单片微型计算机原理与接口技术 髙锋 课后答案第3章

第3章【单片机的指令系统】

思考与练习题解析

【3—1】什么是指令及指令系统?

【答】控制单片机进行某种操作的命令称为“指令”。单片机就是根据指令来指挥和控制

单片机各部分协调工作。指令由二进制代码表示，指令通常包括操作码和操作数两部分：操作码规定操作的类型，操作数给出参加操作的数或存放数的地址。

所有指令的集合称为“指令系统”。80C51单片机的指令系统专用于80C51系列单片机，

是一个具有255种操作码(OOH～FFH，除A5H外)的集合。

【3—2】80C51单片机的指令系统具有哪些特点?

【答】80C51单片机的指令系统容易理解和阅读。只要熟记代表33种功能的42种助记即可。有的功能如数据传送，可以有几种助记符，如MOV、MOVc、MOVX。而指令功能助

记符与操作数各种寻址方式的结合，共构造出111种指令，而同一种指令所对应的操作码可以多至8种(如指令中Rn对应寄存器R0～R7)。

80C51单片机的指令系统具有较强的控制操作类指令，容易实现“面向控制”的功能；具有位操作类指令，有较强的布尔变量处理能力。

【3—3】简述80C51指令的分类和格式。

【答】80C51的指令系统共有111条指令，按其功能可分为5大类：数据传送类指令(28条)、算术运算类指令(24条)、逻辑运算类指令(25条)、控制转移类指令(17条)和布尔操作(位)类指令(17条)。

指令的表示方法称之为“指令格式”，其内容包括指令的长度和指令内部信息的安排等。在80C51系列的指令系统中，有单字节、双字节和三字节等不同长度的指令。

·单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中。

·双字节指令：包括两个字节。其中一个字节为操作码，另一个字节是操作数。

·三字节指令：操作码占一个字节，操作数占两个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。

【3—4】简述80C51的指令寻址方式，并举例说明。

【答】执行任何一条指令都需要使用操作数，寻址方式就是在指令中给出的寻找操作数或操作数所在地址的方法。

80C5l系列单片机的指令系统中共有以下7种寻址方式。

①立即寻址。在指令中直接给出操作数。出现在指令中的操作数称为“立即数”，为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，在立即数前面必须加上前缀“#”。

例如：MOV DPTR，#1234H ；1234H为立即数，直接送DPTR

②直接寻址。在指令中直接给出操作数单元的地址。

例如：MOV A，55H ；55H是操作数单元的地址，55H单元内的数据才是操作数，取出后送累加器A

③寄存器寻址。在指令中将指定寄存器的内容作为操作数。因此，指定了寄存器就能得

到操作数。寄存器寻址方式中，用符号名称来表示寄存器。

例如：INC R7 ；R7的内容为操作数，加1后再送回R7

④寄存器间接寻址。在指令中给出的寄存器内容是操作数的地址，从该地址中取出的才

是操作数。可以看出，在寄存器寻址方式中，寄存器中存放的是操作数；而在寄存器间接寻址

方式中，寄存器中存放的则是操作数的地址。

寄存器间接寻址须以寄存器符号名称的形式表示。为了区别寄存器寻址和寄存器间接寻

址，在寄存器间接寻址中，应在寄存器的名称前面加前缀“@”。

例如：ORL A．@Ro；当R0寄存器的内容是60H时，该指令功能是以RO寄存器的内容60H为地址，将60H地址单元的内容与累加器A中的数相“或”，其结果仍存放在A中。

⑤相对寻址。在指令中给出的操作数为程序转移的偏移量。相对寻址方式是为实现程序的相对转移而设立的，为相对转移指令所采用。

在相对转移指令中，给出地址偏移量(在80C51系列单片机的指令系统中，以“rel”表示，为8位带符号数)，把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。而PC的当前值是指执行完转移指令后的PC值，即转移指令的PC值加上转移指令的字节数。转移的目的地址可用如下公式表示：

目的地址=(转移指令所在地址+转移指令字节数)+rel

例如：SJMP 80H ；80H为程序转移的偏移量，即一128。当前PC值减去128后即为转移地址

⑥变址寻址。以DPTR或PC作基址寄存器，累加器A作变址寄存器，以两者内容相加形成的16位程序存储器地址作为操作数地址。又称“基址寄存器+变址寄存器间接寻址”。变址寻址方式只能对程序存储器进行寻址。

例如：MOVC A，@A+DPTR ；功能是把DPTR和A的内容相加，所得到的程序存储器地址单元的内容送A

⑦位寻址。80C51系列单片机有位处理功能，可以对数据位进行操作，因此，就有相应的位寻址方式。位寻址的寻址范围：

●片内RAM中的位寻址区。

·可位寻址的特殊功能寄存器位。

例如：MOV c，80H ；功能是把位寻址区的80H位(即P0．0)状态送累加位C

【3—5】访问特殊功能寄存器SFR，可使用哪些寻址方式?

【答】访问特殊功能寄存器SFR的惟一寻址方式是直接寻址方式。这时除了可以单元地址形式(如90H)给出外，还可以寄存器符号形式(如P1)给出。虽然特殊功能寄存器可以使用寄存器符号标志，但在指令代码中还是按地址进行编码的。

【3—6】若访问外部RAM单元，可使用哪些寻址方式?

【答】访问外部RAM单元的惟一寻址方式是寄存器间接寻址方式。片外RAM的64 KB单元，使用DPTR作为间址寄存器，其形式为@DPTR，例如“MOVX A，@DPTR”的功能是把DPTR指定的片外RAM单元的内容送累加器A。

片外RAM低256个单元，除了可使用DPTR作为间址寄存器外，也可使用：R0或R1作间址寄存器。例如“MOVX A，@R0'’即把R0指定的片外RAM单元的内容送累加器A。

【3—7】若访问内部RAM单元，可使用哪些寻址方式?

【答】片内RAM的低128单元可以使用寄存器间接寻址方式，但只能采用R0或R1为间址寄存器，其形式为@Ri(i=0，1)。

片内RAM的低128单元可以使用直接寻址方式，在指令中直接以单元地址形式给出。

片内RAM的低128单元中的20H～2FH有128个可寻址位，还可以使用位寻址方式，对这128个位的寻址使用直接位地址表示。

【3—8】若访问程序存储器，可使用哪些寻址方式?

【答】访问程序存储器可使用的寻址方式有立即寻址方式、变址寻址方式和相对寻址方式三种。立即寻址是指在指令中直接给出操作数。变址寻址方式只能对程序存储器进行寻址，或者说这是专门针对程序存储器的寻址方式。相对寻址方式是为实现程序的相对转移而设立的。这三种寻址方式所得到的操作数或操作数地址都在程序存储器中。

【3—9】MOV、MOVC、MOⅥ(指令有什么区别?分别用于哪些场合?为什么?

【答】MOV指令用于对内部RAM的访问。MOVC指令用于对程序存储器的访问，从程序存储器中读取数据(如表格、常数等)。MOVX指令采用间接寻址方式访问外部数据存储器．有Ri和DPTR两种间接寻址方式。执行MOVX指令时，在P3．7引脚上输出RD有效信号．或在P3．6引脚上输出