第2章MCS-51指令系统及汇编程序.

第2章89C51指令系统2.1汇编语言2.2MCS-51单片机的指令系统2.3汇编程序的设计标号是程序员根据编程需要给指令设定的符号地址，可有可无；标号由1~8个字符组成，第一个字符必须是英文字，不能是数字或其它符号；标号后必须用冒号。操作码指明执行什么性质和类型的操作，如数据传送操作，加法操作等。[标号：]操作码助记符[第一操作数][，第二操作数][；注释]2.1汇编语言2.1.1指令的格式操作数指明操作的数本身或者是操作数所在的地址。操作数一般有以下几种形式：没有操作数项，操作数隐含在操作码中，如NOP指令；只有一个操作数，如INCA指令；有两个操作数，如MOVA,#20H指令，操作数之间以逗号相隔；有三个操作数，如CJNEA,#00H,NEXT指令，操作数之间也以逗号相隔。注释是对指令的解释说明，用以提高程序的可读性；注释前必须加分号。2.1.2指令中的常用符号Rn:表示当前工作寄存器R0～R7中的一个。@Ri:表示寄存器间接寻址，常常作间接寻址的地址指针。其中Ri代表R0和R1寄存器中的一个。Direct:表示内部数据存贮器单元的地址及特殊功能寄存器SFR的地址，对SFR而言，既可使用它的物理地址，也可直接使用它的名字。#date:表示8位立即数，即8位常数，取值范围为#00H～#0FFH#date16:表示16位立即数，即16位常数，取值范围为#0000H～#0FFFFHaddr16:表示16位地址addr11:表示11位地址rel:用补码形式表示的地址偏移量，取值范围为-128～+127。Bit:表示内部RAM和SFR中的具有位寻址功能的位地址。SFR中的位地址可以直接出现在指令中，为了阅读方便，往往也可用SFR的名字和所在的数位表示。如：表示PSW中奇偶校验位，可写成D0H，也可写成PSW.0的形式出现在指令中。@:表示间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀符号。$:表示当前指令的地址。/:位操作数的前缀，表示对该位操作数取反，如/bit。×:片内RAM的直接地址或寄存器。(×):由×寻址的单元中的内容。寻址就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址。所谓寻址方式，就是如何找到存放操作数的地址，把操作数提取出来的方法。2.1.3指令系统的寻址方式1、立即寻址立即寻址是指操作数在指令中直接给出，作为指令的一部分存放在代码段里。例如2.1：MOVA，#30H；A←30HMOVDPTR,#1234H;DPTR←234H2、直接寻址直接寻址是将操作数的地址直接存放在指令中。例2.2：MOVPSW，#20H；例2.3：MOVA，30H；A←（30H）3、寄存器寻址将操作数存放于通用寄存器中，以寄存器的内容为操作数的寻址方式。通用寄存器指A、B、DPTR以及R0～R7。例2.4：CLRAINCDPTRADDR5，#20H4、寄存器间接寻址寄存器间接寻址是以寄存器中内容为地址，以该地址中内容为操作数的寻址方式，即操作数是通过寄存器间接得到的。用来存放操作数地址的寄存器称为指针。指针只能用R0、R1和DPTR寻址范围：内部数据存储器、外部数据存储器注意：为了与寄存器寻址区别开，寄存器间接寻址方式要在寄存器前加@；间接寻址不能对SFR寻址。例2.5：设（R0）=25H，内部RAM（25H）=37H，MOVA，@R0指令的执行结果是：（A）=37H。其指令操作过程示意图如图所示。RAM地址R025H37H25HA37H图2.1寄存器间接寻址示意图5、变址寻址将基址寄存器与变址寄存器的内容相加，结果作为操作数的地址。DPTR或PC是基址寄存器，累加器A是变址寄存器。该类寻址方式主要用于查表操作。例2.6：设（A）=02H，（DPTR）=2000H，外部ROM中，（2002H）=55H执行指令MOVCA，@A+DPTR结果是（A）=55H程序器2000HDPTR02HA2002H55H02H2000H55H图2.2变址寻址示意图6、相对寻址以当前程序计数器PC的内容为基础，加上指令给出的一字节补码数（偏移量）形成新的PC值的寻址方式，新的PC值作为跳转指令的转移地址（也称目的地址）。1000H操作码1002HPC+2ROM38HA1001H1002H操作数103AH图2-3相对寻址示意图例2.7：1000H：SJMP38H7、位寻址位寻址，是指对片内RAM中20H～2FH中的128个位地址，以及SFR中的11个可进行位寻址的寄存器中的位地址寻址。例2.8：①MOVC，20H，②MOVA，20H①指令是位寻址指令,它是将位寻址区中位地址为20H中的内容，送给位累加器C，传送的是一位二进制数。②指令是字节地址寻址指令，此指令是将内部RAM中20H单元中的内容送给累加器A，传送的是8位二进制数。2.2MCS-51单片机的指令系统51系列单片机指令系统由111条指令组成。MCS-51指令系统可分为五大类：•数据传送指令（28条）；•算术运算指令（24条）；•逻辑运算及移位指令（25条）；•控制转移指令（17条）；•位操作指令或布尔操作（17条）2.2.1数据传送指令数据传送操作是把数据从源地址传送到目的地址，指令执行后源地址内容不变，目的操作数被源操作数所代替。累加器A寄存器Rn寄存器DPTR直接地址direct间接地址@Ri立即数#data图2-4MCS-51单片机片内数据传送图1.内部数据传送指令（1）.以累加器A为目的操作数的指令汇编指令格式操作字节周期MOVA,Rn;(Rn)→A11MOVA,direct;(direct)→A21MOVA,@Ri;((Ri))→A11MOVA,#data;#data→A21（2).以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条）汇编指令格式操作字节周期MOVRn,A;(A)→Rn11MOVRn,direct;(direct)→Rn22MOVRn,#data;#data→Rn21这组指令的功能是把源操作数所指定的内容送到当前工作寄存器组R0～R7中的某个寄存器。源操作数有寄存器寻址、直接寻址和立即数寻址三种方式。注意:89C51指令系统中没有“MOVRn,Rn”传送指令。问题:是否可以进行寄存器之间的直接寻址传送？如欲进行MOVR1,R2，可否用指令MOVR1,02H？(3).以直接地址为目的操作数的指令（5条）汇编指令格式操作字节周期MOVdirect,A;(A)→direct21MOVdirect,Rn;(Rn)→direct22MOVdirect,direct;(源direct)→32(目的direct)MOVdirect,@Ri;((Ri))→direct22MOVdirect,#data;#data→direct32(4).以间接地址为目的操作数的指令(3条)汇编指令格式操作字节周期MOV@Ri,A;(A)→(Ri)11MOV@Ri,direct;(direct)→(Ri)22MOV@Ri,#data;#data→(Ri)21(Ri)表示Ri中的内容为指定的RAM单元。(5).以DPTR为目的操作数(1条)汇编指令格式操作字节周期MOVDPTR,#DATA16;dataH→DPH,32dataL→DPL这是唯一的16位立即数传送指令，其功能是把16位常数送入DPTR。DPTR由DPH和DPL组成。如执行MOVDPTR,#1234H指令，结果为（DPTR）=1234H。2、外部RAM及I/O端口与累加器A之间的数据传送CPU访问片外PAM只能采用寄存器间接寻址的方式，并且只能通过累加器编指令格式操作字节周期MOVXA,@Ri;((Ri))→A,且使/RD=012MOVXA,@DPTR;((DPTR))→A,使/RD=012MOVX@Ri,A;(A)→(Ri),使/WR=012MOVX@DPTR,A;(A)→(DPTR),使/WR=012在MCS-51系统中，由于扩展I/O端口与外部RAM统一编址，即扩展I/O端口地址占用外部RAM地址空间的某一单元，因此外部RAM及扩展I/O端口的读写操作指令、操作时序完全相同。只能通过累加器A存取外部RAM和扩展I/O端口。①使用@DPTR寻址的指令，访问64K范围。②使用@Ri寻址的指令，访问256B范围。例2.13：已知片外RAM（2000H）=33H,读外部RAM的2000H单元的程序段：MOVXDPTR，#2000HMOVXA，@DPTR指令执行后，（A）=33H例2.14：将累加器A的内容送到外部2000H单元的程序段：MOVP2,#20HMOVR0,00HMOVX@R0，A3、累加器A与程序存储器ROM之间的数据传送指令(查表指令）MOVCA,@A+PCMOVCA,@A+DPTR例2.15：ORG8000HMOVA,#30HMOVCA,@A+PC…ORG8030HDB‘ABCDEFGHIJ’上述查表指令执行后，将8003H+30H=8033H地址所对应的程序存储器中的内容44H（字符‘D’的ASCII码）送到累加器A中。4、数据交换（1）字节交换指令XCHA，RnXCHA，directXCHA，@Ri（2)半字节交换指令XCHDA，@RiA半字节RAM半字节半字节交换操作A一字节源操作数一字节五、堆栈操作堆栈是在片内RAM中按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区。设置堆栈操作的目的是为了保护断点和现场，以便在子程序或中断服务子程序运行结束后，能正确返回主程序。数据的进栈、出栈由指针SP统一管理。堆栈的操作有如下两条专用指令：PUSHdirect；SP←(SP+1)，((SP))←（direct）POPdirect；direct←((SP))，SP←SP-1例2.16：设（SP）=30H,(50H)=43,执行指令PUSH50H结果：（SP）=31H,(51H)=43H,执行过程如图2.5所示。例2.17：设（SP）=35H,(35H)=66H,执行指令POP40H结果：(40H)=66H,（SP）=34H,执行过程如图2.6所示。图2.5PUSH指令示意图××片内43H50H31H30HSP××40H执行前片内43H50H31H30H43H××SP40H执行前PUSH指令后图2.6POP指令示意图片内40H11H10HSP50H片内50H35H10H66H××SP40H66H66H××××执行前执行POP指令后2.2.2算术运算类指令算术运算结果将进位CY、半进位AC、溢出位OV三个标志位置位或复位，只有加1和减1指令不影响这些标志位。1、加法指令ADDA，Rn；A←(A)+(Rn)ADDA，direct；A←(A)+(direct）ADDA，@Ri；A←(A)+((Ri))2、带进位加指令ADDCA，Rn；A←(A)+(Rn)+CADDCA，direct；A←(A)+(direct)+CADDCA，@Ri；A←(A)+(Ri)+CADDCA，#data；A←(A)+#data+C3、带借位减指令SUBBA，Rn；A←(A)-(Rn)-CSUBBA，direct；A←(A)-(direct)-CSUBBA，@Ri；A←(A)–(Ri)-CSUBBA，#data；A←(A)-data–C4、乘法指令MULAB；BA←A×BMUL指令实现累加器A和B寄存器中的两个8位无符号数相乘，16位乘积的低8位放在累加器A中，高8位放在B寄存器中。例2.20:（A）=30H，（B）=60H，执行MULAB结果：（A）=00H，（B）=12H。5、除法指令DIVABA/B→商在A中，余数在B中DIV指令实现累加器A和B寄存器中的两个8位无符号相除，其中商存放累加器A中，余数存放在B中。例2.21（A）=0B4H（即180）,（B）=18H(即24)执行DIVAB结果为（A）=07H…商（B）=0CH…余数，（Cy0=0，（OV）=0，（P）=16、加1指令INCA；A←（A）+1INCRn；Rn←（Rn）+1INCdirect；direct←（direct）+1INC@Ri；（Ri）←（（Ri））+1INCDPTR；DPTR←（DPTR