1、第3章 指令系统及汇编,3.1 MCS51单片机汇编语言与指令格式3.2 寻址方式3.3 MCS51单片机指令系统3.4 汇编语言及汇编语言程序设计3.5 基本程序设计方法3.6 程序设计举例,3.1 MCS51单片机汇编语言与指令格式,3.1.1 单片机的汇编语言 由于构成计算机的电子器件特性所决定, 计算机只能识别二进制代码。 这种以二进制代码来描述指令功能的语言, 称之为机器语言, 用机器语言组成的程序, 称为目标程序。 计算机就是按照机器语言的指令来完成各种功能操作的, 它具有程序简捷、 占用存储空间小、 执行速度快、 控制功能强等特点。,3.1.2 指令格式 MCS51单片机汇编语言
2、指令的标准格式如下: 标号: 操作码 目的操作数 , 源操作数 ; 注释 例如: LOOP: ADD# A, 10H ; (A)(A)+10H (1) 方括号 表示该项是可选项, 可有可无。 (2) 标号是用户设定的符号, 它实际代表该指令所在的地址。 标号必须以字母开头, 其后跟18个字母或数字, 并以“:”结尾。,(3) 操作码是用英文缩写的指令功能助记符。 它确定了本条指令完成什么样的操作功能。 如: ADD表示加法操作。 任何一条指令都必须有该助记符项, 不得省略。 (4) 目的操作数提供操作的对象, 并指出一个目标地址, 表示操作结果存放单元的地址, 它与操作码之间必须以一个或几个空
3、格分隔。 如上例中A表示操作对象是累加器A的内容, 并指出操作结果又回送A存放。,(5) 源操作数指出的是一个源地址（或立即数）, 表示操作的对象或操作数来自何处。 它与目的操作数之间要用“,”号隔开。 (6) 注释部分是在编写程序时, 为了增加程序的可读性, 由用户拟写对该条指令或该段程序功能的说明。 它以分号“;”开头, 可以用中文、 英文或某些符号来表示, 显然它不存入计算机, 只出现在源程序中。,3.1.3 指令中常用符号 在分类介绍各类指令之前, 先对描述指令的一些符号意义进行一些简单约定: (1) Ri和Rn: R表示当前工作寄存器区中的工作寄存器, i表示0或1, 即R0和R1。
4、 n表示07, 即R0R7, 当前工作寄存器的选定是由PSW的RS1和RS0位决定的。 (2) data: 表示立即数, data为8位常数。 data是指包含在指令中的8位立即数。,(3) data16: 包含在指令中的16位立即数。 (4) rel: 相对地址, 以补码形式表示的地址偏移量, 范围为-128+127, 主要用于无条件相对短转移指令SJMP和所有的条件转移指令中。 (5) addr16: 16位目的地址。 目的地址可在全部程序存储器的64 KB空间范围内, 主要用于无条件长转移指令LJMP和子程序长调用指令LCALL中。 (6) addr11: 11位目的地址。 目的地址应与
5、下条指令处于相同的2 KB程序存储器地址空间范围内, 主要用于绝对转移指令AJMP和子程序绝对调用指令ACALL指令中。,(7) direct: 表示直接寻址的地址, 即8位内部数据存储器RAM的单元地址（0127/255), 或特殊功能寄存器SFR的地址。 对于SFR可直接用其名称来代替其直接地址。 (8) bit: 内部数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR中的可直接寻址位地址。 (9) : 间接寻址寄存器或基地址寄存器的前缀, 如Ri, DPTR, 表示寄存器间接寻址。,(10) (X): 表示X中的内容。 (11) (X): 表示由X寻址的单元中的内容, 即(X)作地址, 该地址的内容
6、用(X)表示。 (12) / 和符号: /表示对该位操作数取反, 但不影响该位的原值。 表示指令操作流程, 将箭头一方的内容, 送入箭头另一方的单元中去。,3.2 寻址方式,3.2.1寄存器寻址 选定某寄存器, 自该寄存器中读取或存放操作数, 以完成指令规定的操作, 称为寄存器寻址。 例如: MOV A, R0 ; (A)(R0) 该指令的功能是把工作寄存器R0中的内容传送到累加器A中, 如: R0内容为FFH, 则执该指令后A的内容也为FFH。 在该条指令中, 源操作数和目的操作数是由寻址R0和A寄存器得到的, 故属于寄存器寻址。 该指令为单字节指令, 机器代码为E8H。,3.2.2 立即寻
7、址 操作数直接出现在指令中, 它紧跟在操作码的后面, 作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器内, 可以立即得到并执行, 不需要另去寄存器或存储器等处寻找和取数, 故称为立即寻址。 该操作数称为立即数, 并在其前冠以“”号作前缀, 以表示并非地址。 立即数可以是8位或16位, 用十六进制数表示。,例如: MOV A, 0FH ; (A)0FH 该指令的功能是将立即数0FH传送到累加器A中, 对应的机器码为74H。 它隐含了寄存器寻址累加器A方式, 长一个字节, 占用一个存储单元; 立即数0FH紧跟在操作码之后, 成为指令代码的一部分, 长也是一个字节, 占用紧跟在后面的另一个存储单元。 故
8、该指令为双字节指令, 其机器码为74H 0FH。,3.2.3寄存器间接寻址 由指令指出某一个寄存器的内容作为操作数地址的寻址方法, 称为寄存器间接寻址方法, 简称寄存器间址。 这里要强调的是: 寄存器的内容不是操作数本身, 而是操作数地址。 寄存器间接寻址使用所选定寄存器区中的R0和R1作为地址指针（对堆栈操作时, 使用堆栈指针SP）, 来寻址片内数据存储器RAM（00FFH）的256个单元, 但它不能访问特殊功能寄存器SFR。 寄存器间接寻址也适用于访问外部数据存储器, 此时, 用R0、 R1或DPTR作为地址指针。 寄存器间接寻址用符号“”指明。,图31 寄存器间接寻址示意图,3.2.4
9、直接寻址 指令中直接给出操作数所在的存储器地址, 以供寻址取数或存数的寻址方式称为直接寻址。 例如: MOV A, 40H ; (A)(40H) 该指令的功能是把内部数据存储器RAM 40H单元内的内容送到累加器A。 指令直接给出了源操作数的地址40H。 该指令的机器码为E5H 40H。,3.2.5 变址寻址 基址寄存器加变址寄存器间接寻址, 简称变址寻址。 它以数据指针DPTR或程序计数器PC作为基址寄存器, 累加器A作为变址寄存器, 两者的内容相加形成16位程序存储器地址, 该地址就是操作数所在地址。 例如: MOVC A, A+DPTR ; (A)(A)+(DPTR) 该指令寻址及操作功
10、能如图32所示, 该指令为单字节指令, 机器代码为93H。 这种寻址方式常用于访问程序存储器中的常数表。,图32 变址寻址示意图,3.2.6 相对寻址 相对寻址是以当前程序计数器PC值加上指令规定的偏移量rel , 而构成实际操作数地址的寻址方法。 它用于访问程序存储器, 常出现在相对转移指令中。 在使用相对寻址时要注意以下两点: 第一, 当前PC值是指相对转移指令所在地址（一般称为源地址）加上转移指令字节数。 即: 当前PC值 = 源地址 + 转移指令字节数。 例如: JZ rel 是一条累加器A为零就转移的双字节指令。 若该指令地址（源地址）为2050H, 则执行该指令时的当前PC值即为2
11、052H。,第二, 偏移量rel是有符号的单字节数, 以补码表示,其相对值的范围是-128+127（即00HFFH）, 负数表示从当前地址向上转移, 正数表示从当前地址向下转移。 所以, 相对转移指令满足条件后, 转移的地址（一般称为目的地址）应为: 目的地址 = 当前PC值 + rel = 源地址 + 转移指令字节数 + rel例如： 指令JZ 08H和JZ 0F4H 表示累加器A为零条件满足后, 从源地址（2050H）分别向下、 向上转移10个单元。 其相对寻址示意如图33(a)、 (b)所示。 这两条指令均为双字节指令, 机器代码分别为: 60H 08H和60H F4H。,图33 相对寻
12、址示意图(a)指令JZ 08H寻址示意图； (b)指令JZ F4H寻址示意图,3.2.7 位寻址 MCS51系列单片机具有位寻址的功能, 即指令中直接给出位地址, 可以对内部数据存储器RAM中的128位和特殊寄存器SFR中的93位进行寻址, 并且位操作指令可对地址空间的每一位进行传送及逻辑操作。 例如: SETB PSW.3 ; (PSW.3)1 该指令的功能是给程序状态字PSW中的RS0置1。 该指令为双字节指令, 机器代码为D2H D3H, 指令的第二字节直接给出位地址D3H（PSW.3的位地址）。,综上所述, 在MCS51系列单片机的存储空间中, 指令究竟对哪个存储器空间进行操作是由指令
13、操作码和寻址方式确定的。 7种寻址方式如表31所示。,表31 7 种寻址方式及使用空间,3.3 MCS51单片机指令系统,MCS51单片机指令系统分为: 数据传送类指令、 算术运算类指令、 逻辑运算及移位类指令、 控制转移类指令和位操作（布尔操作）指令5大类, 共计111条指令。 现按其分类分别介绍各条指令的格式、 功能、 对状态标志的影响以及应用。,3.3.1 数据传送类指令 数据传送类指令共29条, 它是指令系统中最活跃、 使用最多的一类指令。 一般的操作是把源操作数传送到目的操作数, 即指令执行后目的操作数改为源操作数, 而源操作数保持不变。 若要求在进行数据传送时, 不丢失目的操作数,
14、 则可以用交换型传送指令。,数据传送类指令不影响进位标志CY、 半进位标志AC和溢出标志OV, 但当传送或交换数据后影响累加器A的值时, 奇偶标志P的值则按A的值重新设定。 按数据传送类指令的操作方式, 又可把传送类指令分为3种类型: 数据传送、 数据交换和堆栈操作, 并使用8种助记符: MOV、 MOVX、 MOVC、 XCH、 XCHD、 SWAP、 PUSH及POP。 表32给出了各种数据传送指令的操作码助记符和对应的操作数。,表32 数据传送类指令助记符与操作,1. 内部数据存储器间数据传送指令 内部数据存储器RAM区是数据传送最活跃的区域, 可用的指令数也最多, 共有16条指令, 指
15、令操作码助记符为MOV。 内部RAM之间源操作数传递关系如图34所示。 为了便于理解指令功能, 我们按源操作数的寻址方式逐一介绍各条指令。 (1) 立即寻址。 在该寻址方式下, 内部RAM区数据传送指令有如下5条指令。,图34 内部RAM间数据传递关系,操作码助记符 目的操作数 源操作数 功能注释 机器代码(H) MOV A, data ; (A) data , 74 data MOV direct, data ; (direct) data , 75 direct data MOV Ri, data ; (Ri) data , 7677 data MOV Rn, data ; (Rn) da
16、ta , 787F data MOV DPTR, data16 ; (DPTR) data16 , 90 data158data70,这组指令表明, 8位立即数可以直接传送到内部数据区RAM的各个位置, 并且可把16位立即数直接装入数据指针DPTR。 把立即数送入累加器A的传送指令在3.2.2节中已作了介绍, 其它指令的功能及应用举例如下: MOV direct, data ; (direct) data # , 75 direct data 该指令的功能是把立即数传送到内部数据存储器RAM的00H7FH, 以及特殊功能寄存器SFR的各单元中去, 它为三字节指令。 例如把立即数40H传送到RA
17、M的30H单元和P1口（口地址为90H）, 可采用如下指令：,MOV 30H, 40H ; (30H) 40H, 75 30 40 MOV P1, 40H ; (90H) 40H, 75 90 40 MOV Ri, data ; (Ri) data, 7677 data 该指令的功能是把立即数传送到由R0和R1寄存器的内容指出的片内数据存储器RAM的单元中去（MCS51系列为00H7FH, MCS52系列为00HFFH）。 MOV R0, 30H ; (R0) 30H , 78 30 MOV R0, 40H ; (R0) 40H , 76 40, MOV Rn, data ; (Rn) dat
18、a , 787F data 该指令的功能是把立即数传送到内部寄存器R0R7中去,该指令为双字节指令, 机器代码为:, MOV DPTR, data16 ; (DPTR) data16 , 90 data 158 data 70 该指令的功能是把16位立即数装入数据指针DPTR中去。 它是MCS51系列单片机指令系统中唯一的一条16位数据传送指令。 该指令为三字节指令, 第一字节为90H, 第二字节为高8位立即数, 第三字节为低8位立即数。 例如: MOV DPTR, 1234H指令执行后, DPTR寄存器的高8位寄存器DPH的内容为12H, 低8位寄存器DPL内容为34H。 该指令的机器代码为
19、90H 12H 34H。,(2) 寄存器寻址。 在该寻址方式下, 内部RAM区数据传送指令有以下5条: MOV direct, A # ; (direct) (A) , F5 direct MOV Ri, A ; (Ri) (A) , F6F7 MOV Rn, A ; (Rn) (A) , F8FF MOV A, Rn ; (A) (Rn) , E8EF MOV direct, Rn ; (direct) (Rn) , 888F direct,这组指令的功能是把累加器A的内容传送到内部数据区RAM的各个单元, 或者把指定工作寄存器R0R7中的内容传送到累加器A或direct所指定的片内RAM的
20、00H7FH单元或特殊功能寄存器SFR中去。 但不能用这类指令在内部工作寄存器之间直接传送。 例如: 不存在MOVR1, R2这样的指令。,(3) 直接寻址。 在该寻址方式下, 内部RAM区数据传送指令有如下4条指令: MOV A, direct ; (A) (direct) , E5 direct MOV Rn, direct ; (Rn) (direct) , A8AF direct MOV Ri, direct ; (Ri) (direct) , A6A7 direct MOV direct2, direct1; (direct2) (direct1) , 85 direct1 dire
21、ct2,这组指令将直接地址所规定的内部RAM单元（片内RAM的00H7FH, SFR的80HFFH单元）内容传送到累加器A , 寄存器Rn, 并能实现内部数据寄存器RAM之间、 特殊功能寄存器SFR之间或SFR与内部RAM之间的直接数据传递。 直接传递不需要通过累加器A或者工作寄存器来间接传送, 从而提高了数据传送的效率。,例如: MOV P2 , P1 ; (P2) (P1) , 85 90 A0 该指令的功能是不通过其它寄存器, 直接把P1口（口地址90H）的内容传送到P2口（口地址A0H）输出, 提高了效率。 该指令为三字节指令, 机器代码为85H 90H A0H。,(4) 寄存器间接寻址。 在该寻址方式下, 内部RAM区数据传送指令有以下两条: MOV A, Ri ; (A) (Ri) , E6E7 MOV direct, Ri ; (direct) (Ri) , 8687 direct 这组指令把以Ri的内容作为地址进行寻址所得到单元的内容, 传送到累加器A或direct指定的片内RAM区单元。,
