MCS51单片机的指令系统

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MCS-51的指令系统

6、位寻址方式
对相应的位进行位寻址。相应的位进行位寻址。 C，如：MOV C，40H 寻址范围：寻址范围：（1）片内RAM中20H～2FH中的128个位地址）片内RAM中20H～2FH中的128个位地址（00H~7FH ）。（2）SFR中的11个（83个位）可进行位寻址的 SFR中的11个（83个位）可进行位寻址的寄存器中的位地址寻址（4种表示法）寄存器中的位地址寻址（4种表示法）
第3章 MCS-51的指令系统章的指令系统
3.1 指令系统概述
单片机所能执行的命令的集合就是它的指令系统基本指令111条，按在存储器所占的字节来分：基本指令条按在存储器所占的字节来分：
（1）单字节指令49条 1 49 （2）双字节指令45条（3）三字节指令17条
按指令的执行时间来分：按指令的执行时间来分：
虽然MCS−51单片机的寻址方式有多种，但指令 − 单片机的寻址方式有多种单片机的寻址方式有多种，虽然对哪一个存贮器空间进行操作是由指令的操作码和寻址方式确定的。总的来说，具有以下几点原则：寻址方式确定的。总的来说，具有以下几点原则：
存贮器只能采用立即寻址和（1）对程序存贮器只能采用立即寻址和基寄存器加变址寄存器）程序存贮器只能采用立即寻址间接寻址寻址方式。间接寻址寻址方式。只能采用直接寻址方式（2）对特殊功能寄存器空间只能采用直接寻址方式（可以用符）特殊功能寄存器空间只能采用直接寻址方式（号来代表地址），不能采用寄存器间接寻址方式。），不能采用寄存器间接寻址方式号来代表地址），不能采用寄存器间接寻址方式。只能采用寄存器间接寻址方式高只能采用寄存器间接寻址方式，（3）内部）内部RAM高128B只能采用寄存器间接寻址方式，不能采用直接寻址方式。用直接寻址方式。既能采用寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址方式，（4）内部）内部RAM低128B 既能采用寄存器间接寻址方式，又能采低直接寻址方式。用直接寻址方式。指令访问。（5）外部扩展的数据存贮器只能采用）外部扩展的数据存贮器只能采用MOVX指令访问。指令访问

MCS51单片机指令系统

二、指令中的常用符号（书本27）
三、寻址方式
所谓寻址方式, 就是寻找操作数地址的方式, 在用汇编语言编程时, 数据的存放、传送、运算都要通过指令来完成。编程者必须自始至终都要十分清楚操作数的位置, 以及如何将它们传送到适当的寄存器去参与运算。每一种计算机都具有多种寻址方式。寻址方式的多少是反映指令系统优劣的主要指标之一。寻址方式越多,指令功能越强。
在 MCS -51单片机指令系统中, 有以下7种寻址方式:
（1）立即寻址; （2）直接寻址; （3）寄存器寻址; （4）寄存器间接寻址; （5）基址寄存器加变址寄存器间接寻址; （6）相对寻址; （7）位寻址。
（1）立即寻址;
立即寻址方式是将操作数直接存放在指令字节中，作为指令的一部分存放在代码段里。
(2)堆栈操作必须是字节操作，且只能直接寻址。将累加器 A入栈、出栈指令可以写成：PUSH ACC和POP ACC而不能写成PUSH A和POP A
7. 位寻址指按照位进行的寻址操作，（前面讲的都是按字节进
行的寻址操作）。该种寻址方式中, 操作数是内部RAM单元中20H到2FH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。
比如：MOV C,20H；就是将RAM中位寻址区中20H位地址中的内容送给C。区别与MOV A,20H；这个是将内部 RAM中２０H单元的内容送给A。

《单片机原理及应用》第三章mcs-51指令系统

条件判断类指令
用于条件判断的指令，如JC、JZ、JM 等。
03
MCS-51指令详解
数据传送类指令
01
数据传送类指令主要用于在数据存储器、累加器和其他寄存器之间传送数据。
02
包括MOV、MOVX、MOVC等指令。
03
MOV指令用于将数据从源地址传送到目标地址；MOVX指令用于将外部数据存储器中的数据传送到累加器；MOVC指令用于将程序存储器中的数据传送到累加器。
04
MCS-51指令系统的应用实例
数据传送指令的应用
01
数据传送指令主要用于在数据存储器、累加器和其他特殊功能寄存器之间进行数据的传输。
02
例如，MOV指令可以将一个字节的数据从源地址传送到目标地址。
03
除了基本的MOV指令外，还有XCH、XCHD等指令用于交换寄存器中的数据。
算术运算指令的应用
位操作指令主要用于对单个位进行操作。
SET、CLR、TST等指令分别用于设置位、清除位和测试
位的状态。
例如，SET指令可以设置累加器中的某一位为1，而CLR指令可以清除累加器中的某一位为 0。
05
MCS-51指令系统的编程技巧与注意事项
编程技巧
利用汇编语言编写程序
汇编语言是与硬件直接交互的语言，使用汇编语言编写程序可以更直接地控制硬件，提高程序的执行效率。

单片机第3章 MCS-51 单片机的指令系统

三、寄存器寻址
操作数在寄存器中。
寻址范围： 1 四组工作寄存器R0-R7共32个工作寄存器例：MOV A，R0；（R0）（A） 2 特殊功能寄存器中有：A，AB，DPTR，CY
寄存器B只有在执行乘除法指令时，才是寄存器寻址方式
四、寄存器间接寻址
间接寻址是由指令指定某一寄存器的内容作为操作数的地址。该地址指定的单元内容作为被寻找的操作数。 MCS-51用于间接寻址的寄存器有R0、R1、堆栈指针SP、数据指针DPTR 寻址范围： 1、内部RAM低128单元，地址范围00H-7FH，用Ri（i=0、 1）和SP作为间址寄存器例：设（R1）=60H，（60H）=50H
累加器
Rn #data 立即数
寄存器
2 外部数据存储器（或I/O）的读写指令 2.1 用＠DPTR进行间接寻址的指令
MOVX A, ＠DPTR；（(DPTR)) (A)
MOVX ＠DPTR,A；（A)
((DPTR))
DPTR为16位数据指针，该指令可寻址外部RAM64K范围（0000H-FFFFH），地址低8位由P0口输出，地址高8位由P2口输出，数据通过P0口读入或写出。
1.3 211个位地址空间。内部RAM中可位寻址的20H-2FH对应的128个位地址和11 个SFR中83个可用的位地址空间例：MOV A，30H；30H是单元地址例：MOV C，30H；30H是位地址二、立即寻址操作数为立即数。立即数前加“#”，以区别地址例：MOV A，#7AH； 7AH MOV DPTR，#1234H；12H （A）（DPH），34H （DPL）

第三章MCS51系列单片机指令系统及汇编语言程序设计

例如： MOVX A, @R1 ；外部数据RAM中地址为P2R1的单元内容→A MOVX @DPTR，A ；A→外部数据RAM中DPTR为地址的单元
寄存器间接寻址的存储器空间包括：内部数据RAM和外部数据RAM。内部数据RAM共用128字节，用一个字节的R0或R1可寻址整个空间。外部数据RAM最大可达64K字节，仅用R0或R1无法寻址整个空间。在 MCS-51系列单片机指令中，对外部数据RAM作间接寻址有两种方法：第一种由P2口提供高8位外部数据RAM地址，由R0或R1提供低8位地址，由此共同寻址64K空间；第二种是用16位的DPTR作寄存器间接寻址。
3.1 MCS-51单片机的寻址方式
MCS-51单片机共有7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 ➢ 变址寻址 ➢ 相对寻址 ➢ 位寻址
1. 立即寻址
立即寻址就是把操作数直接在指令中给出，即操作数包含在指令中。立即操作数有8位和16位两种形式，前面加“＃”来表示。
CLR A ；0→A，累加器A中的内容清零循环移位指令（4条）
RL A ；累加器A中的内容左移一位 RR A ；累加器A中的内容右移一位 RLC A ；累加器A中的内容连同进位位C左移一位 RRC A ；累加器A中的内容连同进位位C右移一位例：A＝16H，指令RR A执行后，A＝0BH。
4.控制转移类指令（共17条）

第3章MCS-51单片机的指令系统

本章内容

MCS-51单片机指令系统的格式

MCS-51单片机寻址方式

指令系统的分析

本章采用简单例程讲解解汇编语言指令功能

3.1 指令格式

指令：即命令，人们给计算机的命令

指令有两种表示方式：

机器码——机器语言（机器能直接识别）

助记符——汇编语言（供设计人员使用）机器码和助记符一一对应，汇编语言可汇编为机器语言，机器语言可反汇编为汇编语言。

3.1 指令格式

汇编语言格式：

[标号：] 操作码助记符[操作数] ；[注释]

START : MOV A , #20H; 把数20H送入累加器A 中INC A; （A）加一

汇编语言指令的形式:

（1）没有操作数：

RET，RETI，NOP

（2）有1个操作数：

INC A，DEC 20H，CLR C，SJMP NEXT

（3）有2个操作数：

MOV R7, #DATA，ADD A, R0，DJNZ R2, LOOP （4）有3个操作数：

CJNE A, #20H, NEQ

机器语言的形式：

（1）单字节指令:

INC DPTR 指令机器代码：A3

ADD A, R7 指令机器代码：2F

（2）双字节指令:

SUBB A, 2BH 指令机器代码：95 2B

ORL C, /27H 指令机器代码：A0 27 （3）三字节指令：

MOV 20H, #00H 指令机器代码：75 20 00

3.2 MCS-51 单片机的寻址方式

寻址方式：CPU执行指令时获取操作数的方式MCS-51单片机有7种不同的寻址方式：

（1）立即寻址方式

（2）直接寻址方式

（3）寄存器寻址方式

大学课件MCS51单片机指令系统与汇编语言程序设计

2.2.1 立即寻址
定义：将立即参与操作的数据直接写在指令中，这种寻址方式称为立即寻址。特点：指令中直接含有所需的操作数。该操作数可以是8位的，也可以是16位的，常常处在指令的第二字节和第三字节的位置上。立即数通常使用#data或#data16表示，在立即数前面加“#”标志，用以和直接寻址中的直接地址（direc或 bit）相区别。 P41例
表该位地址。位地址n可以是绝对地址，也可以是符号地址。
（8）数据地址赋值伪指令DATA
格式：字符名称x DATA 表达式n
功能：把表达式n的值赋值给左边的字符名称x。n可以是数据或地址，
也可以是包含所定义的“字符名称x”在内的表达式，但不能是汇编符号。 DATA与EQU的主要区别是：EQU定义的“字符名称”必须先定义
后使用，而DATA定义的“字符名称”没有这种限制。所以，DATA伪指令通常用在源程序的开头或末尾。
2.1.2 指令的分类
MCS-51指令系统有111条指令，可按下列几种方式分类： n 按指令字节数分类
单字节指令（49条）、双字节指令（46条）和三字节指令（16条）。 2. 按指令执行时间分类
单机器周期指令（65条）、双机器周期指令（44条）和四机器周期指令（2条）。 3. 按功能分类
2.2 MCS-51单片机的寻址方式
寻址方式：在计算机中，说明操作数所在地址的方法称为指令的寻址方式。

MCS-51单片机指令系统

ANL A, @Ri ; A与间址寻址单元@Ri中的值按位 ‘与’，
;结果送入A中
ANL A, #data ; A与立即数data按位'与'，结果送入A中
ANL direct, A ; direct中值与A中的值按位‘与’，结果送
入 direct中
ANL direct, #data ; direct中的值与立即数data按位‘与’，结
XRL direct,#data;direct中的值与立即数 ;data按位‘异或’，结果送入direct中。
位操作指令
（一）位传送指令 MOV C， BIT MOV BIT， C
这组指令的功能是实现位累加器（CY）和其它位地址之间的数据传递。
（二）位变量修改指令 1、位清0指令 CLR C ;使CY=0 CLR bit ;使指令的位地址等于0。例：CLR P1.0 ;
指令系统
MCS—51系列单片机的指令系统按其功能可归纳为五大类: 1、数据传送类指令 (29条) 2、算术运算类指令 (24条) 3、逻辑运算类指令 (24条) 4、控制转移指令 (17条) 5、布尔(位)处理类指令
寻址方式与空间的关系
• 寄存器寻址 • 直接寻址 • 寄存器间接寻址
R0~R7,A,B,DPTR RAM,SFR 内部RAM(@R0,@R1),栈操作、
10000101 + 11111110 --------------------(1)10000011 结果是：(A)＝83H，CY＝1，AC＝1，OV=0。

MCS-51单片机指令系统

数据传送类（29条）
相当于C语言中的赋值语句 MOV 目的操作数源操作数
算数运算类（24条）
逻辑运算类（24条）
1、以累加器A为目的的操作数的指令 MOV A，#data；data→A MOV A，Rn；（Rn）→A，n=0~7 MOV A，@Ri；((Ri))→A，i=0，1 （源操作数：立即数寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、直接寻址方式）
2、以Rn为目的操作数的指令【MOV Rn, #data；data→Rn】（源操作数：累加器A、片内RAM单元、SFR内容，立即数）传送到当前工作寄存器组R0~R7的某个寄存器
3、以直接地址为目的操作数的指令【MOV direct, #data；data→direct】（源操作数：累加器、片内RAM单元、工作寄存器，立即数）传送到由direct所指的片内存储单元
JBC bit，re1；若(bit)=1，则(PC)+rel→PC; 0→bit；否则，(PC)+3→PC
6、堆栈操作指令
进栈【PUSH direct；(SP)+1→SP，(dirsct)→(SP)】出栈【POP direct；(SP)→(dirsct)，(SP)-1→SP】
MCS-51指令系统中有两条读程序存储器中表格数据的指令。因为对程序存储器只能读不能写，所以查表指令数据传送都是单向的，即从程序存储器到累加器中。

MCS-51系列单片机的指令系统

这里需要注意三个问题，一是：如果操作数是A，则是寄存器寻址，如果是ACC，则是直
接寻址，虽然二者都是指一个存储空间；二是：对于特殊功能寄存器SFR和位地址空间，这是唯一的寻址
方式，三是：对于片外的数据存储器地址空间不能使用直接寻址。例如：MOV A，3AH 代表的意思就是将地址为3AH的存储单元
bit 位地址，针对片内数据存储器中的可位寻址的位使用； DPTR 数据指针，可用做16位的地址寄存器； (X) X指寄存器或十六进制数，则（X）为指向以X寄存器中的内
容为目标地址的单元或以十六进制数据为目标Байду номын сангаас址的单元； ← 数据传送的方向，将左边的内容送入右边； A 累加器； ACC 直接寻址方式的累加器； B 寄存器B； C 进位标志位，是布尔处理机的累加器，也称为位累加器。
任何一种处理器都必须经过设计人员对
其进行以指令为基础的程序设计才能够使得处理器应用到系统中，完成相应的功能，也就是说指令系统是所有处理器完成任务所具备的最基本的条件，而不同机型的指令系统是不同的，本章主要介绍51系列单片机的寻址方式、指令格式及其功能。
在计算机指令系统的发展历史中，其指令系统是
单元，并且将其内容送入累加器A，结果A=05H。
相对寻址主要是针对跳转指令而言的。以程序寄存器PC作为基址寄存器，指令中给出相对偏移量（rel），而实际目标地址为PC的当前内容与偏移量之和。也就是说跳转去的目标指令的地址是正在执行的指令地址加上偏移量。

第三章MCS51的指令系统

**补充知识
MCS51系列单片机为复杂指令单片机CISC。目前单片机大量使用的是精简指令集RISC结构单片机.
从硬件角度来看CISC处理的是不等长指令集，它必须对不等长指令进行分割，因此在执行单一指令的时候需要进行较多的处理工作。
而RISC执行的是等长精简指令集精简指令集，CPU在执行指令的时候速度较快且性能稳定。因此在并行处理方面RISC明显优于CISC，RISC可同时执行多条指令，它可将一条指令分割成若干个进程或线程，交由多个处理器同时执行。由于 RISC执行的是精简指令集，所以它的制造工艺简单且成本低廉。
MOV A,#data
#data→（A）立即数送到累加器A中
MOV A,#30H
MOV A,#0A2H
MOV A,Rn
（Rn）→（A） Rn中的内容送到累加器A中
MOV A,R4
MOV A,R7
MOV A,@Ri
（（Ri））→（A） Ri内容指向的地址单元中的内容送到累加器A
MOV A,@R1
MOV A,@R0
虽然MCS-51单片机的算术逻辑单元ALU仅能对8位无符号整数进行运算，但利用进位标志C，则可进行多字节无符号整数的运算。
利用溢出标志，还可以对带符号数进行补码运算。需要指出的是，除加、减1指令外，这类指令大多数都会对PSW（程序状态字）有影响。这在使用中应特别注意。

MCS-51指令系统概述

1. 引言

MCS-51指令系统是一种被广泛使用的8位微控制器指令集架构。

它是Intel公司于1980年代开发的，旨在满足各种嵌入式系统的需求。MCS-51指令系统提供了丰富的指令集，包括数据操作、控制流程和

I/O操作等指令，可用于开发各种应用。

2. 指令格式

MCS-51指令系统的指令由不同长度的操作码组成，通常包括一个

或多个操作数。以下是MCS-51指令系统的指令格式：

[操作码] [操作数1] [操作数2]

其中，操作码表示要执行的操作，操作数用于指定相关数据或地址。

3. 数据操作指令

MCS-51指令系统提供了丰富的数据操作指令，方便对数据进行加载、存储和处理。以下是一些常用的数据操作指令：

•MOV：将一个操作数的值复制到另一个操作数。

•ADD：将两个操作数相加，并将结果存储在目标操作数中。

•SUB：将第二个操作数从第一个操作数中减去，并将结果存储在目标操作数中。

•INC：将操作数的值加1。

•DEC：将操作数的值减1。

4. 控制流程指令

MCS-51指令系统提供了各种控制流程指令，用于实现条件和无条件的控制流程。以下是一些常用的控制流程指令：

•JMP：无条件跳转到指定的地址。

•JZ：如果零标志位被设置，那么跳转到指定的地址。

•JC：如果进位标志位被设置，那么跳转到指定的地址。

•CALL：调用一个子程序，并将返回地址存储在堆栈中。

5. I/O操作指令

MCS-51指令系统提供了丰富的I/O操作指令，用于控制外设设备的输入和输出。以下是一些常用的I/O操作指令：

•MOV：将一个操作数的值复制到特殊功能存放器或外设设备存放器。

MCS-51单片机的指令系统

可以用做间接寻址的寄存器：R0和R1，数据指针寄存器DPTR；用寄存器名前加“＠”符号来表示。
13
5、变址寻址、
变址寻址是以某个寄存器的内容为基本地址，变址寻址是以某个寄存器的内容为基本地址，然后在这个某个寄存器的内容为基本地址基本地址基础上加上地址偏移量才是真正的操作数地址，基础上加上地址偏移量才是真正的操作数地址基本地址基础上加上地址偏移量才是真正的操作数地址，并将这个地址单元的内容作为指令的操作数. 并将这个地址单元的内容作为指令的操作数例如：例如：MOVC A，@A+DPTR; ，
所有软件，所有软件，都要翻译成计算机能直接识别和执行的命令，才能由计算机去执行。的命令，才能由计算机去执行。这种计算机能直接识别和执行的命令称为指令指令。接识别和执行的命令称为指令。一台计算机所能执行的全部指令的集合称为这台计算机的指令系执行的全部指令的集合称为这台计算机的指令系统。
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2、寄存器寻址、
寄存器寻址就是以通用寄存器的内容作为操作数，在指令的助记符中直接以寄存器的名字来表示操作数位置。在MCS-51指令中，若操作数是以R0~R7来表示操作数时，就属于寄存器寻址方式。例如 MOV A，R0 MOV A，R3
来自百度文库
11
3、直接接寻址、
• 在指令中直接给出操作数地址，就属于直接寻址方式。此时，指令的操作数部分直接是操作数的地址。例如：例如：MOV A，3AH；A ← 68H ，；

单片机教程3-MCS-51指令系统

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感谢您的观看
03
丰富的指令集，支持多种寻址方式。
04
05
具有低功耗模式和空闲模式。
MCS-51单片机的应用领域
智能仪表
用于数据采集、处理和控制。
工业自动化
用于控制电机、阀门等设备。
智能家居
用于家电控制、安防监控等。
通信设备
用于调制解调器、路由器等设备。
MCS-51单片机的历史与发展
01
1976年，Intel公司发布MCS-48系列单片机。
SUB
从目标操作数中减去另一个操作数，并将结果存储在目标操作数中。
CMP
比较两个操作数的大小，并将结果存储在累加器中。
乘法指令
MUL
将累加器中的值与另一个操作数相乘，并将结果存储在目标操作数中。
MULA
将累加器中的值与另一个16位操作数相乘，并将结果存储在目标操作数中。
除法指令
DIV
将累加器中的值除以另一个操作数，并将商存储在累加器中，余数存储在寄存器中。
DIVA
将累加器中的值与另一个16位操作数相除，并将商存储在累加器中，余数存储在寄存器中。
Βιβλιοθήκη Baidu
05 控制指令
程序控制指令
无条件跳转指令
如`AJMP`、`SJMP`、`LJMP`等，用于改变程序的执行流程，直接跳转到指定地址。

MCS51单片机指令系统讲义

无操作数：如 INC DPTR 10100011B
INC A
00000100B
【特点】：操作数隐含在操作码中。
含有操作数寄存器名称的单字节指令：
如：MOV A，R0
11101000B
MOV A，R1
11101001B
【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。
双字节指令（46条）：
指令的操作码和操作数各占一个字节。如：
04
03
02
01
00
返回前一次
2.2.3立即寻址
指令本身直接含有所需要的8位或16位的操作数。
将此数称为“立即数”（使用#标明）。如：
MOV A,#30H
；将（8位）立即数送累加器A
MOV DPTR,#2000H ；16位立即数送DPTR积存器
【注意】：MOV A,#30H MOV A,30H 两者的区别。立即数寻址的指令长度为2或3个字节。
MOV A,#data
01110100B data
很明显：8位的操作数本身占据一个字节。
程序存储器
n 01110100 n+1 data
mov a,#data
双字节指令在程序存储器的存放示意图
三字节指令（16条）：
指令中的操作数为双字节。如：
MOV DPTR,#data16 1001000B,data15-8,data7-0

MCS-51单片机的指令系统

3.3
算术运算类指令
(2)减1指令 DEC A DEC Rn DEC direct DEC @Ri 将源操作数减1再放回原来的存储单元.
3.3
算术运算类指令
3.乘法指令 MUL AB 把累加器A和寄存器B中的无符号8位整数相乘，其16位积的低8位放在累加器A中，高8位放在B中；

按指令的执行时间可分为以下三类： (1) 单周期指令（64条） (2) 双周期指令（45条）
(3) 四周期指令（2条）

第三章 MCS-51单片机的指令系统

按指令的功能可分为以下五类：
(1) 数据传送类指令（29条）
(2) 算术运算类指令（24条）
(3) 逻辑运算类指令（24条） (4) 控制转移类指令（17条） (5) 位操作类指令（17条）

数据传送类指令

例：设（SP）＝60H，（ACC）＝30H，（B）=70H。执行下列指令： PUSH ACC PUSH B 结果：（61H）＝30H，（62H）＝70H，（SP）＝62H
3.2 数据传送类指令

POP direct 指令执行中，机器也自动进行两步操作：（1）direct （（SP））（2）SP （SP）－ 1
3.3 算术运算类指令