVRn，A MOVRn，directMOVRn，#data（A）→

Rn （direct）→

Rn #data→Rn 3.3.3以直接地址direct为目的操作数的指令

汇编语言指令指令功能MOVdirect，A MOVdirect，Rn MOVdirect，directMOVdirectMOVdirect，#data（A）→

direct（Rn）→

direct （direct）→

direct（（Ri））→

direct #data→direct3.3.4以间接地址Ri为目的操作数的指令

汇编语言指令指令功能MOV@Ri，A MOV@Ri，directMOV@Ri，#data （A）→（Ri）（direct）→（Ri）

#data→（Ri）3.3.5以DPTR为目的操作数的指令

汇编语言指令指令功能MOVDPTR，#data16#data16→DPTR3.3.6访问外部RAM的指令

汇编语言指令指令功能MOVXAMOVXA MOVX@DPTR，AMOVX@Ri ，A （（DPTR））→

A（（Ri））→

A（A）→（DPTR）（A）→（（Ri））3.3.7读ROM指令

汇编语言指令指令功能MOVCAMOVCA（PC）+1→PC（（A）+（PC））→

A（（A）+（DPTR））→

A3.3.8数据交换指令

汇编语言指令指令功能XCHA，Rn XCHA，directXCHAXCHDA（A）←→（Rn）（A）←→（direct）（A）←→（（Ri））（A）3~0

←→（（Ri））3~03.3.9堆栈操作指令

汇编语言指令指令功能PUSHdirectPOPdirect（SP）+1→SP（direct）→（SP）（（SP））→

direct（SP）-1→SP3.4算术运算类指令

3.4.1加法指令

（1）不带进位的加法指令汇编语言指令指令功能ADDA，RnADDA，directADDAADDA，#data（A）+（Rn）→

A （A）+（direct）→

A（A）+（（Ri））→

A（A）+#data→A（2）带进位的加法指令汇编语言指令指令功能ADDCA，RnADDCA，directADDCAADDCA，#data（A）+（Rn）+（Cy）→

A（A）+（direct）+（Cy）→

A（A）+（（Ri））+（Cy）→

A（A）+#data+（Cy）→

A（3）增量指令汇编语言指令指令功能INCA INCRnINCdirectINC@RiINCDPTR（A）+1→A（Rn）+1→Rn（direct）+1→direct（（Ri））+1→（Ri）（DPTR）+1→DPTR（4）十进制调整指令汇编语言指令指令功能DAA 对A中的结果进行十进制调整3.4.2减法指令（1）带借位的减法指令汇编语言指令指令功能SUBBA，RnSUBBA，directSUBBASUBBA，#data（A）-（Cy）-（Rn）→

A（A）-（Cy）-（direct）→

A（A）-（Cy）-（（Ri））→

A（A）-（Cy）-#data→A（2）减量指令汇编语言指令指令功能DECA DECRnDECdirectDEC@Ri（A）-1→A（Rn）-1→Rn（direct）-1→direct（（Ri））-1→

（Ri）3.4.3乘法指令

汇编语言指令指令功能MULAB （A）×（B）→（B）（A）3.4.4除法指令

汇编语言指令指令功能DIVAB （A）/（B）3.5逻辑运算和移位类指令

3.5.1逻辑与指令

汇编语言指令指令功能ANLA，Rn ANLA，direct ANLA ANLA，#data ANLdirect，A ANLdirect，#data（A）∧（Rn）→

A（A）∧（direct）→

A（A）∧（（Ri））→

A （A）∧#data→A （direct）∧（A）→

direct（direct）∧#data→direct3.5.2逻辑或指令

汇编语言指令指令功能ORLA，Rn ORLA，direct ORLA ORLA，#data ORLdirect，A ORLdirect，#data（A）∨（Rn）→

A （A）∨（direct）→

A （A）∨（（Ri））→

A （A）∨#data→A （direct）∨（A）→

direct（direct）∨#data→direct3.5.3逻辑异或指令

汇编语言指令指令功能XRLA，Rn XRLA，direct XRLA XRLA，#data XRLdirect，A XRLdirect，#data（A）∨（Rn）→

A （A）∨（direct）→

A （A）∨（（Ri））→

A （A）∨#data→A （direct）∨（A）→

direct（direct）∨#data→direct3.5.4清零和取反指令

汇编语言指令指令功能CLRACPLA0→A （A）→

A3.5.5移位指令

汇编语言指令指令功能RLARRARLCARRCASWAPA（A）6~0

→A7~1，（A）7

→A0

（A）7~1

→A6~0，（A）0

→A7

（A）6~0

→A7~1，（A）7

→Cy，（Cy）→

A0（A）7~1

→A6~0，（A）0

→Cy，（Cy）→

A7（A）7~4

←→（A）3~0

3.6子程序调用与控制转移类指令

3.6.1子程序调用与返回指令

汇编语言指令指令功能ACALLaddr11LCALLaddr16RETRETI（PC）+2→PC（SP）+1→SP（PC低8位）→（SP）（SP）+1→SP（PC高8位）→（SP）

addr11→PC10~0（PC）+3→PC（SP）+1→SP（PC低8位）→（SP）（SP）+1→SP（PC高8位）→（SP）

addr16→PC（（SP））→

PC高8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC低8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC高8位（SP）-1→SP（（SP））→

PC低8位（SP）-1→SP3.6.2无条件转移指令

汇编语言指令指令功能AJMPaddr11LJMPaddr16SJMPrelJMP@A+DPTR（PC）+2→PCaddr11→PC10~0（PC）+3→PCaddr16→PC（PC）+2+rel→PC（A）+（DPTR）→

PC3.6.3条件转移指令（1）累加器判0转移指令汇编语言指令指令功能JZrel JNZrel（A）=00H，（PC）+2+rel→PC（A）≠00H，（PC）+2→PC（A）≠00H，（PC）+2+rel→PC（A）=00H，（PC）+2→PC（2）两数比较不等转移指令汇编语言指令指令功能CJNEA，#data，relCJNEA，direct，relCJNERn，#data，relCJNE@Ri，#data，rel（A）=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（A）>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（A）<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（A）=（direct），（PC）+3→PC，0→Cy（A）>（direct），（PC）+3+rel→PC，0→Cy（A）<（direct），（PC）+3+rel→PC，1→Cy（Rn）=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（Rn）>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（Rn）<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（（Ri））=#data，（PC）+3→PC，0→Cy（（Ri））>#data，（PC）+3+rel→PC，0→Cy（（Ri））<#data，（PC）+3+rel→PC，1→Cy（3）减1非零转移的2条指令汇编语言指令指令功能DJNZRn，relDJNZdirect，rel（Rn）-1→Rn（Rn）≠00H，（PC）+2+rel→PC（Rn）=00H，（PC）+2