3第3章 MCS-51单片机指令系统及汇编语言程序设计

第3章MCS-51单片机指令系统及汇编语言程序设计§3-1汇编语言与指令系统简介§3-2数据传送类指令§3-3算术运算类指令§3-4逻辑运算类指令§3-5控制转移类指令§3-6位操作类指令§3-7汇编语言程序设计高级语言:§3-1汇编语言与指令系统简介一、汇编语言的定义完成某项特定任务的指令的集合。计算机按程序一条一条地依次执行指令，从而完成指定任务。要让计算机完成各项任务，就应设计各种程序。汇编语言:机器语言:程序设计语言：用二进制代码表示指令和数据。用助记符表示指令操作功能，用标号表示操作对象。独立于机器,面向过程,接近自然语言和数学表达式。什么是程序？MCS-51指令格式：汇编语言程序的每一条语句都与计算机的某一条机器指令对应，并且与CPU系统的硬件密切相关。——表示参加操作的数的本身或操作数所在的地址。指令=操作码+操作数操作码——表示了该指令所能执行的操作功能。操作数LOOP:MOVA,R0;将R0的内容送A[标号]操作码第一操作数第二操作数[注释]（目的操作数）（源操作数）注：红色的内容不是必须的ORG1000HSTART：MOVR0，2FHMOVR2，#00HMOVA，@R0MOVR3，AINCR3地址指令码1000HA82F1002H7A001004HE61005HFB1006H0B汇编程序与机器程序◆汇编程序由若干指令助记符组成◆指令助记符→机器码源程序（汇编指令程序）目标程序（机器码指令程序）源程序汇编（手工汇编）（机器汇编）汇编语言格式：地址机器码源程序注释ORG0000H；整个程序起始地址0000200030LJMPMAIN；跳向主程序ORG0030H；主程序起始地址0030C3MAIN:CLRC；MAIN为程序标号0031E6LOOP:MOVA,@R0003237ADDCA,@R1003308INCR00034DAFBDJNZR1,LOOP；相对转移00368003SJMPNEXT00387803MOVR0,#03H003A18NEXT:DECR0003B80FESJMP$；HERE:SJMPHEREEND;结束标记数据传送类（29条）算术运算类（24条）逻辑运算类（24条）控制转移类（17条）位操作类（17条）二、MCS-51系列单片机的指令系统1、MCS-51指令系统的分类111条，255种代码；与Intel处理器系统指令助记符基本一致；单字节指令49条，双字节指令46条，三字节指令16条；单周期指令64条，双周期指令45条，四周期指令2条；具有一个独特的布尔变量处理指令集。五大类基本情况Rn——工作寄存器R0~R7Ri——间接寻址寄存器R0、R1Direct——直接地址，包括内部128BRAM单元地址、26个SFR地址。#data——8位常数#data16——16位常数addr16——16位目的地址addr11——11位目的地址rel——8位带符号的偏移地址DPTR——16位外部数据指针寄存器bit——可直接位寻址的位2、指令中操作数的助记符号A——累加器B——寄存器BC——进、借位标志位，或位累加器@——间接寄存器或基址寄存器的前缀/——指定位求反（x）——x中的内容（（x））——x中的地址中的内容＄——当前指令存放的地址——箭头左边内容被右边内容替代。三、寻址方式寻址方式——寻找操作数存放单元的地址的方式，共7种1、立即数寻址指令的操作数为8位或16位数据,称为立即数。这种寻址方式就叫立即寻址。在MCS—5l单片机的指令系统中,用符号“#”表示立即数,以区别直接地址。例：MOVA，#30H；（A）←30H指令码74H，立即数#30H送到累加器A的过程①②③3、直接寻址直接访问内部存储单元的地址：RAM单元、SFR单元的直接地址例如：MOVA，30H;（30H）→（A）MOV80H，A;（80H）←（A）操作数为R0~R7、B、A、DPTR、C、SP、AB等例如：MOVA，R2MOVA，DPHINCR6MULAB2、寄存器寻址这些可寄存器寻址的单元，其具体的寄存器已隐含在其操作码中，而不需要再用操作数指定MOV30H，#11H；（30H)←11HMOVR0，#30H；（R0）←30HMOVA，@R0；（A）←（（R0））4、寄存器间接寻址指令中寄存器的内容作为操作数存放的地址，在工作上间接寻址寄存器前用“@”表示前缀执行过程①②③操作数地址=变地址+基地址基地址寄存器DPTR或PC变址寄存器@A5、变址寻址该寻址方式常用于访问程序存储器，查表。例如MOVXA，@A+DPTRMOVCA，@A+DPTR设（A）=0FH，（DPTR）=2400H则执行MOVXA，@A+DPTR过程如下①②②③④把指令中给定的地址偏移量与本指令所在单元地址（PC内容）相加得到真正有效的操作数所存放的地址6、相对寻址（PC）＋2＋rel→（PC）例如，设（PC）=2000H，rel=23H；则当C=1时，（PC）=2000H+2+23H=2025HJC23H执行过程①②③④7.位寻址对RAM、FSR中的位单元的寻址称为位寻址例如：SETB20H.1CLR01HMOVC，01H位寻址空间：◆片内RAM的20H～2FH字节单元的每一位位地址为00H～7FH；◆SFR中12个字节单元（字节地址能被8整除的单元）位地址为80H～FFH；思考题1、汇编语言有何种特点？指令格式？2、MCS—51单片机共有多少条指令？分几类？3、MCS—51系列汇编语言指令有哪几种寻址方式？§3-2数据传送类指令数据传送类29条：◆22条数据复制指令◆5条数据交换指令◆2条栈操作指令程序存储器EPROMSFR片内RAM128B片外数据存储器RAMMOVCMOVXMOVPUSHPOPXCHXCHD1、数据复制指令实现ROM、RAM、SFR、外部RAM之间的数据复制MOVA，#dataMOVRn，#dataMOVdirect，#dataMOV@Ri，#dataMOVDPTR，#data16（1）立即数#data传送指令MOVA，RnMOVRn，AMOVdirect，RnMOVRn，directMOVRn，#data（2）寄存器Rn传送指令MOVdirect，AMOVA，directMOVdirect，#dataMOVdirect，RnMOVRn，direct（3）直接内存单元direct传送指令MOVdirect，@RiMOV@Ri，directMOVdirect1，direct2MOVXA，@RiMOVX@Ri，AMOVXA，@DPTRMOVX@DPTR，A（4）外部RAM传送指令MOVCA，@A+DPTRMOVCA，@A+PC（5）程序存储器ROM单元变址寻址指令例:3－2－13－2－23－2－32、数据交换指令XCHA，Rn；寄存器Rn内容AXCHA，@Ri；寄存器Ri指定内存单元的内容AXCHA，direct；直接寻址的单元内容AXCHDA，@Ri；寄存器Ri指定内存单元内容低4位A的低4位SWAPA；A的高4位A的低4位PUSHdirect；(SP)+1→SP，（direct）→（(SP)）SP指针加1，直接寻址单元的内容栈顶POPdirect；（(SP)）→（direct）,(SP)－1→SP栈顶内容直接寻址的单元，SP指针减13、栈操作指令注意：1）PUSH与POP操作过程刚好相反；2）进、出栈规则：先进后出，后进先出。应注意指令书写先后顺序；3）可用于“保护现场，恢复现场”。例2－2－5：设（SP）=09H，（DPTR）=0123H，分析执行以下指令后，各单元中的内容。PUSHDPLPUSHDPH例2－2－4：设栈顶为压入的PSW，解释以下程序执行后，Ri位于哪个区？MOVR0，SP；取栈顶地址ORL@R0，#18H；修改栈顶为#XXX11XXXBPOPPSW；栈顶内容弹出到PSW，Ri位于3区；（SP)=0AH,(0AH)=23H；（SP)=0BH,(0AH)=23H,(0BH)=01H解：例2-2-6：设初始值为SP=#30H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450H，以下程序执行过程中的SP、A、R0、DPTR的变化情况如何？PUSHA；SP=#31H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450HPUSHR0；SP=#32H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450HPUSHDPH；SP=#33H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450HPUSHDPL；SP=#34H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450HMOVA，R0；SP=#34H，A=#45，R0=#45，DPTR=#0450HMOVDPTR，#1000H；SP=#34H，A=#45，R0=#45，DPTR=#1000HPOPDPL；SP=#33H，A=#45，R0=#45，DPTR=#1050HPOPDPH；SP=#32H，A=#45，R0=#45，DPTR=#0450HPOPR0；SP=#31H，A=#45，R0=#45，DPTR=#0450HPOPA；SP=#30H，A=#20H，R0=#45，DPTR=#0450H例2－2－7：试编写一程序段，实现将外RAM0FAH单元中的内容传送到外RAM04FFH单元中。解：MOVDPTR，#04FFHMOVR0，#0FAHMOVXA，@R0MOVX@DPTR，A例2－2－8：设（A）=一个BCD码常数，试用查表法获得其相应的ASCII码。解法II：MOVCA，@A+PCDB30H，31H，32H，33H，34HDB35H，36H，37H，38H，39H······解法I：MOVDPTR，#TABMOVCA，@.A+DPTR······TAB：DB30H，31H，32HDB33H，34H，35HDB36H，37H，38H，39H······注意：以DPTR为基地址的指令，可在ROM的64KB范围内查表；而以PC为基地址的指令只能在（PC）+1为中心上、下256B范围内查表。位置任意紧跟之后指令代码、长度、速度助记符功能指令代码长度Byte速度TCY字节1字节2字节3MOVA，Rn(A)←(Rn)11101rrr11MOVRn，A(Rn)←(A)11111rrr11MOVRn，direct(Rn)←(direct)10101rrrdirect22MOV@Ri，#data((Ri))←#data0111011i#data21MOVA，#data(A)←#data01110100#data21MOVCA，@A+DPTR(A)←((A)+(DPTR))1001001112MOVDPTR，#data16(DPTR)←#data1610010000#data高#data低32参见讲义指令码？指令长度？指令执行时间？作业：3－13－2•什么是汇编语言？•MCS—51单片机指令分类？•MCS—51单片机指令寻址方式有哪些？•数据传送类指令的几种类型？•指令码、长度、速度的概念？小结§3-3算术运算类指令一、加法指令1、不带进位加法指令ADDADDA，Rn；（A）←（A）+（Rn）以下类同。ADDA，directADDA，@RiADDA，#data这4条指令使得累加器A可以和内部RAM的任一单元内容相加，也可以和一个8位立即数#data相加，相加结果存放在A中。如果D7位有进位，则进位C置“1”，否则清“0”。如果D3位有进位，则辅助进位AC置“1”，否则清“0”。如果D6位有进位而D7位没有进位，或者D6位无进位而D7位有进位，则溢出标志OV置“1”，否则清“0”。C=1，表示无符号数加法的和溢出，结果＞255；OV=1，表示带符号数加法的和溢出，结果＞127或＜-128；AC=1，表示十进制数加法产生半进位。包括：加、减、乘、除；加1、减12、带进位的加法指令ADDCADDCA，Rn；（A）←（A）+（Rn）+（C)ADDCA，directADDCA，@RiADDCA，#data上述四条指令多用于多字节数相加。10000101+1010111110011