第二章 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计

第二章MCS－51指令系统及汇编语言程序设计•2－1指令格式•2－2寻址方式•2－3指令系统•2－4伪指令及程序设计§2.1指令格式MCS－51机器语言代码长度有三种格式：•单字节指令•双字节指令•三字节指令一、单字节指令•单字节指令格式由8位二进制编码表示。有两种形式：（1）8位全表示操作码例：NOP（空操作），其机器码为：00000000（2）8位编码中包含操作码和寄存器编码例：MOVA，Rn;ARn(n=0,1,2,3,4,5,6,7)机器码为：11101Rn操作码寄存器编码二、双字节指令•指令的编码由两个字节组成。例：MOVA，＃DATA；A立即数DATA机器码：01110100第一字节第二字节操作码10000101操作数（立即数85H）三、三字节指令•第一个字节为操作码，其后两个字节为操作数。例：MOVdirect,#DATA；(direct)DATA设：direct=78H,DATA=80H则MOV78H,#80H指令的机器码为：011101010111100010000000操作码第一操作数（目的地址）第二操作数（立即数）第一字节第二字节第三字节MCS－51汇编语言的形式：标号(:)操作码(,)操作数(;)注释例如：把立即数AFH送累加器START:MOVA,#0AFH;A立即数AFH标号区操作码区操作数区注释区§2.2寻址方式MCS－51指令系统有六种寻址方式：•立即寻址•直接寻址•寄存器寻址•寄存器间接寻址•基寄存器加变址寄存器间接寻址•相对寻址一、立即寻址•操作数紧跟在操作码之后。例1：机器码助记符注释7470HMOVA,#70H;A70H例2：机器码助记符注释908200MOVDPTR,#8200H;DPH82H;DPL00H二、直接寻址•紧跟在操作码后的是操作数的直接地址。该方式中操作数存储的空间有三种：1.内部数据存储器的低128个字节单元（00H~7FH）例：MOVA,70H;(70H)A2.位地址空间例：MOVC,00H;直接位00H内容进位位3.特殊功用功能寄存器*只能用直接寻址方式进行访问。例：MOVIE,#85;立即数85H中断允许寄存器三、寄存器寻址•操作数在寄存器中。MCS－51指令系统中寄存器寻址的工作寄存器是R0~R7。例：INCR0;(R0)+1R0四、寄存器间接寻址•操作数的地址在寄存器中。•寄存器间接寻址只能使用寄存器R0或R1作为地址指针，来寻址内部RAM（00H~FFH）中的数据。•寄存器间接寻址也适用于访问外部RAM，可使用R0，R1或DPTR作为地址指针。•寄存器间接寻址用符号“＠”表示。例：MOVA,@R0;((R0))A五、基寄存器加变址寄存器间接寻址•把基寄存器（DPTR或PC）和变址寄存器（A）的内容作为无符号数相加形成16位的地址，访问程序存储器中的数据表格。例如：MOVCA,@A+DPTR;((A+DPTR))AMOVCA,@A+PC;((A+PC))A六、相对寻址•这是地址的寻址方式。以PC的内容作为基地址，与指令中给出的偏移量相加得到转移地址。•是双字节转移指令。•偏移量是带符号数，范围是－128~＋127。例如：JCrel;C=1跳转设PC=1000H，rel=05H当条件满足（C＝1），新PC为多少？新PC＝当前PC＋rel40051000H1001H当前1002H＝1002H＋05H＝1007H新PC1007H§2.3指令系统按指令的功能，MCS－51指令系统可分为下列五类：•数据传送类指令•算术运算类指令•逻辑操作类指令•位操作类指令•控制转移类指令一、数据传送类指令•数据传送类指令的助记符有：MOV、MOVX、MOVCXCH、XCHDPUSH、POP1.以直接地址为目标和源操作数可以实现：（1）内部RAM内部RAM（2）专用寄存器专用寄存器（3）内部RAM专用寄存器（4）专用寄存器内部RAM助记符机器码功能MOVdirect1,direct210000101直接地址(源)直接地址(目标);direct1direct2目标源例：MOVE0H,78H;（E0H）（78H）机器码：85H，78H，E0H2.累加器与外部数据存储器之间•该类指令两组：Ⅰ.由DPTR内容指示外部数据存储器地址（1）外部数据存储器内容送累加器助记符机器码功能MOVXA,@DPTR11100000;A((DPTR))目标源执行该指令时：2.DPL（低8位地址信息）由P0口输出，DPH（高8位地址信息）由P2口输出。3.所选中单元的数据由P0输入到累加器。4.P0口作分时复用。1.P3.7引脚上输出RD有效信号Ⅰ.由DPTR内容指示外部数据存储器地址（2）累加器内容送外部数据存储器助记符机器码功能MOVX@DPTR,A11110000;((DPTR))A目标源执行该指令时：2.DPL（低8位地址信息）由P0口输出，DPH（高8位地址信息）由P2口输出。3.累加器A的内容由P0口输出。4.P0口作分时复用。1.P3.6引脚上输出WR有效信号例：将外部数据存储器从5000H单元开始的50个工作单元清零。•思路：首址存放在DPTR中，循环次数存入在R2寄存器中程序如下：CLEAR:CLRAMOVR2,#32H；置计数值LOOP:MOVX@DPTR,AINCDPTR；修改地址指针DJNZR2,LOOP；控制循环RETⅡ.由Ri内容指示外部数据存储器地址（1）外部数据存储器内容送累加器助记符机器码功能MOVXA,@Ri11100011;A((Ri)+(P2)),i=0,1目标源执行该指令时：2.Ri包含的低8位地址由P0口输出，高8位地址信息由P2口输出。3.所选中存储单元的数据由P0口输入到累加器。4.P0口作分时复用。1.P3.7引脚上输出RD有效信号例：设外部数据存储器2097H单元中内容为80H，在执行下列指令后，则A中的内容为80H。MOVP2,#20HMOVR0,#97HMOVXA,@R0Ⅱ.由Ri内容指示外部数据存储器地址（2）累加器内容送外部数据存储器助记符机器码功能MOVX@Ri,A11110011;((Ri)+(P2))A,i=0,1目标源执行该指令时：2.Ri包含的低8位地址由P0口输出，高8位地址信息由P2口输出。3.累加器A的内容由P0口输出。4.P0口作分时复用。1.P3.6引脚上输出WR有效信号3.程序存储器内容送累加器例：(A)=30H,执行下列指令：地址指令•该类指令常用于查表。（1）PC作基址寄存器助记符机器码功能MOVCA,＠A＋PC10000011;PCPC+1A((A)+(PC))目标源1000HMOVCA,@A+PC结果为程序存储器在1031H单元中的内容送入A。例：(A)=30H,(DPTR)=8000H,执行下列指令：（1）DPTR作基址寄存器助记符机器码功能MOVCA,＠A＋DPTR10010011;A((A)+(DPTR))目标源MOVCA,@A+DPTR结果为程序存储器在8030H单元中的内容送入A。堆栈的特点：a.在内部RAM中设定的一个后进先出的区域。b.堆栈是字节操作。c.入栈地址增加，出栈地址减少。4.堆栈操作指令（1）进栈指令助记符机器码功能PUSHdirect11000000;SP(SP)+1((SP))direct直接地址（2）出栈指令助记符机器码功能POPdirect11010000;direct((SP))SP(SP)－1直接地址5.字节交换指令•该类指令的功能是将累加器A的内容和源操作数内容相互交换。助记符机器码功能XCHA,Rn11001rrr;(A)(Rn),n=0~7XCHA,@Ri1100011i;(A)((Ri)),i=0,1XCHA,direct11000101;(A)direct直接地址6.半字节交换指令助记符机器码功能XCHDA,@Ri1101011r;(A3~0)((Ri)3~0),i=0,1数据传送类指令•数据传送类指令的助记符有：MOV、MOVX、MOVCXCH、XCHDPUSH、POP寄存器C直接地址direct寄存器DPTR寄存器R7~R0直接地址direct立即数#data累加器A寄存器间址@R7,@R0寄存器间址@PC、@DPTRMCS－51传送指令示意图二、算术运算类指令算术运算类指令包含：•加法指令ADD•带进位加法指令ADDC•增量指令INC•十进制调整指令DAA•带进位减法指令SUBB•减量指令DEC•乘法指令MUL•除法指令DIV特点：•该类指令执行的结果将影响进位、辅助进位位、溢出标志位。•但是增量和减量指令不影响这些标志。1.加法指令功能：把所指出的字节变量加到累加器A上，结果在累加器中。助记符机器码功能ADDA,Rn00101rrr;(A)(A)+(Rn),n=0~7ADDA,@Ri0010011i;(A)(A)+((Ri)),i=0,1ADDA,#data00100100;(A)(A)+data立即数ADDA,direct00100101;(A)(A)+(direct)直接地址例：（A）＝85H，（R0）＝20H，（20H）＝0AFH，执行指令：ADDA,@R0运算过程：1000010110101111+)100110100D3位向D4位有进位，AC＝1C6＝0C7＝1CY＝1结果：(A)＝34H；CY＝1；AC＝1；OV＝1。2.带进位加法指令功能：把所指出的字节变量、进位标志与累加器A内容相加，结果在累加器中。助记符机器码功能ADDCA,Rn00111rrr;(A)(A)+(Rn)+CY,n=0~7ADDCA,@Ri0011011i;(A)(A)+((Ri))+CY,i=0,1ADDCA,#data00110100;(A)(A)+data+CY立即数ADDCA,direct00110101;(A)(A)+(direct)+CY直接地址3.增量指令•功能：把所指出的字节变量的内容加1。•该指令不影响任何标志。•注意：用该指令修改输出口Pi时，其功能是“读——修改（增量）—写”，且所读内容来自端口的锁存器而不是端口的引脚。助记符机器码功能INCA00000100;(A)(A)+1INC@Ri0000011i;((Ri))((Ri))+1,i=0,1INCDPTR10100011;(DPTR)(DPTR)+1INCRn00001rrr;(Rn)(Rn)+1INCdirect00000101;(direct)(direct)+1直接地址例：两个8位的无符号数相加和是8位。设内部RAM中40H，41H单元中分别存放N1，N2，结果送42H单元。程序如下：AD1:MOVR0,#40H;设R0为数据指针MOVA,@R0;取N1INCR0;修改指针ADDA,@R0;N1＋N2INCR0;MOV@R0,A;存结果RET4.十进制调整指令功能：对累加器参与的BCD码加法运算所得结果（8位）进行十进制调整。助记符机器码DAA110101005.带进位减法指令功能：从累加器中减去指定的变量和进位标志，结果在累加器中。助记符机器码功能SUBBA,Rn10011rrr;(A)(A)-(Rn)-CY,n=0~7SUBBA,@Ri1001011i;(A)(A)-((Ri))-CY,i=0,1SUBBA,#data10010100;(A)(A)-data-CY立即数SUBBA,direct10010101;(A)(A)-(direct)-CY直接地址例：设存储单元ST1和ST2中存入两个不带符号的二进制数，找出其中的大数存入ST3单元中。A(指针)？指针指针+1(指针)A结束开始指针ST1A(指针)指针指针+1YA(指针)NN1N2大数ST1ST2ST3程序清单：ORG8000HSTART:CLRC;进位位清零MOVDPTR,#ST1;设数据指针MOVXA,@DPTR;取第一个数MOVR2,A;暂存R2INCDPTRMOVXA,@DPTR;取第二个数SUBBA,R