MCS-51指令系统
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
MCS-51单片机的指令系统
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4.2 寻址方式
51汇编语言有42种操作码助记符，用来描述33种操作功 能。一种操作码可以使用一种以上的数据类型，又由于 助记符规定了其访问的存储器空间，所以一种功能可能 有几个助记符（如MOV、MOVX、MOVC）。功能助记 符与寻址方式组合，得到111条指令。
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4.2 寻址方式
1）无操作数单字节指令
这类指令只有操作码字段，操作数隐含在操作码中。
例如：INC DPTR
指令码为 ：
数据指针隐含其中
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指令的组成及字节数
2）含有操作数寄存器号的单字节指令 单字节的指令码由操作码字段和指示操作数所 在寄 存器号的字段组成。 例如；MOV A，Rn 指令码为：
其中，rrr为寄存器Rn的编号
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4.1 指令和指令程序
“指令”： CPU能直接识别和执行的命令。 指令系统：CPU所能执行的全部指令的集合。
与CPU的能力、使用的方便灵活性密切相关。 指令的记忆问题？指令本身是二进制代码。
例如以下的51单片机指令：
把10放到累 740AH 加器A中 为பைடு நூலகம்便于记忆 指令助
A加20，结 果仍在A中
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指令的组成及字节数
3．三字节指令（17条）
这条指令的指令码的第1字节为操作码；第2和第3字节为 操作数或操作数地址，有如下3类。 1）16位数据 例如：MOV DPTR，#26ABH 指令码为：
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指令的组成及字节数
2）8位地址和8位数据 例如：MOV 74H，#0FFH 指令码为：
在MCS-51指令中，若操作数是以R0~R7来表示操作数时， 就属于寄存器寻址方式。
MCS-51系列单片机的指令系统和汇编语言程序
3·1 汇编指令第3 章MCS 一51 系列单片机的指令系统和汇编语言程序3·1·1 请说明机器语言、汇编语言、高级语言三者的主要区分，进一步说明为什么这三种语言缺一不行。
3·1·2 请总结:(1)汇编语言程序的优缺点和适用场合。
(2)学习微机原理课程时，为什么肯定要学汇编语言程序?3·1·3MCS 一51 系列单片机的寻址方式有哪儿种?请列表分析各种寻址方式的访问对象与寻址范围。
3·1·4 要访问片内RAM，可有哪几种寻址方式?3·1·5 要访问片外RAM，有哪几种寻址方式?3·1·6 要访问ROM，又有哪几种寻址方式?3·1·7 试按寻址方式对MCS 一51 系列单片机的各指令重进展归类(一般依据源操作数寻址方式归类，程序转移类指令例外)。
3·1·8 试分别针对51 子系列与52 子系列，说明MOV A，direct 指令与MOV A，@Rj 指令的访问范围。
3·1·9 传送类指令中哪几个小类是访问RAM 的?哪几个小类是访问ROM 的?为什么访问ROM 的指令那么少?CPU 访问ROM 多不多?什么时候需要访问ROM?3·1·10 试绘图示明MCS 一51 系列单片机数据传送类指令可满足的各种传送关系。
3·1·11 请选用指令，分别到达以下操作: (1)将累加器内容送工作存放器R6.(2)将累加器内容送片内RAM 的7BH 单元。
(3)将累加器内容送片外RAM 的7BH 单元。
(4)将累加器内容送片外RAM 的007BH 单元。
(5)将ROM007BH 单元内容送累加器。
3·1·12 区分以下指令的不同功能:(l)MOV A,#24H 与MOV A.24H(2)MOV A,R0 与MOV A,@R0(3)MOV A,@R0 与MOVX A,@R03·1·13 设片内RAM 30H 单元的内容为40H;片内RAM 40H 单元的内容为l0H;片内RAM l0H 单元的内容为00H;(Pl)=0CAH。
[信息与通信]MCS-51单片机指令系统-数据传送类指令
![[信息与通信]MCS-51单片机指令系统-数据传送类指令](https://img.taocdn.com/s3/m/e38c3c365bcfa1c7aa00b52acfc789eb162d9e5d.png)
<P1>=0CAH,分析以下程序执行后各单元及寄存
器、P2口的内容.
• MOV R0,#30H
；R0=30H
• MOV A,R0
；A=40H
• MOV R1,A
；R1=40H
• MOV B,R1
；B=10H
• MOV R1,P1
；<40H>
• MOV P2,P1
=0CAH
• MOV
；
•执行上述指10令H后,#的20结H果为：<R0>=3<0PH2,<>R=10>C=A<HA>=40H,
3.3 MCS-51指令系统
3.3.1 数据传送类指令〔29条〕 传送类指令分成两大类
1. MOV,一般传送 2.Байду номын сангаас非MOV,特殊传送, 如：MOVC、MOVX、PUSH、
POP、 对PSW的X影C响H、XCHD及SWAP.
• 1. 访问片内数据存储器的一般数据传送指令
• 该类指令的功能是实现数在片内RAM单元之间、 寄存器之间、寄存器与RAM单元之间的传送.所 有指令具有统一的格式,其格式如下：
MOV Rn,
A direct
#data
例：若〔60H〕= 30H 执行 MOV R6,60H
结果：〔R6〕= 30H.
3> 以direct 为目的操作数的指令
MOV direct,
A Rn direct1 Ri
#data
例：若〔R0〕=30H,〔30H〕=25H 执行MOV 40H,R0 指令
结果：〔40H〕=25H.
RAM20H单元 • 外部ROM 2000H单元中的内容送到外部
第3章 51单片机指令系统
3．1．3 堆栈操作指令
（1）入栈指令：
PUSH direct； SP ← SP+1， （SP） ← （direct）
入栈操作：栈指针SP+1指向栈顶的上 一个空单元，将直接地址direct寻址的单元 内容压入当前SP所指示的堆栈单元中。 （本操作不影响标志位）
例3-3 在中断响应时，SP=09H，数据 指针DPTR的内容为0123H。执行下列指令 后：
MOV @Ri , A ; (Ri)←A MOV @Ri , direct ; (Ri)←(direct) MOV @Ri , data ; (Ri)←#data 上述指令将累加器A，直接地址单元内 容或立即数送到Ri间接寻址单元中。由于内 容较多，下面需要说明：
累加器A是个使用最多的寄存器，MCS-51单 片机以A为中心体系结构。绝大部分指令均需通 过A送到ALU进行运算，结果存于A中，有些指令 仅在A中进行。 直接地址direct ,8位直接地址可寻址0~255个 单元。对于8051则直接寻址内部RAM0~127地址 空间的单元及128~255地址空间的特殊功能寄存 器。这里需注意128~255地址空间很多单元开始 时无定义，对无定义单元进行读/写，则读数不定， 欲写入的数将丢失。 间接寻址@Ri，@间接寻址的符号，是以Ri 的内容作为地址进行寻址，亦即Ri的内容不是操 作数，而是地址。此地址所对应的单元内容才是 所要找的操作数。间接寻址的寻址范围与直接寻 址相同（0~255）。直接寻址单元在编程时就已 明确，而间接寻址单元是在程序运行中明确。
第3章MCS-51指令系统
第3章 MCS-51指令系统 4. 伪指令 在汇编语言源程序中，除了包含可以转化为特定计算机系 统的机器语言指令所对应的汇编语言指令外，还可能包含一些 伪指令，如“ORG 2000H”、“END”等。“伪”者，假也，尽 尽 管它不是计算机系统对应的指令，汇编时也不产生机器码，但 管它不是计算机系统对应的指令，汇编时也不产生机器码， 汇编语言程序中的伪指令并非可有可无。伪指令的作用是指导 汇编语言程序中的伪指令并非可有可无。 源程序的汇编过程， 源程序的汇编过程，例如“ORG 2000H”伪指令，指示汇编程序 将该伪指令后的汇编语言指令对应的机器码从2000H单元开始存 放。
第3章 MCS-51指令系统
· 52/54子系列内部RAM后128字节(即地址编码为80～FFH) 各单元之间不能直接传送。原因是高128字节内部RAM只能使 用寄存器间接寻址方式，而一条指令中，最多只允许一个操作 数使用寄存器间接寻址方式。 数据传送指令一般不会影响程序状态字寄存器PSW中的标 志位，但当数据传送到累加器A时，PSW中的奇偶标志位P会改 变，原因是奇偶标志位P总是体现累加器A中“1”的个数的奇偶 性。
第3章 MCS-51指令系统 1. 内部 内部RAM与特殊功能寄存器之间的数据传送 与特殊功能寄存器之间的数据传送 表3-1 内部RAM与特殊功能寄存器之间的数据传送指令
指令名称 指令格式 MOV A,Rn 以累加器A作为 目的操作数 MOV A,direct MOV A,@Ri MOV A,#data 机器码 11101rrr 11100101 direct 1110011i 01110100 data 功能 A←Rn A←(direct) A←(Ri) A←data 指令周期 1 1 1 1
MOV 90H，0F0H ; 将特殊功能寄存器0F0H单元(即寄存器B) 内容传送到特殊功能寄存器90H ; 单元(即P1口锁存器)中
MCS51指令系统.ppt
能用（寄存器） “间接”寻址 MOVX A,@R0 MOVX @R0,A MOVX A,@DPTR MOVX @DPRT,A
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寄存器间接寻址(外部RAM）
• MCS-51对片内RAM和片外RAM采用不同传送 指令
• MOVX @R1，A；以R1（或R0）中数据为地 址，将A中数据送外部RAM单元。限定为8位 地址。
不一定是在累加器中。 ANL direct，#data
4．求反与清除指令 CPL A 字节操作只有这一种形式 CLR A 字节操作只有这一种形式
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逻辑运算类指令
• MCS-51单片机的移位指令只能对累加器A进行，并 且一次只能移一位。共有循环右移、循环左移、带进 位循环右移和带进位循环左移4种。
• 由于程序存储器是只读的，因此变址寻址 只有读操作而无写操作，指令符号为 MOVC。 MOVC A，@ A+DPTR；A←（A+DPTR） MOVC A，@ A+PC ；A←（A+PC）
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查表程序
• mov r0,#0h • l1: • INC R0 • call table • nop • jmp l1 • TABLE: • MOV A, R0 • MOVC A, @A+PC • RET • DB 31H,32H……
例如：MOV A，# 60H ；A←#60H
MOV DPTR，# 3400H
；DPTR←#3400H
MOV 30H，# 40H ；30H单元←#40H
• 由于MCS-51只有DPTR为16为，因此，也只有上 一条16位立即数指令正确。
MOV 0E0H，#0E0H （=MOV A， #0E0H）
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。
《单片机》教学课件51单片机的指令系统
MOV Rn ，direct
；(direct)→Rn ，n =0～7
MOV Rn ，#data
；#data→Rn ，n =0～7
把源操作数送入当前寄存器区的R0～R7中的某一寄存器。
3．以直接地址direct为目的操作数的指令
MOV direct，A
； (A)→direct
MOV direct，Rn
寻址空间内快速地找到指定的地址单元。 下面介绍指令系统7种寻址方式。
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1．寄存器寻址方式
指令中的操作数为某一寄存器的内容。
例如：MOV A，Rn
；(Rn)→A，n =0～7
把Rn中的源操作数送入到累加器A中。由于指令指定了从寄存 器Rn中取得源操作数，所以称为寄存器寻址方式。
本寻址方式的寻址范围：
4．以寄存器间接地址为目的操作数的指令
MOV @Ri，A
；(A)→((Ri))， i=0，1
MOV @Ri，direct ；(direct)→((Ri))，i=0，1
MOV @Ri，#data ；#data→((Ri))， i=0，1
功能是把源操作数内容送入R0或R1指定的存储单元中。
5．16位数传送指令
内部RAM的00H～7FH共128个单元。 6．堆栈操作指令 内部RAM中设定一个后进先出（LIFO，Last In First Out）
的区域，称为堆栈。在特殊功能寄存器中有一个堆栈指针 SP，指示堆栈的栈顶位置。堆栈操作有进栈和出栈两种， 因此，在指令系统中相应有两条堆栈操作指令。
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（1）进栈指令 PUSH direct
（1）4组通用工作寄存区共32个工作寄存器。但只对当前工 作寄存器区的8个工作寄存器寻址，指令中的寄存器名称只 能是R0～R7。
MCS-51单片机的指令集(分类)
子程序返回
1
24
RETI
中断返回
1
24
AJMP addr11
绝对短转移
2
24
LJMP addr16
长转移
3
24
SJMP rel
相对转移
2
24
JMP @A+DPTR
相对于DPTR的间接转移
1
24
JZ rel
累加器为零转移
2
24
JNZ rel
累加器非零转移
2
24
CJNE A,direct,rel
累加器与直接地址单元比较，不等则转移
2
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MOV direct,Rn
寄存器内容送入直接地址单元
2
24
MOV direct,direct
直接地址单元中的数据送入直接地址单元
3
24
MOV direct,@Ri
间接RAM中的数据送入直接地址单元
2
24
MOV direct,#data8
8位立即数送入直接地址单元
3
24
MOV @Ri,A
累加器内容送入间接RAM单元
DEC @Ri
间接RAM内容减1
1
12
MUL A,B
A乘以B
1
48
DIV A,B
A除以B
1
48
DA A
累加器进行十进制转换
1
12
3、逻辑操作类指令
助记符
功能说明
字节数
振荡周期
ANL A,Rn
累加器与寄存器相“与”
1
12
ANL A,direct
累加器与直接地址单元相“与”
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第三章MCS-51指令系统
1、MCS-51指令系统具有哪几种寻址方式？
2、MCS-51指令系统按功能可分为几类？
3、MCS-51汇编语言重要伪指令有几条？它们分别具有哪些功能？
4、设（70H）=60H，（60H）=20H。
P1口为输入口，当输入状态为B7H，执行下面程序
MOV R0，#70H
MOV A，@R0
MOV R1，A
MOV B，@R1
MOV P1,#0FFH
MOV @R0,P1
试分析（70H）、（B）、（R1）、（R0）的内容是什么？
5、试分析下列程序的功能
CLR A
MOV R2，A
MOV R7，#4
LOOP：CLR C
MOV A，R0
RLC A
MOV R0，A
MOV A，R1
RLC A
MOV R1，A
MOV A，R2
RLC A
MOV R2，A
DJNZ R7，LOOP
6系统晶振为12MHZ，阅读下列程序，分析其功能，并人工汇编成机器代码START：SETB P1.0
NEXT：MOV 30H，#10
LOOP2：MOV 31H，#0FAH
LOOP1：NOP
DNJZ 31H，LOOP1
DJNZ 30H，LOOP2
CPL P1.0
AJMP NEXT
2780H AJMP 2530H
1750H AJMP 1A00H
1230H ACALL 1620H
2780H ACALL 2530H
2330H SJMP 2340H
2866H SJMP 2800H
27FEH SJMP 2730H
7、分析以下程序段，何时转向LABEL1？何时转向LABEL2？
MOV A，R0
CPL A
JZ LABEL1
INC A
JZ LABEL2
8、MCS-51单片机步尔处理器硬件由哪些不见构成？布尔处理器指令主要功能？
9、布尔处理机的位处理与MCS-51的字节处理有何不同？
10、有四个变量U、V、W、X分别从P1.0~P1.3输入，阅读如下程序，写出逻辑表达
式并画出逻辑电路图。
MOV P1, #0FH
MOV C , P1.0
ANL C , P1.1
CPL C
MOV ACC.0 ,C
MOV C , P1.2
ORL C , /P1.3
ORL C , ACC.0
MOV F , C
11、用布尔指令，求借逻辑方程。
(1) PSW.5=P1.3ΛACC.2VB.5ΛP1.1
(2) PSW.5=P1.5ΛB.4V ACC.7ΛP1.0。