单片机原理及应用 蔡启仲 第3章 51单片机的指令系统

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3.3 51单片机的指令集
按照指令的功能分类，51单片机指令系统的111条指令分
为数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、控
制转移类指令、位操作类指令。
3.3.1 数据传送类指令
数据传输类指令又可分为： 单片机内部数据的传送指令；
累加器A与片外RAM或外部扩展接口部件的数据传送指令；
查表指令。
(3) 程序存储器：使用DPTR作为间接寻址寄存器。 (4) 片外扩展的低256B单元地址空间：可以使用DPTR、R0和R1作为间接寻 址寄存器；或只扩展256B单元，使用R0和R1作为间接寻址寄存器。 (5) 堆栈区：以堆栈指针SP作为间接寻址寄存器。
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5. 基址+变址寻址方式
基址+变址寻址方式：指令中有操作数@A+PC或@A+DPTR，程序计数器
16位地址，可表示64KB范围内的地址单元的寻址，用于LCALL和LJMP指令中
11位地址，2KB范围寻址，用于 ACALL和AJMP指令， 16位地址指针寄存器DPTR的数据传 输指令中
8位直接地址，可以是片内RAM区的某一单元或某一特殊功能寄存器的地址
带符号的8位地址偏移量，rel地址偏移量的范围：–128~ +127，用于SJMP和条件转移指令中
位寻址的寻址范围如下。
(1) 片内RAM中的位寻址区。位单元地址范围：00H~7FH
(2) 可位寻址的特殊功能寄存器。可以直接使用位单元的符号，比如第2条 指令中的TR0，参见第2章表2–7的特殊功能寄存器中的位单元地址分
布。
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7. 相对寻址
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
单片机原理及应用
第3章 51单片机的指令系统
第 3章
内容简介 3.1 51单片机的汇编指令
目录
3.1.1一个简单的程序示例 3.1.2 3.1.3 3.1.4 指令格式 指令类型 常用符号说明
3.2 51单片机指令的寻址方式 3.3 51单片机的指令集
3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 数据传送类指令 算术运算指令 逻辑运算及移位类指令 控制转移类指令 位操作类指令
DPTR, #8000H ; DPTR←8000H，DPTR中的内容为8000H
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3. 寄存器寻址
寄存器寻址方式：指令中的源操作数是寄存器，源操作数的内容存放在寄存 器内。寄存器寻址一般用于访问选定的通用寄存器R0~R7，以及A、B和DPTR。 源操作数和目的操作数均为寄存器寻址方式的指令都是单字节指令。
位单元的8位地址，位寻址区的直接寻址位，表示片内RAM中可寻址位和SFR中可寻址位的 位单元的内容只有“0”和“1”两种状态，作为源操作数在注释和说明时不加括号
X是一个地址，(X)是X地址单元中的内容。(X)只用于对指令的注释和说明
X是一个地址，X地址单元中的内容作为地址指针，即(X)仍然是一个地址，((X))是(X)地址指针所 指向的地址单元中的内容。((X))只用于对指令的注释和说明
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3.1.4 常用符号说明
符号
Rn Ri #data #data16 addr16 addr11 direct rel bit (X) ((X)) → $ /
含 义
当前选定寄存器组的寄存器Rn，n=0~7 作为间接寻址的地址指针Ri，i=0或1 8位立即数，8位立即数的数据范围：00H~FFH 16位立即数，16位立即数的数据范围：0000H~FFFFH
3.1.2
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(指令助记符)字段和操作数字段组成。 指令格式：操作码 [操作数1] [,操作数2] [,操作数3]
程序是指令的有序结合，指令在汇编程序中可以增加标
号字段和注释字段，其格式如下： [标号:] 操作码 [操作数1] [,操作数2] [,操作数3] [;注释]
PC或数据指针DPTR作为基址寄存器，累加器A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读取程序存储器数据的16位地址，用于访问程 序存储器中的数据表格。
例3–4 执行指令： MOVC A，@A+PC ;((A)+(PC))→A，@A+PC为源操作数
MOVC A，@A+DPTR
;((A)+(DPTR))→A，@A+DPTR为源操作数
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6. 位寻址
51单片机有一个布尔处理机，可以对8位字节中的位单元进行操作。位 寻址方式：对位单元的寻址。
除了位判断转移指令外，位操作指令的源操作数和目的操作数都是位单
元。 例3–5 执行指令：
MOV C, 40H
SETB TR0
;该指令的功能是把40H位单元中的状态送进位位Cy
;该指令的功能是把TR0位单元中的状态置为“1”状态
A←(20H) A←(A)+(30H) R1←(A) 清累加器A A←(A)
程序流程图
按照图3–1编写汇编程序源代码如下：
ORG LJMP ORG MAIN: MOV CLR ADD MOV CLR ADDC MOV SJMP END
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0000H MAIN 0030H A, 20H C A, 30H R1, A A A, #00 R0, A $
习题
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内容简介
本节介绍51单片机的指令系统。 重点介绍指令格式，常用符号，寻址方式，指令的 分类，每条指令的功能。 要求掌握指令的功能分类，每条指令属于何种指令功 能的类别，每条指令操作数的寻址方式。能够区分字节指 令和位指令。
3.1 51单片机的汇编指令
3.1.1 一个简单的程序示例 例3–1 将内部RAM中的20H和30H单元的无符号数相加，结果存入R0(高位) 和R1(低位)中。 开始
例如，执行指令： MOV A, R0 INC MOV R0 A, 30H ;A←(R0)，指令中的R0为源操作数，A为目的操作数 ;(R0)+1→R0，指令中的R0是源操作数，也是目的操作数 ;A←(30H)，指令中的30H为源操作数，A为目的操作数
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4. 寄存器间接寻址
寄存器间接寻址：指令中的某一个寄存器的内容作为操作数地址的寻址方 式，即寄存器的内容作为地址指针，操作数的单元地址是通过寄存器间接得到。 寄存器间接寻址方式中，必须在寄存器的名称前面加前缀标志“@”。访 问内部RAM或外部数据存储器和其它扩展部件的低256个字节时，只能采用R0 或R1作为间接寻址寄存器；访问外部扩展的64K单元地址空间和程序存储器采 用DPTR作为间接寻址寄存器。 例3–2 已知R0中存放片内RAM地址65H，数据指针DPTR中存放片外RAM地址 8000H，地址65H单元中的数据为30H，8000H单元中的数据为59H，执行指令：
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3.1.3 指令类型 51单片机汇编语言有42种操作码(参见附录A)，用来 描述33种操作功能。操作码与寻址方式组合可得到111条
指令。
(1) 按指令所占字节数分类，共有单字节指令(49条)、双字 节指令(45条)和三字节指令(17条)。 (2) 按指令执行时间分类，共有单周期指令(64条)、双周期指 令(45条)和四周期指令(2条：乘法指令和除法指令)。 (3) 按功能分类，51单片机指令系统可分为：数据传送类指 令(29条)、算术运算类指令(24条)、逻辑运算类指令(24 条)、控制转移类指令(17条)、位操作类指令(17条)。
(4) 以寄存器间接地址为目的操作数的指令
例3–9 若(A)=20H，(R0)=42H，(32H)=46H，(42H)=52H，执行以下指令： MOV @R0, A MOV @R0, 32H MOV @R0, #0D5H
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;((R0))=(42H)=(A)=20H，42H单元的内容被刷新 ;((R0))=(42H)=(32H)=46H，42H单元的内容被刷新 ;((R0))=(42H)=D5H，42H单元的内容被刷新
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3.3.1 数据传送类指令
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，即累加器A为目的地址单元 例3–6 将立即数35H送入片内30H单元，可执行以下指令： MOV A, #35H ;累加器A为目的地址单元，35H→A MOV R0, #30H ;R0为目的地址单元，30H→R0 MOV @R0, A ;@R0为目的地址单元，(R0)=30H，(30H)→A 也可执行以下这一条指令达到目的： MOV 30H, #35H ;35H→30H (2) 以寄存器Rn为目的操作数的指令
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。
例如，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，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，程序
转向(PC)+2+rel程序存储器的目的地址单元去执行。注意，此时rel=85H为负 值。
;ORG为伪指令，程序从0000H开始执行 ;长跳转指令，跳到标号MAIN处执行 ;主程序起始地址0030H ;20H单元中的内容送至累加器A中 ;清进位位Cy ;30H中的内容与累加器A的内容相加， ;结果存放在累加器A中 ;将累加器A中的内容传送给寄存器R1 ;清累加器A ;带进位加法指令 ;将累加器A的内容传送给R0 ;相对转移指令，$是当前行指令的地址 ;结束，伪指令
例3–7 若(A)=20H，(20H)=F0H，执行以下指令：
MOV R0, A MOV R0, 20H
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;(R0)=20H ;(R0)=F0H ;(R6)=A5H
MOV R6, #0A5H
3.3.1 数据传送类指令
(3) 以直接地址为目的操作数的指令 例3–8 设66H单元中的内容为EAH，执行下面指令： MOV 36H, #66H MOV R1, 36H MOV 7EH, @R1 MOV 38H, 7EH ;66H→36H，(36H)=66H ;(36H)→R1，(R1)=66H ;((R1))→7EH，(7EH)=(66H)=EAH ;(7EH)→38H，(38H)=(7EH)=EAH
MOV
A，@R0
;A←((R0))，执行指令：(A)=30H，@R0为源操作数
MOVX A，@DPTR ;A←((DPTR)) ，执行指令：(A)=59H
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寄存器间接寻址的寻址范围如下：
(1) 51单片机片内RAM的低128B单元，52单片机片内RAM的256B单元，应 用R0和R1作为间接寻址寄存器。 (2) 片外扩展的 64KB单元地址空间：使用DPTR作为间接寻址寄存器。如果 P2口输出的高8位地址值是一个确定地址值，也可以使用R0和R1作为间 接寻址寄存器。 例3–3 已知片外RAM的0118H中的内容为58H，执行指令： MOV P2, #01H ;设置51单片机地址总线的高8位地址为01H MOV R0, #18H ;设置51单片机地址总线的低8位地址为18H MOVX A, @R0 ;A←((R0)+0100H)=(0118H)，(A)=58H
按箭头指示方向传送内容，主要用于对指令的注释和说明 当前指令所在地址，用于无条件转移指令中
在位单元之前，表示该位状态取反参与操作，但位单元本身状态不变，用于位操作指令中
间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀，用于寄存器间接寻址和基址+变址寻址方式的指令中
@
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3.2 51单片机指令的寻址方式
51单片机指令的操作数寻址方式主要有7种，分别为直接 寻址、立即寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址+变
址寻址、位寻址、相对寻址。
1. 直接寻址 直接寻址方式：指令中的源操作数是操作数的单元地址， 该单元地址指出了参与运算或传送的数据所在的字节单元地 址或位单元地址。 例如，已知(30H)=FFH，执行指令： MOV A, 30H ;A←(30H)，执行结果：(A)=FFH
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2. 立即寻址
立即寻址方式：指令中含有立即数，立即数作为源操作数，即指令中的立 即数以指令操作数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“#”；当立即数是以字母开头的 数时，前面必须加0，如#0FEH。 例如，执行指令： MOV MOV A, #0FEH ;A←FEH，A为目的操作数，A中的内容为FEH