第3章89S51单片机指令系统

2020/4/1913.1指令格式和寻址方式3.2指令分类介绍3.351指令系统汇总第3章指令系统单片机原理及应用一、汇编语言指令格式：[标号:]操作码操作数1，操作数2[；注释]换行表示一条指令结束。例：LOOP：MOVA，#40H；取参数1.标号：指令的符号地址。2.操作码：指明指令功能。3.操作数：指令操作对象。数据、地址、寄存器名及约定符号。4.注释行：说明指令在程序中的作用。操作码和操作数是指令主体。MOV—move传送XCH—exchange交换ANL—andlogic与逻辑运算XRL—exclusiveor异或运算MUL—multiply乘法RR—rotateright右循环SJMP—shortjump短跳转RET—return子程序返回3.1指令格式和寻址方式2020/4/193二、机器语言指令格式：操作码[操作数1][操作数2]有单字节、双字节和三字节指令。汇编语言指令中操作码和操作数是指令主体，称为指令可执行部分，指令表中可查出对应指令代码。举例：汇编语言：机器语言：MOVA，R0E8HMOVR6，#32H7E32HMOV40H，#64H754064H111010000111111000110010011101010100000001100100三、指令寻址方式（一）操作数类型：位(bit)─位寻址区中的一位二进制数据字节(Byte)─8位二进制数据字(Word)─16位双字节数据（二）寻址方式：1.立即寻址方式:指令中给出实际操作数据(立即数)，一般用于为寄存器或存储器赋常数初值。举例：8位立即数：MOVA，#40H；A40H16位立即数：MOVDPTR，#2100H；DPTR2100H2020/4/1952.直接寻址方式:指令操作数是存储器单元地址，数据放在存储器单元中。MOVA，40H；A(40H)直接寻址方式对数据操作时，地址是固定值，而地址所指定的单元内容为变量形式。41H78H40H56H例：设存储器两个单元的内容如图所示，执行指令MOVA，40H后A=？思考题：直接寻址方式指令和立即寻址方式指令的形式有什么不同？56H3.寄存器寻址方式：4.寄存器间接寻址方式：指令的操作数为寄存器名，寄存器中为数据地址。存放地址的寄存器称为间址寄存器或数据指针。例:MOVA，@R0；A((R0))设指令执行前A=20H，R0=40H，地址为40H存储器单元内容如图所示。执行指令后，A=？,R0=？,(40H)=？34H40H34H01000000AR00010000041H67H40H34HR0→A20HR040H例:MOVA，R0；A（R0）设指令执行前A=20H，R0=40H，执行指令后，A=？，R0=？指令操作数为寄存器名，数据在寄存器中。40H40H5.变址间接寻址方式：例：MOVCA，@A+DPTR；A((A+DPTR))设指令执行前A=09H，DPTR=2000H，存储器单元内容如图所示。执行指令后，A=？DPTR=？12H2000H2008H89H2009H12H数据在存储器中，指令给出的寄存器中为数据的基地址和偏移量。数据地址=基地址+偏移量。说明：1、只对程序存储器；2、指令形式：MOVCA，@A+DPTRMOVCA，@A+PCJMP@A+DPTR2020/4/198指令给出位地址。一位数据在存储器位寻址区。（1）内部RAM中的位寻址区：字节地址为20H～2FH；（2）专用寄存器的可寻址位：11个（83位）表示方法：1）直接使用位地址；如：PSW的位6可表示为0D6H2）位名称表示；或AC3）字节地址加位数表示；或0D0H.64）专用寄存器符号加位数表示。或PSW.6例：MOVC，40H；Cy(位地址40H)设指令执行前Cy=1，位地址40H存储器单元如图，执行指令后，Cy=？29H0110001028H11010110位寻址区06.位寻址方式：7.相对寻址方式：目的地址=转移指令地址+转移指令字节数+rel（rel为偏移量）当前PC值加上指令中规定的偏移量rel，构成实际的操作数地址例：SJMPrel操作：跳转到的目的地址=当前16位PC值+rel注意：1）“当前PC值”指程序中下一条指令所在的首地址，是一个16位数；2）符号“rel”表示“偏移量”,是一个带符号的单字节数,范围是:-128～+127(80H～7FH)。在实际编程中，“rel”通常用标号代替。2020/4/1910指令功能分类：数据传送、数据操作、布尔处理、程序控制。3.2.1数据传送指令实现寄存器、存储器之间的数据传送。一、内部传送指令：片内数据存储器数据传送。二、外部传送指令：片外数据存储器数据传送。三、交换指令：片内数据存储器数据传送。四、堆栈操作指令：片内数据存储器数据传送。五、查表指令：程序存储器数据传送。3.2指令分类介绍(一)内部传送指令：习题：找出配对指令，实现反向传送。指令机器码：11101rrrE8～EF11100101nE5n1110011iE6、E701110100d74d10101rrrn1010011in85n1n290d1d2MOVA，Rn；A←(Rn)，Rn=R0～R7MOVA，direct；A←(direct)MOVA，@Ri；A←((Ri))，Ri=R0、R1MOVA，#data；A←dataMOVRn,direct；Rn←(direct)MOV@Ri,direct；(Ri)←(direct)MOVdirect1，direct2；(direct1)←(direct2)MOVDPTR，#d1d2；DPTR←d1d2实现片内数据存储器中数据传送。指令格式：MOV目的操作数，源操作数寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间址。例：MOVA，#30HMOV4FH，AMOVR0，#20HMOV@R0，4FHMOV21H，20H习题：用两种寻址方式实现，将片内RAM60H单元的数据传送给累加器A。解：MOVA,#60H（×）MOVR0，#60H（√）MOVA，@R0；A=30H；(4FH)=30H；R0=20H；(20H)=30H；(21H)=30HMOVR0，60HMOVA，@R0（×）解：MOVA,60H（√）结果A=32H顺序执行下列指令序列，求每一步执行结果。2020/4/1913说明：只有指令表中的指令才有对应指令代码，计算机才能执行。编程时，不能随意创造发明指令。1.一条指令中不能同时出现两个工作寄存器：非法指令：MOVR1，R2MOVR2，@R02.间址寄存器只能使用R0、R1。非法指令：MOVA，@R23.SFR区只能直接寻址，不能用寄存器间接寻址。非法指令：MOVR0，#80HMOVA，@R04.指令表(P70)：B：指令字节数，M：机器周期数2020/4/1914（二）外部RAM传送指令:(MOVX)指令格式：MOVX目的操作数，源操作数寻址方式：片外数据存储器用寄存器间址方式。1.DPTR作16位数据指针，寻址64KB片外RAM空间：MOVXA，@DPTR；A←((DPTR))（读）MOVX@DPTR，A；(DPTR)←A（写）2.Ri作8位数据指针，寻址256B片外RAM空间（页内寻址）：MOVXA，@Ri；A←((P2Ri))（读）MOVX@Ri，A；(P2Ri)←A（写）实现片外数据存储器和A累加器之间的数据传送。例：实现片外数据存储器数据传送（2000H)(2100H)。MOVDPTR，#2000HMOVXA，@DPTRMOVDPTR，#2100HMOVX@DPTR，A片外RAM地址内容2000HX…DPTR→2100H片外RAM地址内容2000HX…DPTR→2100HX习题：将片外RAM0000H单元的数据传送到片内RAM的60H单元。；DPTR=2000H；A=X；DPTR=2100H；(2100H)=X片外数据存储器不能直接寻址。下列为非法指令：MOVXA，2000HMOVX2100H，2000H思考题：为什么对DPTR的数据传送使用内部传送指令？2020/4/1916(三)ROM传送指令（查表指令）:(MOVC)1．DPTR为基址寄存器:MOVCA，@A+DPTR；A((A+DPTR))（读）查表范围为64KB程序存储器任意空间，称为远程查表指令。2．PC为基址寄存器:MOVCA，@A+PC；A((A+PC))（读）常数表只能在查表指令后256B范围内，称为近程查表指令。实现从程序存储器读取数据到A累加器，只能使用变址间接寻址方式。多用于查常数表程序，可直接求取常数表中的函数值。P49：例1：以查表方法把累加器中的十六进制数转换为ASCII码，并送回累加器中。外部ROM2004H31H...46H30H2005H...2000HPCPC2003H2012H32HRETINCAMOVC2001H2002H十六进制与ASCII码对应十六进制ASCII码30H31H45H46H01EF......程序如下：指令地址源程序ORG2000H2000HBA：INCA2001MOVCA，@A+PC2002RET2003DB30H2004DB31H2005DB32H……2011DB45H2012DB46H例2：程序：ORG1000HSQU:MOVDPTR，#3000H；确定表首地址（基地址）MOVA，20H；取X（变量：偏移量）MOVCA，@A+DPTR；查表求Y=X2MOV21H，A；保存Y（结果）RET；子程序结束…；其它程序段ORG3000H；常数表格首地址TAB:DB00，01，04，09，…，225；平方表ENDAA内部RAM21H20H......X（变量）Y（结果）XY外部ROM3000H0001...225...3001H...1000HPC90H00H30HDPTR方法1：查表法求Y=X2。设X(0≤X≤15)在片内RAM的20H单元中，要求查表求Y，存入片内RAM21H单元。指令地址源程序ORG1000H；程序起始地址1000HSQU:MOVA，20H；取X1002HADDA，#3；修正偏移量1004HMOVCA，@A+PC；查表求Y=X2（PC=1005H）1005HMOV21H，A；存结果1007HRET；子程序结束1008HTAB:DB00，01，04…；平方表100BHDB09，…，225思考题：当0≤X≤255时，如何用查表法编程求Y=X2。AA内部RAM21H20H......X（变量）Y（结果）XYPCPC外部ROM1008H0001...225...1009H...1000HE5H20H方法2：查表法求Y=X2。设X(0≤X≤15)在片内RAM的20H单元中，要求查表求Y，存入片内RAM21H单元。例2：2020/4/1920（四）交换指令:1.字节交换指令XCHA，Rn；A(Rn)XCHA，@Ri；A((Ri))XCHA，direct；A(direct)片内RAM地址内容2BH35H2AH38H…20H习题：将片内RAM60H单元与61H单元的数据交换。例：设A=29H，执行指令XCHA，2AH后，A=？，(2AH)=？38H29HXCH60H，61H；←对吗？29H不对！！实现片内RAM区的数据双向传送。2.半字节交换指令：XCHDA，@Ri；A0～3((Ri))0～3SWAPA；A4～7A0～3例：将片内RAM2AH和2BH单元中的ASCII码转换成压缩式BCD码存入20H单元。压缩式BCD码千位百位十位个位片内RAM地址内容2BH35H2AH38H…20H58H单字节BCD0000千位0000百位0000十位0000个位习题：交换片内RAM40H单元和41H单元的低半字节。A30H010100000101100050H58HMOVA，#0MOVR0，#2AHMOVR1，#2BHXCHDA，@R0SWAPAXCHDA，@R1XCHA，20H0011000005H0000000000H0000010120HR1A0101100058H30H00110000R0AA35H00110