第4章指令系统

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§4.1编程语言
编写计算机程序有三种不同层次的计算机语言 机器语言、汇编语言和高级语言。 机器语言 用二进制数表示的指令，是CPU唯一能够直 接识别和执行的程序形式。 缺点是不直观，不易识别、理解和记忆，因 此编写、调试程序时都不采用这种形式的语 言。
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二、操作码 通常指令由操作码和操作数两部分组成。 操作码功能：表示对操作数进行什么操作。 表示形式：由英文缩写字母组成，容易理 解和记忆。 例如，MOV是数据的传送 ADD是数据的相加运算 ANL是数据的逻辑与运算
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三、操作数 操作数功能：指出对什么数进行操作以及 将操作的结果放到何处。 操作数的表示形式：可以是参与操作的数 据，也可以是参与操作的数据所在存储器 的地址，还可以是数据所在的寄存器等不 同形式。 寻找这些不同形式的操作数的方式称为寻 址方式。
地址
指令
… 1000H
1001H 1002H 1003H 1004H …
… 74H
68H 75H F0H 73H …
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程序执行过程
程序执行时是依次逐条取出指令执行的。 单片机内部有一个程序计数器，具有自动加一的特点， 因而指令被逐字节取出，然后译码执行。 首先取出操作码 74H，经译码得知这是一条两字节的指 令，要进行的操作是将立即数送到累加器 A 中，而操作 数是以立即数的形式放在操作码的下一个地址中，程序 计数器自动加一，将下一个地址中的数据 68H 取出来， 送到累加器A中。 程序计数器再次自动加一，指向下一条指令的第一个字 节，取出 75H ，经译码得知这是一条三字节的指令，要 进行的操作是将一个立即数送到一个寄存器中，这个寄 存器是用该指令的第二个字节 F0H 来表示的，而地址 F0H 表示的就是寄存器 B ，本条指令的第三个字节内容 就是要传送的立即数73H。 这样随着程序计数器逐次加一，每条指令被一个字节一 个字节地取出、译码和执行。
MOV A,#68H
该指令将十六进制数据68H送到累加器A中; 这条指令是两字节指令; 对应的机器码是： 74H 和 68H 两个字节，其中 74H是操作码，68H是操作数.
MOV B, #73H
该指令是将立即数73H送到寄存器B中; 是三字节指令，对应的机器码是 75H 、 F0H 和 73H三个字节,其中75H是操作码，B和73H是操 作数。
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下面是符合上述规则的标号：
HOW MCCl 5FVM MOV NEXT_1 AA1Q MODEL?? _DELAY -F33G ? ADD XOR
下面是不符合上述规则的标号：
其中最后一行的三个标号均为指令助记 符，所以不能用做标号。1101:3116/277
标号:指令助记符 目的操作数，源操作数 ；注释
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1、立即数寻址 定义 在指令中，指令操作所需要的操作数就在 指令中，作为指令的一个组成部分，CPU在 得到指令的同时也就立即得到了操作数。
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例如： M0V A，#28H ；
功能：将十六进制立即数 28H 送入累加器 A 中。 指令执行后，A中为28H，A中原来的数据被覆 盖，记作：A←28H 其中，源操作数是立即数 28H ，目的操作数是 累加器A。 指令执行的操作是，将立即数 28H 送 A 。指令 的机器码为两个字节：74H，28H。
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三、指令中的符号约定
在描述单 片机指令系 统时，经常 使用各种缩 写符号，各 种符号及含 义如表所示。
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§4.3寻址方式
指令中寻找操作数的方式，称为寻址方式。 STC15F2K60S2单片机共有7种寻址方式
立即数寻址 寄存器寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址
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操作数提供方式：
指令给出； 在寄存器中，此时就用寄存器表示该操作数； 在存储器中，这时候就用以地址表示的存储器 表示该操作数。
操作数的含义不同就表示了几种
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标号:指令助记符 目的操作数，源操作数 ；注释
4、注释 注释是为了阅读程序方便由编程人员加上 的，并不影响程序的执行和功能，所以， 注释部分不是必需的。 注释部分必须用分号“；”开头，一般都 写在它所注释的指令的后面，注释本身只 用于对指令功能加以说明，使阅读程序时 便于理解，所以注释可以用中文或者英文 甚至任何便于理解的字符表示。
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§4.1 编程语言
1、指令及指令系统
指令是计算机完成某种指定操作的命令，程序是 以完成一定任务为目的指令的有序组合。指令的集 合构成指令系统。
2、指令两种形式
汇编指令的形式：人们进行编写、调试程序使用 的形式； 机器指令的形式：是机器所能识别的二进制数或 十六进制数的形式。
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立即数寻址方式优点 采用立即数寻址方式的指令主要用来对寄 存器或存储器赋值。因为操作数可以从指令 中直接取得，不需要再到其他地方去寻找操 作数，所以，立即数寻址方式的指令执行速 度很快。
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2、寄存器寻址 定义 指令所用的操作数在CPU的内部寄存器 中，指令中的操作数用寄存器名表示。一条 指令中，源操作数和目的操作数式，都可 以采用寄存器寻址方式。
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高级语言（High Level Language）
优缺点：不针对某种具体的计算机，通用性强。 用高级语言编程不需了解计算机内部的结构和 原理，这种语言的形式更接近英语，对于非计 算机专业的人员比较易于掌握。高级语言程序 易读、易编写，程序结构比较简洁，大量用于 科学计算和事务处理。 用高级语言编写的源程序同样必须编译后，计 算机才能执行。编译程序比汇编程序复杂得多， 需要占用较大容量的存储器，编译的过程也要 花费更多的时间。
汇编语言（Assembly Language）
是用英文缩写形式的助记符书写的指令，地址、 数据也可用符号表示。 优缺点：与机器语言程序相比，编写、阅读和 修改都比较方便，不易出错。但用汇编语言编 写的源程序必须进行汇编。 目前，常用计算机软件自动完成汇编工作。 不同的CPU具有不同的汇编语言，一般不能通用。 在实际系统中，对程序执行速度要求较高而软 件处理功能有限的场合，以及对硬件操作有较 强的针对性的场合，常用汇编语言编程。
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二、指令代码的存储格式 指令存储位置：程序存储器 指令由操作码和操作数组成，不同的指令 所需要的操作数的个数有可能是不同的， 所以每条指令的实际字节数不是固定的， 例如，程序中有如下两条连续存放的指令：
MOV A,#68H MOV B,#73H
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假设该指令存放在物理地址为 0100H 开始的地址 中，则，机器码的存放与指令的执行过程如图所 示。
执行顺序 程序存储器地址
0100H 0101H 0102H
74H 28H
操作码 立即数 下一条指令的操作码 28H 累加器A
图4-1 MOV A,#28H 执行过程示意图
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指令存放格式
在存储器中是以二进制数的形式、以字节为单 位按照地址递增的顺序存放的。 程序存储器中的指令机器码、数据字存放的规 则是：从低地址开始，先存放操作码，然后是 操作数。
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假设这两条指令存放 的 起 始 地 址 是 1000H ， 则存放的格式为： 左边一列表示的是 程序存储器的地址 右边一列是存放在 该地址单元中的二 进制指令。
第四章
指令系统 及汇编语言程序设计
本章学习目标 了解助记符、指令格式 掌握单片机寻址方式 掌握单片机指令系统 掌握单片机汇编语言程序设计及开发环境
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第四章 指令系统及汇编语言程序设计语言
4.1 编程语言 4.2 指令格式及其分类 4.3 寻址方式 4.4 数据传送类指令 4.5 逻辑操作类指令 4.6 算术运算类指令 4.7 位操作指令 4.8 控制类转移指令 4.9 汇编语言程序设计 4.10 汇编语言程序调试 4.11利用ISP工具将程序下载到单片机中验证程序
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当汇编指令中的数据是十六进制且是以字母开 头时，该数据应加一个前导 0 ，以表示后面的 字母不是变量而是数字。 在8051内核单片机中，一个数据的前面有前缀 # 号则表示后面的数据是立即数，如果数据的 前面没有 # 号，则说明该数据表示的是直接地 址。
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一、助记符语言
汇编语言的指令由操作码和操作数组成。 操作码用规定的英文缩写字母组成，称为助记符。 例如：
MOV A, #76H
表示的是将十六进制的数据76H送到累加器A中， 二进制机器语言是：01110100和01110110 十六进制数是：74H，76H。 其中74H表示操作码，是指将一个数据传送到累 加器A中，被传送的数据就是操作码的下一个字节, 即76H。
2、指令助记符 指令助记符也叫做操作码，是指令名称的 代表符号，它是一条指令语句中所必需的， 不可缺少，表示本指令所要进行的操作。 例如：MOV 表示传送
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标号:指令助记符 目的操作数，源操作数 ；注释 3、操作数 操作数是参与本条指令操作的数据，有些指令不 需要操作数，只有操作码；有些指令需要两个甚 至三个操作数。 在数据传送时，送出数据的叫做源操作数，接收 数据的叫做目的操作数。指令中，目的操作数写 在前，源操作数写在后，两操作数之间用逗号 “，”分开。有些操作数可以用表达式表示。 可以用不同的寻址方式得到操作数。