3 MCS-51单片机指令系统
MCS-51单片机指令系统教程(3)
2,当直接地址时在工作寄存器区中时，可以使用两种寻址 方式来访问。 如：
MOV A,00H ；将RAM中00H单元数据送累加器A
04
03
02
01
00
返回前一次
2.2.3立即寻址
指令本身直接含有所需要的8位或16位的操作数。
将此数称为“立即数”（使用#标明）。如：
MOV A,#30H
；将（8位）立即数送累加器A
MOV DPTR,#2000H ；16位立即数送DPTR积存器
【注意】：MOV A,#30H MOV A,30H 两者的区别。 立即数寻址的指令长度为2或3个字节。
三字节指令在存储器中存放的方式示意图
指令的字节数与指令的运行时间
指令的字节多是否意味着指令周期就长？
指令
字节数 周期数
MOV A，R0
1
1
MOV A，#0FFH 2
1
MOV 20H，#30H 3
2
MUL AB
1
4
INC DPTR
1
1
指令说明 R0内容送累加器A
立即数FFH送A 立即数30H送内存20h单元
累加器A 02H
ALU
DPTR 0300H
0300H + 02H
0302H
ROM
0302H X
返回
MOVC A,@A+DPTR
2.2.6 相对寻址
转移指令中使用的一种寻址方式。MCS-51单片机的指令 系统中，有两类转移指令：相对转移（ 2个或3个字节）
专题四 MCS-51指令系统-第三章 单片机的指令系统
8、指令字节数和机器周期数
第三章 单片机的指令系统
是必须掌握的内容。 Ø 一台计算机所有指令的集合， 称为该计算机的指令系统。 Ø 各种计算机都有专用的指令系统。
Ø 本章主要介绍单片机的寻址方式及指令系统，
学时分配：2学时 1—53+97+98+99 2学时 54—96 100
第三章 单片机的指令系统 • 3.1 MCS-51 指令系统概述
类
按指令字长分类
按指令执行时间分类
3.2 寻址方式
• 寻址方式：7种
– – – – – – – – – 寄存器寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 立即寻址 变址间接寻址 相对寻址 位寻址 寻址方式与寻址空间 MCS-51单片机的两个突出特点
寄存器寻址——操作数存放在寄存器中
寄存器为 MOV A,R0 MOV R0,#01001111B R0~R7，A，DPTR，C SETB RS0 MOV R3,#56H
目的寻址为直接寻址
2) 20H ～2FH 可位寻址区的寻址方式
字节寻址方式： 直接寻址 direct
寄存器间接寻址@R0,@R1
位寻址: bit 直接寻址
例： MOV 26H,C ; 位寻址 （26H）1位
MOV 26H,A ；字节寻址（26H）8位
3) 30H ～7FH 数据缓冲区的寻址方式
字节寻址方式： 直接寻址 direct
MOV A,#23H
PUSH ACC
;
A寄存器寻址
POP
0E0H
；直接寻址
4、可做片内RAM的指针有：
R0，R1， 四个组共有8个 预先设置RS1、RS0，以选定组。 SETB RS0 CLR RS1; 1组
第三章MCS51系列单片机指令系统及汇编语言程序设计
SJMP rel ；PC+ 2 + rel→PC 短转移指令为一页地址范围内的相对转移指令。因为rel为1字节补码 偏移量，且SJMP rel指令为2字节指令，所以转移范围为－126D～＋ 129D 【4】间接转移指令
表3.4 程序存储器空间中的32个基本2K地址范围
0000H～07FFH 0800H～0FFFH 1000H～17FFH 1800H～1FFFH 2000H～27FFH 2800H～2FFFH 3000H～37FFH 3800H～3FFFH 4000H～47FFH 4800H～4FFFH 5000H～57FFH
3. 寄存器寻址
以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存 器包括：A，B，DPTR，R0～R7。其中，R0～R7必须在 工作寄存器组之中。
例如：INC R0 ；（R0）＋1→R0
需要注意的是，A和B既是通用寄存器，又是具有直 接地址的特殊功能寄存器。
4. 寄存器间接寻址
以寄存器中的内容为地址，该地址中的内容为操作数的寻址方式。能够 用于寄存器间接寻址的寄存器有：R0，R1，DPTR，SP。其中，R0，R1必 须在工作寄存器组之中，SP仅用于堆栈操作。
MCS-51单片机共有111条指令，按功能分类， MCS-51指令系统可分为5大类：
➢ 数据传送类指令（共29条） ➢ 算术操作类指令（共24条） ➢ 逻辑操作类指令（共24条） ➢ 控制转移类指令（共17条） ➢ 布尔变量操作类指令（共17条）
1.数据传送类指令（共29条）
以累加器A为目的操作数类指令（4条）
第3章 MCS-51指令系
单片机技术及应用
3.3.2 数据传送类指令 • 数据传送类指令一般的操作是把源操作数传送到
单片机技术及应用
3.2.5 变址寻址
• 这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格， 它把基址寄存器(DPTR或PC)和变址寄存器A的内 容作为无符号数相加形成16位的地址，访问程序
存储器中的数据表格。操作时是以某个寄存器的
内容为基础，然后在这个基础上再加上地址偏移
量，形成真正的操作数地址。需要特别指出的是， 用来作为基础的寄存器可以是PC或是DPTR，地 址偏移量存储在累加器A中。例如：
要操作数，因此在使用操作数的过程中就存在一个寻找存储 单元的问题。 MCS-51指令系统的寻址方式有下列几种： • ① 直接寻址。 • ② 立即数寻址。 • ③ 寄存器寻址。 • ④ 寄存器间接寻址。 • ⑤ 变址寻址。 • ⑥ 位寻址。 • ⑦ 相对寻址。
单片机技术及应用
3.2.1 直接寻址 • 在指令中含有操作数的直接地址，该地址指出了参与操作
单片机技术及应用
单片机技术及应用
第3章 MCS-51指令系
单片机技术及应用
教学提示 • 本章重、难点在于理解单片机MCS-51指令系统
的寻址方式，以及数据传送类指令、算术运算类 指令、逻辑操作类指令、位操作指令和控制转移 类指令操作的含义和具体使用方法。 教学目标 • 掌握指令系统的寻址方式。 • 掌握汇编语言指令的格式。 • 掌握汇编语言指令的功能及应用。 • 掌握伪指令的格式及应用。
51单片机指令系统
第 3 章 MCS - 51单片机指令系统
POP DPH POP DPL POP ACC POP PSW 执行之后, SP内容修改为 60H, 而64H、 63H、 62H、 61H 单元中的内容依次弹出到DPH、DPL、A、PSW中。
MCS -51 提供一个向上升的堆栈, 因此SP设置初值时要
的总线。由Ri作为间接寻址寄存器时, P0 口上分时输出Ri指
定的 8 位地址信息及传输 8 位数据。
第 3 章 MCS - 51单片机指令系统
5. 堆栈操作指令 PUSH direct POP direct 在MCS -51 单片机的内部RAM中, 可以设定一个先进后 出的区域, 称其为堆栈。在特殊功能寄存器中有一个堆栈指针 SP, 它指出栈顶的位置。 进栈指令的功能是: 首先将堆栈指针 SP的内容加1, 然后将直接地址所指出的内容送入SP指出的内 部RAM单元; 出栈指令的功能是: 将SP所指出的内部RAM单 元的内容送入由直接地址所指出的字节单元, 接着将堆栈指针
第 3 章 MCS - 51单片机指令系统
3.2 指令系统
3.2.1 指令分类
按指令的功能, MCS -51 指令系统可分为下列 5 类:
(1) 数据传送;
(2) 算术运算; (3) 逻辑运算; (4) 位操作; (5) 控制转移。
第 3 章 MCS - 51单片机指令系统
Rn——当前选定的寄存器区中的 8 个工作寄存器R0～R7, 即 n=0～7。 Ri——当前选定的寄存器区中的 2 个寄存器R0、 R1, i=0、1。 direct—— 8 位内部RAM单元的地址, 它可以是一个内部数据 区 RAM单元(00H～7FH)或特殊功能寄存器地址(I / O端口、 控 制寄存器、 状态寄存器 80H～0FFH)。 ＃data——指令中的 8 位常数。
第3章 MCS-51单片机指令系统
（1）内部数据存储器的低128个字节单元 （00H～7FH）。例： MOV A, 40H ，表示把内 部RAM 40H单元的内容传送给A。 假设40H单元中的内容为2BH，结果是将直接地 址40H单元中的数据2BH传送到累加器A中。
第三章 MCS-51单片机指令系统
3.2.2 直接寻址
（2）特殊功能寄存器。 特殊功能寄存器只能用直接寻址方式进行访问。 对于特殊功能寄存器，在助记符指令中可以直接 用符号来代替地址。例： MOV A, P0 ，表示把 P0口（地址为80H）的内容传送给A。
3.3.1 内部数据存储器传送指令
1．立即数传送指令
MOV A，#data ；A←data MOV Rn，#data ；Rn←data，n=0~7 MOV direct，#data ；direct←data MOV @Ri，#data ；（Ri）←data，i=0，1 MOV DPTR，#data16 ；DPTR←data16 前四条指令将8位立即数传送到指定的存储单元中。 最后一条指令将16位立即数传送到数据指针 DPTR中，其中高8位送入DPH，低8位送入DPL。
（3）三字节指令 编码格式为：
例如数据传送指令MOV 20H，#3AH的编码格式为：
3.2 寻址方式
第三章 MCS-51单片机指令系统
所谓寻址，就是寻找操作数的真正地址，寻址方 式，就是指寻找操作数地址的方式。
在用汇编语言编程时，数据的存放、传送、运算 都要通过指令来完成。 编程者必须自始至终都要 十分清楚操作数的位置, 以及如何将它们传送到适 当的寄存器去参与运算。每一种计算机都具有多 种寻址方式。寻址方式的多少是反映指令系统优 劣的主要指标之一。
2． 汇编语言
汇编语言就是用助记符表示的指令，汇编语言与 机器语言一一对应。用汇编语言编写程序，每条 指令的意义一目了然，给程序的编写、阅读和修 改带来很大方便。而且用汇编语言编写的程序占 用内存少，执行速度快，尤其适用于实时应用场 合的程序设计。因此，在单片机应用系统中主要 是用汇编语言来编写程序。 汇编语言的缺点：缺乏通用性，程序不易移植， 是一种面向机器的低级语言。使用汇编语言编写 程序时，必须熟悉机器的指令系统、寻址方式、 寄存器的设置和使用方法。每种计算机系统都有 它自己的汇编语言。不同计算机的汇编语言之间 不能通用。
第3章 MCS-51指令系统
16
MCS-51单片机指令系统
MCS-51单片机指令系统包括111条指令 按功能可以划分为以下5类：
1. 数据传送和交换指令（29条）
2. 算术运算指令（24条） 3. 逻辑运算指令（24条） 4. 控制转移指令（17条） 5. 位操作指令（17条）
17
数据传送和交换类指令主要有以下几种：
1. 2. 3.
30H
Eg:MOV 30H,#33H 33H
30H
XX 30H
33H
30H
31H
Eg:MOV 30H,31H
55H
XX
55H
25
A
30H XX
地址
30H 33H
Eg:MOV 30H, A
33H
R0
Eg:MOV 30H,@R0
55H
取出
30H 78H 30H
55H
R3
78H
30H XX
55H
MOV A , 30H
XX 55H
30H
A
6
3、寄存器寻址
寄存器寻址是指将操作数存放于寄存器中，寄存器包括工作寄 存器R0~R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR等。 数据存放在R0~R7中的某个通用寄存器内，或者放在某个专用 寄存器中。 e.g.： MOV A，R7 ADD A，R0
DPTR
2000H
DPTR 2000H
XXXX
Eg：将数据指针DPTR指向存于ROM中的表格首地址。
MOV DPTR,#TABLE
27
三、片外数据传递指令
使用DPTR和Ri进行间接寻址 MOVX A， @DPTR ；A ←((DPTR))片外 MOVX A，@Ri ；A ←((Ri))片外 MOVX @DPTR，A ；(DPTR)片外←(A) MOVX @Ri，A ；(Ri)片外←(A) 注意： 该指令用于在单片机和外部RAM、扩展I/O的数据传送； 使用Ri时，只能访问低8位地址为00H~FFH地址段； 使用DPTR时，能访问0000H ~ FFFFH地址段。
单片机-第三章
间接寻址寄存器前缀， @Ri， @ 间接寻址寄存器前缀，如@Ri，@A+DPTR (X) X中的内容。 中的内容。 寻址的单元中的内容。 ((X)) 由X寻址的单元中的内容。 箭头右边的内容被箭头左边的内容所取代。 → 箭头右边的内容被箭头左边的内容所取代。
单片机原理及接口技术——自动化系 单片机原理及接口技术——自动化系
单片机原理及接口技术——自动化系 单片机原理及接口技术——自动化系
MCS-51单片机指令系统 第3章 MCS-51单片机指令系统
本章主要介绍MCS-51汇编语言的指令系统。 本章主要介绍MCS-51汇编语言的指令系统。 MCS 汇编语言的指令系统 MCS-51的基本指令共111条 的基本指令共111 MCS-51的基本指令共111条 单字节指令； (1) 单字节指令； 按指令所占的字节来分： 双字节指令； 按指令所占的字节来分： (2) 双字节指令； 三字节指令。 (3) 三字节指令。 按指令的执行时间来分： 按指令的执行时间来分： 1个机器周期 12个时钟振荡周期 指令64 个机器周期（ 个时钟振荡周期） 64条 (1) 1个机器周期（12个时钟振荡周期）指令64条 2个机器周期 24个时钟振荡周期 指令45 个机器周期（ 个时钟振荡周期） 45条 (2) 2个机器周期（24个时钟振荡周期）指令45条 4个机器周期只有乘 除两条指令的执行时间为（48个时 个机器周期只有乘、 (3) 4个机器周期只有乘、除两条指令的执行时间为（48个时 钟振荡周期）。 钟振荡周期）。 12MHz晶振 机器周期为1 晶振: 12MHz晶振:机器周期为1µs。
单片机原理及接口技术——自动化系 单片机原理及接口技术——自动化系
;A←(Rn) ;A←(direct) ;A←((Ri)) ;A←#data
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3 MCS-51单片机指令系统⏹3.1 MCS-51指令系统的分类、格式⏹3.2 寻址方式⏹3.3 分类指令结束3.1 MCS-51指令系统的分类、格式⏹3.1.1 指令分类⏹3.1.2 指令格式⏹3.1.3 指令描述符号返回本章3.1.1 指令分类MCS-51单片机指令系统共有指令111条，分5大类:⏹数据传送类指令（29条）⏹算术运算类指令（24条）⏹逻辑运算类指令（24条）⏹控制转移类指令（17条）⏹布尔(位)操作类指令（17条）返回本节3.1.2 指令格式⏹在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、操作数组成。
⏹指令应具有以下功能：（1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。
例如，数的传送、加法、减法等。
（2）操作数表示操作的对象，操作数可能是一个具体的数据，也可能是指出取得数据的地址或符号。
指令格式：[标号:]操作码[目的操作数,][源操作数][；注释］单字节指令双字节指令三字节指令INC AADD A ，#22H MOV 5EH ，4FH 操作码24H操作数22H 操作码04H 操作码85H 源操作数4FH目的操作数5EH返回本节3.1.3 指令描述符号Rn——当前寄存器组的8个工作寄存器R0～R7（n=0～7）Ri——可用作间接寻址的寄存器，只能是工作寄存器R0、R1（i=0，1）。
direct——8位直接地址，在指令中表示直接寻址方式，寻址范围256单元。
指片内RAM的低128单元地址和特殊功能寄存器SFR的地址或符号名称。
#data——8位立即数。
#data16——16位立即数。
addr16——16位目的地址，只限于在LCALL和LJMP指令中使用。
addr11——11位目的地址，只限于在ACALL和AJMP指令中使用。
rel——相对转移指令中的偏移量，为8位带符号数。
DPTR——数据指针，可用作16位地址寄存器。
bit——内部RAM或特殊功能寄存器SFR中的直接寻址位。
A——累加器。
ACC——直接寻址方式的累加器。
B——寄存器B，用于乘法和除法指令中。
C——进位标志位，是布尔处理机中的累加器，也称为累加位。
@——间址寄存器或基址寄存器的前缀，如@Ri，@DPTR。
/——位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。
(×)——某寄存器或某单元内容。
((×))——由×间接寻址的单元中的内容。
←——箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替返回本节3.2 寻址方式⏹3.2.1 立即寻址⏹3.2.2 直接寻址⏹3.2.3 寄存器寻址⏹3.2.4 寄存器间接寻址⏹3.2.5 变址寻址⏹3.2.6 相对寻址⏹3.2.7 位寻址3.2.1 立即寻址⏹指令中直接给出操作数的寻址方式。
立即操作数用前面加有#号的8位或16位数来表示。
例如：MOV A，#60H；A←#60HMOV DPTR，#3400H；DPTR←#3400HMOV30H，#40H；30H←#40H⏹上述三条指令执行完后，累加器A中数据为立即数60H，DPTR寄存器中数据为立即数3400H，30H 单元中数据为立即数40H。
3.2.2 直接寻址指令中直接给出操作数地址的寻址方式称为直接寻址。
寻址范围：片内RAM低128单元和SFR。
例如：MOV A，PSW；A←（PSW）PSW为直接寻址寄存器的符号地址。
MOV A，30H；A←（30H）30H为直接给出的内部RAM的地址。
3.2.3 寄存器寻址寄存器寻址指在指令中将指定寄存器的内容为操作数的寻址方式。
寻址范围：通用寄存器R0～R7、累加器A、B寄存器、数据指针DPTR。
例如：CLR A；A←0INC DPTR；DPTR←（DPTR）+1MOV40H，R5；40H←（R5）3.2.4 寄存器间接寻址以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式。
寻址范围：（1）片内RAM低128单元。
用@Ri(i=0或1)（8052单片机片内RAM的80H～FFH单元只能用间接寻址）（2）片外RAM64K。
用@DPTR（3）片外RAM低256单元。
用@Ri(i=0或1)或@DPTR（4）堆栈区。
堆栈操作指令（PUSH和POP）也是寄存器间接寻址，即以堆栈指针（SP）作间接寄存器的间接寻址方式。
例如：MOV@R0，A；(R0)←(A)其指令操作过程示意图如图3-1所示。
又如：MOVX A，@R1；A←(P2R1)其指令操作过程示意图如图3-2所示。
再如：MOVX@DPTR，A；(DPTR)←(A)其指令操作过程示意图如图3-3所示。
3.2.5 变址寻址⏹变址寻址是指以DPTR或PC作基址寄存器，累加器A作变址寄存器，以两者内容相加形成16位地址作为操作数地址。
用于访问程序存储器中的数据表格。
在指令符号上采用MOVC的形式（如图3－4所示）。
⏹寻址范围：程序存储器64K。
指令只有3条：MOVC A，@A+DPTR；A←（(A)+(DPTR)）MOVC A，@A+PC；A←（(A)+(PC)）JMP@A+DPTR；PC←(A)+(DPTR)3.2.6 相对寻址⏹以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的操作数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式。
目的地址＝转移指令地址＋转移指令字节数＋rel⏹相对寻址用于修改PC值，主要用于实现程序的分支转移。
例如，SJMP08H；PC←(PC)+2+08H指令操作示意图如图3－5所示。
3.2.7 位寻址⏹MCS-51有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此就有相应的位寻址方式。
位寻址只能对有位地址的单元进行位寻址操作。
⏹位寻址的寻址范围：（1）片内RAM中的位寻址区单元地址20H~2FH，相应的位地址00H~7FH。
例如：SETB10H；将10H位置1位的位地址为若（22H）＝40H，22H单元的D10H，执行上述指令后（22H）＝41H。
又如：MOV22H.0，C；22H.0←（C）ORL C，32H；C←(C)∨(32H)⏹（2）可位寻址的SFR有11个可位寻址的SFR，寻址位表示方法：以PSW寄存器的位5置1 为例。
●直接使用位地址。
SETB 0D5H●位名称。
SETB F0●单元地址加位数。
SETB 0D0H.5●SFR符号加位数。
SETB PSW.5返回本节3.3 分类指令⏹3.3.1 数据传送类指令⏹3.3.2 算术运算类指令⏹3.3.3 逻辑运算类指令⏹3.3.4 控制转移类指令⏹3.3.5 位操作指令返回本章3.3.1 数据传送类指令⏹数据传送类指令共29条，是将源操作数送到目的操作数。
指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。
数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP 、PUSH、POP。
⏹源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方式寻址，目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址3种寻址方式。
MCS-51单片机数据传送指令图解如图3－6所示。
MOV A，Rn；A←（Rn）MOV A，direct；A←（direct）MOV A，@Ri；A←（（Ri））MOV A，#data；A←#dataMOV Rn，A；Rn←（A）MOV Rn，direct；Rn←（direct）MOV Rn，#data；Rn←#dataMOV direct，A；direct←（A）MOV direct，Rn；direct←（Rn）MOV direct，direct；direct←（direct）MOV direct，@Ri；direct←（（Ri））MOV direct，#data；direct←#dataMOV@Ri，A；（Ri）←（A）MOV@Ri，direct；（Ri）←（direct）MOV@Ri，#data；（Ri）←#data例如：设（30H）＝6FH，R1＝40H，执行MOV@R1，30H后，30H单元中数据取出送入R1间接寻址的40H单元，（40H）＝6FH。
5．以DPTR为目的操作数MOV DPTR，#data16；DPTR←#data16例如执行MOV DPTR，#2000H 后，（DPTR）＝2000H。
6．访问外部数据RAMMOVX A，@DPTR；A←（DPTR）MOVX@DPTR，A；（DPTR）←（A）MOVX A，@Ri；A←（（P2Ri））MOVX@Ri，A；（P2Ri）←（A）7．读程序存储器MOVC A，@A+DPTR；A←（(A)+(DPTR)）MOVC A，@A+PC；A←((A)+(PC)）例如已知(A)＝30H，（DPTR）＝3000H，程序存储器单元（3030H）＝50H，执行MOVC A，@A+DPTR后，（A）＝50H。
8．数据交换数据交换指令图解如图3－7所示。
●字节交换XCH A，Rn；（A）↔（Rn）XCH A，direct；（A）↔（direct）XCH A，@Ri；（A）↔（Ri）●半字节交换XCHD A，@Ri；(A)0～3↔（Ri）0～3SWAP A；(A)0～3↔(A)4～79．堆栈操作⏹所谓堆栈是在片内RAM中按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区。
数据的进栈出栈由指针SP统一管理。
堆栈的操作有如下两条专用指令：PUSH direct；SP←(SP)+1，(SP)←(direct)POP direct；direct←(SP)，SP←(SP)－1⏹例：PUSH 40H。
指令执行过程如图3－8所示⏹例：POP 30H。
指令执行过程如图3－9所示【例3.1】将片内RAM 30H单元与40H单元中的内容互换。
方法1（直接地址传送法）MOV31H，30HMOV30H，40HMOV40H，31HSJMP$方法2（间接地址传送法）MOV R0，#40HMOV R1，#30HMOV A，@R0MOV B，@R1MOV@R1，AMOV@R0，BSJMP$方法3（字节交换传送法）MOV A，30HXCH A，40HMOV30H，ASJMP$方法4（堆栈传送法）PUSH30HPUSH40HPOP30HPOP40HSJMP$返回本节3.3.2 算术运算类指令算术运算类指令图解如图3－10所示。
1．加法指令ADD A，Rn；A←(A)+(Rn) ADD A，direct；A←(A)+（direct）ADD A，@Ri；A←(A)+((Ri)) ADD A，#data；A←(A)+#data2．带进位加法指令ADDC A，Rn；A←(A)+(Rn)+(C) ADDC A，direct；A←(A)+(direct)+(C) ADDC A，@Ri；A←(A)+((Ri))+(C) ADDC A，#data；A←(A)+#data+(C) C为来自PSW状态寄存器中的进位标志位CY。