第三章 指令系统
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第三章 微型计算机的指令系统
reg , reg mem , reg reg , mem
Ｃ、从存贮器／寄存器到段寄存器 (mem/reg,segreg)
注:不能往CS中传送数据.
Ｄ、从段寄存器到存贮器／寄存器 (segreg,mem/reg)
注：
1,不影响标志 2,不允许两操作数都使用存储器 3,不允许往CS中送数 4,8位传送／16位传送决定于指令中寄存器及立 即数形式 5,凡给SS赋值时，系统会自动禁止中断，等下 条指令执行完后才会恢复
Ｂ、例 LEA BX,[BX+SI] 执行前：BX=0400H SI=003CH 执行后：BX= LDS SI,[10H] 执行前：DS=C000H, (C0010H)=0180H (0012H)=2000H 执行后：SI= DS= LES DI,[BX] 执行前：DS=B000H, BX=080AH (B080AH)=05AEH, (B080CH)=4000H 执行后：DI= ES=
0
CF
AH
/
/
/
三、算术运算指令 １、加法指令 加： ADD DST,SRC DST←SRC+DST reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 带进位加：ADC DST,SRC (DST)← (SRC)+(DST)+CF reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 加1： INC OPR (OPR)←─ (OPR)+1 (reg;mem) 注：INC指令不影响CF标志
2,高字节 4,低字节 2,SP+1 4,SP+1 SP SP
(SP) (SP)
第三章 MCS-51指令系统
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式 3-2 寻址方式 3-3 数据传送指令 3-4 算术运算指令
3-5 逻辑运算指令
3-6 位操作指令
3-7 控制转移指令
3-8 调用和返回指令
1
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式
一、 汇编语言指令格式 [标号：] 操作码 [操作数1]，[操作数2][；注释] 例： LOOP： MOV A，#40H ；40H -> A
3-2 指令寻址方式
寻找操作数的方法叫寻址方式。
一、立即寻址方式 指令中给出实际操作数据(立即数)， 一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。
例：
8位立即数： MOV A，#40H ；A40H 16位立即数： MOV DPTR，#2100H ；DPTR2100H
9
第三章 MCS-51指令系统 二、直接寻址方式
24
第三章 MCS-51指令系统
（四）堆栈操作指令 入栈指令：PUSH n ；SPSP+1，(SP)(n) 出栈指令：POP n ；(n)(SP)，SPSP-1 例：设 A=02，B=56H，执行下列指令后，SP= 30H ， ？ A= ？ ，B= ? 30H 30H
SBR： MOV SP，#30H ；设栈底 PUSH A PUSH B MOV A，#0 B， #01
Y1，Y2，…，Yn
5
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式
二、 伪指令
汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。
5．定义空间伪指令：DS 表达式 例3-6 ORG DS DB 0F00H 10H 20H，40H
汇编后，从0F00H开始，保留16个字节的内存单元， 然后从0F10H开始，按照下一条DB伪指令给内存单元赋值， 得（0F10H）=20H，（0F11H）=40H。
3-1 指令格式 3-2 寻址方式 3-3 数据传送指令 3-4 算术运算指令
3-5 逻辑运算指令
3-6 位操作指令
3-7 控制转移指令
3-8 调用和返回指令
1
第三章 MCS-51指令系统
3-1 指令格式
一、 汇编语言指令格式 [标号：] 操作码 [操作数1]，[操作数2][；注释] 例： LOOP： MOV A，#40H ；40H -> A
3-2 指令寻址方式
寻找操作数的方法叫寻址方式。
一、立即寻址方式 指令中给出实际操作数据(立即数)， 一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。
例：
8位立即数： MOV A，#40H ；A40H 16位立即数： MOV DPTR，#2100H ；DPTR2100H
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第三章 MCS-51指令系统 二、直接寻址方式
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第三章 MCS-51指令系统
（四）堆栈操作指令 入栈指令：PUSH n ；SPSP+1，(SP)(n) 出栈指令：POP n ；(n)(SP)，SPSP-1 例：设 A=02，B=56H，执行下列指令后，SP= 30H ， ？ A= ？ ，B= ? 30H 30H
SBR： MOV SP，#30H ；设栈底 PUSH A PUSH B MOV A，#0 B， #01
Y1，Y2，…，Yn
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3-1 指令格式
二、 伪指令
汇编时不产生机器码，仅供汇编识别控制。
5．定义空间伪指令：DS 表达式 例3-6 ORG DS DB 0F00H 10H 20H，40H
汇编后，从0F00H开始，保留16个字节的内存单元， 然后从0F10H开始，按照下一条DB伪指令给内存单元赋值， 得（0F10H）=20H，（0F11H）=40H。
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）
微机原理第3章-指令系统
▲按给出偏移地址方式的不同，分为以下5种： 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址寄存器 相对基址加变址寄存器 MOV AL, [ BX ] MOV AL, [ BX + 10H ] MOV AL, [ BX + SI ] MOV AL, [ BX + SI + 10H ]
（1）寄存器间接寻址
寄存器寻址方式的操作数是寄存器的值，指令中直接 使用寄存器名，包括8位或16位通用寄存器和段寄存器。可 使用的16位寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、 BP；其中：AX、BX、CX、DX可分成两8位使用。
例： MOV AX，CX
；（AX）
（CX）
INC CX
；（CX）
（CX）＋1
3.直接寻址（Direct Addressing）
0002
AH
AL
默认段寄存器的关系： ① 使用BX、SI、DI，默认段寄存器为DS
(BX)
PA = ( DS )×10H + (SI) (DI)
② 使用BP，默认段寄存器为SS PA = ( SS )×10H + ( BP )
使用BX、SI、DI的寄存器寻址，默认段寄存器为DS
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP AX BX CX DX DS ES SS CS IP 地 址 加 法 器
运 算 器
控制总线CB
码
器
PSW标志 寄存器
执行部件控制电路
CPU
总线
内存
例： MOV AX , [ BX + SI ]
若 ( DS ) = 4000H
( BX ) = 2000H ( SI ) = 100H 则内存操作数的物理地址为：
汇编语言第3章 指令系统和寻址方式
5.寄存器相对寻址方式（register relative addressing）
EA=基址（base） 或变址（ index）+偏移量 （displacement）
基址寄存器有：BX，BP 变址寄存器有：SI，DI 注：默认段是数据段和堆栈段
（SI） 物理地址=（DS）*16+（BX）+displacement
（DI） =（SS）*16+（BP）+ （SI）+displacement （DI）
例：mov AX，ARRAY[BX][DI] （DS）=1000H，（BX）=1200H， （DI）=1000H, ARRAY=1000H 物理地址=DS*16+（BX）+（DI）+ARRAY =DS*16+1200+1000+1000=13200H 若：(13200)=34H，（13201）=12H 则，（AX）=1234H 允许段超越。 例：mov AL，ES：ARRAY[BX][DI] 用途：处理成组数据(举例说明)
2.段内间接寻址（intrasegment indirect addressing） （IP）新=EA=寄存器或存储单元的内容 寄存器：所有寄存器寻址方式可用的寄存器 存储单元：所有存储单元寻址方式均适用 例：JMP SI （IP）=（SI） JMP WORD PTR VAR或简写JMP VAR （DS）=1000H，VAR=2000H 存储单元的物理地址=（DS）*16+VAR=12000H （12000H）=1234H 则，（IP）新=1234H
4.寄存器间接寻址方式（register indirect addressing）
EA=基址（base） 或变址（ index） 基址寄存器有：BX，BP 变址寄存器有：SI，DI 注：默认段是数据段和堆栈段 （SI） 物理地址=（DS）*16+（BX） （DI） =（SS）*16+（BP）
第三章 8086 8088指令系统
SI 1200
+)
6000 0 1200 61200 AX 33 44
61200H 61201H
存储器 . . . 44H 33H 数 据 段
. . .
图 3-5 寄存器间接寻址示意图
3.2.5 寄存器相对寻址
寄存器相对寻址——操作数在存储器中。由指令指定的地址寄存器的内容加上指令中
给出的一个8位或16位的地址位移量，即可得操作数的偏移地址。
SI AX AX AX AX AX
3.2.8隐含寻址
隐含寻址—— 操作数隐含在操作码中,在有些指令的操作数中，不仅包含了操作的性质，
还隐含了部分操作数的地址。如乘法指令 MUL，在这条指令中只须指明乘数的地址，而被乘数 已经乘积的地址是隐含且固定的。这种将一个操作数隐含在指令码中的寻址方式就称为隐含
立即数操作数： 所谓立即数指具有固定数值的操作数，不因指令的执行而发生变化 。立即数操作 数只能用作源操作数，而不能用作目标操作数。
寄存器操作数：
8086CPU的8个通用寄存器和4个段寄存器可以作为指令中的寄存器操作数，寄存
器操作数在指令中既可以作为源操作数，也可以用作目标操作数。 存储器操作数： 参加运算的数据是存放在内存中。
两单元的内容送到AX中。假设DS=2000H,则所寻找的操作数的物理地址为： 2000H×10H+3102H = 23102H, 指令的执行情况如图3-3所示
存储器 . . .
MOV操作码
02H 31H AH AL 23102H 23103H
图 3-3 直接寻址方式
代 码 段
. . . ×× ×× . . . 数 据 段
请注意：使用基址—变址方式时，不允许将两个基址寄存器或两个变址寄存器组合
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。
003_微机原理-指令系统_2
MOV DS, AX
不影响标志位
3.3 指令系统—换码指令
指令书写格式： XLAT
指令执行的操作：
(AL)←((DS:BX+AL)) 查表操作，将BX指定的缓冲区中、AL指定的位移处的一个字节数 据取出赋给AL
指令说明
操作数隐含使用基地址寄存器BX与AL寄存器 换码指令执行前，在主存建立一个字节量表格，内含要转换的目 的码字，表格首地址存放于BX，AL存放相对表格首地址的位移量 换码指令执行后，指令将AL寄存器的内容转换为目标码字，因为 偏移量AL为8位，表格长度≤256字节 不影响标志位
数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算和移位指令 串操作指令
控制转移指令
处理器控制指令
3.3 指令系统-通用数据传送指令
指令书写格式： MOV dst, src
指令执行的操作：(dst)←(src) 指令说明
操作数类型：立即操作数，寄存器操作数，存储器操作数 立即操作数不能作为目的操作数DST 错误：MOV 30H, AL 两个操作数也不能同时为存储器操作数 错误： MOV [DI+100H], [SI+200H]
dst为目的操作数，操作数类型可为寄存器操 作数或存储器操作数 cnt为移位次数，可为立即数1，或由寄存器 CL指定 SHL、SHR和SAL指令影响标志位CF和OF， cnt=1时，SHL与SAL移位后的最高位和CF不 同，则OF=1；SHR，OF=移位前最高位 SAR指令影响标志位CF、OF、PF、SF、ZF， AF不确定；
; 测试AL中数据的奇、偶
3.3 指令系统-移位指令
逻辑左移指令： SHL dst, cnt 算术左移指令： SAL dst, cnt
计算机原理指令系统
I/O端口寻址
二. I/O端口寻址
操作数在I/O端口中时，必须通过累加器（AX或AL）实现对端口的访问 1. 直接端口寻址 — 指令直接提供8位端口的地址 例：IN AL, 63H ;AL(63H) 端口寻址时，地址不加[ ]，当端口地址可用一个字节来表示时,可使用 直接端口寻址 2. 间接端口寻址 — 由DX寄存器给出16位端口地址
例：MOV AX, [BX+1000H] ;AX BX+1000H 所指向的存储单元 内容
若BX = 2000H，则将数据段(3000H, 3001H）的内容传送给AX
指令也可书写为： MOV AX, 1000H[BX]
7. 基址变址寻址
操作数的有效地址由基址寄存器和变址寄存器的内容相加产生
例：MOV
8086指令介绍
第3.3节 8086指令介绍
8086 CPU共有133条指令，根据操作性质，可分为： ➢ 传输指令 ➢ 算术运算指令 ➢ 逻辑运算和移位指令 ➢ 串操作指令 ➢ 控制转移指令
※ 操作数的符号表示 ✓ DST：目的操作数 ✓ SRC：源操作数 ✓ TARGET：循环、转移和调用指令中的目的操作数
CPU内部操作数寻址
一. 数据寻址方式
1. 立即数寻址
指令中直接给出操作数，指令执行时可以立即得到，此时 把操作数又称作“立即数”
例：MOV AL,5 ;AL5
2. 寄存器寻址
操作数放在CPU内部的寄存器中，在指令中直接指出寄存 器的名字
例：INC CX ;将CX的内容加1
3. 隐含寻址
指令已经默认是对CPU中的某个寄存器操作
PUSH 1000 错误
➢ 操作：DST (SP+1, SP)，SP SP+2
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。
汇编语言 第三章 实方式指令寻址与指令系统
3.2实方式32位指令寻址
实地址方式32位指令寻址，指在32位的PC机上使
用16位的存储机制，执行32位的非保护方式及非虚拟
方式的指令，达到直接存取32位寄存器和32位存储器
操作数的目的。
3.3实方式指令系统
指令系统是一台机器所有指令的集合。 Pentium系列 机指令系统庞大、类型多样,约有300多条指令,其中包 括基本指令100多条。 具有支持多进程、多任务、虚 拟存储器和多媒体等功能的32位指令。
设DS=4000H， 1、MOV AX,[3020H] 2、VAR DW 86
MOV AX,VAR 3、SI=1800H, MOV AX,[SI] 4、COUNT DW 5,6,7,8 SI=06H MOV AX,COUNT[SI]
3.1.3数据寻址与数据结构的 关系
多种寻址方式能方便、灵活的存取操作数, 支持高级语 言的某些数据结构。
寄存器间接寻址例
例：MOV AX，[BX] 设BX=1200H
代
MOV
码
段
偏移地址
┇
1200H 22H
数
AH AL 11 22
11H
据
段
寄存器间接寻址
由寄存器间接给出操作数的偏移地址；
存放偏移地址的寄存器称为间址寄存器，它们是：BX， BP，SI，DI
操作数的段地址（数据处于哪个段）取决于选择哪一 个间址寄存器：
一、立即寻址
指令中的源操作数是立即数，即源操作数是参加操作 的数据本身
例：MOV AX，1200H
AH AL
MOV
00H
代
12H
码
┇
段
寄存器寻址(Register Addressing)
03.10 第三章 - 单片机指令系统(条件转移类指令LJMP、AJMP、SJMP、JMP、JZ、DJNZ、CJNE、RET、RETI)
09:42
单片机技术
12
第三章：MSC-51 单片机指令系统
3.10.2 - 条件转移类指令
❖ 理解条件的概念 ❖ 掌握JZ、JNZ的特点和用法 ❖ 掌握DJNZ的特点和用法 ❖ 掌握CJNE的特点和用法
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单片机技术
13
3.10.2 条件转移指令（JZ、DJNZ、CJNE）
❖ 1.判A转移指令（JZ、JNZ）
09:42
单片机技术
4
3.10 控制转移类指令 ❖ 控制转移类指令分类
▪ 无条件转移指令: 指执行此类指令，程序将无条件转移到目的地址
包括：LJMP 、AJMP 、SJMP 、JMP
Long（长-64KB）Absolutely（绝对-2KB）Short（短-256B）Jump（跳）
▪ 条件转移指令：
指程序需满足某种条件时，才转移到目的地址，否则顺 序执行下一条指令。
包括：JC、JB、JBC、JZ、DJNZ、CJNE
09:42
单片机技术
5
3.10.1 无条件转移指令（LJMP、AJMP、SJMP、JMP）
❖ 1.长转移指令（LJMP）
▪ 格式：LJMP addr16 ；PC =（PC）+ 3
；PC ← addr15～0 ▪ 范围：216B = 64KB，（0000H~FFFFH）
▪ 格式：JZ rel ；当A = 00H时转向rel，PC' =（PC）+ 2+rel ；否则顺序执行，PC' =（PC）+ 2
▪ 格式：JNZ rel ；当A ≠ 00H时转向rel，PC' =（PC）+2+rel ；否则顺序执行，PC' =（PC）+ 2
第三章 MCS-51单片机指令系统
位操作类指令(17条)
位操作指令实际就是布尔处理机的指令系统，这 为开关量控制提供了非常有效的手段。
位传送
位置位复位
位运算 位控制转移
位数据传送指令（2条）
MOV MOV
C , bit bit,C
例：片内RAM中（20H）=7FH，执行指令
MOV C,07H 则C=0
位置位复位指令（4条）
调用与返回指令组（4条）
长调用指令 绝对调用指令 子程序返回指令
LCALL addr16 ACALL addr11 RET
中断服务程序返回指令 RETI
空操作指令（1条）
NOP
例：把2000H开始的外部RAM单元中的数据送到3000H
开始的外部RAM单元中，数据个数存放在内部RAM 35H单元。
ANL(ORL,XRL) A , { #data ; direct ; @Ri ; Rn }
2. 直接地址单元与累加器A、立即数之间的逻辑操作（6条）
ANL(ORL,XRL) direct , { A ; #data }
清零与取反指令（2条）
清零： 取反：
CLR A CPL A
循环移位指令（4条）
2. 带进位加法指令（4条） ADDC A , { #data ; direct ; @Ri ; Rn }
3. 带借位减法指令（4条） SUBB A , { #data ; direct; @Ri ; Rn }
影响所有标志位状态
例: 执行指令 MOV A , #0C2H ADD A , #0A9H 对PSW相应状态位的影响如下 1 1 1
3.2 MCS-51指令分类介绍
共分5大类，111条指令。
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)
计算机原理 指令系统
第三章指令系统第一节指令基本格式及寻址方式一、指令及指令系统的概念1．指令指令是计算机硬件能够直接识别和执行的命令。
指令是计算机微操作的组合。
能够完成一定处理任务的指令序列就是计算机程序。
区别：计算机运行所需的指令及相关文档的集合称为软件。
2．指令系统一台计算机所能执行的所有指令的全体集合称为指令系统。
反而言之，不同计算机有不同的指令系统。
强调：指令系统属于计算机硬件范畴。
一个完整的指令系统应满足下面几个要求：（1）完备性：指用汇编语言编制各种程序时指令系统提供的指令足够用。
（2）有效性：指令尽其所能可能短，以便程序所占存储空间小、执行速度快。
（3）规整性：指令的长度是字节的整数倍。
对称性：所有寄存器和存储单元可以同等对待，指令可以使用各种寻址方式。
匀齐性：指令可以支持各种数据结构，编程时无需考虑数据类型。
一致性：指令的长度与数据的长度有一定的关系，以方便存取和处理。
（4）兼容性：在不同机器上能够不作修改地运行。
二、指令格式及分类1．指令格式指令包括操作码和地址码（操作数）。
操作码：表明该条指令操作的性质和功能。
地址码：表明参加操作的操作数地址和结果地址。
指令长度：是操作码的长度与地址码的长度之和。
指令的长度与字长没有固定关系，但一定是字节的整数倍。
操作码的长度，决定指令的种类（条数）。
地址码的长度，决定了指令的寻址空间（所能访问的最大存储空间）。
2．指令格式的分类根据指令中给出的操作数的个数可以将指令分为：零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令、多地址指令。
一条指令可以没有地址码，但必须要有操作码。
（ ）零地址指令中没有一个操作数地址，如停机指令（HALT）、空操作指令（NOP）。
三、寻址方式寻址方式包括：指令的寻址：确定本条指令的地址和下一条要执行指令的地址的方法。
（顺序寻址方式PC（程序计数器、指令指针寄存器）和跳跃寻址方式）操作数的寻址：找到操作数的方法。
操作数寻址方式有：1．立即数寻址：指令中直接给出操作数，通常用于给寄存器设置初始值，操作数在指令中，特点是寻址速度最快，缺点是灵活性最差。
单片机原理及接口技术第三章指令系统
包括数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
AVR指令集
以简洁、高效著称，具有丰富的算术和逻辑操作指令。
PIC指令集
采用精简指令集（RISC）结构，以高速、低功耗为特 点。
汇编语言基础
汇编语言概念
用助记符代替机器语言中的二进制代码，更易于理解和记忆 。
汇编语言与机器语言关系
汇编语言是机器语言的符号化表示，与机器语言一一对应。
06
指令系统应用与扩展
指令系统在嵌入式系统中的应用
控制程序流程
通过条件判断、循环、跳转等指令，实现程序流 程的控制。
数据处理
对数据进行算术运算、逻辑运算、移位等操作， 满足各种数据处理需求。
系统资源管理
通过指令系统对嵌入式系统的资源进行统一管理 和调度，如内存分配、中断处理等。
自定义指令实现特定功能
提高代码效率
针对特定应用场景，设计专用指令，可以显 著提高代码执行效率。
实现特殊功能
通过自定义指令，可以实现一些标准指令集 无法完成的特殊功能。
优化算法性能
针对某些特定算法，设计专用指令进行优化， 提高算法执行效率。
指令系统扩展方法
指令集扩展
在原有指令集基础上增加新的指令，以支持 更多功能或提高性能。
寻址方式
8051单片机提供七种寻址方式，包括寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址 、立即寻址、位寻址、相对寻址和变址寻址，使得编程更加灵活高效。
指令执行时间
8051单片机的指令执行时间通常为1-4个机器周期，部分复杂 指令可能需要更多时间，但总体来说，其执行速度较快。
PIC单片机指令系统简介
精简指令集
高级语言支持
AVR单片机指令系统针对高级语言进行优化，使得使用C语言等高 级语言编程时能够生成高效的代码。
AVR指令集
以简洁、高效著称，具有丰富的算术和逻辑操作指令。
PIC指令集
采用精简指令集（RISC）结构，以高速、低功耗为特 点。
汇编语言基础
汇编语言概念
用助记符代替机器语言中的二进制代码，更易于理解和记忆 。
汇编语言与机器语言关系
汇编语言是机器语言的符号化表示，与机器语言一一对应。
06
指令系统应用与扩展
指令系统在嵌入式系统中的应用
控制程序流程
通过条件判断、循环、跳转等指令，实现程序流 程的控制。
数据处理
对数据进行算术运算、逻辑运算、移位等操作， 满足各种数据处理需求。
系统资源管理
通过指令系统对嵌入式系统的资源进行统一管理 和调度，如内存分配、中断处理等。
自定义指令实现特定功能
提高代码效率
针对特定应用场景，设计专用指令，可以显 著提高代码执行效率。
实现特殊功能
通过自定义指令，可以实现一些标准指令集 无法完成的特殊功能。
优化算法性能
针对某些特定算法，设计专用指令进行优化， 提高算法执行效率。
指令系统扩展方法
指令集扩展
在原有指令集基础上增加新的指令，以支持 更多功能或提高性能。
寻址方式
8051单片机提供七种寻址方式，包括寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址 、立即寻址、位寻址、相对寻址和变址寻址，使得编程更加灵活高效。
指令执行时间
8051单片机的指令执行时间通常为1-4个机器周期，部分复杂 指令可能需要更多时间，但总体来说，其执行速度较快。
PIC单片机指令系统简介
精简指令集
高级语言支持
AVR单片机指令系统针对高级语言进行优化，使得使用C语言等高 级语言编程时能够生成高效的代码。
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什么是CPU？
CPU是“Central Processor Unit‖ （―中央处理器”）的缩写，又称为微处 理器，它是微型计算机的最关键部件， 微型计算机的升级实际上主要就是CPU 芯片的升级。
微型计算机发展经历
1971年 1971年 1974年 1979年 1982年 1989年 1993年 1995年 1997年 1999年 2000年
第一台微处理器和微型计算机在美国问世 Intel公司推出第一台微处理器Intel 4004 Intel 8008发展成Intel 8080 INTEL公司又推出8088芯片 Intel公司推出微处理器80286 Intel公司又推出80486CPU Intel公司推出了Pentium(或称P5 ) Pentium Pro问世 Pentium MMX问世 Intel公司推出Pentium III处理器 Intel公司更推出Pentium 4处理器
算术逻辑部件 微处理器
ROM ROM RAM RAM
控制器 寄存器组
存储器储器
微型计算机
微型计算机
I/O电路
并行接口 串行接口
定时/计数器等
地址总线 总线
微型计算机系统
数据总线
控制总线
微型计算机系统
软件
软件
系统软件 系统软件
应用软件 应用软件
I/O设备 电源电源
微型计算机系统结构示意图
第三节
1.
第二节
微型计算机系统的三个层次
一．计算机的构成 二．微处理器
（CPU） 三．微型计算机 四．微型计算机系统
（1）计算机的构成
计算机能自动地对数字化的信息进行算术、逻 辑运算，它能存储程序和各种数据。 第一台计算机的设计者冯· 诺依曼所奠定的现代 数字计算机结构的基本思想是： 采用二进制运算和存储程序的工作方式，即采 用二进制形式表示指令和数据，将它们存储在 计算机系统的存储器中，计算机运行时，自动、 连续地取出存放在存储器中的指令，并执行之， 完成程序给定的任务。
2013年8月1日3时11分
40
十六进制数
十六进制的特点： a.有十六个不同的数字符号0~9及A，B，C，D，E，F。 16称为其基数。 b.逢十六进一。
任意一个十六进制数可表示为：
1 0 n-1 n-1 n-2 n-2 N = K n-116 + Kn-2 16 + …… + K11 16 + K00 16 -1 -m
微型计算机中的存储器采 用半导体存储器。
13.I/O接口
4.总线
CPU通 过I/O接口控制 I/O设备。
所谓总线 ， 是 指将多个功能部件连 接起来，并传送信息 的公共通道，它能为 多个功能部件分时共 享；总线上能同时传 送二进制信息的位数 称为总线的宽度。
微型计算机的三总线
（1）．地址总线（Address
微型计算机的硬件结构图
CPU
地址总线（AB）
存储器
存储器 CPU
I/O接口
I/O接口
I/O设备
数据总线（DB） 控制总线（CB）
I/O设备
微型计算机的硬件结构简图
1.微处理器
2.存储器
存放程序和数据的器件，
CPU是微型计 算机的核心， 它具有运算和 控制功能，内 部含有算术逻 辑部件 （ALU）、控 制部件及寄存 器组。
Bus 缩写AB）
（2）．数据总线（Data
Bus 缩写DB） Bus 缩写CB）
（3）．控制总线（Control
（1）地址总线
用以传送地址信息，用来对I/O接口和存储器进 行寻址，地址总线的宽度决定了CPU能访问的 存储器的最大容量。 例如8086 CPU有20条地址总线，它能访问存储 器的容量是220=1M个字节；80486 CPU有32条 地址总线，它能访问存储器的容量是232=4G个 字节。地址总线是单向的，由CPU输出，指向 I/O接口及存储器。
电子管
晶体管
集成电路 超大规模集成电 路 智能化计算机
微型计算机的诞生
随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术 的发展，在一块芯片上可集成数千万个电子器 件，组成计算机的主要部件或大多数部件； 如中央处理器、输入/输出接口电路、存储器及 一些专用电路等都集成在一个电路芯片上，使 得计算机的体积大大缩小，这样便产生了微型 计算机。
根据冯· 诺依曼体制，计算机的硬件是由 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备五大部分组成。如图所示。
输入设备
数据
运算器
运算器
数据 控制信号
存储器
存储器
控制信号
数据 控制信号
输出设备
指 令
控制器
输出设备 控制信号控制器
计算机的基本结构
各部分简介
（1）运算器
进行算术逻辑运算的部件 （2）控制器 是计算机的控制中枢。 （3）存储器 此处指计算机的内存储器，简 称内存或主存，用于存放程序和数据。 （4）输入设备 用来向计算机输入程序和数 据的设备。 （5）输出设备 用于输出计算机的运算结果、 程序和数据的设备。
（2）数据总线
用以在CPU和I/O接口及存储器间传送数 据信息，数据线的宽度表示了CPU处理 数据的能力； 我们常说计算机的位数，就是指其数据 线的宽度。 数据总线是双向的，可由CPU输出，指向 I/O控制总线
用以传送CPU对其它部件的控制信息，不 同的CPU，其控制总线的位数不一样。 控制总线也是双向的，但大部分是单向 的，对于CPU而言，有的是输入方向，有 的是输出方向。
2. 3. 4. 5.
微型计算机系统的主要性能指标
6.
CPU的字长 CPU的时钟频率 主存储器容量 外存储器容量 外部设备配置 性能价格比
1．
CPU的字长 CPU的字长是指CPU 一次能并行处理的数 据的位数，它反映了 CPU的内部寄存器、 运算器和数据总线的 位数。显然，字长越 长，处理数据的精度 越高，处理速度也加 快，当然，制造成本 相应提高。
第一台计算机介绍
第一台计算机使用了
18000多个电于管 占地170m2 总重量为30吨 耗电140kw 运算速度为5000次加法/S、300次乘法/S。
计算机经历了 电子管 晶体管 集成电路（IC） 超大规模集成电路（VLSI） 发展阶段。 计算机的体积越来越小， 功能越来越强，价格越来 越低，应用越来越广泛。 目前正朝智能化计算机方 向发展。
信息流
1，数据（原始数据、中间结果、最终结果、
程序等） 过程：输入设备 运算器 存储器 存储器 运算器 输出设备
控制信号（命令）： 命令 存储器 控制器
（译码）
运算器 I/O设备 存储器
主机与外设
运算器、控制器和内存储器在一起 称为主机；输入设备和输出设备统称为 外设，又称I/O设备，输入/输出接口也 为称I/O接口。
2．
CPU的时钟频率 也称CPU的主频。 CPU按照严格的时序 工作，每个时钟周期 完成给定的操作，因 此主频越高，CPU的 工作节律也越高，处 理数据的速度也越快。
主存储器容量 主存储器又称内存， 它是CPU能直接访问 的存储器。所有的程 序和数据只有从外存 储器调入主存储器中 才能被CPU执行和处 理。
+ K-116 + ……+ K-m16
= Ki 16
i=n-1
-m
i
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计数制转换
二进制
十进制
计数制转换
二进制
2013年8月1日3时11分
十六进制
42
二进制与十进制
二进制转换为十进制 法则：按权展开求和 例：11111111B
11111111B=1*27 +1*26 + 1* 25 + 1* 24 + 1* 23 + 1* 22 +1* +21 + 1* 20 =28 - 1= 256 - 1= 255D
性能价格比 人们选择微型计算 机系统时，希望其 性能较高，而价格 较低，此比值越大 越好，这是人们对 经济指标的选择。
6.
第一章 计算机基础知识
进位计数制
数制之间的转换
码制 运算方法
数字代码与字符代码
2013年8月1日3时11分
35
运算基础 为了讨论计算机中数的表示及运算我们将引入
进位计数制 数字代码
微型计算机系统
微型计算机系统由硬件和软件两大部分 组成，硬件即由上述CPU、存储器、I/O 接口，再配以I/O设备、电源等组成； 软件泛指计算机中的程序和数据，是计 算机系统的重要组成部分，软件大致包 括管理、调度、维护系统的系统程序和 为解决各类问题所编写的应用程序。
微型计算机系统的构成图
工作过程
人们将程序及数据由输入设备输入到计 算机的存储器中存储起来。 计算机处理后的中间结果和最终结果也 存储在存储器中。 在控制器的控制下，指令被从存储器中 取出，在控制器中进行译码，分析该指 令要求计算机作何种操作，然后发出控 制信号，控制存储器、运算器、输入设 备、输出设备等部件有条不紊地工作。
内容安排
绪论 运算基础 CPU结构 指令系统 汇编语言程序设计 存储器 输入与输出 中断系统 可编程接口
第一节 微处理器与微型计算机的发展史
计算机是20世纪最伟大的发明之一，自 1946年第一台电子计算机ENIAC在美国 诞生以来，在短短的50多年的时间里， 其理论和技术飞速地发展着。 对世界经济和科学技术的发展起着巨大 的推动作用，乃至改变着人们的生活方 式和行为方式。