1、第3章 MCS-51指令系统与程序设计,本章共4小节。 主要内容：1 MCS-51寻址方式 2 MCS-51的指令系统3 汇编语言程序设计重点内容：1 MCS-51的指令系统2 汇编语言程序设计,3.1 概述,一、基本概念 指令-计算机按人的要求执行某种操作的命令。 指令系统-一台计算机所能执行的指令集合。 程序-指令的有序集合。 二、汇编的方法 1.手工汇编 (一般不采用) 2.机器汇编,3.2 MCS-51指令格式与寻址方式,一、指令格式指令的表示方法称之为指令格式。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
2、如，数的传送、加法、减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。,指令的一般格式,操作数可以有一个，二个或三个操作数，也可以无操作数。所以指令的一般格式如下所示:,例如： MOV A,#00H INC ANOP,MCS-51指令系统中，有一字节，二字节，三字节等不同长度的指令。,2. 二字节指令(双字节指令),例如：指令MOV A，#data 指令码格式为：,3. 三字节指令,例如指令 ANL direct,#data,二、寻址方式,1、指令描述符号介绍,Rn当前选中的寄存器区中的8个工作寄存器R0R7（n=07）。 Ri当前选中的寄存器区中的
3、2个工作寄存器R0、R1（i=0，1）。 direct8位的内部数据存储器单元中的地址。 #data包含在指令中的8位常数。 #data16包含在指令中的16位常数。 addr1616位目的地址。 addr1111位目的地址。,rel8位带符号的偏移字节，简称偏移量。 DPTR数据指针，可用作16位地址寄存器。 bit内部RAM或专用寄存器中的直接寻址位。 A累加器。 B专用寄存器，用于乘法和除法指令中。 C进位标志或进位位，或布尔处理机中的累加器。 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。 片内RAM的直接地址或寄存器。 ()由
4、寻址的单元中的内容。 (x) 由x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。,2、寻址方式,MCS-51单片机的指令集与8051完全兼容，其寻址方式也与8051完全兼容，共有七种寻址方式。,立即数寻址 直接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址,(1)立即数寻址 操作数在指令中直接给出寻址方式。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#60H,MOV DPTR，#3400H,；DPTR#3400H,MOV 30H，#40H,；30H单元#40H,指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进行直 接寻址的存储空间
5、有：特殊功能寄存器和内部数据存储 器低128B。直接寻址方式是访问特殊功能寄存器的唯一方法（SFR即可用寄存器名称也可用其地址表示）。,(2) 直接寻址,例如：,MOV A，30H,；A内部RAM单元30H中的内容,;30H为直接给出的内部RAM的地址,MOV PSW，#20H,；PSW#20H,;PSW为直接寻址寄存器的符号地址。,MOV 90H, 20H,; 90H20H,;90H为特殊功能寄存器P1口的字节地址,(3) 寄存器寻址,操作数在寄存器中的寻址方式。该寻址方式中以寄存器名来表示寄存器。A、B 、DPTR以及R0R7 。,例如：,CLR A,；A0,INC DPTR,；DPTRD
6、PTR+1,ADD A,R5,；AA+(R5),寻址范围：通用寄存器组和部分专用寄存器,(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。存放操作数地址的寄存器则称为间址 寄存器（R0、R1），访问范围是：1、内部RAM低128B (表示为R0）；2、外部RAM64KB （表示为DPTR),例如：MOV R0，A ；内部RAM(R0)A,图3-1 MOV R0，A间接寻址示意图,MOVX A，R1 ；A外部RAM(R1),图3-2 MOVX A，R1间接寻址示意图,例如:,MOVX DPTR，A ；外部RAM(DPTR)A,例如:,图3-3 MOVX DPTR，
7、A间接寻址示意图,运行后,MOVX DPTR，A ；外部RAM(DPTR)A,例如:,图3-3 MOVX DPTR，A间接寻址示意图,运行前,2AH,45H,运行后,寻址范围: 寄存器间接寻址方式可访问片内RAM低128单元（00H7FH）；当片内RAM高128单元（80H0FFH）作为用户RAM区使用时，必须寄存器间接寻址方式来访问。此时R0和R1为间址寄存器 。 寄存器间接寻址也可用于访问片外64KB的数据存储器。但是要使用MOVX指令。此时，间址寄存器可以是R0和R1,也可以是DPTR0和DPTR1。使用R0和R1作为间址寄存器，可访问片外数据存储器低256字节的区域。使用DPTR0和D
8、PTR1作为间址寄存器，可访问整个64KB的数据存储器.,寄存器间接寻址方式也可用于堆栈操作。这是因为整个堆栈操作过程中，栈顶单元的地址是由堆栈指示器SP的值决定的，所以可将SP看作是间址寄存器。,变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。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，在指令符号上采用MOVC的形式。例如：MOVC A， A+DPTR ；A（A+DPTR）MOVC A， A+PC ；A（A+PC）,(5) 变址寻址,程序存储器,图3-4 MOVC A,A+DPTR 变址寻址示意图,(6) 相对寻址,以当前程序计数器PC的 内容为基础,加上指令给出的偏移量(一字节的
9、补码)形成新的PC值的寻址方式. 相对寻址用于修改PC值,主要用于实现程序的分支转移,当前PC值=转移指令的PC值(源地址)+转移指令的字节数,转移目的地址=当前PC值+偏移量rel,注意：偏移量rel是一个8位二进制补码数。所能表示的数据范围是128 +127，所以程序转移可正向转移也可反向转移。只是反向转移时，转移目的地址小于源地址，rel应该用负数的补码表示。,例如: SJMP 08H ;PC PC+02H+08H,图3-5 相对寻址示意图,(7)位寻址指令中的操作数以位地址的形式给出。该方式可访问片内RAM的位寻址区(20H2FH)以及可位寻址的特殊功能寄存器.例如: SETB 10H
10、 ;将10H位置1,若22H单元的内容为40H,执行该指令后,22H单元的内容为41H。MOV 32H，C ；32H (CY)指令中位地址常用的表示方法有三种：,1 位地址法： SETB D5H 2 字节地址加位序的方法：SETB D0H.5 3 寄存器名加位序的方法：SETB PSW.5,3.3 MCS-51的指令系统,一 数据传送类指令所谓传送,就是把源地址单元的内容传送到目的地址单元中去,而源地址单元的内容不变;或者是源地址单元与目的地址单元内容互换.助记符为”MOV” 指令的通用格式为:,MOV ，,图3-6 MCS-51单片机片内数据传送图,1. 立即数传送指令组,(一)、片内RAM
11、数据传送指令,(1). 8位立即数传送指令（共有4条）：MOV A，#data ;AdataMOV direct,#data ;directdataMOV Rn ,#data ;RndataMOV Ri ,#data ;(Ri)data,(2). 16位立即数传送指令（1条）：MOV DPTR，#data16 ;DPTRdata16,例如: 执行 MOV DPTR，#2000H 后，（DPTR）=,2000H,2. 片内RAM单元之间的数据传送指令组,(1).以累加器A为目的操作数的指令（共有3条）：MOV A, direct ;A(direct)MOV A, Rn ;A(Rn)MOV A,
12、Ri ;A(Ri),(2). 以Rn为目的操作数的指令（共有2条）：MOV Rn, A ;Rn(A)MOV Rn, direct ;Rn(direct),(3). 以直接地址为目的操作数的指令（共有4条）：MOV direct2, direct1;direct2(direct1)MOV direct, Rn ;direct(Rn)MOV direct, Ri ;direct(Ri)MOV direct, A ;direct(A),(4). 以间接地址为目的操作数的指令（共有2条）：MOV Ri, A ;(Ri)(A)MOV Ri, direct ;(Ri)(direct),(二)、片外RAM数
13、据传送指令,1.使用DPTR作间址寄存器的指令（2条,范围64KB）：MOVX A, DPTR ;A (DPTR)MOVX DPTR, A ;(DPTR) (A),2.使用Ri作间址寄存器的指令（2条,范围:外部RAM低128B）： MOVX A, Ri ;A (Ri) MOVX Ri, A ;(Ri) (A),指令中i=(0,1)。由于R0和R1是8位地址指针，因此指令寻址范围只限于外部RAM的256个单元。,片外RAM数据传送指令与片内RAM数据传送指令相比，在指令助记符中增加了“X”。其次，片外RAM的数据传送，只能通过累加器A进行。,注意:,(三)、程序存储器数据传送指令(指外部程序存
14、储器),MOVC A ,A+DPTR ;A(A)+(DPTR) MOVC A, A+PC ;A(A)+(PC),例如：以查表方法把累加器中的十六进制数转换 为ASCII码，并送回累加器中，其查表程序如下：,1FFFH MOV A,#02H (查2的ASCII码) 2000H INC A 2001H MOVC A, A+PC 2002H RET ;数据表格为(以下是十六进制数表) 2003 DB 30H ；(0) 2004 DB 31H ；(1) 2005 DB 32H ；(2) 200C DB 39H ；(9) 200D DB 41H ；(A) 200E DB 42H ；(B) 200F DB
15、 43H ；(C) 2010 DB 44H ；(D) 2011 DB 45H ；(E) 2012 DB 46H ；(F),也可使用下面的查表程序完成： 1FFFH MOV A,#02H 2000H MOV DPTR,#2003H 2001H MOVC A, A+DPTR 2002H RET,;数据表格为(以下是十六进制数ASCII码表) 2003 DB 30H ；(0) 2004 DB 31H ；(1) 2005 DB 32H ；(2) 2010 DB 44H ；(D) 2011 DB 45H ；(E) 2012 DB 46H ；(F),(四)、数据交换指令,1. 整字节交换指令（3条）： X
16、CH A, Rn ;(A) (Rn) XCH A, direct ;(A) (direct) XCH A, Ri ;(A) (Ri),2. 半字节交换指令（1条）： XCHD A, Ri ;(A)30 (Ri)30,(五)、堆栈操作指令(进栈和出栈),1. 进栈指令： PUSH direct ;SP(SP)+1，(SP)(direct),2. 出栈指令： POP direct ;direct(SP), SP(SP)-1,例题:已知 (SP)=60H, (A)=05H,执行指令PUSH ACCPOP 30H 后 (30H)=,05H,05H,例题:内部RAM中,(70H)=60H,(60H)=2
17、0H,P1口为输入口,且输入数据为B7H,执行下列程序段后,各单元内容有何变化?,MOV R0,#70H MOV A,R0 MOV R1,0E0H MOV B,R1 MOV R0,P1 MOV P2,70H,;(R0)=70H,;(A)=60H,;(R1)=60H,;(B)=20H,;(70H)=0B7H,;(P2)=0B7H,结果:(P2)=0B7H,(70H)=0B7H,(60H)=20H,(B)=20H (R1)=60H,(R0)=70H,(A)=60H,例题:(2097H)=80H,则执行下列指令后A中的内容是什么?,MOV DPTR,#2097H MOVX A,DPTR,;(DPTR
18、)=2097H,运行结果: (A)=80H,例题:进入中断程序前,(PC)=101FH;(SP)=60H; (DPTR)=0123H,进入中断后执行,PUSH DPL PUSH DPH,后内部RAM的内容: (61H)= ;(62H)= ; (63H)= ;(64H)= ; (SP)=,1FH,10H,23H,01H,64H,1FH,10H,23H,01H,例题:,原(DPTR)=507BH;(SP)=62H;(30H)=40H; (31H)=50H;(32H)=80H,则执行,PUSH DPH PUSH DPL PUSH 30H PUSH 31H PUSH 32H POP DPH POP D
19、PL POP 32H POP 31H POP 30H,50H,80H,50H,40H,7BH,;(DPH)=80H,;(DPL)=50H,;(32H)=40H,;(31H)=7BH,;(30H)=50H,结果:(SP)=62H;(DPTR)=8050H;(30H)=50H;(31H)=7BH(32H)=40H,例题:设(50H)=7FH,(60H)=01H,P1口为输出口,分析执行下列指令序列后,A,50H,60H,2000H单元以及P1口的内容.,MOV A,50H MOV R0,#40H M0V R0,A XCH A,60H MOV P1,60H MOV DPTR,#2000H MOVX DPTR,A,;(A)=7FH,;(R0)=40H,;(40H)=7FH,;(A)=01H,(60H)=7FH,;(P1)=7FH,;(DPTR)=2000H,;(2000H)=01H,结果:(A)=01H,(50H)=7FH,(60H)=7FH,(2000H)=01H(P1)=7FH,练习:设(A)=09H,(DPTR)=1357H,(SP)=20H,外部 ROM (2009H)=51H分析执行下列指令序列后, 它们的内容有何和变化.,PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR,#2000H MOVC A,A+DPTR POP DPH POP DPL,
