第二章 单片机指令系统PPT课件
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单片机指令系统ppt课件
加减指令
操作
操作数
Rn @Ri direct #data A
ADD *
*
*
*
X
ADDC *
*
*
*
X
SUBB *
*
*
*
X
INC *
*
*
X
*
DEC *
*
*
X
*
其他算术运算指令
16位寄存器加一指令 INC DPTR
十进制调整指令
DA A
乘法指令 MUL AB
(A) X (B) = BA
Cy = 0
若乘积>0FFH 则 OV=1
A #data
ANL *
*
ORL *
*
XRL *
*
控制转移类指令
控制转移类指令有17条,分为:
无条件转移指令 判零转移指令 比较转移指令 循环转移指令 调用返回指令
无条件转移指令
短转移指令 AJMP addr11
PC高5位与指令中给出的11位地址相加，可在2K 范围内转移
长转移指令 LJMP addr16
例: MOV 90H,A
MOV P1,A
寄存器寻址方式
寄存器寻址方式指令中给出寄存器编号 寄存器编号为 R0 -- R7 其对应单元位置由 RS1、RS0 决定 例
INC R0 ADD A,R2
寄存器间接寻址方式
寄存器间接寻址在指令中给出存放操作数 地址的寄存器 可用于间接寻址方式的寄存器有
R0、R1 用于寻址内部128字节RAM DPTR 用于寻址外扩数据存储器（ R0、R1）
寻址外扩数据存储器,只能用寄存器间接寻 址方式 例： MOV A,@R0 MOVX @DPTR,A
《单片机指令系统》课件
感谢观看
指令系统对单片机性能的影响
运算能力
不同的指令系统支持不同的运算操作，直接影响单片机的数据处理能力。
控制能力
指令系统中的控制指令决定了单片机的行为控制能力。
扩展性
丰富的指令集为单片机提供了更多的功能扩展可能性。
兼容性
不同厂商的单片机指令系统可能存在差异，影响软件兼容性。单片机指令Fra bibliotek统的实际应用案例
03
逻辑运算指令
用于执行逻辑运算，如与、或、非等 ，如AND、OR、XOR等。
特殊功能指令
针对特定硬件模块的功能实现，如定 时器、中断控制器等，如SET、CLR等 。
05
04
控制流程指令
用于控制程序的执行流程，如条件分 支、循环等，如JMP、CALL、RET等 。
02
CATALOGUE
单片机指令系统详解
数据传送类指令
01
数据传送类指令用于在单片机内部或外部存储器之间传送数据 。
02
指令包括MOV、MOVX、MOVC等，用于将数据从一个地址源
复制到另一个地址目标。
这些指令在单片机编程中非常常用，用于初始化变量、数据传
03
递和存储等操作。
算术运算类指令
1
算术运算类指令用于执行加、减、乘、除等算术 运算。
智能家居控制
通过优化指令系统，实现快速的数据处理和控制功能，提升智能家居 设备的响应速度和稳定性。
工业自动化
在工业控制系统中，高效的指令系统能够提高设备的实时性能和稳定 性。
物联网设备
在物联网设备中，单片机指令系统的优化能够提升设备的能效和响应 速度，满足大规模网络的需求。
医疗电子设备
在医疗电子领域，如监护仪、治疗仪等设备中，单片机指令系统的优 化能够提升设备的准确性和可靠性，保障患者的安全。
指令系统对单片机性能的影响
运算能力
不同的指令系统支持不同的运算操作，直接影响单片机的数据处理能力。
控制能力
指令系统中的控制指令决定了单片机的行为控制能力。
扩展性
丰富的指令集为单片机提供了更多的功能扩展可能性。
兼容性
不同厂商的单片机指令系统可能存在差异，影响软件兼容性。单片机指令Fra bibliotek统的实际应用案例
03
逻辑运算指令
用于执行逻辑运算，如与、或、非等 ，如AND、OR、XOR等。
特殊功能指令
针对特定硬件模块的功能实现，如定 时器、中断控制器等，如SET、CLR等 。
05
04
控制流程指令
用于控制程序的执行流程，如条件分 支、循环等，如JMP、CALL、RET等 。
02
CATALOGUE
单片机指令系统详解
数据传送类指令
01
数据传送类指令用于在单片机内部或外部存储器之间传送数据 。
02
指令包括MOV、MOVX、MOVC等，用于将数据从一个地址源
复制到另一个地址目标。
这些指令在单片机编程中非常常用，用于初始化变量、数据传
03
递和存储等操作。
算术运算类指令
1
算术运算类指令用于执行加、减、乘、除等算术 运算。
智能家居控制
通过优化指令系统，实现快速的数据处理和控制功能，提升智能家居 设备的响应速度和稳定性。
工业自动化
在工业控制系统中，高效的指令系统能够提高设备的实时性能和稳定 性。
物联网设备
在物联网设备中，单片机指令系统的优化能够提升设备的能效和响应 速度，满足大规模网络的需求。
医疗电子设备
在医疗电子领域，如监护仪、治疗仪等设备中，单片机指令系统的优 化能够提升设备的准确性和可靠性，保障患者的安全。
单片机课件-指令系统
位操作类指令
位操作指令用于对单片机的位级 数据进行操作，如位清除、位设
置、位翻转等。
包括CLR、SETB、CPL等指令， 用于对特定位进行操作，实现位
标志的管理和位级控制。
位操作指令在程序中常用于位字 段访问、位状态检测和位控制等 操作，提高了程序对底层硬件的
控制能力。
03 单片机指令系统的应用
算术运算类指令
算术运算指令用于执行加、减、 乘、除等算术运算。
包括ADD、SUB、MUL、DIV 等指令，用于对两个操作数进行 算术运算，并将结果存储在目标
寄存器中。
这些指令在程序中用于实现各种 数学运算和数据处理功能。
逻辑运算类指令
逻辑运算指令用于执行逻辑与、或、 非等逻辑运算。
这些指令常用于位操作和位屏蔽，以 及对数据进行逻辑处理和条件测试。
指令系统的功能
实现算术和逻辑运算
数据传输和处理
指令系统提供了算术运算指令和逻辑 运算指令，可以实现加、减、乘、除、 逻辑与、逻辑或等基本运算。
数据传输指令可以将数据从内存中读 取或写入，而数据处理指令可以对数 据进行处理，如移位、比较等。
控制程序流程
通过控制指令，可以实现对程序流程 的控制，如跳转、循环、子程序调用 等。
02
分析不同指令系统对应用开发的 影响，选择适合特定应用的单片 机型号。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
性能评估
通过评估指令系统的执行速度、功耗 、代码大小等因素，对指令系统的性 能进行综合评价。
性能优化
通过优化指令系统设计，提高单片机 的执行速度、降低功耗、减小代码大 小等。例如，优化指令流水线设计、 采用更高效的寻址模式等。
单片机-指令系统.ppt课件
汇编语言程序的每一条语句都与计算机的某一条指令对应，所以必需熟悉指令系统。指令=操作码+操作数操作码——表示了该指令所能执行的操作功能。操作数——表示参加操作的数的本身或操作数所在的地址。MCS-51指令格式：[标号： ] 操作码助记符 [第一操作数] [，第二操作数] [；注释]2023/10/10 2
指令系统简介什么是程序？令完成某项特定任务的指令的集合。令计算机按程序一条一条地依次执行指令，从而完成指定任务。要让计算机完成各项任务，就应设计各种程序。
2023/10/10 1
主要内容令 寻址方式令 数据传送与交换指令令 算术和逻辑运算指令令 控制转移指令令 位操作指令22
2023/10/14
片外程序存储器ROMEPROM
特殊功能 寄存器SFR
片内RAM128字节
片外数据存储器RAM
数据传送与交换指令
MOVPUSH POP XCH XCHD
2023/10/14 23
2023/10/14 14
此例中，20H就当成是那本书；30H就当成是甲抽屉；R0就当成是乙抽屉，执行的结果就是将20H这个立即 数装入A中。期间也经历了两次寻址，即间接寻址。 R0，R1，DPTR，当寻址外部数据存储器时，用P2提供高位地址2023/10/14 12
教材中：相对寻址如： SJMP 08HPC+02H+08H －> 本指令后的PC如此说： rel偏移量应为08H这是错误的！
2023/10/14 17
相对寻址“李同学20岁，张同学比李同学大3岁，问张同 学多少岁？”这就是一个相对寻年龄的问题，而相对寻址与此类似。
2023/10/14 15
2023/10/14
寄存器间接寻址
变址寻址
指令系统简介什么是程序？令完成某项特定任务的指令的集合。令计算机按程序一条一条地依次执行指令，从而完成指定任务。要让计算机完成各项任务，就应设计各种程序。
2023/10/10 1
主要内容令 寻址方式令 数据传送与交换指令令 算术和逻辑运算指令令 控制转移指令令 位操作指令22
2023/10/14
片外程序存储器ROMEPROM
特殊功能 寄存器SFR
片内RAM128字节
片外数据存储器RAM
数据传送与交换指令
MOVPUSH POP XCH XCHD
2023/10/14 23
2023/10/14 14
此例中，20H就当成是那本书；30H就当成是甲抽屉；R0就当成是乙抽屉，执行的结果就是将20H这个立即 数装入A中。期间也经历了两次寻址，即间接寻址。 R0，R1，DPTR，当寻址外部数据存储器时，用P2提供高位地址2023/10/14 12
教材中：相对寻址如： SJMP 08HPC+02H+08H －> 本指令后的PC如此说： rel偏移量应为08H这是错误的！
2023/10/14 17
相对寻址“李同学20岁，张同学比李同学大3岁，问张同 学多少岁？”这就是一个相对寻年龄的问题，而相对寻址与此类似。
2023/10/14 15
2023/10/14
寄存器间接寻址
变址寻址
第二章 单片机指令系统PPT课件
传送指令传送指令内部内部ramram和和sfrsfr间的传送指令间的传送指令外部存储器数据程序和外部存储器数据程序和aa之间的传送指令之间的传送指令堆栈操作指令堆栈操作指令交换指令交换指令字节交换字节交换xchxch低半字节交换低半字节交换xchdxchdaa的高低半字节交换的高低半字节交换swapswap221221传送指令传送指令11内部内部ramram和和sfrsfr间的传送指令间的传送指令movmov1616条寻址方式
程序存储器：@A+PC，@A+DPTR 程序存储器256字节范围内：PC+偏移量
位寻址
片内RAM的位寻址区（20H~2FH字节地址）
某些可位寻址的SFR
27
指令的分类
MCS-51单片机的指令如果按功能划分可以分为五 类： 数据传送类指令 算术运算指令 逻辑运算和循环移位指令 控制转移类指令 位操作指令
含有操作数寄存器名称的单字节指令：
如：MOV A，R0
11101000B
MOV A，R1
11101001B
【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。
4
➢ 双字节指令
指令的操作码和操作数各占一个字节。 如：
MOV A,#data
01110100B data
很明显：8位的操作数本身占据一个字节。
13
3.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。
MOV A, R7 ；将寄存器R7中的内容送累加器A中。
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。
MOV A，Rn
1 1 1 0 1 r r r E8H～EFH
程序存储器：@A+PC，@A+DPTR 程序存储器256字节范围内：PC+偏移量
位寻址
片内RAM的位寻址区（20H~2FH字节地址）
某些可位寻址的SFR
27
指令的分类
MCS-51单片机的指令如果按功能划分可以分为五 类： 数据传送类指令 算术运算指令 逻辑运算和循环移位指令 控制转移类指令 位操作指令
含有操作数寄存器名称的单字节指令：
如：MOV A，R0
11101000B
MOV A，R1
11101001B
【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。
4
➢ 双字节指令
指令的操作码和操作数各占一个字节。 如：
MOV A,#data
01110100B data
很明显：8位的操作数本身占据一个字节。
13
3.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。
MOV A, R7 ；将寄存器R7中的内容送累加器A中。
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。
MOV A，Rn
1 1 1 0 1 r r r E8H～EFH
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这里30H是操作数在RAM中的地址。
程序ROM
累加器A
数据RAM
n
OP
n+1
30H
30H 操作数x
直接寻址示意图
注意：MOV A,#30H 与 MOV A,30H 两者的区别。 12
直接寻址可以访问的范围 ➢特殊功能寄存器。这部分存储单元既可以用单元地址（如 90H）给出，也可以用寄存器符号的形式给出（如P1）。 ➢内部数据存储器（RAM）的低128字节单元（00H~7FH）。
ROM n 74H n+1 30H
累加器A
DPTR
ROM
低
90H
20H
00H 高
MOV A,#30H 指令执行流程
MOV DPTR,#2000H指令的存储和执行
立即数由程序存储器提供，作为指令的一部分，由PC存取。
11
2.直接寻址
指令本身含有操作数的地址。即指令直接给出了操 作数的地址。
MOV A,30H ;将RAM30H单元内容送累加器
2、指令周期数 单周期；双周期；四周期指令(按周期分类)
故MCS-51的111条指令,可以分为六种基本的时序:
1,单字节单周期指令; 2,单字节双周期指令; 3,单字节四周期指令;
4,双字节单周期指令; 5,双字节双周期指令; 6,三字节双周期指令.
7
2.1 寻址方式
指令中操作数的提供方式。
1、立即寻址
程序存储器
n 01110100 n+1 data
mov a,#data
双字节指令在程序存储器的存放示意图
5
➢ 三字节指令
指令中的操作数为双字节。如：
MOV DPTR,#data16 1001000B,data15-8,data7-0
或者：指令中分别包含1个字节的操作数和1个字节的操作 数地址。如：
含有操作数寄存器名称的单字节指令：
如：MOV A，R0
11101000B
MOV A，R1
11101001B
【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。
4
➢ 双字节指令
指令的操作码和操作数各占一个字节。 如：
MOV A,#data
01110100B data
很明显：8位的操作数本身占据一个字节。
C：进位标志位，或布尔位处理的累加器，称为位累 加器。
@：在间接寻址方式中，表示间址寄存器的前缀标志。
$：本条指令的起始地址。
10
1.立即寻址
指令本身直接含有所需要的8位或16位的操作数。
将此数称为“立即数”（使用#标明）。
MOV A, #30H
；将（8位）立即数送累加器A
MOV DPTR, #2000H ；16位立即数送DPTR积存器
MOV A，#20H
2、直接寻址
MOV 寄存器间址
MOV A ，@R0
5、变址寻址
MOVC A, @A+DPTR
6、相对寻址
JZ 20H
7、位寻址
MOV C，20H
8
指令中的常用符号
Rn：n=(0～7），当前工作寄存器R0~R7中的一个； Ri：i=(0、1），R0和R1寄存器中的一个； dir ：8位直接字节地址（片内RAM和SFR地址）， 对SFR而言，既可使用它的物理地址，也可直接使用 它的名字； #data：8位立即数，取值范围是00H~0FFH； #data16 ：16位立即数，取值范围0000H~0FFFFH； addr16：16位地址，可寻址64KB地址空间的任何单 元，限于LCALL和LJMP指令中使用。
MOV direct,#data 举例：MOV 20H,#0FFH
10010000 data15-8 data8-0
MOV direct,#data MOV dptr,#data16
OP (75H) direct (20H) data (FFH)
三字节指令在存储器中存放的方式示意图
6
在MCS-51单片机的指令系统中有： 单字节；双字节；三字节指令(按字节分类)
操作码 寄存器代码
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
14
寄存器寻址方式的寻址范围 ➢4个工作寄存器组，共32个通用寄存器（在指令中只 能使用当前寄存器组）。当前寄存器组的选择是通过 对PSW中的RS1和RS0设置来实现。 ➢部分特殊功能寄存器。如A，B，DPTR。
2
指令 指挥计算机操作的命令。
指令系统 能为CPU识别并执行的指令的集合。
指令格式
操作码
操作数或操作数地址
OP
DATA 或 ADDRESS
举例：MOV A,#0FFH
ADD A,R0
[符号地址：] 操作码 [操作数1[，操作数2]…] [;注释]
如： MAIN: MOV A, #10H ;(A) = 10H
13
3.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。
MOV A, R7 ；将寄存器R7中的内容送累加器A中。
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。
MOV A，Rn
1 1 1 0 1 r r r E8H～EFH
第二章 51系列单片机指令系统
内容提要
寻址方式 数据传送与交换指令 算术运算、逻辑运算指令 控制转移指令 位操作指令
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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9
addr11：11位地址。提供0~10共11位地址，而高5位 地址码不变，可寻址2KB地址空间的任何单元，只限 于在ACALL和AJMP指令中使用。
rel：带符号的8位二进制码偏移量，一般以二进制补 码形式表示。在相对转移指令中使用。
bit：位地址。表示直接位寻址的内部RAM或可位寻 址区的特殊功能寄存器的位地址。
15
4.寄存器间接寻址
指令中含有保存操作数地址的寄存器Ri。 CPU首先根据指令
3
指令字节数与指令周期：
1、指令的字节数
在MCS-51单片机的指令系统中，因指令操作码和操作数 的不同，指令（在存储器中）长度也各不相同。
分为单字节、双字节和三字节。
➢ 单字节指令：分无操作数、有操作数两种。
无操作数：如 INC DPTR 10100011B
INC A
00000100B
【特点】：操作数隐含在操作码中。
程序ROM
累加器A
数据RAM
n
OP
n+1
30H
30H 操作数x
直接寻址示意图
注意：MOV A,#30H 与 MOV A,30H 两者的区别。 12
直接寻址可以访问的范围 ➢特殊功能寄存器。这部分存储单元既可以用单元地址（如 90H）给出，也可以用寄存器符号的形式给出（如P1）。 ➢内部数据存储器（RAM）的低128字节单元（00H~7FH）。
ROM n 74H n+1 30H
累加器A
DPTR
ROM
低
90H
20H
00H 高
MOV A,#30H 指令执行流程
MOV DPTR,#2000H指令的存储和执行
立即数由程序存储器提供，作为指令的一部分，由PC存取。
11
2.直接寻址
指令本身含有操作数的地址。即指令直接给出了操 作数的地址。
MOV A,30H ;将RAM30H单元内容送累加器
2、指令周期数 单周期；双周期；四周期指令(按周期分类)
故MCS-51的111条指令,可以分为六种基本的时序:
1,单字节单周期指令; 2,单字节双周期指令; 3,单字节四周期指令;
4,双字节单周期指令; 5,双字节双周期指令; 6,三字节双周期指令.
7
2.1 寻址方式
指令中操作数的提供方式。
1、立即寻址
程序存储器
n 01110100 n+1 data
mov a,#data
双字节指令在程序存储器的存放示意图
5
➢ 三字节指令
指令中的操作数为双字节。如：
MOV DPTR,#data16 1001000B,data15-8,data7-0
或者：指令中分别包含1个字节的操作数和1个字节的操作 数地址。如：
含有操作数寄存器名称的单字节指令：
如：MOV A，R0
11101000B
MOV A，R1
11101001B
【特点】：寄存器名以三位数代码的形式在指令的后三位。
4
➢ 双字节指令
指令的操作码和操作数各占一个字节。 如：
MOV A,#data
01110100B data
很明显：8位的操作数本身占据一个字节。
C：进位标志位，或布尔位处理的累加器，称为位累 加器。
@：在间接寻址方式中，表示间址寄存器的前缀标志。
$：本条指令的起始地址。
10
1.立即寻址
指令本身直接含有所需要的8位或16位的操作数。
将此数称为“立即数”（使用#标明）。
MOV A, #30H
；将（8位）立即数送累加器A
MOV DPTR, #2000H ；16位立即数送DPTR积存器
MOV A，#20H
2、直接寻址
MOV 寄存器间址
MOV A ，@R0
5、变址寻址
MOVC A, @A+DPTR
6、相对寻址
JZ 20H
7、位寻址
MOV C，20H
8
指令中的常用符号
Rn：n=(0～7），当前工作寄存器R0~R7中的一个； Ri：i=(0、1），R0和R1寄存器中的一个； dir ：8位直接字节地址（片内RAM和SFR地址）， 对SFR而言，既可使用它的物理地址，也可直接使用 它的名字； #data：8位立即数，取值范围是00H~0FFH； #data16 ：16位立即数，取值范围0000H~0FFFFH； addr16：16位地址，可寻址64KB地址空间的任何单 元，限于LCALL和LJMP指令中使用。
MOV direct,#data 举例：MOV 20H,#0FFH
10010000 data15-8 data8-0
MOV direct,#data MOV dptr,#data16
OP (75H) direct (20H) data (FFH)
三字节指令在存储器中存放的方式示意图
6
在MCS-51单片机的指令系统中有： 单字节；双字节；三字节指令(按字节分类)
操作码 寄存器代码
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
14
寄存器寻址方式的寻址范围 ➢4个工作寄存器组，共32个通用寄存器（在指令中只 能使用当前寄存器组）。当前寄存器组的选择是通过 对PSW中的RS1和RS0设置来实现。 ➢部分特殊功能寄存器。如A，B，DPTR。
2
指令 指挥计算机操作的命令。
指令系统 能为CPU识别并执行的指令的集合。
指令格式
操作码
操作数或操作数地址
OP
DATA 或 ADDRESS
举例：MOV A,#0FFH
ADD A,R0
[符号地址：] 操作码 [操作数1[，操作数2]…] [;注释]
如： MAIN: MOV A, #10H ;(A) = 10H
13
3.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。
MOV A, R7 ；将寄存器R7中的内容送累加器A中。
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。
MOV A，Rn
1 1 1 0 1 r r r E8H～EFH
第二章 51系列单片机指令系统
内容提要
寻址方式 数据传送与交换指令 算术运算、逻辑运算指令 控制转移指令 位操作指令
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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9
addr11：11位地址。提供0~10共11位地址，而高5位 地址码不变，可寻址2KB地址空间的任何单元，只限 于在ACALL和AJMP指令中使用。
rel：带符号的8位二进制码偏移量，一般以二进制补 码形式表示。在相对转移指令中使用。
bit：位地址。表示直接位寻址的内部RAM或可位寻 址区的特殊功能寄存器的位地址。
15
4.寄存器间接寻址
指令中含有保存操作数地址的寄存器Ri。 CPU首先根据指令
3
指令字节数与指令周期：
1、指令的字节数
在MCS-51单片机的指令系统中，因指令操作码和操作数 的不同，指令（在存储器中）长度也各不相同。
分为单字节、双字节和三字节。
➢ 单字节指令：分无操作数、有操作数两种。
无操作数：如 INC DPTR 10100011B
INC A
00000100B
【特点】：操作数隐含在操作码中。