第三章80C51单片机的指令系统

注释：对指令的解释说明，ຫໍສະໝຸດ Baidu以提高程序的可读性， 注释前必须加分号，注释换行时行前也要加分号。
3.1.2 指令字节
在二进制的80C51指令中，单字节指令的操作码和操作数加 起来只有1B；双字节指令的操作码和操作数各占1B；三字 节指令的第1字节为操作码，第2、第3字节为操作数、操作 数地址或符号。 1．单字节指令（49条） 在80C51指令指令系统中，单字节指令可分为两大类：无操 作数的单字节指令和含有操作数寄存器编号的单字节指令。 1）无操作数单字节指令 这类指令只有操作码字段，操作数隐含在操作码中。 例如：INC DPTR 指令码为 ：
2）8位地址和8位数据 例如：MOV 74H，#0FFH 指令码为：
3）16位地址 例如：LCALL 2020H 指令码为：
在程序设计中，应尽可能选用字节少的指令。这样，指令所占存储单元 少，执行速度也快。
3.1.3 指令类型

80C51汇编语言有42种操作码助记符，用来描述33种操作 功能。一种操作码可以使用一种以上的数据类型，又由于 助记符规定了其访问的存储器空间，所以一种功能可能有 几个助记符（如MOV、MOVX、MOVC）。功能助记符与 寻址方式组合，得到111条指令。
3.2.3 寄存器寻址

寄存器寻址方式是指由指令指出某一个寄存器的内容作为 操作数的寻址方式。寄存器寻址一般用于访问选定的通用 寄存器R0～R7。这种寻址方式如果使用了另一个操作数， 那么另一操作数必须是累加器A，这些指令都是单字节指 令（一条指令在程序存储器中占一个字节地址）。
例：执行指令： MOV A，R0 ；（A）←（R0） INC R0 ；（R0）+1→R0 DEC R0 ；（R0）-1→R0 第一条指令把寄存器R0中的内容传送给累加器A，源操作数采用寄 存器寻址方式，第二条指令使R0中的内容加一，源操作数和目的 操作数均为寄存器寻址方式。第三条指令使R0中的内容减一，源 操作数和目的操作数均为寄存器寻址方式。 寄存器寻址的寻址范围包括： 1）当前通用寄存器组。 2）部分特殊功能寄存器。例如：累加器A、寄存器B以及数据指针 DPTR。
例：若（A）=20H，（20H）=F0H，分析程序执行后，寄 存器的内容如下： MOV R0，A ；（R0）=20H MOV R0，20H ；（R0）=F0H MOV R0，#20H ；（R0）=20H 3）以直接地址为目的操作数的指令 MOV direct，A ；寄存器寻址，（A）→direct MOV direct，Rn ；寄存器寻址，Rn→direct MOV direct1，direct2；直接寻址，direct2→direct1 MOV direct，@Ri ；寄存器间接寻址， （（Ri））→direct MOV direct，#data；立即寻址，data →direct
数据传送类指令汇编语句的格式为： MOV ﹤目的操作数﹥，﹤源操作数﹥； 1．内部数据的传送指令 1）以累加器A为目的操作数的指令：
MOV A，
Rn；寄存器寻址，（Rn）→A direct ；直接寻址，（direct）→A @Ri ；寄存器间接寻址，（（Ri））→A #data ；立即寻址，data→A
按机器指令所占字节数分类，共有49条单字节指令、45条双字节指 令和17条三字节指令。 按指令执行时间分类，共有64条单周期指令、45条双周期指令、2条 （乘/除）四周期指令。 按功能分类，80C51指令系统可分为： 数据传送指令（29条） 算术运算指令（24条） 逻辑运算指令（24条） 位操作指令 （17条） 控制转移指令（17条）
3.2.5 变址寻址

这种寻址方式用于访问程序存储器中的数据表格， 以程序计数器（PC）或数据指针（DPTR）作为 基址寄存器，以累加器作为变址寄存器。基址寄 存器和变址寄存器的内容相加形成16位地址，该 地址即作为操作数的地址。
例：执行指令： MOVC A，@A+PC ；（（A）+（PC））→A MOVC A，@A+DPTR ；（（A）+（DPTR））→A 这两条指令中源操作数采用了基址加变址的间接寄存器寻址 方式。
第三章
80C51单片机的 指令系统



3.1 指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 80C51指令集
3.3.1数据传送与交换类指令 3.3.2算术运算指令 3.3.3逻辑运算及移位类指令 3.3.4控制转移类指令 3.3.5位操作类指令 3.4 51单片机汇编语言程序设计

3.1 指令系统概述
这条8位数传送指令的含义是把指令码第2字节立即数23H 取出来存放到累加器（A）中。该指令的操作码占1B； 23H为源操作数，也是1B；累加器（A）是目的操作数寄 存器，隐含在操作码字段中。
3．三字节指令（17条）
这条指令的指令码的第1字节为操作码；第2和第3字节为 操作数或操作数地址，有如下3类。 1）16位数据 例如：MOV DPTR，#26ABH 指令码为：


指令是规定计算机进行某种操作的命令，而指 令系统就是指所有命令的集合。指令系统是单 片机软件技术的基础。以51为内核的单片机指 令系统的汇编语言，用42种操作码助记符来描 述33种操作功能，构成了111条指令。其中， 64条指令可在1个机器周期内执行完，45条指 令要用2个机器周期，而乘法与除法指令周期 最长，也只用4个机器周期。由此可见51指令 系统具有存储效率高、执行速度快的特点。 本章将重点介绍51单片机汇编语言指令的功能 和用法。
操作码助记符：是指令的核心部分，由2～5个英文字 母组成，如JB、MOV、CJNE、LCALL等。用于指示 执行何种操作，如加、减、乘、除、传送等。 操作数：表示指令操作的对象，可以是一个具体的数 据，也可以是参加运算的数据所在的地址。操作数一 般有以下几种形式：


没有操作数：操作数隐含在操作码中，如RET指令。 只有一个操作数，如INC A指令。 有两个操作数：如MOV A，30H指令，操作数之间以逗号相 隔。 有三个操作数：如CJNE A，#00H，LOOP指令。

相对寻址用于访问程序存储器，只出现在转移指令中。 以PC的当前值加上指令中给出的相对偏移量 （rel） 形成转移地址。其中，rel是一个带符号的8位二进制 数，以补码形式置于操作码之后存放。程序的转移范 围以PC当前值为中心，介于-128～+127之间。 例：执行指令： JC rel 设rel=85H，CY=1，这是一条以CY状态为条件的转 移指令，因为该指令为两字节指令，CPU取出第二个 字节时，PC当前值为原PC值加2。由于CY=1，所以 程序转向（PC）+2+rel单元去执行。 注意此时rel=85H为负值。
3.1.4 常用符号说明
用汇编语言编写指令时必须遵守一定的规则，表3-1给出了编写指令时的 一些符号的约定含义。
3.2

寻址方式
在指令系统中，操作数是指令的重要组成部分， 它指定了参加运算的数据或数据所在的地址单 元。寻找源操作数地址的方式称为寻址方式。 一条指令采用什么样的寻址方式是由指令的功 能决定的。寻址方式越多，指令功能就越强， 灵活性就越大。只有透彻地理解寻址方式，才 能正确应用指令。51单片机指令操作数的寻址 方式主要有7种方式：直接寻址、立即寻址、 寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、位 寻址和相对寻址等7种寻址方式。
3.3

80C51指令集
根据指令功能的不同， 51单片机指令通常分 为数据传送类、算术运算类、逻辑运算类、控 制转移类及位操作类这5大类指令。
3.3.1数据传送与交换类指令
51指令系统中，数据传送类指令共有29条。这 类指令将源操作数传送到指定的目的地址，传 送后源操作数保持不变。数据传送类指令可以 在累加器A，R0～R7工作寄存器与片内数据 存储器、片外数据存储器和程序存储器之间进 行数据传送。传送类指令一般不影响标志位， 只有堆栈操作可以直接修改程序状态字PSW。

数据指针隐含其中
2）含有操作数寄存器号的单字节指令 单字节的指令码由操作码字段和指示操作数所 在寄存器号的字段组成。 例如；MOV A，Rn 指令码为：
其中，rrr为寄存器Rn的编号
2．双字节指令（45条）
双字节指令的操作码字节在前；在后面的操作数字节可以 是立即数，也可以是操作数所在的片内RAM地址。 例如：MOV A，#23H 指令码为：
3.2.4 寄存器间接寻址方式


寄存器间接寻址是指由指令指出某一个寄存器 的内容作为操作数地址的寻址方式，寄存器的 内容不是操作数，而是操作数所在的存储器地 址，操作数是通过寄存器间接得到的。 寄存器间接寻址需要以寄存器符号的形式表示， 为了区别寄存器寻址和寄存器间接寻址，在寄 存器间接寻址方式中，应在寄存器的名称前面 加前缀标志“@”。访问内部RAM或外部数据 存储器的低256个字节时，只能采用R0或R1作 为间接寻址寄存器。
3.2.6 位寻址
80C51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 指令中可以直接使用位地址。 例：执行指令： MOV C，40H 该指令的功能是把40H位的值送进位C。 位寻址的寻址范围： 1）片内RAM中的位寻址区。 2）可位寻址的特殊功能寄存器。

3.2.7 相对寻址
例：将立即数F3H送入累加器A中，可执行以 下指令： MOV A，Rn
例：将立即数35H送入片内30H单元，可执行以下指令： MOV A，#35H MOV R0，#30H MOV @R0，A 也可执行以下指令： MOV 30H，#35H 2）以寄存器Rn为目的操作数的指令： MOV Rn，A ；寄存器寻址，（A）→Rn MOV Rn，direct ；直接寻址，（direct）→Rn MOV Rn，#data ；立即寻址，data→Rn

3.2.2 立即寻址

立即寻址方式是指操作数在指令字节给出，即 操作数以指令字节的形式存放于程序存储器中， 为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，需 要在操作数前面加前缀标志“#”。 例：执行指令： MOV A，#30H； MOV DPTR，#8000H； 第1条指令表示将立即数30H送入累加器（A） 中。第2条指令表示把16位立即数送入数据指 针寄存器（DPTR）中，其中高8位送DPH， 低8位送DPL。
3.1.1 指令格式

指令的表示方法就是指令格式。51单片机指令主要由 操作码助记符字段和操作数字段组成。指令格式如下： [标号：] 操作码助记符 [操作数，1] [操作数2，] [操 作数3] [：注释] 指令格式中各项的含义说明如下： [ ]：括号中的内容是可选的，其包含的内容因指令的 不同可有可无 标号：根据编程需要给指令设定的符号地址，可有可 无；通常在子程序入口或转移指令的目标地址处才赋 予标号。标号由1～8个字符组成，第一个字符必须是 英文字母，不能是数字或其他符号，标号后必须有冒 号。
小结：


指令对哪个存储器空间进行操作是由指令的操 作码和寻址方式确定的。程序存储器只能采用 立即寻址和变址寻址方式，特殊功能寄存器只 能采用直接寻址方式，不能采用寄存器间接寻 址，位操作指令只能对位寻址区进行操作。 外部扩展的数据存储器只能用MOVX指令访问， 而内部RAM的低128字节（00H～7FH）既能 用直接寻址，也能用寄存器间接寻址。
例：已知R0中存放片内RAM地址65H，数据指针DPTR 内存放片外RAM地址8000H，地址65H和8000H里面 都存放着立即数30H，执行以下指令后： MOV A，@R0； MOVX A，@DPTR； 其中，累加器A的内容为30H。 寄存器间接寻址的寻址范围： 1）片内RAM低128单元：这里只能用R0和R1作为间 接寻址寄存器。 2）片外RAM 64KB：使用DPTR作为间接寻址寄存器。 3）片外RAM低256单元：可以使用DPTR、R0和R1。 4）堆栈区：以堆栈指针SP作为间接寻址寄存器。
3.2.1 直接寻址
指令中含有操作数的地址，该地址指出了参与运算或传送 的数据所在的字节单元或位地址。 例：已知（30H）=0FFH，执行指令： MOV A，30H ；（A）←（30H） 结果：（A）=0FFH 该指令表示把内部RAM 30H单元的内容传送给累加器A。 源操作数采用的是直接寻址方式。直接寻址的操作数在指 令中以存储单元的形式出现，直接寻址方式只能给出8位 地址，因此，这种寻址方式的寻址范围只限于片内RAM， 具体说： 1）低128单元，在指令中直接以单元地址形式给出。 2）特殊功能寄存器，这时除可以用单元地址形式给出外， 还可以寄存器符号形式给出。 注意：直接寻址方式是访问特殊功能寄存器的唯一方法。