《单片机原理及应用》MSC-51单片机的指令系统电子教案

第三章MSC-51单片机的指令系统3．1指令系统概述一、机器码指令与汇编语言指令机器码指令：汇编语言指令：二、指令格式汇编语言格式为：[标号：]操作码助记符[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操作码24H操作数22HINCAADDA，#22HMOV5EH，4FH操作码04H操作码85H源操作数4FH目的操作数5EH图3-1机器码指令格式3．2寻址方式一、寄存器寻址二、直接寻址三、立即寻址四、寄存器间接寻址五、变址寻址六、相对寻址七、位寻址3．3MSC-51单片机的指令系统按照指令的功能，可以把MSC-51的111条指令分成五类：l数据传送类指令（29条）l算术运算类指令（24条）l逻辑操作类指令（24条）l控制转移类指令（17条）l位操作类指令（17条）80H下一条指令ALU54Hrel=54H2000H2001H2002H2056H操作码PC当前值2002H修正后转移目标地址(PC)=2056H∶∶图3-2相对寻址过程第四章MCS-51单片机的应用程序设计过程A过程B是否入口出口条件满足？P2入口出口P1P3过程是否入口出口条件满足？(a)顺序结构(b)分支结构(c)循环结构图4-1基本程序结构4．1运算程序一、多字节数加法1．多字节无符号数加法CLRCMOVR0，#40H；指向加数最低位MOVR1，#5OH；指向另一加数最低位MOVR2，#04H；字节数作计数初值LOOP1：MOVA，@R0；取被加数ADDCA，@R1；两数相加，带进位MOV@R0，AINCR0；修改地址INCR1DJNZR2，LOOPl；未加完转LOOP1JNCLOOP2；无进位转LOOP2MOV@R0，#01HLOOP2：DECR0RET2．多字节有符号数加法MOVA，R0；复制保存地址指针MOVR2，AMOVA，R３MOVR7，ACLRCLOOP1：MOVA，@R0ADDCA，@R1；相加MOV@R0，AINCR0INCR1；地址指针加1DJNZR7，LOOP1JBOV，ERR；若溢出，转溢出处理DECR0MOVA，@R0JNBE7H，LOOP2SETB07H；和值为负,置位标志LOOP2：MOVA，R2；恢复地址指针MOVR0，ARET┇ERR：┇；溢出处理RET正负标志清零YN加完？开始复制保存地址指针清C正负标志置位溢出处理指针加1作加法，存和数正？溢出？YN恢复地址指针返回SDADD：CLR07H；标志位清零图4-3多字节有符号数加法程序流程图二、多字节数减法MOVR0，#40H；指向被减数最低位MOVR1，#5OH；指向减数最低位MOVR2，#04H；字节数CLRCLOOP1：MOVA，@R0SUBBA，@R1；完成一个字节的减法运算MOV@R0，AINCR0INCR1DJNZR2，LOOP1RET三、多字节十进制数(BCD码)加法清标志位YN加完？开始最高字节置1取被加数有进位？YN恢复地址指针返回指针加1求和调整图4-4BCD码多字节加法程序流程图BCDADD：MOV20H，R0MOV23H，R３CLRCLOOP0：MOVA，@R0；取被加数ADDCA，@R1；两数相加DAA；十进制调整MOV@R0，AINCR0；指针加1INCR1DJNZR３，LOOP0；作完加法否MOVR2.#23HJNCRETURN；有无进位MOV@R0，#01HINCR３RETURN：MOVR0，#20HRET四、多字节数乘法ZHENFA:MOVA，R0MOVB，R1MULAB；(R1)*(R0)MOVR３，A；积的低位送到R３MOVR4，B；积的高位送到R4MOVA，R0MOVB，R2MULAB；(R2)*（R0）ADDA，R4；(R1)*(R0)的高位加(R2)*(R0)的低位MOVR4，A；结果送R4，进位在CY中MOVA，BADDCA，#OOH；(R2)*(R0)的高位加低位来的进位MOVR５，A；结果送R５RET五、多字节数除法DV:MOVR7,#08H；设计数初值DVl:CLRCMOVA，R５RLCAMOVR５，AMOVA，R6RLCA；将(R6)、(R５)左移一位MOV07H，C；将移出的一位送07H位保存CLRC图4-5除法程序流程图SUBBA，R2；余数(高位)减除数JBO7H，GOU；若标志位为1，说明够减除法次数→R7YN标志位=1？开始清进位，(R6)(R5)左移一位进位位=0？YN恢复余数返回余数高位-除数移出的位→标志位商上1保存余数(R7)-1=0？YNJNCGOU；无借位也说明够减ADDA，R2；否则，恢复余数AJMPDV2GOU:INCR５；商上1DV2:MOVR6，A；保存余数(高位)DJNZR7，DVlRET一、数据的拼拆4．2数据的拼拆和转换例4-7设在30H和31H单元中各有一个8位数据:(30H)=x7x6x５x4x３x2x1x0(3lH)=y7y6y５y4y３y2y1y0现在要从30H单元中取出低5位，并从31H单元中取出低3位完成拼装，拼装结果送40H单元保存，并且规定:(40H)=y2y1y0x4x３x2x1x0解：利用逻辑指令ANL、ORL来完成数据的拼拆，程序清单如下：MOV4OH，3OH；将x7～x0传送到40H单元ANL4OH，#000111llB；将高3位屏蔽掉MOVA，31H；将y7～y0传送到累加器中SWAPA；将A的内容左移4次RLA；y2～y0移到高3位ANLA，#111000OOB；将低5位屏蔽掉ORL4OH，A；完成拼装任务二、数据的转换1．ASCII码与二进制数的互相转换例4-10编程实现十六进制数表示的ASC1I代码转换成4位二进制数（1位十六进制数）。解：对于这种转换，只要注意到下述关系便不难编写出转换程序:“字符0”~“字符9”的ASCII码值为“30H”~“39H”，它们与30H之差恰好为“00H”~“09H”，结果均＜0AH。“字符A”~“字符F”的ASCII码值为“41H”~“46H”，它们各自减去37H后恰好为“0AH”~“0FH”，结果0AH。根据这个关系可以编出转换程序如下，程序以R1作为入口和出口。ASCHIN:MOVA，R1；取操作数CLRC；清进位标志位CSUBBA，#30H；ASCII码减去30H，实现0-9的转换MOVR1，A；暂存结果SUBBA，#0AH；结果是否9?JCLOOP；若≤9则转换正确XCHA，R1SUBBA，#07H；若9则减37HMOVR1，ALOOP:RET2．BCD码与二进制数的转换取高字节BCD数开始调用子程序返回结果×100保存结果两结果相加取低字节BCD数调用子程序高位BCD数开始乘以10返回保存结果加低位BCD数图4-6BCD码（十进制）转换成二进制数程序流程图程序清单如下：MAIN：MOVA，R５MOVR2，A；给子程序入口参数ACALLBCDBIN；调用子程序MOVB，#64HMULABMOVR6，AXCHA，BMOVR５，AMOVA，R4MOVR2，AACALLBCDBIN；调用子程序ADDA，R6MOVR4，AMOVA，R５ADDCA，#00HMOVR５，ARET子程序如下：BCDBIN：MOVA，R2ANLA，#0F0H；取高位BCD码，屏蔽低4位SWAPAMOVB，#0AHMULABMOVR３，AMOVA，R2ANLA，#0FHADDA，R3；加低位BCD码MOVR2，ARET4．3查表程序使用MOVCA，@A+DPTR指令来查表，程序清单如下：MOVDPTR，#BS；子程序入口地址表首址RLA；键码值乘以２MOVR2，A；暂存ＡMOVCA，@A+DPTR；取得入口地址低位PUSHA；进栈暂存INCAMOVCA，@A+DPTR；取得入口地址高位MOVDPH，APOPDPLCLRAJMP@A+DPTR；转向键处理子程序BS：DBRK0L；处理子程序入口地址表DBRK0HDBRK1LDBRK1HDBRK2LDBRK2H┇┇4．4散转程序一、采用转移指令表的散转程序例4-17编出要求根据R３的内容转向各个操作程序的程序。即当(R３)=0，转向OPRO(R３)=1，转向OPRl…(R３)=n，转向OPRn解：程序清单如下：MOVA，R３RLA；分支序号值乘2MOVDPTR，#BRTABL；转移指令表首址JMP@A+DPTR；转向形成的散转地址BRTABL：AJMPOPR0；转移指令表AJMPOPR1…AJMPOPRn二、采用地址偏移量表的散转程序例4-19编出能按R６的内容转向5个操作程序的程序。其对应关系如下：OPRD0：操作程序0OPRD1：操作程序1OPRD2：操作程序2OPRD3：操作程序3OPRD4：操作程序4解：程序清单如下:MOVA，R６MOVDPTR，#TAB3；指向地址偏移量表首址MOVCA，@A+DPTR；散转点入口地址在A中JMP@A+DPTR；转向相应的操作程序入口TAB3:DBOPRDO-TAB3；地址偏移量表DBOPRDl-TAB3DBOPRD2-TAB3DBOPRD3-TAB3DBOPRD4-TAB3三、采用转向地址表的散转程序例4-20编程：要求根据R６的内容转向相应的操作程序中去。设备操作程序的转向地址分别为OPRD0，OPRDl，…OPRDn。解：程序清单如下:MOVDPTR，#BRTABL；指向转向地址表MOVA，R６ADDA，R６；(A)←(R６)*2JNCNAND；INCDPH；(R６)*2的进位加到DPHNAND：MOVR３，A；暂存变址值MOVCA，@A+DPTR；取转向地址高8位XCHA，R３INCAMOVCA，@A+DPTR；取转向地址低8位MOVDPL，A；转向地址在DPTR中MOVDPH，R３CLRAJMP@A+DPTR；转向相应的操作程序BRTABL：DWOPRDO；转向地址表DWOPRD1┆DWOPRDn四、采用“RET”指令的散转程序例4-21编出能根据R６的内容转向各个操作程序的程序。设该操作程序的转向地址分别为OPRD0，OPRDl，…OPRDn。解：程序清单如下：MOVDPTR，#TAB3；指向转移地址表MOVA，R６ADDA，R６JNCNANDINCDPHNAND：MOVR７，AMOVCA，@A+DPTR；取转向地址高8位XCHA，R７INCAMOVCA，@A+DPTR；取转向地址低8位PUSHA；转向地址入栈MOVA，R７PUSHARET；转向操作程序TAB3：DWOPRD0；转向地址表DWOPRDl┇DWOPRDn4．5I/O端口控制程序例4-22试编出能模拟图4-9中电路的程序。GF+DEVCC8031P1.0P1.1P1.2P1.3K0K1K3DEF(a)8031的接线(b)被模拟电路ORG0200HDBIT00HEBIT01HGBIT02HLOOP1：ORLP1，#08H；准备P1.3输入LOOP2：MOVC，P1.3；检测K3状态JCLOOP2；若未准备好（K3断），则LOOP2ORLP1，#03H；若准备好，则准备输入P1.0和P1.1状态MOVC，P1.0；输入K0状态MOVD，C；送入DMOVC，P1.1；输入K1状态MOVE，C；送入EANLC，D；D∧E送CMOVG，C；送入GMOVC，EORLC，D；D∨E送CANLC，/G；（D∨E）∧（D∧E）MOVP1.2，C；输出结果SJMPLOOP1；准备下次模拟END4．6子程序调用时的参数传递方法一、通过寄存器或片内RAM传递参数例4-23利用通过寄存器或片内RAM传递参数这种方法编出调用SUBRT子程序的主程序。解：应该是:MAIN:MOVR0，#30H；传送RAM数据区的起始地址MOVR7，#0AH；传送RAM数据区的长度ACALLSUBRT；调用清零子程序SJMP$；结束SUBRT:MOVA，#00H；清零子程序LOOP：MOV＠R0，AINCR0DJNZR7，LOOPRET二、通过堆栈传递参数例4-25在HEX单元存有两个十六进制数，试编程分别把它们转换成ASCII码存入ASC和ASC+1单元。解：本题子程序采用查表方法完成一个