单片机原理与接口技术(第3版)-第3章指令系统及汇编程序设计.ppt.pptx

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,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,单片机原理与接口技术,第3章MCS-51指令系统及汇编程序设计,10/14/2019,1,本章教学要求,熟悉MCS-51单片机指令系统的分类、格式。

熟悉MCS-51指令系统的7种寻址方式。

掌握MCS-51指令系统的数据传送、算术和逻辑运算、转移操作、布尔运算等指令。

掌握MCS-51指令系统的各种指令对寄存器资源的占用情况。

10/14/2019,单片机原（理与5接）口熟技术悉（第3汇版）编.李晓语林.言电子程工业序出版设社计的基返本回目步录骤和2,本章目录,介,指令系统的分类指令格式指令中的常用符号寻址方式,3.2指令系统,3.1指令系统简3.2.3逻辑运算指令,3.2.4控制转移指令,3.2.5位操作指令,3.3汇编语言程序设计,3.3.1汇编语言程序设计步骤,3.3.2汇编语言程序编辑和汇编,3.3.3结构化程序设计方法,思考题与习题,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,3,3.1指令系统简介,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,4,指令系统计算机所有指令的集合，称为该计算机的指令系统，它是表征计算机性能的重要标志。

每种计算机都有它自己特有的指令系统。

指令是指计算机执行某种操作（如传送数据、做算术运算等）的命令。

-指令系统,要让计算机工作，就得向计算机发出指令。

指令的格式是机器码指令格式，如：

75905B，即数字格式。

另一种指令格式，即汇编指令格式，如：

MOVP1,#5BH,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,5,-指令的两种格式,3.1指令系统简介,-MCS-51汇编语言指令格式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,6,操作码操作数1，操作数2；注释MCS-51单片机的汇编语言使用40多种助记符表征30多种指令功能。

MCS-51单片机能够识别并执行的指令共有111条。

这111条指令，构成了MCS-51单片机的指令系统。

3.1指令系统简介,-特点,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,7,指令执行时间短。

只需1个机器周期的指令有64条，2个机器周期的指令有45条，而4个机器周期的指令仅有2条（既乘法和除法指令）。

指令字节少。

单字节指令有49条，双字节指令有46条，三字节指令有16条。

位操作指令极为丰富，这体现了MCS-51单片机具有面向控制的特点。

3.1指令系统简介,3.1.1指令系统的分类,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,8,MCS-51单片机能够识别并执行的指令共有111条。

按指令所占字节数、指令执行时间和指令功能进行分类。

按指令所占字节数分类单字节指令（49条）双字节指令（46条）三字节指令（16条）,-按指令所占存储空间分类,按指令执行时间分类单周期指令（64条）双周期指令（45条）四周期指令（2条）,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,9,3.1.1指令系统的分类,-按指令执行时间可分类,返回目录,单片（机原1理7与条接口）技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,3.1.1指令系统的分类,-按指令功能分类,按指令功能分类数据传送类指令（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,10/14/2019,10,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,3.1.2指令格式,指令由操作码和操作数组成。

操作码用来规定要执行的操作的性质，操作数为指令的操作提供数据和地址。

1指令的基本格式符号地址:

操作码操作数1，操作数2，,操作数3,；注释其中符号地址和操作码之间用“:

”作为分,隔符，也可再加上若干空格。

操作码和操作数之间用空格作为分隔符。

操作数之间用“，”作为分隔符。

注释之前用“；”作为分隔符。

-基本格式,10/14/2019,11,一条指令必须在一行中写完。

例如：

MAIN：

MOVA，#10H；主程序段MAIN为符号地址；MOV为操作码；A、#10H为二个操作数；最后是注释。

指令在送入计算机执行之前，必须先转换成机器语言形式。

转换成机器语言的,单过片程机原称理与为接口汇技编术（第，3版汇）.李编晓林有.电机子工器业出汇版社编和手工返回汇目录编,3.1.2指令格式,-基本格式,10/14/2019,12,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,3.1.2指令格式,机器语言是用二进制代码表示的。

对一条指令进行二进制编码，可以是单字节或多字节的，按照它们占用的存储空间多少形成了下面3种编码格式。

单字节指令：

单字节指令指的是该指令占用1个字节的存储单元。

双字节指令：

双字节指令指的是该指令占用2个字节的存储单元。

三字节指令：

三字节指令指的是该指令占用3个字节的存储单元。

-指令的编码格式,10/14/2019,13,3.1.3指令中的常用符号,为了便于阅读指令，MCS-51指令助记符中的一些常用符号约定如下。

Rn：

表示当前工作寄存器R0R7中的,一个。

Ri：

表示寄存器间接寻址，常作间接,寻址的地址指针。

其中Ri代表R0和R1寄存器中的一个。

direct：

表示内部数据存贮器单元的地址,10/14/2019,单片及机原特理与殊接功口技能术（寄第3版存）.李器晓林S.F电R子工的业地出版址社，对S返F回R目而录言，14,#data：

表示8位立即数，即8位常数，取值范围为#00H#0FFH。

#data16：

表示16位立即数，即16位常数，取值范围为#0000H#0FFFFH。

addr16：

表示16位地址。

addr11：

表示11位地址。

rel：

用补码形式表示的地址偏移量，取值范围为-128+127。

bit：

表示内部RAM和SFR中的具有位寻址功能的位地址。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,15,3.1.3指令中的常用符号,：

表示间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀符号。

$：

表示当前指令的地址。

/：

位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如：

/bit。

（x）：

表示存储单元x的内容。

（x）：

表示以寄存器或存储单元x的内容作为地址的存储单元的内容。

：

表示数据传送方向。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,16,3.1.3指令中的常用符号,3.1.4寻址方式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,17,如何找到参与运算的操作数据或数据所在的地址称为寻址方式。

所以寻址方式是在地址范围内如何找到所需要的操作数的地址。

MCS-51指令系统的寻址方式主要有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址加变址寻址、相对寻址和位寻址等七种。

1.立即寻址立即寻址是将操作数直接写在指令中，作为指令的一部分存放在代码段里，位置在程序存储器中。

立即寻址中的操作数，称为立即数。

例如：

MOVA,#30H；30HA,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,18,3.1.4寻址方式,-立即寻址,2.直接寻址直接寻址是将操作数的地址直接存放在指令中。

这种寻址方式的操作数指的是内部数据存储器中存放数据的地址，或存放数据的一个特殊功能寄存器地址。

例如：

MOVA,30H；（30H）A,3.1.4寻址方式,-直接寻址,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,19,直接寻址方式可访问的范围特殊功能寄存器这部分存储单元既可以用单元地址给出，也可以用寄存器符号的形式给出。

如：

MOVA,90H或MOVA,P1为同一条指令的两种写法（特殊功能寄存器只能用直接寻址方式访问）。

内部数据存储器的低128个字节单元直接以单元地址的形式给出对于8032/8052等单片机，其内部高128字节RAM（80HFFH）不能用直接寻址方式访问。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,20,3.1.4寻址方式,-访问范围,3.1.4寻址方式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,21,-访问范围,直接寻址方式可访问的范围位地址空间片内RAM中20H2FH中的128个位地址，以及SFR中的11个可进行位寻址的寄存器中的位地址（可位寻址的特殊功能寄存器有B、ACC、PSW、IP、IE、SCON、TCON、P0P3）。

在一些程序控制指令中，可采用直接寻址方式提供程序转移的目标地址。

-寄存器寻址,3.1.4寻址方式,3.寄存器寻址寄存器寻址是指操作数存放在寄存器中，并且寻址时的寄存器已隐含在指令的操作码中。

例如：

MOVA,R5,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,22,寄存器寻址方式的寻址范围：

4个工作寄存器组共32个通用寄存器（在指令中只能使用当前寄存器组）部分特殊功能寄存器。

如A，B，DPTR。

-寄存器寻址,3.1.4寻址方式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,23,-寄存器寻址,4.寄存器间接寻址寄存器间接寻址是指操作数据存放在以寄存器内容为地址的单元中。

如：

MOVA,R0;（R0）A指令功能为将R0所指出的内部RAM单元内容送入累加器A中，执行过程如图所示。

图中设R0=60H。

3.1.4寻址方式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,24,寄存器间接寻址的寻址范围：

内部低128字节单元（只能使用R0、R1作间址寄存器）。

外部数据存储器（64KB字节，使用DPTR作间址寄存器。

另外，外部低128B单元也可用R0、R1作间址寄存器寻址）。

在堆栈操作指令（PUSH、POP）中，以堆栈指针SP作间址寄存器，寻址空间为片内RAM。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,25,3.1.4寻址方式,-寻址范围,-基址变址寻址,3.1.4寻址方式,5.基址变址寻址基址变址寻址是指操作数存放在以变址寄存器和基址寄存器的内容相加形成的数为地址的单元中。

其中累加器A作变址寄存器、程序计数器PC或寄存器DPTR作基址寄存器。

基址加变址寻址方式常用于查表操作。

如：

MOVCA,A+PC;PC+1PC，（A+PC）AMOVCA,A+DPTR;（A+DPTR）A,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,26,-相对寻址,3.1.4寻址方式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,27,6.相对寻址相对寻址是将程序计数器PC的当前值与指令第二字节给出的偏移量相加，从而形成转移的目标地址。

例如：

JC80H；C=1则跳转,-位寻址,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,28,3.1.4寻址方式,7.位寻址位寻址是指对片内RAM中20H2FH中的128个位地址，以及SFR中的11个可进行位寻址的寄存器中的位地址寻址（可位寻址的特殊功能寄存器有B、ACC、PSW、IP、IE、SCON、TCON、P0P3）。

例如：

MOVC,20H此指令是将RAM中位寻址区20H位地址中的内容，送给位累加器Cy。

位寻址指令不同于字节地址寻址指令，例如：

MOVA,20H,-位寻址的表示形式,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,29,直接使用位地址包括位寻址区的位地址00H7FH和部分特殊功能寄存器的位地址。

例如，PSW寄存器第2位的位地址为D2H。

位名称表示法专用寄存器中的一些寻址位是有符号名的，对其进行位寻址时可用其符号名，例如，PSW寄存器的第2位可用OV表示。

单元地址加位表示法例如，2F单元的第1位，可表示为2FH.1。

再如，D0H单元（PSW）的第2位，可表示为D0H.2。

3.1.4寻址方式,返回目录,4）专用寄存器名称加位表示法例如，PSW寄存器的第2位可表示为：

PSW.2。

对于可位寻址的特殊功能寄存器，上面4种表示法是等效的。

以读取PSW第二位为例的4种位寻址指令如下：

MOVC,0D2H;直接使用位地址寻址,MOVC,OVMOVC,0D0H.2,;使用位名称寻址;使用单元地址加位,单片表机原示理与法接寻口技址术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,3.1.4寻址方式,-位寻址的表示形式,10/14/2019,30,在MCS-51单片机的指令系统中，指令对哪一个存储器空间进行操作，是由指令的操作码和寻址方式确定的。

对程序存储器只能采用立即寻址和基址加变址寻址方式；对特殊功能寄存器只能采用直接寻址方式，不能采用寄存器间接寻址；,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,31,3.1.4寻址方式,-总结,对8032/8052等单片机内部RAM的高128个字节（80HFFH），只能采用寄存器间接寻址，不能使用直接寻址方式；对位操作指令只能对位寻址区操作；外部扩展的数据存储器只能用MOVX指令访问；内部RAM的低128个字节（00H7FH）既能用直接寻址，也能用间接寻址。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,32,3.1.4寻址方式,-总结,存储空间对应的寻址方式,3.1.4寻址方式,-寻址范围,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,33,3.2指令系统,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,34,3.2.1数据传送类指令MCS-51的数据传送指令共有29条。

助记符有MOV、MOVC、MOVX、XCH、XCHD、PUSH、POP。

数据传送指令一般的操作是把源操作数传送到目的操作数，指令执行完成后，源操作数不变，目的操作数等于源操作数。

如果要求在进行数据传送时，目的操作数不丢失，则不能用直接传送指令，而采用交换型的数据传送指令。

数据传送指令不影响标志Cy、AC和OV，但可能会对奇偶标志P有影响。

-传送指令,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,35,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,36,-传送指令列表,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,37,3.2.1数据传送类指令,1以累加器为目的操作数的指令（4条）助记符功能说明MOVA,Rn;（Rn）ARn中的内容送到累加器A中MOVA,direct;（direct）A直接地址单元中的内容送到累加器A中MOVA,Ri;（Ri）ARi内容指向的地址单元中的内容送到累加器A,返回目录,功能说明;（A）Rn累加器A中的内容送,助记符MOVRn,A到寄存,MOVRn,direct址单元中的,器Rn中;（direct）Rn直接寻内容送到寄存器,;dataRn立即数直接送,Rn中MOVRn,#data到寄存器,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版R社n中,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,2以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条）,10/14/2019,38,中的内容送到直接地址1中;（Ri）direct以寄存器Ri中的内,MOVdirect,Ri容为,地址的单元中内容送到直接地址单元中,O单V片机d原ir理e与c接t，口技#术da（第ta3版;）d.李a晓ta林.电d子i工re业c出t版立社即数送返到回直目录接地,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,3以直接地址为目的操作数的指令（5条）助记符功能说明MOVdirect,A;（A）direct累加器A中的内容送到直接地址单元中MOVdirect,Rn;（Rn）direct寄存器Rn中的内容送到直接地址单元中MOVdirect1,direct2;（direct2）direct1直接地址单元2,10/14/20M19,39,返回目录,功能：

将源操作数指定的内容送到由直接地址指出的片内存储单元中。

如：

;累加器A中的内容送到20H直,;寄存器R1中的内容送到20H直接地址,;30H直接地址单元中的内容送到20H,MOV20H,A接地址单元中MOV20H,R1单元中MOV20H,30H直接地,址单元中MOV20H,R1;以寄存器R1中的内容为地址的单元中内容送,单片机原理与接口技术（第3版到）.李2晓0H林直.电子接工地业出址版单社元中,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,10/14/2019,40,返回目录,直接地,MOVRi,direct;（direct）（Ri）址单元中内,容送到以Ri中内容为地址的,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,4以间接地址为目的操作数的指令（3条）助记符功能说明MOVRi,A;（A）（Ri）累加器A中内容送到以Ri中内容为地址的RAM单元中,10/14/20R19A单M片单机原元理与中接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,41,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,功能：

将源操作数指定的内容送到以R0或R1为地址指针的片内RAM存储单元中。

如：

MOVR0,A;累加器A中内容送到以R0中内,地址的RAM单元中;20H单元中内容送到以,容为MOVR1,20HR1中内容为,地址的RAM单元中MOVR0,#34H;立即数34H送到以R0中内容为地,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,10/14/2019,42,返回目录,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,516位数的传递指令（1条）助记符功能说明MOVDPTR,#data16;dataHDPH，dataLDPL;16位常数的高8位送到DPH，低8位送到DPL功能：

将一个16位的立即数送到DPTR中去。

其中高8位送入DPH，低8位送入DPL。

如：

MOVDPTR,#1234H;指令执行后DPH,10/14/2019中单的片值机原为理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,43,如果我们分别向DPH和DPL送数，则结果也一样。

如下面两条指令：

MOVDPH,#12HMOVDPL,#34H就相当于执行了MOVDPTR,#1234H。

MCS-51是一种8位机，这是唯一的一条16位立即数传递指令。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,44,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,-传送指令列表,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,45,3.2.1数据传送类指令,6累加器A与片外RAM数据传送指令（4条）助记符功能说明MOVXA,Ri;（Ri）A寄存器Ri指向的片外RAM单元中的内容送到累加器A中MOVXRi,A;A（Ri）累加器A中内容送到寄存器Ri指向的片外RAM单元中MOVXA,DPTR;（DPTR）A数据指针指向的片外RAM单元中的内容送到累加器A中,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,功能：

在MCS-51中，与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。

所有需要送入外部RAM的数据必须通过A传送，而所有要读入的外部RAM中的数据也必须通过A读入。

在此我们可以看出内外部RAM的区别，内部RAM间可以直接进行数据传递，而外部RAM则不行。

例如，要将外部RAM中某一单元（假设为0100H单元的数据）送入另一个单元（假设为0200H单元），则10/14/2必019须单先片机将原0理1与0接0口H技单术元（第3中版）的.李晓内林容.电子读工入业出A版，社然后再返送回目到录0200H46,要读或写外部RAM，必须要知道16位的RAM地址。

在后两条指令中，地址是被直接放在DPTR中的。

而前两条指令，由于Ri（即R0或R1）只是8位的寄存器，所以只提供低8位地址，此时，高8位地址要由P2口来提供。

使用时应先将要读或写的地址送入DPTR或Ri（高8位地址送到P2口）中，然后再用读/写指令。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,47,-传送指令列表,3.2.1数据传送类指令,例3-1将外部RAM的100H单元中内容送入外部RAM的200H单元中。

MOVDPTR,#0100HMOVXA,DPTRMOVDPTR,#0200HMOVXDPTR,A,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,48,-传送指令应用,3.2.1数据传送类指令,功能说明,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,49,;（A）+（DPTR）A,MOVCA,A+DPTR表格地址,;单元中的内容送到累加,;（PC）+1PC，,器A中MOVCA,A+PC（A）+（PC）A,;表格地址单元中的内容送到累加,器A中,-传送指令应用,3.2.1数据传送类指令,7读程序存储器指令（2条）助记符,以DPTR或PC为基址，以A为变址，在不断修改A中内容（等值增量）的同时，执行该指令，实现对ROM中存储的一块区域数据的读取。

以PC为基址时，不用设置PC的值，只需根据A的内容，就可以查出表格中的数据。

但表格只能放在该条查表指令后面的256个单元之中，表格的大小受到限制，而且表格只能被一段程序所利用。

而以DPTR为基址时，表格的大小和位置可以在64KB的ROM中任意安排，并且表格可被任意程序块所共享。

说明：

查找到的结果放在A中，因此，这类指令执行前后，A中的值不一定相同。

单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子工业出版社,返回目录,10/14/2019,50,-传送指令应用,3.2.1数据传送类指令,例3-2有一个110的平方表存放在0100H开始的ROM中，用DPTR和R0基址+变址的寻址方式实现查表功能，确定110（在R0中）的平方值。

DPTR,#0100HA,R0A,A+DPTR,MOVMOVMOVC.ORG0100;ORG是指明后面数据块的起始,地址,DB0,1,4,9,16,25,36单片机原理D与B接口技4术9（第,63版4）,.李8晓1,林1.电00子工;D业B出版是社定义字节返回指目录令,-传送指令应用,3.2.1数据传送类指令,10/14/2019,51,功能说明;（SP）+1SP，（direct）（SP）;堆栈指针首先加1，直,接寻址单元,;中的数据送到堆栈指,针SP所指的,;单元中;（SP）direct，（SP）-,POPdirect1SP,单片机原理与接口技术（第3版）.李晓林.电子;堆工业栈出版指社针SP所返回指目录的单,-传送指令应用,3.2.1数据传送类指令,8堆栈操作（2条）助记符PUSHdirect,10/14/2019,52,功能：

第1条为压入堆栈指令，就是将direct中的内容送入堆栈中；第2条为弹出堆栈指令，就是将堆栈中的内容送回到direct中。

如：

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