3.1 指令系统简介

1. 3.1 指令系统简介 一、几个概念 二、汇编语言指令格式 三、指令的分类 四、指令的符号说明 主讲：吴政江 下一页

2. 几个概念 指令：要求计算机完成某种特定操作的命令。由操作码和操作数两部分组成。操作码用来规指令完成的具体操作。操作数表示操作的对象，可能是一个具体的数据，也可能是数据的地址。 指令系统：计算机能够执行的所有指令的集合。不同的CPU有不同的指令系统，MCS-51共有111条指令。 程序：为解决某一特定问题而用某一种语言编写的指令的有序集合。 计算机语言：人与计算机进行交流的工具。按其与计算机硬件的接近程度可分为两大类：低级语言，与硬件最接近，即能直接操作硬件。如：机器语言、汇编语言等。高级语言，不能直接操作硬件，必须有操作系统的支持。如：C、QBASIC、PASCAL、FORTRAN语言等等。 机器语言：一种能被机器直接识别和执行的语言，用二进制数“0”和“1”形式表示。它存在于计算机存储器内，直接指挥机器的运行。为了阅读和书写的方便，机器语言常写成十六进制形式。 汇编语言：一种面向机器的程序设计语言，用助记符形式表示，能直接操作硬件，属于低级语言。 汇编语言源程序：用汇编语言编写的程序。不能被机器直接执行，必须由“汇编程序”翻译成机器语言的目标程序。 汇编程序：由计算机公司提供的，用于将汇编语言源程序翻译成目标程序（机器语言）的系统程序。如微机的MASM、ASM等。 下一页 上一页 返回

3. 汇编语言指令格式 [标号：]〈操作码助记符〉 [第一操作数] [，第二操作数] [，第三操作数] [；注释] 1、标号：表示该指令位置的符号地址，在程序汇编时，它被赋以该指令在ROM中存放的具体地址。它是以英文字母开头的1~6个字母或数字组成的字符串，并以“：”结尾。通常在子程序的入口或转移指令的目标地址处才赋予标号。 2、操作码助记符：由助记符表示的字符串，它规定了指令的功能（如加、减等），是指令的核心部分，不可缺省。 3、操作数：指参加操作的数据或数据的地址，即指令的操作对象。可以是1个、2个或3个也可以没有。操作数之间以“，”分隔，操作码与操作数之间以空格分隔。 4、注释：是对该条指令功能的解释，以便人们交流、阅读、修改和调试程序。注释以“；”开始。它不是程序的功能部分，不影响指令的执行，但最好养成附带注释的习惯。 例： WZJ：MOV 20H，A ；（20H）←A 返回 上一页 下一页

4. 指令的分类 • 1、按指令的长度分 • 单字节指令（50条）：只占一个字节的存储单元，操作码和操作数同存储在一个字节中。 • 双字节指令（45条）：占有二个字节的存储单元，其中第一字节为操作码，第二字节为操作数或操作数的地址。 • 三字节指令（16条）：占有三个字节的存储单元，操作码占一个单元，操作数占两个单元。操作数既可以是数据，也可以是数据的地址。 • 2、按指令的执行时间分（以机器周期计算） • 单周期指令（64条）：执行时需一个机器周期。 • 双周期指令（45条）：执行时需二个机器周期。 • 四周期指令（乘、除法2条）：执行时需四个机器周期。 • 3、按指令的功能分 • 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（布尔操作）类指令（17条） 上一页 下一页 返回

5. 指令的符号说明 • 1、44种助记符及其意义（基本上是英文单词的缩写） • MOV、MOVC、MOVX、PUSH、POP、XCH、XCHD、ANL、ORL、XRL|SETB、CLR、CPL、RL、RLC、RR、RRC、SWAP、ADD、ADDC、INC、MUL、DIV、DA、AJMP、LJMP、SJMP、JMP、JZ、JNZ、JB、JNB、JBC、CJNE、DJNZ、ACALL、LCALL、RET、RETI、NOP、DEC。 • 2、指令描述中的符号及其意义（见教材27页~28页） Rn、Ri、@Ri、@DPTR、#DATA、#DATA16、direct、addr16、addr11、rel、bit、A、B、C、/、X、(X)、((X))、← 例：MOV A，@R1；A ←（（R1）） 上一页 返回

6. 寻址方式：取得操作数的方式，即如何找到了操作数。MCS-51共有七种寻址方式。寻址方式：取得操作数的方式，即如何找到了操作数。MCS-51共有七种寻址方式。 一、立即寻址：操作码后直接给出操作数（立即数）。采用立即寻址的指令是双字节或三字节指令，第一字节为指令的操作码，第二、三字节是立即数。立即数前必须加“#”标志。例：MOV A，#40H；将立即数40H送至A中 MOV DPTR，#3456H；DPTR←3456H 片内SFR 片内SFR 00110100 01000000 01010110 3.2 寻址方式 高位立即数34H DPH A DPL 低位立即数56H 立即数40H

7. 直接寻址与寄存器寻址 二、直接寻址：在操作码后面直接给出操作数所在单元的地址。采用直接寻址的指令一般是双字节或三字节，第一字节为操作码，第二、三字节为操作数的地址码。这种寻址方式可进行内数据存储器的访问。 1、访问SFR，指令中direct以单元地址或寄存储器符号形式表示 。 例：MOV A，81H；两条指令的功能完全相同，SP的地址为81H MOV A，SP 2、访问内部RAM的低128B，指令中direct以单元地址形式表示。 例：MOV A，35H；A←（35H），设35H单元的内容为55H，则指令 执行后A的内容为55H 三、寄存器寻址：操作数存放在某一寄存器中，指令中指出相应的寄存器。即寄存器的内容就是操作数。可用于访问选定的工作寄存器R0~R7，累加器A，寄存器B和位累加器C中的数。 例：MOV R0，#55H；将数据55H送至A中 MOV A，R0

8. 四、寄存器间接寻址 • 用寄存器的内容作为操作数的地址，该地址对应的单元的内容才是操作数。用符号@作为间址标志。用于访问片内RAM或片外RAM。 • 1、当访问片内RAM或片外RAM的低256B空间时，可用R0或R1作为间址寄存器。 • 例：MOV R0，#25H • MOV A，@R0 • 设25H单元的内容为73H，则执行结果：以R0的内容25H为地址，把25H地址单元的内容73H送到累加器A中，A的内容为73H。 • 2、当访问片外RAM时，用DPTR作间址寄存器。由于DPTR是16位寄存器，所以它可访问片外RAM整个64KB的地址空间。 • 例：MOV DPTR，#2345H；将片外RAM2345H单元中的内容送入A中 • MOV A，@DPTR • 3、堆栈指令PUSH、POP也可算寄存器间接寻址，其间址寄存器为SP。即以SP的内容为地址，把该地址单元中的内容压入堆栈或弹出到目标地址。

9. 五、基址加变址寻址 • 以DPTR或PC为基址寄存器，以A作为变址寄存器，两者内容之和为操作数的地址。MCS-51中有两条基址加变址寻址指令，用于访问固化在ROM中的常数，称为查表指令。 • 1、以PC作基地址加变址形成操作数地址（@A+PC )指令 • MOVC A，@A+PC • 2、以DPTR作基地址，A作变址，由@A+DPTR形成操作数地址指令 • MOVC A，@A+DDPTR • 例：MOV DPTR，#0300H；DPTR←0300H • MOV A，#02H ；A←02H • MOVC A，@A+DPTR；A←（0300H+02H） • 将ROM中0302H单元的数（设为55H）取出送A中。

10. 六、相对寻址 • 以PC作为基址寄存器，将其当前值（执行完转移指令后的PC值）与指令中给出的偏移量（rel)相加，所得的和即为转移的目标地址。即目标地址=转移指令地址+转移指令字节数+偏移量rel=PC当前值+偏移量rel。rel为补码表示的8位带符号数，其值为-128~+127，故转移的范围为PC-128~PC+127。 • 在MCS-51中有两类转移指令：二、三字节。在计算PC当前值 时要注意指令的字节数。（除非手工汇编，编程时只要在目标地址处打上标号即可，然后由汇编程序自动计算） • 例：SJMP 08H；指令代码为双字节，即80 08H • 现设PC=2000H为本指令地址，则转移目标地址=（2000H+2）+08H=200AH • 将偏量08H送入A，再与PC当前值 2002H相加，结果就是目的地址。

11. 七、位寻址 • 位寻址是指对片内RAM的位寻址区（20H~2FH）和可位寻址的SFR进行位操作时的寻址方式。 • 在进行位操作时，借助于进位C作为位累加器，操作数直接给出该位的地址或位名称，然后再根据操作的性质进行操作。注意：位寻址的位地址与直接寻址的字节地址形式完全一样，主要由指令码来区分，应注意区分。 • 例：MOV C，20H；C←（20H），20H是位寻址的位地址 • MOV A，20H；A←（20H），20H是直接寻址的字节地址 • SETB RS0 ；（RS0）←1 • 位地址的表示方法： • 1、直接地址形式。如：MOV C，35H；Cy←（35H） • MOV C，20H； Cy←（20H） • 2、位名称表示法。如：MOV C，RS1；Cy←（RS1） • RS0、RS1、Cy、Ac、F0、F1、P、Ov等等。 • 3、加位表示法。 如：MOV C，Acc.5；Cy←（ Acc.5） • P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、25H.4、 Acc.0~ Acc.7等等。