MCS51单片机指令系统课件.ppt
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- MCS51 单片机 指令系统 课件
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1、 标号:标号:操作码操作码 操作数操作数1 1,操作数,操作数22;注释;注释 换行表示一条指令结束。换行表示一条指令结束。例:例:LOOPLOOP:MOV A MOV A,#40H#40H;取参数取参数1.1.标号:标号:指令的符号地址指令的符号地址2.2.操作码:操作码:指明指令功能。指明指令功能。3.3.操作数:操作数:指令操作对象指令操作对象数据、地址、寄存器名及约定符号。数据、地址、寄存器名及约定符号。4.4.注释行:注释行:说明指令在程序中的作用。说明指令在程序中的作用。操作码和操作数操作码和操作数是指令主体。是指令主体。MOV_move传送传送XCH_exchange交换交换AN
2、L_and logic与逻辑运算与逻辑运算XRL_exclusive or异或运算异或运算MUL_Multiply乘法乘法RR_rotate right右循环右循环SJMP_short jump短跳转短跳转RET_return 子程序返回子程序返回操作码操作码 操作数操作数1 1 操作数操作数22有单字节、双字节和三字节指令。有单字节、双字节和三字节指令。汇编语言指令中操作码和操作数是指令主体,称为汇编语言指令中操作码和操作数是指令主体,称为指令可执行部分,指令表中可查出对应指令代码。指令可执行部分,指令表中可查出对应指令代码。举例:举例:汇编语言:汇编语言:机器语言:机器语言:MOV AMO
3、V A,R0R0E8HE8HMOV R6MOV R6,#32H#32H7E 32H7E 32HMOV 40HMOV 40H,#100#10075 40 64H75 40 64H111010000111111000110010011101010100000001100100位位(b)b)位寻址区中的一位二进制数据位寻址区中的一位二进制数据字节字节(B)8B)8位二进制数据位二进制数据字字(W)16W)16位双字节数据位双字节数据一一.立即寻址方式立即寻址方式指令中给出实际操作数据指令中给出实际操作数据(立即数立即数),一般用于为,一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。寄存器或存储器赋常数初值。举例
4、:举例:8 8位立即数:位立即数:MOV AMOV A,#40H#40H ;A A 40H40H 1616位立即数:位立即数:MOV DPTRMOV DPTR,#2100H#2100H;DPTRDPTR 2100H2100H二二.直接寻址方式直接寻址方式指令操作数是存储器单元地址,数据在存储器单元中。指令操作数是存储器单元地址,数据在存储器单元中。MOV AMOV A,40H40H;A A(40H)(40H)直接寻址方式对数据操作时,地址是直接寻址方式对数据操作时,地址是固定值,而地址所指定的单元内容为固定值,而地址所指定的单元内容为变量形式。变量形式。41H 78H40H 56H56H 例:
5、例:设存储器两个单元的内容如图所示,设存储器两个单元的内容如图所示,执行指令执行指令 MOV AMOV A,40H40H后后 A=A=?思考题:思考题:直接寻址方式指令和立即寻址方式指令的形直接寻址方式指令和立即寻址方式指令的形式有什么不同?式有什么不同?三三.寄存器寻址方式寄存器寻址方式指令操作数为寄存器名,数据在寄存器中。指令操作数为寄存器名,数据在寄存器中。例例:MOV AMOV A,R0R0;A A R0R0设指令执行前设指令执行前 A=20HA=20H,R0=40HR0=40H,执行指令后,执行指令后,A=A=?,?,R0=R0=?四四.寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址方式 指令的操
6、作数为寄存器名,寄存器中为数据地址。指令的操作数为寄存器名,寄存器中为数据地址。存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。例例:MOV AMOV A,R0R0;A A(R0)(R0)设指令执行前设指令执行前 A=20HA=20H,R0=40HR0=40H,地址为地址为4040H H存储器存储器单元内容如图所示单元内容如图所示。执行指令后,执行指令后,A=A=?,R0=,R0=?,(40H)=,(40H)=?41H 67H 40H 34H34H40H34H40H40H0100 0000A0010 0000R00100 0000R0五五.变址间接寻址方式变
7、址间接寻址方式 数据在存储器中,指令给出的寄存器中为数据的基数据在存储器中,指令给出的寄存器中为数据的基地址和偏移量。地址和偏移量。数据地址数据地址=基地址基地址+偏移量。偏移量。例:例:MOVC AMOVC A,A+DPTRA+DPTR;A A(A+DPTR)(A+DPTR)设指令执行前设指令执行前 A=09HA=09H,DPTR=2000HDPTR=2000H,存储器单元内容存储器单元内容如图所示。执行指令后,如图所示。执行指令后,A=A=?DPTR=DPTR=?12H2000H六六.相对寻址方式相对寻址方式可以修改可以修改PCPC值值 指令给出地址的相对偏移量指令给出地址的相对偏移量re
8、lrel,在加上,在加上PCPC中的当前中的当前值,如此得到真正的数据地址。值,如此得到真正的数据地址。例:例:1000H1000H:JCJC 55H55H;若若CyCy为为1 1,则转移,则转移 设指令执行前设指令执行前 Cy=1Cy=1,指令在程序存储器单元中情况如指令在程序存储器单元中情况如图,执行指令后,图,执行指令后,PC=PC=?1057H1057H2008H 89H2009H 12H1002H 010000001001H 010101011000H 01000000七七.位寻址方式位寻址方式 指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。例:
9、例:MOV C,40H;Cy(位地址位地址40H)设指令执行前设指令执行前 Cy=1,位地址位地址40H存储器单元如存储器单元如图,执行指令后,图,执行指令后,Cy=?思考:思考:比较指令比较指令 MOV A,40H 和和 MOV C,40H的区的区别。别。28H 0110001029H 11010111位寻址区指令功能分类:指令功能分类:数据传送、数据操作、布尔处理、程序控制。数据传送、数据操作、布尔处理、程序控制。3-4-13-4-1 数据传送指令数据传送指令实现寄存器、存储器之间的数据传送。实现寄存器、存储器之间的数据传送。一一.内部传送指令内部传送指令:片内数据存储器数据传送。片内数据
10、存储器数据传送。二二.外部传送指令外部传送指令:片外数据存储器数据传送。片外数据存储器数据传送。三三.交换指令交换指令:片内数据存储器数据传送。片内数据存储器数据传送。四四.堆栈操作指令堆栈操作指令:片内数据存储器数据传送。片内数据存储器数据传送。五五.查表指令查表指令:程序存储器数据传送。程序存储器数据传送。(一一)内部传送指令内部传送指令:实现片内数据存储器中数据传送。:实现片内数据存储器中数据传送。指令格式指令格式:MOVMOV 目的目的操作数,操作数,源源操作数操作数 寻址方式寻址方式:立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存:立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间址。器间址。习题习题1
11、 1:找出配对指令,实现反向传送。找出配对指令,实现反向传送。指令机器码:指令机器码:1110111101rrr rrr E8E8EFEF11100101 n 11100101 n E5E5 n n1110011i 1110011i E6E6、E7E7 01110100 01110100 d d 74 74 d d 10101rrr n10101rrr n 1010011i n 1010011i n 85 n1 n2 85 n1 n2 90 90 d1 d2d1 d2MOV AMOV A,Rn Rn ;AARnRn,RnRn=R=R0 0R R7 7 MOV AMOV A,n n ;A(n)A
12、(n),MOV AMOV A,RiRi ;A(A(RiRi),RiRi=R=R0 0、R R1 1 MOV AMOV A,#data#data ;AdataAdata,MOV MOV RnRn,n ,n ;RnRn(n)(n)MOV MOV RiRi,n ,n ;(RiRi)(n)(n)MOV n1MOV n1,n2 n2;(n1)(n2)(n1)(n2)MOV DPTRMOV DPTR,#d1d2#d1d2;DPTRd1d2DPTRd1d2例例3-4-13-4-1:顺序执行下列指令序列,求每一步执行结果顺序执行下列指令序列,求每一步执行结果。MOV AMOV A,#30H#30HMOV 4F
13、HMOV 4FH,A AMOV R0MOV R0,#20H#20HMOV R0MOV R0,4FH4FHMOV 21HMOV 21H,20H20H地址内容60H32H32H58H习题习题2 2:用两种寻址方式实现,将片内用两种寻址方式实现,将片内RAM RAM 6060H H单元的数单元的数据传送给累加器据传送给累加器A A。解:解:MOV A,#60HMOV A,#60HMOV R0MOV R0,#60H#60H MOV AMOV A,R0R0;A=30HA=30H;(4FH)=30H(4FH)=30H;R0=20HR0=20H;(20H)=30H(20H)=30H;(21H)=30H(21
14、H)=30HMOV R0MOV R0,60H 60H MOV AMOV A,R0R0解:解:MOV A,60HMOV A,60H说明:说明:只有指令表中的指令才有对应指令代码,计算机才只有指令表中的指令才有对应指令代码,计算机才能执行。编程时,不能随意创造发明指令。能执行。编程时,不能随意创造发明指令。1.一条指令中不能同时出现两个工作寄存器:一条指令中不能同时出现两个工作寄存器:非法非法指令:指令:MOV R1MOV R1,R2R2MOV R2MOV R2,R0R02.间址寄存器只能使用间址寄存器只能使用 R0R0、R1R1。非法非法指令:指令:MOV AMOV A,R2R23.SFRSFR
15、区只能直接寻址,不能用寄存器间接寻址。区只能直接寻址,不能用寄存器间接寻址。非法非法指令:指令:MOV R0MOV R0,#80H#80HMOV AMOV A,R0R04.指令表:指令表:指令字节数,机器周期数指令字节数,机器周期数(二)(二)外部传送指令外部传送指令实现片外数据存储器和实现片外数据存储器和A A累加器之间的数据传送。累加器之间的数据传送。指令格式:指令格式:MOVXMOVX 目的目的操作数,操作数,源源操作数操作数寻址方式:片外数据存储器用寄存器间址方式。寻址方式:片外数据存储器用寄存器间址方式。1.1.DPTRDPTR作作1616位数据指针,寻址位数据指针,寻址6464KB
16、KB片外片外RAMRAM空间空间MOVX AMOVX A,DPTRDPTR;A(DPTR)A(DPTR)MOVX DPTRMOVX DPTR,A A;(DPTR)A(DPTR)A2.2.RiRi作低作低8 8位数据指针,寻址位数据指针,寻址256256B B片外片外RAMRAM空间空间MOVXMOVX A A,RiRi;A(A(RiRi)MOVXMOVX RiRi,A A;(RiRi)A)A注意:此时高注意:此时高8 8位地址由位地址由P2P2口寄存器值决定口寄存器值决定例例3-4-23-4-2:实现片外数据存储器数据传送实现片外数据存储器数据传送(2000(2000H)H)(2100H)(2
17、100H)。MOV DPTRMOV DPTR,#2000H#2000HMOVX AMOVX A,DPTRDPTRMOV DPTRMOV DPTR,#2100H#2100HMOVX DPTRMOVX DPTR,A A片外RAM地址内容2000HXDPTR2100H片外RAM地址内容2000HXDPTR2100HX习题习题3:将片外将片外RAM 0000HRAM 0000H单元的数据传送单元的数据传送到片内到片内RAMRAM的的 6060H H单元单元。;DPTR=2000HDPTR=2000H;A=X A=X;DPTR=2100H DPTR=2100H;(2100H)=X(2100H)=X片外数
18、据存储器不能直接片外数据存储器不能直接寻址。下列为寻址。下列为非法非法指令:指令:MOVX AMOVX A,2000H 2000H MOVX 2100H MOVX 2100H,2000H2000H思考题:思考题:为什么对为什么对DPTRDPTR的数据传送使用内部传送指令?的数据传送使用内部传送指令?(三)(三)交换指令交换指令 实现片内实现片内RAMRAM区的数据双向传送。区的数据双向传送。1.1.字节交换指令字节交换指令XCH AXCH A,RnRn ;A A RnRnXCH AXCH A,RiRi;A A (RiRi)XCH AXCH A,n n ;A A (n)(n)片内 RAM 地址
19、内容 2BH 35H 2AH 38H 20H 习题习题4 4:将片内将片内RAMRAM6060H H单元与单元与6161H H单元的数据交换。单元的数据交换。例:例:设设A=29HA=29H,执行指令执行指令 XCH AXCH A,2AH2AH后,后,A=A=?(2AH)=(2AH)=?38H29HXCH 60HXCH 60H,61H 61H 对吗?对吗?29 H2.2.半字节交换指令半字节交换指令XCHD AXCHD A,RiRi;A A0 03 3 (RiRi)0 03 3SWAP ASWAP A ;A A4 47 7 A A0 03 3例例3-4-33-4-3:将片内将片内RAM RAM
20、 2 2AH(AH(十位)和十位)和2 2BHBH(个位)单元个位)单元中的单字节中的单字节BCDBCD码转换成压缩式码转换成压缩式BCDBCD码存入码存入2020H H单元。单元。压压缩缩 式式BCD码码千位 百位十位 个位A0000000000H00001000100000001000010108H80H85HMOV A,#0MOV R0,#2AHMOV R1,#2BHXCHD A,R0SWAP AXCHD A,R1XCH A,20H0000000000H0000000000H85HR1R0单单字字节节 BCD0000 千位0000 百位0000 十位0000 个位习题:习题:交换片内交换
21、片内RAM RAM 4040H H单元和单元和 41 41H H单元的低半字节。单元的低半字节。片内RAM地址内容2BH05H2AH08H20H(四)堆栈操作指令(四)堆栈操作指令 入栈指令:入栈指令:PUSH n PUSH n ;SPSP SP+1SP+1,(SP)(SP)(n)(n)出栈指令:出栈指令:POPPOP n n ;(n)(n)(SP)(SP),SPSP SP-1SP-1例:例:设设 A=02A=02,B=56HB=56H,执行下列指令后,执行下列指令后,SP=SP=?,?,A=A=?,B=?B=?片内RAM34H33H32H31H30H SPSP SP 02 SP 56H 02
22、 56H 02HSP SP 56H 02 SP 56H 02 56H SP 02 02HA00H02H00H02H02HSBRSBR:MOV SP MOV SP,#30H#30H;设栈底;设栈底 PUSH APUSH A PUSH B PUSH B MOV A MOV A,#0#0 MOV MOV B B,#01#01 POP POP B B POP A POP A (五五)查表指令查表指令 实现从程序存储器读取数据到实现从程序存储器读取数据到A A累加器累加器,只能使用变只能使用变址间接寻址方式址间接寻址方式。多用于查常数表程序,可直接求取常数表中的函数值。多用于查常数表程序,可直接求取常数
23、表中的函数值。1 1DPTRDPTR为基址寄存器为基址寄存器MOVCMOVC A A,A+DPTR A+DPTR;A A(A+DPTR)(A+DPTR)查表范围为查表范围为 64 64KB KB 程序存储器任意空间,称为远程程序存储器任意空间,称为远程查表指令查表指令 。2 2PCPC为基址寄存器为基址寄存器MOVCMOVC A A,A+PCA+PC;A A(A+PC)(A+PC)常数表只能在查表指令后常数表只能在查表指令后256256B B范围内。范围内。例:查表法求例:查表法求Y=XY=X2 2。设设X(0X15)X(0X15)在片内在片内RAMRAM的的2020H H单单元中,要求将查表
24、求元中,要求将查表求Y Y,存入片内存入片内RAM RAM 2121H H单元。单元。1 1)ORG 1000HORG 1000HSQU:SQU:MOV DPTRMOV DPTR,#TAB#TAB;确定表首地址(基地址);确定表首地址(基地址)MOV AMOV A,20H20H;取取X X(偏移量偏移量MOVC AMOVC A,A+DPTRA+DPTR;查表求查表求Y=XY=X2 2MOV 21HMOV 21H,A A;保存保存Y YRETRET;子程序结束子程序结束;其它程序段;其它程序段ORG 3000HORG 3000H;常数表格首地址常数表格首地址TAB:TAB:DB 00DB 00,
25、0101,0404,0909,225225;平方表平方表2 2)指令地址指令地址 源程序源程序 ORG 1000HORG 1000H ;程序起始地址程序起始地址 1000 1000H H SQU:SQU:MOV A MOV A,20H20H;取取X X 1002H 1002H ADD A ADD A,#3#3 ;修正偏移量修正偏移量 1004 1004H H MOVC AMOVC A,A+PCA+PC ;查表查表求求Y=XY=X2 2 1005H1005H MOV 21H MOV 21H,A A;存结存结果果 1007 1007H H RET RET ;子程子程序结束序结束 1008 1008
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