第四章 指令系统、寻址方式

2个机器周期指令
4个机器周期指令
45条
2条
举例： 1、单字节指令 MOV R0, A D7 1 D6 1 D5 1 D4 1 D3 1 ； R0← (A) D2 0 D1 0 注:()表取内容 D0 0 F8H
2、 双字节指令 MOV 20H，R0 ；20H←(R0)
D7 1 0 D6 0 0 D5 0 1 D4 0 0 D3 1 0 D2 0 0 D1 0 0 D0 0 0 操作码 88H
一、立即寻址
指令中给出的操作数就是实际操作数，不用寻址。
例：MOV A，#70H ；#表示立即数
二、直接寻址
指令中直接给出操作数存放的地址，直接就是结果地址。 例：ANL 70，#48H ;若(70H)=0FH,结果(70H)=?
说明：
1、内部RAM 2、特殊功能寄存器(SFR)，而 且是唯一的方式 3、位地址空间
Direct
@Ri
@Ri
片内字节传送 (15条)
片内字节传送指令举例 格式：MOV 〈目的字节〉，〈源字节〉 功能：传送位数据。〈目的字节〉←〈源字节〉
举例：
（1）MOV 1字节 编码： 1 1 0 1 Ａ，Ｒn 1周期 1rrr E8H~EFH ;n=0~7 , A ←(Rn)
r r r 从 000~111 对应工作寄存器R0~R7 （2）MOV A，direct 2字节 1周期 ; A ←(direct)
@Ri @DPTR
MOVX A, @DPTR MOVX @DPTR, A MOVX A, @Ri MOVX @Ri, A ;外RAM低8位地址
A
外 RAM @Ri @DPTR
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ;高8位地址, MOV P2, X
2、访问程序存储器(内外统一) （2条）
MOVC A, @A+PC
MOVC A, @A+DPTR
四、堆栈传送（2条）
Rn
Rn
MOV Rn, #Data MOV Rn, Direct MOV Rn, A
A
A
#Data #Data Direct
MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV
A, #Data A, Direct A, @Ri A, Rn Direct, #Data Direct, Direct Direct, @Ri Direct, A Direct, Rn @Ri, #Data @Ri, Direct @Ri, A
；A←(A+PC)
；A ←(A+DPTR)
交换传送（累加器）（5条）
1、字节交换：XCH A，字节〉;（3条） A
d,@
RAM
功能：将累加器A与字节变量互相交换。
XCH A，Direct XCH A，@Ri XCH A，Rn 2、XCHD A， @Ri ;半字节交换（1条）
Rn
A
高4位
低4位
(Ri)
综合举例：
内部RAM：(30H)=40H; (40H)=10H; P1口上数据为CAH。 MOV R0, #30H
MOV A, @R0
MOV R1, A MOV B, @R1 MOV @R1, P1 MOV P2, P1 结果：(R0)= (R1)= (A)= (B)= (40H)= (P1)= (P2)=
举例：MOV C, 06H
;与、或、异或
单操作数：CLR、CPL、RL、RLC、RR、RRC ;清零、取反、左移、带进位左移、右移、带进位右
移
左循环： RL A 带进位左循环：RLC A
右循环：RR A
带进位右循环：RRC A
高低四位交换：SWAP A
字节逻辑运算（24条）
单操作数：CLR、CPL 、RL、RLC 、RR、RRC Rn Direct 双操作数：ANL、ORL、XRL
第四章 指令系统
4．1 概述
指令系统：计算机所能识别和执行的所有指令的集合。
原始的指令格式和现行指令格式 第一个操作 第二操作数 操作码 数地址 地址
MCS-51总共有111条指令： 字 长 单字节指令 49条
结果数地 址
下一条指令 地址
时 间 1个机器周期指令 64条
双字节指令
三字节指令
45条
17条
例：设栈的状态如右图，执行 POP 20H POP 30H
问: (20H)= ？ (30H)= ？ SP= ？ 及栈的变化。
举例：A=1FH，DPTR=0123H 主程序
PUSH A
PUSH DPL PUSH DPH LCALL S1 POP DPH 调用子程
POP DPL
POP A
4．3．2 算术运算
操作：A（商），B（余数） A/B 对标志位的影响：C＝0，若原来B＝0则OV＝1，否则OV＝0 例5：A＝58H, B=10H 执行：DIV AB
B= ?
08H
A= ?
05H
C= ?
0
OV= ?
0
4．3．3 逻辑运算 (36条)
字节逻辑运算（24条）
1、字节逻辑运算
位逻辑运算 (12条)
双操作数：ANL、ORL、XRL
A
@Ri
#Data
Direct
A
2、位逻辑运算 (12条)
单操作数：CLR、SETB、CPL (6条) 双操作数：ANL、ORL(无XRL)、MOV(位传送) (6条) 练习，写出实现下列功能的指令（程序）： 当且仅当P1.0=1、 Acc.7=1和OV=0时，进位标志Cy置位， 即 C = P1.0 • Acc.7 • OV 将A的Acc.0、Acc.4、Acc.5复位，其它位不变 将A的Acc.0、Acc.4、Acc.5置位，其它位不变 将A的Acc.0、Acc.4、Acc.5取反，其它位不变
三、寄存器寻址 指令操作码的低三位给出寄存器编号 例：INC R0 四、寄存器间接寻址 用R0、R1中的内容表示存放数据的地址 例：ANL A，@ R0 ;A←(A)•((R0))
执行前：(A)=0EEH、(R0)=60H、(60H)=0F0H
@表示间接寻址
结果：(A)=0E0H
五、变址寻址
只能访问程序存储器，MOVC的C--Code DPTR或PC和A中的偏移量相加的结果作为操作数的地址。 例1：MOVC A, @A+DPTR 例2：MOVC A, @A+PC
3、 SWAP A； 高低半字节自交换 （1条）
高4位
低4位
堆栈操作指令（2条）
（1）PUSH direct 进栈或压栈 4 （2） POP direct 出栈或弹出 堆栈的概念 是一种存储器操作，按先进后出规则
3
2 1
另一种操作称队列，按先进先出规则
例：设初始输入序列为1，2，3，4，5，利用一栈操作产生一个 输出序列，下列哪一个序列是不可能通过栈操作产生的？ A、1，2，3，4，5 C、4，3，2，1，5 B、5，3，4，1，2 D、3，4，5，2，1
仿真
16位目的地址传送（1条）
MOV DPTR, #data16 例：用查表发求 (A)=0~9 的平方 MOV DPTR, #TAB MOVC A, @A+DPTR
RET
TAB: DB 00, 01, 04, 09, 16 DB 25, 36, 49, 64, 81
片外专用传送（6条） 1、访问外部数据存储器（4条）
指令归纳（24条） 典型指令说明：
B
MUL AB DIV AB
ADD A, <X> ADDC A, <X> SUBB A,<X>
Rn
#Data
A
INC <X> DEC <X> DA A DPTR
INC DPTR Direct
@Ri
一
举例：
例1：A=85H, (20H)=AFH, C=1
执行 ADD A，20H和 ADDC A，20H 求：C= AC= P= OV= A= ？ 例2：两个三字节二进制数相加。 (52H)(51H)(50H)←(32H)(31H)(30H)+(42H)(41H)(40H) 8C 2C 1D 35 97 98 56 94 85
六、相对寻址
专门为程序转移设置，(PC)+偏移量作为转移地址。 例： JC 10H ；若C=1转
1000 40 10 JC 10H 1002
…
1012
七、位寻址 在指令中直接给出位地址。
指令系统
指令系统：计算机所能识别和执行的所有指令的集合。
MCS-51总共有111条指令： 单字节(49条)、双字节（45条）、三字节（17条） 1机器周期(64条)、2机器周期(45条)、4机器周期(2条) MCS-51有7种寻址方式： 1、立即寻址 2、直接寻址 #Data Direct 5、变址寻址 6、相对寻址
MUL AB ;乘法，1字节（A4H），4周期 操作： (B)15-8(A)7-0 AB 对标志位的影响：C＝0，若结果B＝0则OV＝0，否则OV ＝1 例4：A＝50H, B=A0H
执行：MUL AB
B= ? 32H A= ? 00H C= ? 0 OV= ? 1
DIV AB ;除法，1字节（84H），4周期
位逻辑运算（12条）
单操作数：CLR、SETB、CPL 双操作数：ANL、ORL（无XRL） 位传送：MOV bit, C MOV C, bit
CLR SETB 3 CPL
bit
原、反
4 2
C
3
CLR SETB CPL
说明：（1）双操作数目的地址只能是C
（2）bit可以是原数或是反数参与操作
如： ANL C，bit ANL C, /bit
3、寄存器寻址
Rn
7、位寻址
4、寄存器间接寻址 @Ri
4.3 指令系统
MCS-51指令系统,按其功能分为四大类
1、数据传送（29条） 2、算术运算（24条） 3、逻辑运算（36条） 4、控制转移（22条） 4.3.1 数据传送（29条） 一、片内传送 字节传送（15条），16位目的地址传送（1条） 二、片外专用传送（6条） 三、交换传送（5条） 例：MOV A，#30H 例：ADD A，#30H 例：ANL A，#30H 例：LJMP START 补充题 补充题 补充题
操作数
20H
3、三字节指令 MOV 60H，#2FH ；60H← 2FH D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0
0 0
1
1 0
1
1 1
1
0 0
0
0 1
1
0 1
0
0 1
1
0 1
操作码
75H
操作数地址60H
操作数 2FH
4．2 寻址方式
将指令中操作数的形式地址→物理地址(或结果地址)的方式。 在MCS-51系统中有7种寻址方式： 1、立即寻址 5、变址寻址 2、直接寻址 3、寄存器寻址 4、寄存器间接寻址 6、相对寻址 7、位寻址
（1）PUSH direct 2字节 2周期 direct SP ←SP+1 C0H XXH
编码： 1100 0000 功能：进栈
(SP) ←(direct)
例：设A=10H，B=36H，SP=07H，执行 PUSH 0E0H PUSH 0F0H 问：A= ？ B= ？ SP= ？ 及栈的变化。 仿真
SP→ 07 08 SP→ 09 0A 0B 0C
XX 10H 36H
（2）POP direct
2字节 2周期 D0H XXH SP→ 07 08 SP→ 09 0A 0B 0C XX 10H 36H
编码： 1101 0000 功能：进栈
direct (direct) ← (SP)
SP ←SP-1
MOV A, 30H
ADD A, 40H MOV 50H, A MOV A, 31H ADDC A, 41H
MOV A, 32H
ADDC A, 42H MOV 52H, A JC OVER
MOV 51H, A
DA A ;BCD码的加法调整， 1字节（D4H），1周期 IF[(A3-0)>9] OR [AC=1] THEN (A3-0)+6 AND IF[(A7-4)>9] OR [C=1] THEN (A7-4)+6 例3：两个三字节二进制数相加。 (52H)(51H)(50H)←(32H)(31H)(30H)+(42H)(41H)(40H) 92 92 83 35 97 98 56 94 85 MOV A, 30H ADD A, 40H DA A MOV 50H, A MOV A, 31H ADDC A, 41H DA A MOV 51H, A MOV A, 32H ADDC A, 42H DA A MOV 52H, A
编码： 1110 0101
direct
E5 XX
（3）MOV A，@Ri 1字节 编码： 1110 011i （4）MOV A，#data 2字节
; A ←((Ri))
1周期 i = 0,1 , E6H , E7H
A ←data(立即数）
1周期 74H XXH
编码：0111 0100 #data(8位)