第三章 MCS-51 单片机指令系统 - 世界大学城
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第3章MCS-51单片机指令系统
必须指定被传送数据的源地址和目标地址。在传送过程 中，源地址的内容不被改变。 传送类指令除了以累加器A为目标的传送对PSW的P有影 响外，其余的传送类指令对PWS一概无影响。 操作码 数据的目标地址 指令通式：MOV 【举例】：MOV 数据的源地址
<dest>,<src>
A,R0 ;将R0寄存器中的数据送 累加器A中（注意寻址方式）
(2) 十六进制表示方式： 它是对二进制形式的一种简化。 00100100B 24H 00001000B 08H
(3)指令的“助记符”方式（“汇编格 式”）：
00100100B 24H 00001000B 十六进制表示ADD 08H 二进制表示形式
汇编格式
A，#08H
1)是一种由英文单词或字母、数字来表征 指令功能形式。 2) “汇编”格式的指令必须把它“翻译” 为二 进制形式“机器码”后才能为CPU所识别。 3)三种不同的表示方法适用于不同的场合。
寄存器寻址
当所需要的操作数在内部某一个寄存器Rn中时，将此 寄存器名Rn直接写在指令的操作数的位置上。如：
A,R7
20H,R0 R1
ADD
A,R3
注意：寄存器寻址方式的指令大多是单字节指令。 指令本身并不带有操数，而是含有存放操作数的寄存 器的3位代码。以MOV A,Rn为例，使用R7寄存器，所 以rrr=111,既指令的机器码为：0EFH
通用数据 存储器
00H
2,访问片外RAM存储单元； MOV R0,#20H MOVX A,@R0
3,尽管片内与片外的RAM单元 的00H-FFH地址相重叠，但由 于指令的不同不会发生地址 混乱。
0000H
片内数据存储器 256B个字节
片外数据存储器 64KB个字节
<dest>,<src>
A,R0 ;将R0寄存器中的数据送 累加器A中（注意寻址方式）
(2) 十六进制表示方式： 它是对二进制形式的一种简化。 00100100B 24H 00001000B 08H
(3)指令的“助记符”方式（“汇编格 式”）：
00100100B 24H 00001000B 十六进制表示ADD 08H 二进制表示形式
汇编格式
A，#08H
1)是一种由英文单词或字母、数字来表征 指令功能形式。 2) “汇编”格式的指令必须把它“翻译” 为二 进制形式“机器码”后才能为CPU所识别。 3)三种不同的表示方法适用于不同的场合。
寄存器寻址
当所需要的操作数在内部某一个寄存器Rn中时，将此 寄存器名Rn直接写在指令的操作数的位置上。如：
A,R7
20H,R0 R1
ADD
A,R3
注意：寄存器寻址方式的指令大多是单字节指令。 指令本身并不带有操数，而是含有存放操作数的寄存 器的3位代码。以MOV A,Rn为例，使用R7寄存器，所 以rrr=111,既指令的机器码为：0EFH
通用数据 存储器
00H
2,访问片外RAM存储单元； MOV R0,#20H MOVX A,@R0
3,尽管片内与片外的RAM单元 的00H-FFH地址相重叠，但由 于指令的不同不会发生地址 混乱。
0000H
片内数据存储器 256B个字节
片外数据存储器 64KB个字节
《单片机原理及应用》第三章mcs-51指令系统
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
逻辑异或操作。
03
例如，OR指令可以将两个字节的数据进行逻辑或操
作，结果存储在目标寄存器中。
控制转移指令的应用
控制转移指令主要用于控制程序的执行流程。 JMP、CALL、RET等指令分别用于无条件跳转、调用子程序和返回子程序。
例如，JMP指令可以无条件地跳转到指定的地址执行程序。
位操作指令的应用
《单片机原理及应用 》第三章mcs-51指令 系统
目录
• MCS-51单片机简介 • MCS-51指令系统概述 • MCS-51指令详解 • MCS-51指令系统的应用实例 • MCS-51指令系统的编程技巧与注意
事项
01
MCS-51单片机简介
MCS-51单片机的特点
8位处理器，采用CISC （复杂指令集计算机）架 构。
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。
第3章 MCS-51单片机指令系统
2．写片外RAM指令 MOVX @DPTR，A ；A→（DPTR） MOVX @Ri，A ；A→（Ri） 执行写指令时 =0
例3-7 设外部RAM中（0056H）=ABH，A=78H， 分别完成这两个程序的编写（1） 把A中内容送到 0056H中，（2） 把0056H中内容送入7010H中。 解：（1） 方法一： MOV R0，#56H MOVX @R0，A 方法二： MOV DPTR，#0056H MOVX @DPTR，A
图3-1 寄存器间接寻址方式示意图
4．寄存器间接寻址方式的寻址范围： （1）内部RAM低128个单元。 （2）外部RAM64KB。
3.2.4 立即寻址 1．立即寻址方式 是操作数在指令中直接给出。通常把出现在 指令中的操作数称为立即数。 2．为了与直接寻址指令中的直接地址相区别， 在立即数前面加“#”标志。 3．指令举例：MOV A，#3AH
（2）半字节交换指令 XCHD A，@Ri ；累加器的低4位与内部 ；RAM低4位交换
例3-6 R0=60H，（60H）=3EH，A=59H， 执行完下列指令后A、60H单元中内容是什 么？ XCHD 片外RAM数据传送指令
1．读片外RAM指令 MOVX A，@DPTR ；A→（DPTR） MOVX A，@Ri ；A→（Ri） 读外部RAM存储器或I/O中的一个字节时 =0
（7）bit：位地址。 （8）addr11：11位目标地址。 （9）addr16：16位目标地址。 （10）rel：8位带符号地址的偏移量，地址偏 移量范围－128～+127。 （11）$：当前指令的地址。 （12）（X）：某一个存储单元X中的内容。 （13）（Ri）：由Ri间接寻址的单元的内容， 即Ri指向的地址中的内容。
采用机器语言编写的程序称之为目标程序。 采用汇编语言编写的程序称之为源程序。
单片机第3章 MCS-51 单片机的指令系统
外部RAM之间不能直接传送数据，必须通过累加器A传送 例：MOVX 2000H，2001H；
3 程序存储器与累加器A传送数据指令 MOVC A, ＠A+DPTR； （(A)+(DPTR)) MOVC A,＠A+PC； ((A)+(PC)) (A) (A)
指令功能是把累加器A作为变址寄存器，将其中的内容 与基址寄存器（DPTR、PC）内容相加，得到程序存储 器某单元地址，再把该地址单元内容送累加器A。
相对寻址用于访问程序存储器，只出现在转移指令中。 寻址不是寻找操作数的地址，而是要得到程序跳转地 址PC值。 七 位寻址 1 位寻址范围：内部RAM的位寻址区，共16个单元的128 位，单元地址为：20H-2FH，位地址为：00H-7FH ；特殊 功能寄存器SFR可供位寻址的专用寄存器11个，实用位地 址83位。 2 位地址在指令中的4种表达方式 2.1 直接使用位地址 MOV C，0D6H；
例：MOV DPTR，#2500H； 结果：（DPTR）=2500H，（DPH）=25H，（DPL）=00H 1.2 内部数据存储器与累加器A之间传送数据 MOV A，Rn;(Rn) (A),n=0-7 MOV Rn，A;(A) (Rn),n=0-7 MOV A，＠Ri;（(Ri)） (A),i=0,1 MOV ＠Ri，A;（A） （(Ri)）,i=0,1 MOV A，direct;（direct） (A), MOV direct，A;(A) （direct),
4 堆栈及堆栈指令
4.1 堆栈的功能
计算机在转去执行子程序或中断服务程序后，很可能 要使用单片机的某些寄存单元，这样就会破坏这些寄 存单元中原有内容。为了既能在子程序中或中断服务 程序中使用这些寄存单元，又能保证在返回主程序之 后恢复这些寄存单元的原有内容，CPU在执行中断服务 之前要把单片机中各有关寄存器中内容保存起来，这 就是所谓保护现场。断点和现场的内容保存在堆栈中。
第三章MCS51系列单片机指令系统及汇编语言程序设计
AJMP addr11 绝对转移指令为2K地址范围内的转移指令，对转移目的地址的要求与 ACALL指令中对子程序入口地址的要求相同。 【3】短转移指令
SJMP rel ；PC+ 2 + rel→PC 短转移指令为一页地址范围内的相对转移指令。因为rel为1字节补码 偏移量，且SJMP rel指令为2字节指令，所以转移范围为－126D～＋ 129D 【4】间接转移指令
表3.4 程序存储器空间中的32个基本2K地址范围
0000H～07FFH 0800H～0FFFH 1000H～17FFH 1800H～1FFFH 2000H～27FFH 2800H～2FFFH 3000H～37FFH 3800H～3FFFH 4000H～47FFH 4800H～4FFFH 5000H～57FFH
3. 寄存器寻址
以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存 器包括：A，B，DPTR，R0～R7。其中，R0～R7必须在 工作寄存器组之中。
例如：INC R0 ；（R0）＋1→R0
需要注意的是，A和B既是通用寄存器，又是具有直 接地址的特殊功能寄存器。
4. 寄存器间接寻址
以寄存器中的内容为地址，该地址中的内容为操作数的寻址方式。能够 用于寄存器间接寻址的寄存器有：R0，R1，DPTR，SP。其中，R0，R1必 须在工作寄存器组之中，SP仅用于堆栈操作。
MCS-51单片机共有111条指令，按功能分类， MCS-51指令系统可分为5大类：
➢ 数据传送类指令（共29条） ➢ 算术操作类指令（共24条） ➢ 逻辑操作类指令（共24条） ➢ 控制转移类指令（共17条） ➢ 布尔变量操作类指令（共17条）
1.数据传送类指令（共29条）
以累加器A为目的操作数类指令（4条）
SJMP rel ；PC+ 2 + rel→PC 短转移指令为一页地址范围内的相对转移指令。因为rel为1字节补码 偏移量，且SJMP rel指令为2字节指令，所以转移范围为－126D～＋ 129D 【4】间接转移指令
表3.4 程序存储器空间中的32个基本2K地址范围
0000H～07FFH 0800H～0FFFH 1000H～17FFH 1800H～1FFFH 2000H～27FFH 2800H～2FFFH 3000H～37FFH 3800H～3FFFH 4000H～47FFH 4800H～4FFFH 5000H～57FFH
3. 寄存器寻址
以通用寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存 器包括：A，B，DPTR，R0～R7。其中，R0～R7必须在 工作寄存器组之中。
例如：INC R0 ；（R0）＋1→R0
需要注意的是，A和B既是通用寄存器，又是具有直 接地址的特殊功能寄存器。
4. 寄存器间接寻址
以寄存器中的内容为地址，该地址中的内容为操作数的寻址方式。能够 用于寄存器间接寻址的寄存器有：R0，R1，DPTR，SP。其中，R0，R1必 须在工作寄存器组之中，SP仅用于堆栈操作。
MCS-51单片机共有111条指令，按功能分类， MCS-51指令系统可分为5大类：
➢ 数据传送类指令（共29条） ➢ 算术操作类指令（共24条） ➢ 逻辑操作类指令（共24条） ➢ 控制转移类指令（共17条） ➢ 布尔变量操作类指令（共17条）
1.数据传送类指令（共29条）
以累加器A为目的操作数类指令（4条）
--第3章 MCS-51单片机指令系统1
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R0
30H
A
34H
片内RAM
30H
34H
图 MOV @R0，A间接寻址示意图
返回
P2 34H R1 10H
片外 RAM
3410H 45H
A 45H
DPTR 2000H
片外 RAM
2000H 30H
A 30H
图 MOVX A，@R1间 接寻址示意图
图 MOVX @DPTR，A间 接寻址示意图
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3.1.2 指令格式
• 在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、 操作数组成。
• 指令应具有以下功能： （1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。
例如，数的传送、加法、减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所
在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。
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3.1.3 指令描述符号介绍
RAM 2F 30 40
返回
3.2.2 直接寻址
• 指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进
行直接寻址的存储空间有SFR寄存器和内部数
据RAM。
例如：MOV PSW，# 20H
； PSW←#20H ，
PSW为直接寻址寄内部RAM单元中
的内容，30H为直接给出的内部RAM的地址。
返回
3.2.5 变址寻址
• 变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。 由于程序存储器是只读的，因此变址寻址只 有读操作而无写操作，在指令符号上采用 MOVC的形式（如图所示）。 例 如 ： MOVC A ， @ A+DPTR ； A← （A+DPTR）
又如，MOVC A，@ A+PC ；A←（A+PC） 这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是
R0
30H
A
34H
片内RAM
30H
34H
图 MOV @R0，A间接寻址示意图
返回
P2 34H R1 10H
片外 RAM
3410H 45H
A 45H
DPTR 2000H
片外 RAM
2000H 30H
A 30H
图 MOVX A，@R1间 接寻址示意图
图 MOVX @DPTR，A间 接寻址示意图
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3.1.2 指令格式
• 在MCS-51指令中，一般指令主要由操作码、 操作数组成。
• 指令应具有以下功能： （1）操作码指明执行什么性质和类型的操作。
例如，数的传送、加法、减法等。 （2）操作数指明操作的数本身或者是操作数所
在的地址。 （3）指定操作结果存放的地址。
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3.1.3 指令描述符号介绍
RAM 2F 30 40
返回
3.2.2 直接寻址
• 指令中直接给出操作数地址的寻址方式，能进
行直接寻址的存储空间有SFR寄存器和内部数
据RAM。
例如：MOV PSW，# 20H
； PSW←#20H ，
PSW为直接寻址寄内部RAM单元中
的内容，30H为直接给出的内部RAM的地址。
返回
3.2.5 变址寻址
• 变址寻址只能对程序存储器中数据进行操作。 由于程序存储器是只读的，因此变址寻址只 有读操作而无写操作，在指令符号上采用 MOVC的形式（如图所示）。 例 如 ： MOVC A ， @ A+DPTR ； A← （A+DPTR）
又如，MOVC A，@ A+PC ；A←（A+PC） 这条指令与上条指令不同的是，基址寄存器是
第三章MCS51指令系统
§3.1 汇编语言与指令系统简介
指令中操作数的描述符号
A — 累加器 B — 寄存器B C — 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 ← —箭头左边的内容被箭头右边的内容所代替
MOV A，#40H
ROM
PC
01110100 操作码
01000000 立即数
A
§3.2 指令系统的寻址方式
寻址比较
错!
错!
MOV P1，R0 MOV P1，@R0 MOV P1，20H MOV P1，#20H
① 直接将20H这个数送P1口 ② 地址在寄存器R0里 ③ 地址是寄存器R0 ④ 地址是内存20H
A（执行后）
§3.2 指令系统的寻址方式
说明
（1）本寻址方式是专门针对程序存储器的寻址方式， 寻址范围可达到64KB。
（2）本寻址方式的指令只有3条： MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC JMP @A+DPTR
§3.2 指令系统的寻址方式
6．位寻址方式
28H 27H 0 0 01 0 0 0 0 0
若Ri中的内容为40H，把内部RAM 40H单元内容送A。
§3.2 指令系统的寻址方式
例如：MOV A, @R1
2FH
80H
80H
寄存器R1
累加器A
§3.2 指令系统的寻址方式
寻址范围包括
（1）访问内部RAM低128个单元，使用R0或R1作间址寄存器
（2）对片外数据存储器的64K字节的间接寻址，只能用DPTR
§3.1 汇编语言与指令系统简介
第3章MCS-51单片机指令系统
第3章MCS-51单片机指令系统3.1概述3.1.1指令格式3.1.2指令的三种表示形式3.1.3指令的字节数1. 单字节指令(49条)图3-1 MOVA，Rn指令的格式2单片机原理及其接口技术（第2版）2. 双字节指令(46条)3. 三字节指令(16条)3.1.4指令的分类1. 数据传送指令(28条)2. 算术运算指令(24条)3. 逻辑操作和环移指令(25条)4. 控制转移指令(17条)5. 位操作指令(17条)3.1.5指令系统综述1. 指令系统中所用符号的说明2. 指令对标志位的影响3.2寻址方式3.2.1寄存器寻址图3-2寄存器寻址示意图单片机原理及其接口技术（第2版） 3 3.2.2直接寻址图3-3直接寻址示意图3.2.3立即寻址3.2.4寄存器间址图3-4寄存器间址寻址示意图3.2.5变址寻址图3-5变址寻址示意图4单片机原理及其接口技术（第2版）3.2.6相对寻址图3-6相对寻址示意图3.2.7位寻址3.3数据传送指令3.3.1内部数据传送指令(15条)1. 立即寻址型传送指令2. 直接寻址型传送指令3. 寄存器寻址型传送指令4. 寄存器间址型传送指令5. 内部数据传送指令的使用图3-7 8×C552/8051指令的数据传送方式单片机原理及其接口技术（第2版） 5 3.3.2外部数据传送指令(7条)1. 16位数传送指令2. 外部ROM的字节传送指令图3-8 0~9平方值表3. 外部RAM的字节传送指令3.3.3堆栈操作指令(2条)图3-9例3.8的堆栈变化示意图6单片机原理及其接口技术（第2版）3.3.4数据交换指令(4条)3.4算术与逻辑运算和移位指令3.4.1算术运算指令(24条)1. 加法指令2. 减法指令3. 十进制调整指令4. 乘法和除法指令3.4.2逻辑运算指令(20条)1. 逻辑与运算指令2. 逻辑或指令3. 逻辑异或指令4. 累加器清零和取反指令3.4.3移位指令(5条)单片机原理及其接口技术（第2版）7图3-10例3.26附图3.5控制转移和位操作指令3.5.1控制转移指令(17条)1. 无条件转移指令图3-11 AJMP指令转移范围8单片机原理及其接口技术（第2版）图3-12例3.29附图图3-13带符号数的比较方法3. 子程序调用和返回指令图3-14二级子程序嵌套及断点地址存放单片机原理及其接口技术（第2版）9图3-15例3.33附图10单片机原理及其接口技术（第2版）4. 空操作指令3.5.2位操作指令(17条)1. 位传送指令2. 位置位和位清零指令3. 位运算指令4. 位控制转移指令习题与思考题3.1指令通常有哪三种表示形式?各有什么特点?3. 2 MCS-51指令按功能可以分为哪几类?每类指令的作用是什么?3. 3 MCS-51共有哪七种寻址方式?各有什么特点?3. 4指出下列每条指令源操作数的寻址方式和功能。
单片机原理及应用(第三章指令系统)
第三章 MCS-51指令系统
3-1 MCS-51单片机指令格式和寻址方式 3-1-1 MCS-51指令系统概述
MCS-51单片机指令系统共有111条指令，分5大类：
1）数据传送类指令（29条）；
2）算术运算类指令（24条）； 3）逻辑运算及移位类指令（24条）； 4）控制转移类指令（17条）； 5）位操作类指令（17条）。
1
3-1-2
指令格式
指令通常由两部分组成：操作码，操作数。 指令长度：1字节(49)，2字节(45)，3字节(17)。
1. 一字节指令：
INC
DPTR
1010
( DPTR
DPTR 1 )
0011
MOV
1110
A，Rn
1 rrr
通用寄存器二进制编码
2
2. 二字节指令：
第一字节：操作码
第二字节：操作数 MOV A，#data
基址寄存器内容加变址寄存器内容作为有效地址
进行间接寻址。
MCS-51指令系统独有的。
用于访问程序存储器(ROM)中的数据表格。 基址寄存器：DPTR、PC和变址寄存器A的内容作 为无符号数相加形成16位地址，访问程序存储器 中的数据表格。
9
JMP MOVC
@A+DPTR A，@A+PC
MOVC
A，@A+DPTR
外部数据存储器内容送累加器。
29
direct ，@Rn ； direct ((Ri))—寄存器间接寻址
以下指令常用（属于内部RAM数据传送）
MOV MOV MOV P2 ，R2 R5，70H 0A0H，R2
16
通过累加器的数据传送指令 MOV A ， Rn
3-1 MCS-51单片机指令格式和寻址方式 3-1-1 MCS-51指令系统概述
MCS-51单片机指令系统共有111条指令，分5大类：
1）数据传送类指令（29条）；
2）算术运算类指令（24条）； 3）逻辑运算及移位类指令（24条）； 4）控制转移类指令（17条）； 5）位操作类指令（17条）。
1
3-1-2
指令格式
指令通常由两部分组成：操作码，操作数。 指令长度：1字节(49)，2字节(45)，3字节(17)。
1. 一字节指令：
INC
DPTR
1010
( DPTR
DPTR 1 )
0011
MOV
1110
A，Rn
1 rrr
通用寄存器二进制编码
2
2. 二字节指令：
第一字节：操作码
第二字节：操作数 MOV A，#data
基址寄存器内容加变址寄存器内容作为有效地址
进行间接寻址。
MCS-51指令系统独有的。
用于访问程序存储器(ROM)中的数据表格。 基址寄存器：DPTR、PC和变址寄存器A的内容作 为无符号数相加形成16位地址，访问程序存储器 中的数据表格。
9
JMP MOVC
@A+DPTR A，@A+PC
MOVC
A，@A+DPTR
外部数据存储器内容送累加器。
29
direct ，@Rn ； direct ((Ri))—寄存器间接寻址
以下指令常用（属于内部RAM数据传送）
MOV MOV MOV P2 ，R2 R5，70H 0A0H，R2
16
通过累加器的数据传送指令 MOV A ， Rn
第三章MCS51的指令系统
3.4.1 MCS-51数据传送指令
[1]. 以累加器A为目的操作数类指令（4条） 这4条指令的作用是把源操作数指向的内容送到累加器A。有直接、
立即数、寄存器和寄存器间接寻址方式：
MOV A,direct
（direct）→（A）直接单元30H
MOV A,0A2H
§3.1 概述
7种寻址方式，111条指令
指令所占用空 间(字节数)
指令执行周期 （运算速度）
单字节指令：49条 双字节指令：45条 三字节指令：17条
单周期指令：64条 双周期指令：45条 四周期指令：2 条
试问
1 如果一条指令执行时间为3个机器周 期，那么需要经历多少个时钟周期？
2 如果一条指令执行时使用了2us，而 晶振使用的是12MHz，请问执行这条指 令需要多少个机器周期？
（A）+（（Ri））+（C）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存 器Ri指向地址单元中的内容、连同进位位相加，结果存在A中
3.4.2 MCS-51算术运算指令
[3]. 带借位减法指令（4条）
这组指令包含立即数、直接地址、间接地址及工作寄存器与累加器A连同借位 位C内容相减，结果送回累加器A中。
3.4.1 MCS-51数据传送指令
[2]. 以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条）
这3条指令的功能是把源操作数指定的内容送到所选定的工作寄存器 Rn中。有直接、立即和寄存器寻址方式：
MOV Rn, direct （data）→（Rn） 直接寻址单元中的内容送到寄存器Rn中 MOV R4,37H
**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.
第三章MCS-51指令系统
第三章 MCS-51单片机指令系统
3.1 概述
3.2
3.3
寻址方式
MCS-51的指令系统
3.4
伪指令
3.1
概述
指令：使计算机完成某种操作的命令。 指令系统 ：计算机能够执行的全部操作所对应的指 令集合。 机器语言： 采用二进制编码表示指令，是计算机能够直 接识别和执行的语言。 汇编语言： 采用助记符 、符号、数字来表示指令的程序 语言，它与机器语言指令时一一对应的。
如果我们分别向DPH，DPL送数，则结果也一样。
如下面两条指令： 则就相当于执行了 MOV DPH，#35H MOV DPTR，#3512H。 MOV DPL，#12H。
（6） 累加器A与片外RAM之间的数据传递类指令(4条)
MOVX A，@Ri MOVX @Ri，A MOVX A，@DPTR MOVX @DPTR，A 说明： 1.在51中，与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。所 有需要送入外部RAM的数据必需要通过A送去，而所有要读入的外 部RAM中的数据也必需通过A读入。 在此我们可以看出内外部RAM的区别了，内部RAM间可以直接 进行数据的传递，而外部则不行。 比如，要将外部RAM中某一单元（设为0100H单元的数据）送 入另一个单元（设为0200H单元），也必须先将0100H单元中的内 容读入A，然后再送到0200H单元中去。
MOV B，R0
PUSH ACC
；R0→B，R0为寄存器寻 址，B为直接寻址。
；A的内容压入堆栈
3.2.4
寄存器间接寻址
例：MOV A， @R0
• 以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的
寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内部RAM和
外部RAM。 • 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1，DPTR， SP。其中R0、R1必须是工作寄存器组中的寄存器。 SP仅用于堆栈操作。
3.1 概述
3.2
3.3
寻址方式
MCS-51的指令系统
3.4
伪指令
3.1
概述
指令：使计算机完成某种操作的命令。 指令系统 ：计算机能够执行的全部操作所对应的指 令集合。 机器语言： 采用二进制编码表示指令，是计算机能够直 接识别和执行的语言。 汇编语言： 采用助记符 、符号、数字来表示指令的程序 语言，它与机器语言指令时一一对应的。
如果我们分别向DPH，DPL送数，则结果也一样。
如下面两条指令： 则就相当于执行了 MOV DPH，#35H MOV DPTR，#3512H。 MOV DPL，#12H。
（6） 累加器A与片外RAM之间的数据传递类指令(4条)
MOVX A，@Ri MOVX @Ri，A MOVX A，@DPTR MOVX @DPTR，A 说明： 1.在51中，与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。所 有需要送入外部RAM的数据必需要通过A送去，而所有要读入的外 部RAM中的数据也必需通过A读入。 在此我们可以看出内外部RAM的区别了，内部RAM间可以直接 进行数据的传递，而外部则不行。 比如，要将外部RAM中某一单元（设为0100H单元的数据）送 入另一个单元（设为0200H单元），也必须先将0100H单元中的内 容读入A，然后再送到0200H单元中去。
MOV B，R0
PUSH ACC
；R0→B，R0为寄存器寻 址，B为直接寻址。
；A的内容压入堆栈
3.2.4
寄存器间接寻址
例：MOV A， @R0
• 以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的
寻址方式。间接寻址的存储器空间包括内部RAM和
外部RAM。 • 能用于寄存器间接寻址的寄存器有R0，R1，DPTR， SP。其中R0、R1必须是工作寄存器组中的寄存器。 SP仅用于堆栈操作。
(单片机原理及应用)第3章MCS-51单片机指令系统
3
模块化设计
将相关的函数和功能模块化，最小化每个模块的功能，便于调试程序。
单片机的发展趋势
人工智能
通过运用神经网络、深度学习 等技术，单片机正在向智能控 制方向发展。
虚拟现实
单片机和传感器技术的发展为 虚拟现实提供了广泛的应用场 景，可以用于游戏、医疗、工 业、设计等领域。
智慧城市
单片机和物联网技术将成为智 慧城市的基石，可以提供更加 智能化的交通、能源、环境、 安全等方面的控制。
SWAP
交换累加器A的低4位和高4位。
循环指令
JMP
无条件跳转到目标地址处。
JZ
当累加器A 为0时，跳转到目标地址处。
DJNZ
将某个存储单元的数值减1，若减去1后不为0， 则跳转到目标地址处。
CJNE
比较两个操作数，并进行条件跳转。
分支指令
1
JBC
判断某一位是否为1，若为1，则跳转到指定地址，并将该位清0。
单片机系统设计实例
L ED 跑马灯
通过循环移位操作，使LED 灯组织成流动效果。
温度控制器
通过D S18B20传感器采集温度信号，使用PWM技术控制风扇的转速，实现温度控制。
红外遥控器
通过学习已有遥控器的编码序列，使用红外遥控模块控制其他设备。
单片机应用案例分析
1 汽车电子
单片机广泛应用于发动机控制、安全气囊、中控系统、车载娱乐设备等方面。
EEPROM
只读、只写存储器，用于存储程序和数据。
地址寻址模式
1
直接寻址
用地址直接指向寄存器或存储单元。
寄存器寻址
用寄存器中存放的地址确定要寻找的存储单元。
3
寄存器间接寻址
单片机：第3章 MCS-51单片机指令系统
1. MCS-51系列单片机的指令系统共有 111条指令，按功能可分为数据传送、算术 操作、逻辑操作、程序转移、位操作等5大 类2。. 指令长度较短：单字节指令49条，
双字节指令条，三字节指令16条。
MCS-51指令系统
3. 指令执行时间快：单机器周期指 令64条，双机器周期指令45条，四 机器周期指令2条。
1.二进制代码表示——机器语言指令
例：0111 0100 0011 0000
2.助记符表示——汇编语言指令
例：MOV A, #30H
MCS-51指令系统
MOV表示“传送”助记符。助记符是 指令操作码的表现形式，用指令功能 的英文缩写字母表示。助记符指令 “翻译”成机器指令才能被识别和执 行，这个过程叫“汇编”。
寻址范围：可用于访问程序存储器，也可 用于访问数据存储器。
MCS-51指令系统
1.访问程序存储器
直接给出程序存储器的16位地址或11位 地址。
表示8位常数。
#data16： 代表16位常数。
addr16： 代表16位目的地址。
MCS-51指令系统
addr11：表示11位目的地址。 rel：表示8位带符号的偏移字节。 bit：代表内部RAM或特殊功能寄存器中 的直接寻址位。 @：是间址寄存器前缀。
MCS-51指令系统
3.3 寻址方式
共有七种寻址方式，一条指令可能含多种寻 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(基址寄存器+变 址寄存器间接寻址)、相对寻址、位寻址。
MCS-51指令系统
七、堆栈操作
堆栈概念
堆栈：片内RAM中一个特殊空 间，称为SP寄存器(堆栈指针), 用来存放一些临时性的重要数 据和信息。好比仓库一样。
双字节指令条，三字节指令16条。
MCS-51指令系统
3. 指令执行时间快：单机器周期指 令64条，双机器周期指令45条，四 机器周期指令2条。
1.二进制代码表示——机器语言指令
例：0111 0100 0011 0000
2.助记符表示——汇编语言指令
例：MOV A, #30H
MCS-51指令系统
MOV表示“传送”助记符。助记符是 指令操作码的表现形式，用指令功能 的英文缩写字母表示。助记符指令 “翻译”成机器指令才能被识别和执 行，这个过程叫“汇编”。
寻址范围：可用于访问程序存储器，也可 用于访问数据存储器。
MCS-51指令系统
1.访问程序存储器
直接给出程序存储器的16位地址或11位 地址。
表示8位常数。
#data16： 代表16位常数。
addr16： 代表16位目的地址。
MCS-51指令系统
addr11：表示11位目的地址。 rel：表示8位带符号的偏移字节。 bit：代表内部RAM或特殊功能寄存器中 的直接寻址位。 @：是间址寄存器前缀。
MCS-51指令系统
3.3 寻址方式
共有七种寻址方式，一条指令可能含多种寻 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(基址寄存器+变 址寄存器间接寻址)、相对寻址、位寻址。
MCS-51指令系统
七、堆栈操作
堆栈概念
堆栈：片内RAM中一个特殊空 间，称为SP寄存器(堆栈指针), 用来存放一些临时性的重要数 据和信息。好比仓库一样。
第3章MCS51单片机指令系统1PPT课件
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43.1 指令系统简介------指令的两种格式
要让计算机工作，就得向计算机发出指令。
指令的格式是机器码指令格式， 如：75905B ，即数字格式。
另一种指令格式，即汇编指令格式， 如：MOV P1, #5BH
2020/9/26
张兴忠制作：
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5
3.1 指令系统简介
-----MCS-51汇编语言指令格式
地址的存储单元的内容。 →：表示数据传送方向。
2020/9/26
张兴忠制作：
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15
3.1.4 寻址方式
如何找到参与运算的操作数据或数据所在的 地址称为寻址方式。所以寻址方式是在地址范围 内如何找到所需要的操作数的地址。
MCS-51指令系统的寻址方式主要有立即寻址、 直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址 加变址寻址、相对寻址和位寻址等七种。
单片机原理与接口技术
第3章 MCS-51单片机 指令系统
2020/9/26
张兴忠制作：
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1
本章教学要求
第3章 MCS-51单片机指令系统
熟悉MCS-51单片机指令系统的分类、格式； 熟悉MCS-51指令系统的七种寻址方式； 掌握MCS-51指令系统的数据传送、算术运算、逻
辑运算、转移操作、布尔运算等指令的功能；
1) 指令执行时间短。只需1个机器周期的指令有64 条，2个机器周期的指令有45条，而4个机器周 期的指令仅有2条（既乘法和除法指令）。
2) 指令字节少。单字节指令有49条，双字节指令 有46条，三字节指令有16条。
3) 位操作指令极为丰富，这体现了MCS-51单片机 具有面向控制的特点。
2020/9/26
Rn：表示当前工作寄存器R0～R7中的一个。 @Ri：表示寄存器间接寻址，常作间接寻址的地
【大学】MCS-51单片机的指令系统(1)
INC DPTR
MUL AB
ADD A，R2 • A、B既是通用寄存器又是SFR，R0~R7是指在
被选中的当前工作寄存器
.
3.2.4 寄存器间接寻址
• 以寄存器中的内容为地址，该地址中的内容为操 作数的寻址方式
• 能用寄存器间接寻址的有R0、R1、SP、DPTR，SP 仅用于堆栈操作
• 间接寻址的空间包括内RAM和扩展的外RAM
.
• 3.3.2.7 DEC A DEC Rn DEC dir DEC @Ri
减量
.
• 3.3.2.8 十进制调整 DA A 说明：只能紧跟在加法（ADD、ADDC）运 算后，表示原来的加数均为十进制数，通 过十六进制加完后结果也要变成十进制数
.
3.3.3 逻辑运算及移位类指令
共24条指令，逻辑运算指令包括与、或、 异或、求反和清零；循环指令都是对A的大 循环操作，包括有左、右方向以及带与不 带进位位的不同循环方式。
内RAM可用R0、R1间接寻址，外RAM可用DPTR 间接寻址，也可用R0、R1，但用R0、R1时由P2口 提供高8位地址
• 例：
MOV @R0，A
MOVX A，@R0
MOVX @DPTR，A
PUSH ACC
POP 20H .
3.2.5 变址寻址
• 由基址寄存器PC或DPTR加上偏移量寄存器A中内容
.
• 3.3.4.4 空操作指令
NOP ；空操作
.
3.3.5 布尔变量操作类指令
共17条指令，其共同点是对进位位C和直接位 地址bit的操作。其中包括清零、置1、求反、逻 辑与、逻辑或、传送以及判断转移。这些丰富的 位操作指令表现出具有优异的布尔处理能力。
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
可编程控制器输入端口电路
开关量输入接口电路： 采用光电耦合 电路， 光电耦合电路 开关量输入接口电路 ： 采用 光电耦合 电路 ， 将限位 开关、手动开关、 编码器等现场输入设备的控制信号 开关 、 手动开关 、 编码器等现场输入设备的 控制信号 转换成CPU所能接受和处理的数字信号 CPU所能接受和处理的数字信号。 转换成CPU所能接受和处理的数字信号。 PLC的输入接口电路（直流输入型） PLC的输入接口电路（直流输入型） 的输入接口电路
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
5、PLC与其它控制系统的区别 PLC与其它控制系统的区别
与单片机控制系统的区别 （1）本质区别 （2）使用场合 （3）使用过程 （4）使用成本 （5）学习的难易程度 （6）就业方向
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
2、PLC的发展历史 PLC的发展历史
1969年 美国研制出世界第一台PDP PDP1969年， 美国研制出世界第一台PDP-14 1971年， 日本研制出第一台DCS-8 日本研制出第一台DCS DCS1971年 1973年 1973年， 德国研制出第一台可编程序控制器 1974年 1974年， 中国研制出第一台可编电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
继电器输出型：为有触点输出方式， 继电器输出型 ： 为有触点输出方式 ，用于接通或 断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。 断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
西门子PLC外形图 西门子PLC外形图 PLC
S7-200系列 系列
S7-300系列 系列
S7-400系列 系列
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
PLC基础知识 PLC基础知识
1、了解PLC的由来及其特点 了解PLC的由来及其特点 PLC 2、了解PLC的应用领域 了解PLC的应用领域 PLC 3、重点掌握PLC的工作原理 重点掌握PLC的工作原理 PLC
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按结构形式分类
（1）整体式结构 （2）模块式结构
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
7、PLC的系统组成 PLC的系统组成
可编程控制器主机的硬件电路由CPU，存储器， 可编程控制器主机的硬件电路由CPU，存储器，基本 CPU I/O接口电路 外设接口，电源等五大部分组成 接口电路， 等五大部分组成。 I/O接口电路，外设接口，电源等五大部分组成。
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
中央处理单元（CPU） 中央处理单元（CPU）
(1)诊断PLC电源、内部电路的工作状态及编制程序中 诊断PLC电源、 PLC电源 的语法错误。 的语法错误。 (2)采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。 采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄存器中。 PLC的寄存器中 (3)逐条读取指令，完成各种运算和操作。 逐条读取指令，完成各种运算和操作。 (4)将处理结果送至输出端。 将处理结果送至输出端。 (5)响应各种外部设备的工作请求。 响应各种外部设备的工作请求。
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
2、PLC的发展历史 PLC的发展历史
PLC发展经历的五个阶段： PLC发展经历的五个阶段： 发展经历的五个阶段 1、初步阶段 2、崛起阶段 3、成熟阶段 4、飞速发展阶段 5、开放性、标准化阶段 开放性、
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PLC的定义 PLC的定义 1987年 1987年 国际电工委员会
可编程序控制器是一种数字运算操 作的电子系统， 作的电子系统，专为在工业环境下应用 而设计。它采用了可编程序的存储器， 而设计。它采用了可编程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算、 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序 控制、定时、 控制、定时、计数和算术运算等操作的 指令，并通过数字的， 指令，并通过数字的，模拟的输入和输 控制各种类型的机械或生产过程。 出，控制各种类型的机械或生产过程。
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5、PLC与其它控制系统的区别 PLC与其它控制系统的区别
与继电器控制系统的区别 （1）控制逻辑 （2）工作方式 （3）可靠性和可维护性 （4）控制速度 （5）定时控制 （6）设计和施工
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
PLC的分类 6、 PLC的分类 按I/O点数容量分类 I/O点数容量分类
I/O点数可分为大 点数可分为大、 按I/O点数可分为大、中、小型三大类通常可 以定义为： 以定义为： 小型：I/O点数在128点以下 点数在128点以下； 小型：I/O点数在128点以下； 中型：I/O点数在128～2048点之间 点数在128 点之间； 中型：I/O点数在128～2048点之间； 大型：I/O点数在2048点以上 点数在2048点以上。 大型：I/O点数在2048点以上。
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
ROM/RAM） 存储器 （ROM/RAM）
系统程序存储器（ROM），用以存放系统管理程序、 系统程序存储器（ROM），用以存放系统管理程序、 ），用以存放系统管理程序 监控程序及系统内部数据，PLC出厂前已将其固化在 监控程序及系统内部数据，PLC出厂前已将其固化在 只读存储器ROM PROM中 用户不能更改。 ROM或 只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。 用户存储器（RAM） 用户存储器 （ RAM ） ， 包括用户程序存储区和工作数 据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS RAM构成 CMOS据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成 其中的存储内容可读出并更改。 ，其中的存储内容可读出并更改。掉电会丢失存储的 内容，一般用锂电池来保持。 内容，一般用锂电池来保持。
PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
PLC基础知识 PLC基础知识 1、PLC的产生和定义 、PLC的产生和定义 PLC的发展 2、PLC的发展 3、PLC的应用领域 PLC的应用领域 PLC的特点 4、PLC的特点 PLC与其它控制系统的区别 5、PLC与其它控制系统的区别 PLC的分类 6、PLC的分类 PLC的系统组成 7、PLC的系统组成 8、PLC的编程语言 PLC的编程语言 PLC工作原理 9、PLC工作原理
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
3、PLC的应用领域 PLC的应用领域
1、中小型单机控制系统 2、制造业的自动化 3、运动控制 4、流程工业自动化 5、通讯联网，[计算机，变频器，数控装置] 通讯联网， 计算机，变频器，数控装置]
CPM1A、CPM2A系列 、 系列PLC 系列
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PLC及其应用 PLC基础模块 PLC及其应用—PLC基础模块
1、PLC的产生和定义 PLC的产生和定义 可编程控制器是在继电器控制和计算 技术的基础上，逐渐发展起来的以徽 技术的基础上， 处理器为核心，集微电子技术， 处理器为核心，集微电子技术，自动 化技术，计算机技术， 化技术，计算机技术，通信技术为一 以工业自动化控制为目标的新型， 体，以工业自动化控制为目标的新型， 控制装置。目前已在工业,交通运输, 控制装置。目前已在工业,交通运输, 农业,商业等领域得到广泛应用.成为 农业,商业等领域得到广泛应用. 各行各业的通用产品。 各行各业的通用产品。
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