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1、主要内容寻址方式指令系统传送与交换指令算术运算、逻辑运算指令控制转移指令位操作指令伪指令程序设计举例,第3章 MCS-51系列单片机的指令系统及汇编语言程序设计,http:/,计算机通过执行程序完成人们指定的任务，程序由一条一条指令构成，能为CPU识别并执行的指令的集合就是该CPU的指令系统。MCS-51单片机汇编语言指令格式:操作符 目的操作数，源操作数 操作符指明该指令完成什么操作；操作数是指明该指令的操作对象。目的操作数是存放结果的。指令中操作数提供的方式称为寻址方式。,http:/,指令中的常用符号Rn:表示当前工作寄存器R0R7中的一个。Ri:代表R0和R1寄存器中的一个，用作间接寻
2、址寄存器。dir:8 位直接字节地址（片内 RAM 和 SFR）#data:8位立即数，即8位常数。可以为2进制（B）、10进制、16进制（H）、字符（）#data16:表示16位立即数，即16位常数，取值范围为:#0000H#0FFFFHaddr16:表示16位地址 addr11:表示11位地址rel:相对偏移量（为一字节补码）用于相对转移指令中bit:位地址，在位地址空间中。$:表示当前指令的地址。,http:/,指令中直接给出操作数的寻址方式。在51系列单片机的指令系统中，立即数用一个前面加“#”号的8位数(#data，如#30H)或16位数(#data16，如#2052H)表示。立即寻
3、址中的数，称为立即数。例如指令：MOV A，#58H；58HA,3.1 寻址方式3.1.1 立即寻址,http:/,操作数的地址直接出现在指令中。寻址对象：内部数据存贮器：使用它的地址。特殊功能寄存器：既可使用它的地址，也可以直接使用寄存器名。位地址空间 程序存储器空间例：MOV A，40H;（40H）A MOV 40H，41H;（41H）（40H）MOV P0，#45H;45HP0 MOV 80H，#45H;45HP0 MOV C，18H;位地址18HC,3.1.2 直接寻址,http:/,操作数存放在寄存器中。寻址对象：A，B，C,DPTR，R0R7。B仅在乘除法指令中为寄存器寻址，在其他
4、指令中为直接寻址。A可以寄存器寻址又可以直接寻址，直接寻址时写作ACC 例如：MOV A，R0；R0A MUL AB；A*BBA ADD A，ACC；A+AA,3.1.3 寄存器寻址,http:/,操作数存放在以寄存器内容为地址的单元中，用做间址的寄存器为Ri（i=0，1）、DPTR。对片内的间接寻址用Ri（i=0，1）如：MOV R0，#20H MOV R0，A；A(20H)对片外的间接寻址可用Ri（i=0，1）或DPTR 如：MOVX DPTR，A；A以DPTR的内容为地址的外部RAM中 MOVX R1,A；A以P2 R1内容为地址的外部RAM中 PUSH和POP指令的源操作数是以SP间接
5、寻址 注意：寄存器间接寻址不能访问SFR MOV R1,#81H MOV A,R1；不能访问SP，只能用 MOV A,SP,3.1.4 寄存器间址,http:/,变址寻址只能访问程序存储器。操作数所在位置的地址由DPTR或PC寄存器与A的内容相加后形成。其中累加器A内容是可变的。变址寻址只有三条指令。MOVC A,A+DPTR；(A+DPTR)A MOVC A,A+PC；(A+PC)A JMP A+DPTR；A+DPTRPC注意：A的内容是无符号数。PC值是指令的当前PC值，即下条指令的PC值,3.1.5 变址寻址,http:/,3.1.6 相对寻址,变址寻址只能访问程序存储器。相对寻址是将程
6、序计数器PC的当前值与指令第二字节给出的偏移量相加，从而形成转移的目标地址。如：JZ 61H注意：相对偏移量是一字节有符号数，用补码表示，偏移范围是：-128+127。PC值是指令的当前PC值，即下条指令的PC值。源程序中偏移量常用符号地址表示。,http:/,对可位寻址的位地址寻址。包括片内RAM的位地址空间和可位寻址的SFR（地址能被8整除）如：MOV C，20H；位寻址 MOV A，20H；字节寻址 以上两条指令究竟是位寻址还是字节寻址，根据两操作数类型一致的原则，由另一个操作数决定。,3.1.7 位寻址,http:/,寻址方式与存储空间的对应关系,http:/,内部RAM、SFR之间的
7、传送MOV指令,3.2 指令系统3.2.1 数据传送与交换指令,http:/,例 R1=20H，（20H）=55H，MOV A，R1 执行后，A=55H。例（40H）=30H，MOV R7，40H 执行后，R7=30H。例 MOV R7，40H 执行后，R7=40H。,注意：寄存器之间无传送；寄存器间址和寄存器之间无传送；立即数不能做目标地址；,http:/,2.外部存储器和A累加器之间的传送,MOVX,MOVC,http:/,利用 MOVX 实现片外数据存储器数据传送(2000H)(2100H),MOV DPTR，#2000HMOVX A，DPTRMOV DPTR，#2100HMOVX DP
8、TR，A,；DPTR=2000H,；DPTR=2100H,；A X,；(2100H)X,x,片外数据存储器不能直接寻址。下列为非法指令：MOVX A，2000H MOVX 2100H，2000H,http:/,利用Ri间址来实现将(2000H)(2100H)MOV P2，#20H；高位地址 MOV R0，#00；低位地址 MOVX A，R0；读片外RAM MOV P2，#21H；改变高位地址 MOVX R0，A；写片外RAM,http:/,利用 MOVC 指令实现查表功能注：只能从程序存储器读取数据到A累加器。只能使用变址间接寻址方式,1）DPTR为基址寄存器MOVC A，A+DPTR；A(A
9、+DPTR)查表范围为 64KB 程序存储器任意空间。,2）PC为基址寄存器MOVC A，A+PC；A(A+PC)常数表只能在查表指令后 256B 范围内。,http:/,例 查表法求 Y=X2。设 X(0X15)在片内 RAM 20H单 元，要求将查表求 Y，存入片内 RAM 21H单元,1）用DPTR作基址寄存器 ORG 0100HSQU:MOV DPTR，#TAB；确定表首地址 MOV A，20H；取 X MOVC A，A+DPTR；查表求 Y=X2 MOV 21H，A；保存Y RET；子程序结束；其它程序段,ORG 0200H；常数表格首地址TAB:DB 00，01，04，09，225
10、；平方表,http:/,指令地址 源程序 ORG 0100H；程序起始地址 0100HSQU:MOV A，20H；取X 0102H ADD A，#3；修正偏移量 0104HMOVC A，A+PC；查表求Y=X2 0105H MOV 21H，A；存结果 0107HRET；子程序结束 0108HTAB:DB 00，01，04；平方表 010BHDB 09，225,思考题：当0X255时，如何用查表法编程求Y=X2,2）用PC作基址寄存器,http:/,3.交换指令实现片内RAM区的数据双向传送1）字节交换指令XCH A，Rn；ARn XCH A，Ri；A(Ri)XCH A，dir；A(dir)2）
11、半字节交换指令XCHD A，Ri；A03(Ri)03 SWAP A；A47A03,4.堆栈操作指令 入栈指令：PUSH dir；SPSP+1，(SP)(dir)出栈指令：POP dir；(dir)(SP)，SPSP-1,http:/,1.以A为目的操作数的算术、逻辑运算指令（24条）,3.2.2 算术运算和逻辑运算指令,http:/,2.以dir为目的操作数逻辑运算指令（6条）,与 ANL或 ORL异或 XRL,3.加1、减1指令,http:/,4.十进制调整指令 DA A；仅对存于A中的加法结果进行十进制调整,若需完成十进制减法运算，则应变减法运算为补码的加法运算即可，其减数X的补码通过(9
12、9-X)+1再DA A后得到。,原则：和低4位大于9或有半进位，则低4位加6 和高4位大于9或有 进位，则高4位加6,例：(DATA)-(DATA+1)=(DATA+2)Y-X=Y-X+100-有效位为2位十进制，模为100=Y+(99-X)+1,http:/,5.乘、除法指令,MUL AB,；ABBA,DIV AB,；AB商在A中，余数在B中,6.专对A的指令,CPL A,CLR A,；0 A,MOV A,#99H DA ACLR C ADD A,DATASUBB A,DATA+1 DA AADD A,#1 MOV DATA+2,A,http:/,RR A,RL A,RLC A,RRC A,
13、移位指令（仅对 A),http:/,1.调用程序和返回类指令 1）长调用 LCALL addr16；addr16PC015 指令功能同80X86中的CALL，调用范围64KB全部空间，指令的机器码为三字节。2）短调用 ACALL addr11;addr11PC010 指令的功能同前，主要区别为：addr11PC010,而PC1115保持原值不变，故其调用范围为2KB，即子程序入口距当前PC不得超过2KB地址范围。本指令的机器码为二字节。,3.2.3 控制转移类指令,http:/,3）子程序返回指令（从栈顶弹出断点到PC）RET；从调用子程序返回。RETI；从中断服务程序返回并恢复 中断优先级状
14、态触发器。2.转移指令 1）无条件转移指令（1）短转移 AJMP addr11；addr11PC010 转移范围：2KB 机器码为2字节,http:/,（2）长转移 LJMP addr16；addr16PC015 转移范围：64KB 机器码为3字节。（3）间接转移 JMP A+DPTR；A+DPTRPC 分析下列程序段，说出当A分别为0和2时，程序转置何处？该程序段的功能是什么？MOV DPTR，#TABLE JMP A+DPTR TABLE：AJMP PROC0 AJMP PROC1 AJMP PROC2 AJMP PROC3,http:/,（4）无条件相对转移 SJMP rel；PC+re
15、lPC，即As2relPC，机器码为2字节 As为源地址（本指令的首地址），执行本指令时当前PCAs+2，rel 为转移的偏移量，转移可以向前转（目的地址小于源地址），也可以向后转（目的地址大于源地址），因此偏移量rel 是 1 字节有符号数，用补码表示（128127），所以指令转移范围在离源地址As的126129字节之间。,http:/,2）条件转移指令（1）累加器为零（非零）转移 JZ/JNZ rel；A=0/(A0)则转移，否则顺序 执行程序（2）减 1 不等于零转移 DJNZ Rn/dir,rel 功能为：Rn(dir)-1Rn(dir)相减结果0转，否则顺序执行程序,http:/,（
16、3）比较转移指令 CJNE A,dir,rel CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE Ri,#data,rel,操作数1不等于操作数2则转，否则顺序执行。,1,MOV DATA+2，#0FFH MOV A，DATA CJNE A，DATA+1，NEXTNEXT:JC NEXT1 MOV DATA+2，#1NEXT1:RET,http:/,1.位传送指令 MOV C，bit;（bit）CY MOV bit，C；CYbit2.位状态控制指令 CLR C；0CY CLR bit；0bit SETB C；1CY SETB bit；1bit CPL C；CYCY
17、 CPL bit；bitbit,3.2.4 位操作指令,http:/,http:/,4.位转移 位转移根据位的值决定转移，均为相对转移指令。JC rel;CY=1，则转移，否则顺序执行程序JNC rel;CY=0,则转移，否则顺序执行程序JB bit，rel;(bit)=1,则转移，否则顺序执行程序JNB bit，rel;(bit)=0,则转移，否则顺序执行程序JBC bit，rel;(bit)=1,则转移，且该位清零，否则 顺序执行程序,http:/,1.定义：汇编控制指令，没有指令代码，不能被CPU执行，只用于汇编过程，为汇编程序提供汇编信息。2.常用伪指令（1）ORGORG是设置起始地址
18、伪指令，其格式是：ORG16位地址或标号（2）ENDEND是结束汇编伪指令，其格式是：END（3）DBDB是定义字节伪指令，其格式是：标号：DB 字节型数表（4）DWDW是定义字伪指令，其格式是：标号：DW 字型数表,3.3 伪指令,http:/,（5）DSDS是定义存储空间伪指令，其格式是：标号：DS 表达式（6）EQUEQU是赋值伪指令，其格式是：字符名称EQU数据或汇编符号（7）DATADATA是数据地址赋值伪指令，其格式是：字符名称DATA表达式（8）BITBIT是位地址赋值伪指令，其格式是：字符名称BIT位地址 详见表3.3 MCS-51中的伪指令,http:/,进制间的转换,1.十
19、进制二进制（整数）,任何十进制数有：dn-110n-1 dn-210n-2 d1101 d0100(dn-110 dn-2)10 d1)10 d0,规律：di10 di-1(i=1,2,n-1),按二进制运算规则运算则得二进制数,3.4 程序设计举例,http:/,例：将位十进制数D3D2D1D0转换成二进制数，设位 十进制数D3D2D1D0按分离BCD码形式存放，要求结 果的高位存放在R3中，结果的低位存放在R2中。,方法：D3D2D1D0=(010+D3)10+D2)10D1)10+D0结果：16位二进制数,http:/,流程：,http:/,MOVA，R2MOVB，#0AHMULABMO
20、VR2，AMOVA，BXCHA，R3MOVB，#0AHMULABADDA，R3MOVR3，ARET,MUL10：,结果单元乘10子程序,由于4位10进制（9999）小于16位2进制（65535），所以转换结果不会大于16位,http:/,MOV R0，#DATAMOV R7，#03HMOV A，R0MOV R2，AMOV R3，#0ACALL MUL10INC R0MOV A，R0 ADD A，R2MOV R2，A,MOV A，R3ADDC A，#0MOV R3，ADJNZ R7，BCDB1RET,BCDB：,BCDB1：,http:/,2.十进制二进制（小数）,10进制乘2取整（取溢出）,例
21、：0.625=2-1+2-3=0.10100000B,a.小数点位数由乘2次数定，结果单元字节数 也由此定,b.第一次的整数权最高=2-1,c.乘2是10进制的乘2，自身相加再DA A调整,D=b-12-1+b-22-2b-m2-m,http:/,例：设入口时10进制数在A中，要求结果放在R2中(8位二进制小数）,BCDBP：MOV R2，#0 MOV R6，#8BCDBP1：ADD A，ACC DA A XCH A，R2 RLC A XCH A，R2 DJNZ R6，BCDBP1 RET,；结果单元清0,；次数初始,；102,；将整数移入结果单元,溢出在进位位中,http:/,3.二进制十进
22、制（整数）,按权展开,以8位为例：b7b6b5b4b3b2b1b0=b727+b626+b020=(02+b7)2+b6)2+)2+b0,将二进制数逐步左移得：b7，b6，b5，b4，b3，b2，b1，b0结果单元字节数：二进制1字节(255)十进制2字节 二进制2字节(65535)十进制3字节,注：这里的乘2为10进制乘2,按十进制运算规则运算则得十进制数,http:/,例：被转换数在R3中，结果在R4R5中,IBTD：CLR A MOV R4，A MOV R5，A MOV R7，#8IBTL2：CLR C MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R5 ADDC A,R5
23、 DA A MOV R5,A MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A DJNZ R7，IBTL2 RET,http:/,4.二进制十进制（小数）,二进制乘10取整（取溢出）,例：8位二进制小数4位十进制小数,结果位数可自定,例:设8位二进制小数在A中,结果放在以DATA为首地址的4个单元中,存放格式如下,试编程实现.,Bd-110-1 d-210-2 d-m10-m,http:/,BBCDP：MOV R1，#DATA MOV R7，#4BBCDP1：MOV B，#0AH MUL AB MOV R1，B INC R1 DJNZ R7，BBCDP1 RET,http:/,（1）51系列单片机指令系统的特点是不同的存储空间寻址方式不同，适用的指令不同，必须进行区分。（2）指令是程序设计的基础，应重点掌握传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令和位操作指令，掌握指令的功能，操作的对象和结果，对标志位的影响，应要求熟记。,小 结,http:/,
