单元3 MCS-51单片机指令系统(1)

单元3 MCS-51单片机指令系统(1)

单元三 MCS-51单片机指令系统

一、学习目标与要求

1、了解MCS-51单片机的寻址方式、指令结构及指令长度、指令周期等概念。

2、了

解MCS-51单片机指令系统结构。 3、掌握常用指令的功能及指令操作方式。

4、能应用MCS-51单片机常用指令进行简单程序编写。

5、能解决简单应用课题程序

设计。二、本章重点内容 1、指令寻址方式

直接寻址、立即寻址、寄存器寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址。 2、

指令系统（1）数据传送指令（2）算术运算指令（3）逻辑运算指令（4）转移指令（5）位指令

三、本章内容的前后联系 1、本章内容与前面内容的联系

单片机的指令执行过程同单片机的内部结构密切相关，他包括：单片机存储器空间、

端口结构、程序状态字（PSW）、程序存储器中的常数表格等等。 2、与后面章节联系

指令是构成程序的基础，所以，必须注意掌握每一条指令的功能与使用特点，为后面

汇编语言程序设计打好基础。四、学习方法指导：

学习单片机指令系统要注意对指令功能及操作的理解，常用指令要在较短的时间内采

取强化记忆的方式背记下来，同时，通过编写应用程序熟练掌握指令的应用环境。 1、对

指令功能的理解以及常用与不常用指令

（1）数据传送指令中大部份指令的功能较为简单容易理解，难点是对查表指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC的理解，其中MOV A@A+DPTR是常用指令，它允许将常数表

格存放在程序存储器内的任何位置，查表时只需将表的首地址赋1台数据指针DPTR（即DPTR指向表首地址），而A中的值是表内偏移地十，指令将程序存储器中（A+DPTR）单元中的内容传送到累加器A（即查表）。而MOVC A@A+PC指令形成的查表地址是（A）+（PC），其中程序计数器PC为该MOVC指令的下一条指令的地址（即所谓当前的PC值），往往要计

算当前PC值与表首地址的距离，将该距离加到累加器A中去，所以用MOVC，A@A+PC

指令查表ee较麻烦，故该指令不是常用指令，半字节交换（XCHD）指令是常用指令，而

累加器A高4位与低4位数据交换指令（SWAP指令）是常用指令。

（2）算术运送指令大多是常用指令，功能简明确，大多数指令以累加A为第一操作数，运算结果保存在累加A中，同一种运算的指令，第二操作数的来源于以来自不同的存

储空间，也可以是相同的存储空间，但采用不同的寻址方式，例如将累加器A中的内容与

片内RAM中50H单元的内容相加。

第二操作数采用直接寻址：ADD A：50H 第二操作数采用寄存器间接寻址：MOV R0，

#50H ADD A，@R0

MCS-51单片机指令系统中只有带进位的减法指令，应用时要根据实际情况确定是否对进位标志清零。使用乘除法指令时，应注意每操作（被乘数或被除数）与第二操作数（乘

数或除数）的存储位置以及运算结果的存储位置。

（3）逻辑运算指令大多也是功能简单常用指令，移位指令的作有征收数字电子技术

中移位寄存器的作用类似，每次将累加器A中的内容左移（或右移）一位，数值上相当于

将原数乘以2（或除以2）。

（4）控制转移指令是系统学习的难点之一，它难在条件转移指令中对转移条件的理解，它即要判断条件是否满足，又要确定程序是否转移。其实掌握这类指令并不难，简言

之“满足条件则转移，不满足条件则执行下一条指令”。无条件转移指令容易理解，但要

注意转移范围分别是-127B~+128B（短转移）或±2KB范围（相对转移）或64KB范围（长

转移）。子程序调用与返回指令操作与堆拽操作有一定关系，要注意出入拽顺序。

（5）位操作指令是MCS-51单片机的特色，由于可以按位操作，方便了程序设计。位

操作指令中的条件转移指令是短转移指令（-127~+128B范围），而且都是以条件位的状态作转移条件的。五、典型例题分析

【例题3.1 】 0.2秒软件延时程序，设单片机振荡频率为12MHz。 TIME：MOV R6，#200 TIME1：MOV R7，#200 TIME2：NOP NOP NOP

DJNZ R7，TIME22 DJNZ R6，TIME1 RET

N R7-1=0？ Y R6-1=0？ Y 返回内循环外循环开始200→R6 200→R7 分析：1、

该程序流程图如图1所示

2、由三条NOP指令和DJNZR7，TIME2 指令构成内循环，内循环次数为200次（R7

从200减到等于0），延时时间为5个机器周期×200=1000机器周期，因fosc=12MHz，一个机器周期TC=1/(fosc/12)=1us，因此延时时间为1ms。

3、外循环次数同样为200次，因此总延时时间为

f=200×[(5×200)+2+1]=202100us≈200ms=0.2s

4、采用三条NOP指令是为了方便延时时间的计算。

【例题3.2】在程序存储器中从而2000H单元开始依次存放置0~9的平方值：0、1、4、9、?、81，要求依据累加器A中的值（0~9）来查找所对应的平方值，分析下述程序的

结果。

MOV DPTR，#2000H MOV A，#09H MOVC A，@A+DPTR

执行结果：（DPTR）=2000H，（A）=81H。

这里根据累加器A中的值（0~9），利用查表指令来查找所对应的平方值。【例题

3.3】对BCD码加法65+58 =123（BDH）进行十进制调整。

解：高R5（高）、R4（低）为被加数；高R3（高）、R2（低）为加数；相加和的结

果存和：高R6（万）、R5（千、百）、R4（十、个）。参考程序如下：

MOV A,R4 ;被加数十位?个位送入A ADD A,R2 ;十位?个位相加 DA A ;和的十位?个位调整 MOV R4,A ;和的十位?个位存入R4 MOV

A,R5 ;被加数千位?百位送入A ADDC A,R3 ;千位?百位的和加低位进位 DA A ;和的千位?百位调整 MOV R5,A ;和的千位?百位存入R5 MOV A,#00H ; A清零 ADDC A,#00H ;求和的万位值 MOV R6,A ;和的万位存入R6

若程序执行前：（R5）=（98H）BCD，（R4）=（76H）BCD，（R3）=（54H）BCD，

（R2）=（32H）BCD，则执行后：（R6）=（01H）BCD，（R5）=（53H）BCD，（R4）=

（08H）BCD六、自我检查题

1、试确定下列程序运行后，累加器A，寄存器B，20H单元中的内容多少秒。

MOV 20H，#20H MOV A，20H MOV B，A MOV A，#40H DIV AB

2、MCS一51系列单片机的寻址方式有哪几种?分析各种寻址方式的访问对象与寻址范围。

3、要访问片内RAM，有哪几种寻址方式? 要访问片外RAM，有哪几种寻址方式? 要

访问ROM，有哪几种寻址方式?

4、请选用指令，分别达到下列操作： (1)将累加器内容送工作寄存器R。。

(2)将累加器内容送片内RAM的7BH单元。 (3)将累加器内容送片外RAM的7BH单元。

(4)将累加器内容送片外RAM的007BH单元。 (5)将ROM007BH单元内容送累加器。

5、请写出下列各指令的机器码与执行下列指令后的结果(指各有关寄存器、RAM单元

与端口的内容)。 MOV 05H，#55H MOV 30H，#05H MOV R0，#30H MOV A，@R0 MOV R1，A MOV B，@Rl MOV @R0，P1 MOV P3，P1 MOV 10H，#20H MOV 30H，10H

6、已知：(A)=35H，(R0)=6FH，(n)=FCH，(SP)=30H，试分别写出下列指令执行的结

果： (1)MOV R6，A (2)MOV @R0，A (3)MOV A，#90H (4) MOV 80H，#81H

(5)MOVX @R0，A (6)PUSH A (7)SWAP A

(8)XCH A，R0