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第 3 章 MCS-51 指令系统

第 3 章 MCS-51 指令系统. 指令系统概述 MCS-51 指令的寻址方式 MCS-51 指令系统介绍. 3.1 指令系统概述. 指令 —— 计算机能够识别和执行的命令。 指令系统 —— 指令的集合或全体，因机器而异。. 指令的 三种表示形式 二进制形式 —— 直接为 CPU 执行 16 进制形式 —— 阅读和书写 汇编形式 —— 编写程序。. MCS-51 指令系统. 51 系列单片机指令集含有 111 条指令 按指令 所占字节数 分类： 单字节 （ 49 条）； 双字节 （ 46 条）； 3 字节 （ 16 条）

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第 3 章 MCS-51 指令系统

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Presentation Transcript

  1. 第3章 MCS-51 指令系统 指令系统概述 MCS-51 指令的寻址方式 MCS-51 指令系统介绍

  2. 3.1 指令系统概述 指令——计算机能够识别和执行的命令。 指令系统——指令的集合或全体，因机器而异。 指令的三种表示形式 二进制形式——直接为CPU执行 16进制形式——阅读和书写 汇编形式——编写程序。

  3. MCS-51指令系统 51系列单片机指令集含有111条指令 按指令所占字节数分类： 单字节（49条）；双字节（46条）；3字节（16条） 按指令执行时间分类： 单周期（64条）；双周期（45条）；4周期（2条） 按指令的功能分类： 数据传送类（29条）；算术运算类（24条）； 逻辑运算及移位类（24）；控制转移类（17条）； 位操作类（17条）

  4. MCS-51 指令格式 [标号:]操作码 [目的操作数][,源操作数][;注释] 方括符[ ]表示可选项 标号代表指令所在地址，1-8个字母/数字，“:”结尾 操作码就是指令功能助记符，指令实体 目的操作数 源操作数 注释，以 “; ”开头

  5. MCS-51 指令中所用符号说明 • Rn ——R0~R7中的一个 • #data ——8位立即数 • #data16 ——16位立即数 • direct ——8位直接地址 • @Ri——R0或R1，可以间接寻址 • @DPTR ——可按DPTR中地址对外部存储器寻址 • bit ——8位位地址 • addr11 ——11位目标地址 • addr16 ——16位目标地址 • rel——8位地址偏移量 • $——当前指令的地址

  6. 3.2 MCS-51 指令的寻址方式 寻址方式：用何种方式寻找参与运算的操作数或操作数的真实地址。 MCS-51单片机有七种寻址方式： • 立即寻址 • 直接寻址 • 寄存器寻址 • 寄存器间接寻址 • 变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址) • 相对寻址 • 位寻址

  7. 3.2.1 立即寻址 指令直接给出一个操作数，它紧跟在操作码后，通常称它为立即数（8位或16位）。 指令形式： 操作码 立即数 特点：指令码中含有操作数本身 例如： MOV A, #30H ；A ← #30H MOV DPTR, #8000H ；DPTR ← #8000H

  8. 立即寻址方式演示1 立即数

  9. 立即寻址方式演示2 立即数

  10. 3.2.2 直接寻址 指令直接给出操作数所在存储单元的地址，它紧跟在操作码后。 此方式是访问专用寄存器的唯一方式（80H ～ FFH） 也可访问内部RAM的低128（8052的256）字节 操作码 操作码 指令形式： 操作码 操作数地址 目的操作数地址 操作数地址 立即数 源操作数地址 特点：指令码中含有操作数地址，机器根据该地址寻找 操作数。 例如： MOV A, 30H ； A ←（30H） ANL 30H, #30H ；（30H）←（30H）∧#30H MOV 50H， 30H ；（50H）←(（30H）)

  11. 直接寻址方式演示1 立即数

  12. 直接寻址方式演示2 立即数

  13. 3.2.3 寄存器寻址 指令选定的寄存器内容就是实际操作数，寄存器可为： R0～R7，由RS1、RS2两位的值选定工作寄存器区 A、B、CY（位），DPTR 指令形式： 操作码 操作码 操作码 立即数 直接地址 特点：指令码中含有操作数地址所在的寄存器号，根据 该寄存器号可以找到操作数。 例如： MOV A, R3 ；A ←（R3） ANL A， #30H MOV R0， 30H

  14. 3.2.4 寄存器间接寻址 指令所选中的寄存器内容是实际操作数地址（而不是操作数） 寻址范围 内部RAM（00H－7FH/FFH）使用寄存器R0，R1，SP 外部数据存储器（0000H－FFFFH） 指令形式： 操作码 操作码 操作码 立即数 直接地址 特点：地址的地址。 例如： MOV A, @R0 ；A ← ((R0)) MOVX A, @DPTR ；A ← ((DPTR)) MOV ＠R0， #30H MOV ＠R0， 30H

  15. 寄存器间接寻址方式演示1 立即数

  16. 寄存器间接寻址方式演示2 立即数

  17. 3.2.5 变址寻址(基址寄存器+变址寄存器间接寻址) 此种寻址方式以DPTR或PC作基址寄存器，A作变址寄存器（存放8位无符号数），两者相加形成16位程序存储器地址作操作数地址。 指令形式： 操作码 此指令用于查表 特点： 操作数=基地址+地址偏移量 指令码内隐含存放基地址的寄存器（DPTR/PC）号 DPTR/PC中的基地址常常是表格的起始地址，累加器中存放偏移量rel。 例如： MOVC A, @A+DPTR MOVC A, @A+PC

  18. 变址寻址方式演示 立即数

  19. 3.2.6 相对寻址 此种寻址方式以程序计数器PC的内容为基地址，加上指令中给出的偏移量rel，所得结果为转移目标地址，用于转移指令。 偏移量rel是一8位有符号补码数，范围128～+127。所以转移范围应在当前PC指针的128～+127之间某一程序存储器地址中。 指令形式： 操作码 操作码 操作码 rel 直接地址 立即数 rel rel 特点： 操作码中含有相对地址偏移量rel 目标地址=源地址+转移指令字节数rel 源地址=相对转移指令的始址 例如： JNZ rel ；累加器A不等于零则转移 JBBIT，rel CJNE A,#data,rel

  20. 相对寻址方式演示 立即数

  21. 3.2.7 位寻址 以访问触发器的方式对内部RAM、特殊功能寄存器SFR中的位地址空间进行访问称之为位寻址。可被寻址的位： 片内RAM的20H～2FH单元，位地址00H ～ 7FH； SFR中12个能被8整除的字节地址，位地址80H以上。 特点： 操作数是8位二进制数中的某位 指令码中含有位地址 位地址用bit表示 例如： MOV C，00H ；(C) ← (00H) ANL C，90H ；(C) ← (C)∧((90H))

  22. 方式 利用的变量 使用的空间 寄存器 R0～R7，A，B，CY，DPTR 片 内 直接寻址 direct 片内RAM低128字节 特殊功能寄存器SFR 寄存器间址 @R0，@R1，@SP @R0，@R1，@DPTR 片内RAM 片外RAM与I/O口 立即数 #data 程序存储器 基址加变址 @A+PC @A+DPTR 程序存储器 相对寻址 PC+rel 程序存储器 位寻址 bit 片内RAM的20H～2FH 部分SFR 总结 寻址方式与相应的寻址空间

  23. 3.3 MCS-51 指令系统介绍 • 数据传送类指令： （29条） • 算术运算类指令： （24条） • 逻辑运算及移位类指令： （24条） • 控制转移类指令： （17条） • 位操作（布尔操作）类指令：（17条）

  24. 3.3.1 数据传送指令（5种/29条） • 内部存储器间传送： （MOV — 16条） • 外部数据存储器与累加器间传送: （MOVX — 4条） • 程序存储器向累加器传送： （MOVC — 2条） • 数据交换： （XCH，XCHD，SWAP — 5条） • 堆栈操作： （PUSH，POP — 2条）

  25. Acc 累加器 @Ri 间接寻址 Direct 直接寻址 Rn 寄存器 #data 立即数 内部存储器间数据传送路径

  26. 内部数据传送指令（16条） 特点：源操作数在内部，目的操作数也在 内部。 分四类介绍如下 以累加器A为目的字节的传送指令（4条） 以Rn为目的字节的传送指令（3条） 以直接地址为目的字节的传送指令（5条） 以间接地址为目的字节的传送指令（4条）

  27. 以累加器A为目的字节的传送指令 （1）立即数送累加器 MOV A，#data ;A ←#data （2）寄存器内容送累加器 MOV A，Rn ;A ← (Rn) (n=0~7) （3）内部RAM或SFR内容送累加器 MOV A，direct ; A ← (direct) （4）内部RAM内容送累加器 MOV A，@Ri ;A ← ((Ri)) (i=0，1)

  28. 立即数送累加器演示 立即数

  29. 寄存器内容送累加器演示 立即数

  30. 内部RAM或SFR内容送累加器演示 立即数

  31. 内部RAM内容送累加器演示 立即数

  32. 以Rn为目的字节的传送指令 （5）立即数送寄存器 MOV Rn，#data ; (Rn) ← #data (n=0~7) （6）累加器内容送寄存器 MOV Rn，A ;Rn ← (A) (n=0~7) （7）内部RAM或SFR内容送寄存器 MOV Rn，direct ;Rn ← (direct) (n=0~7)

  33. 立即数送寄存器演示 立即数

  34. 累加器内容送寄存器演示 立即数

  35. 内部RAM或SFR内容送寄存器演示 立即数

  36. 以直接地址为目的字节的传送指令 （8）立即数送内部RAM或SFR MOV direct，#data ; direct ← #data （9）累加器内容送内部RAM或SFR MOV direct ，A ; direct ← (A) （10）寄存器内容送内部RAM或SFR MOV direct ，Rn ; direct ← (Rn) (n=0~7) （11）内部RAM或SFR之间直接传送 MOV direct1，direct2 ; direct1 ← (direct2) （12）内部RAM内容送内部RAM或SFR MOV direct，@Ri ; direct ← ((Ri)) (i=0，1)

  37. 立即数送内部RAM或SFR演示 立即数

  38. 累加器内容送内部RAM或SFR演示 立即数

  39. 寄存器内容送内部RAM或SFR演示 立即数

  40. 内部RAM或SFR之间直接传送演示 立即数

  41. 内部RAM或SFR之间直接传送演示 立即数

  42. 以间接地址为目的字节的传送指令 （13）立即数送内部RAM MOV @Ri ，#data ; (Ri) ← #data(i=0，1) （14）累加器内容送内部RAM MOV @Ri ，A ; (Ri) ← (A)(i=0，1) （15）内部RAM或SFR内容送内部RAM MOV @Ri ，direct ; (Ri) ← (direct)(i=0，1) （16）16位立即数传送指令 MOV DPTR ，#data16 ; DPTR ← #data16 ; DPH ← #dataH ; DPL ← #dataL

  43. 立即数送内部RAM演示 立即数

  44. 累加器内容送内部RAM演示 立即数

  45. 内部RAM或SFR内容送内部RAM演示 立即数

  46. 16位立即数传送指令演示 立即数

  47. 外部数据存储器与累加器间传送指令（4条） 格式： MOVX A，@DPTR ;A ← ((DPTR)) MOVX @DPTR，A ; (DPTR) ← (A) MOVX A，@Ri ; A ← ((Ri)) (i=0，1) MOVX @Ri ， A ; A ← ((Ri)) (i=0，1) 特点： 单字节指令 第1、2条指令可以在外部RAM 64K范围寻址； 第3、4条指令可以对外部RAM的第0页寻址； 寻址范围是0000H~00FFH。

  48. 外部数据存储器内容送累加器演示 立即数

  49. 累加器内容送外部数据存储器演示 立即数

  50. 外部数据存储器内容送累加器演示 立即数

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