第3章微控制器的指令系统.ppt

Tongji University 第3章微控制器的指令系统 本章主要内容 　３.１ 　指令的表示与字节 　３.２ 　指令的寻址方式 　３.３ 　指令的功能 　３.４ 　典型微控制器的指令系统 　　 ３.１　指令的表示与字节 　　　３.１.１ 指令表示形式 　　　３.１.２ 指令的字节 ３.１　指令的表示与字节 指令是指示微控制器执行操作的命令， 微控制器全部指令的集合称为指令系统。 指令系统体现了微控制器的性能， 也是应用微控制器进行程序设计， 完成运算、控制等各种复杂的功能的基础。不同系列的微控制器通常指令系统也不同，指令和寻址方式较多的指令系统编写程序有其方便之处， 但熟练掌握的难度较大。 3.1.1　指令表示形式 微控制器指令通常分为操作码和操作数两部分， 其中操作码指示微控制器的操作。 指令的二进制形式称为指令的机器码， 可以直接被微控制器识别和执行。 指令的十进制、十六进制形式在某些场合用作输入程序的辅助手段。并采用规定的前后缀符号表示不同进制， 通常默认无前后缀符号表示十六进制。 微控制器能够直接识别和执行的都是指令的机器码， 但机器码对于开发人员而言难于记忆， 不便于程序设计、维护与移植。 指令的助记符形式又称为汇编语言指令， 用英文单词或缩写字母来表征指令功能， 以便于人们识别、读写、记忆和交流， 常用于程序设计。 通常用汇编语言或C 语言编写源程序， 再由人工或机器的汇编程序将源程序编译成指令的机器码。 3.1.2 指令的字节 在二进制形式的微控制器指令中， 单字节指令的操作码和操作数加起来只有一个字节； 多字节指令中， 操作码在前， 占一或二个字节； 操作数或操作数地址在后， 也占一或二个字节。 MCS-５１ 的指令系统中， 按字节数分有一、二、三字节３ 种。 M６８ HC０８ 系列的指令系统中， 按字节数分有一、二、三、四字节４ 种。 PIC 系列的指令系统中， 都是单字节指令。 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， 执行速度通常也比较快。 ３.２ 　指令的寻址方式 　３.２.１ 　隐含寻址 　３.２.２ 　立即寻址 　３.２.３ 　直接寻址 　３.２.４ 　寄存器间接寻址 　３.２.５ 　变址寻址 　３.２.６ 　相对寻址 　３.２.７ 　位寻址　　 ３.２ 　指令的寻址方式 指令给出操作数的方式称为寻址方式。透彻地理解寻址方式， 才能正确应用指令， 解决快捷和广域的矛盾， 方便地访问所有的存储空间， 选择最佳的寻址方式来优化程序。 微控制器常用的寻址方式有： 隐含寻址、立即寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址七种方式。 各种微控制器的指令系统中， 每条指令都采用一种或多种寻址方式， 构成了不同功能。典型微控制器指令系统MCS-５１ 、M６８ HC０８ 、PIC 采用寻址方式的情况如表３-１ 所示。 3.2.1 　隐含寻址 在隐含寻址方式(inherent addressing mode ， INH) 的指令中， 执行指令的所有信息均在操作码中， 实际上， 此时操作数是某个寄存器的内容， 而寄存器名隐含在操作码中。具有隐含寻址方式的指令全为单字节指令， 汇编后生成的操作码在程序存储区只占用一个字节的空间。例如： 　　CLR A 　　　(MCS51 指令) 　　CLRA 　 (M68HC08 指令) 将累加器A 清０ 。 　　CLRW 　 (PIC 系列指令) 将W 工作寄存器(即累加器) 的内容清０ 。 3.2.2 　立即寻址 在立即寻址方式(immediate addressing mode ， IMM) 的指令中， 可以立即获得要访问的常数值， 称为立即数； 指令的第一个字节为操作码， 后面字节为要操作的立即数， 通常以＃ 为标志的＃ data 或＃ data１６ 表示。例如： 　　MOV 　A ， ＃70H 　　(MCS51 指令) 　　LDA 　＃$70 (M68HC08 指令) 完成的都是把十六进制值７０ 送到累加器A 中。 PIC 系列的指令则更为精简， 例如： 　　ADDLW 　16H 实现的功能是， 将立即数１６ H 与W 内容相加， 结果送到W 。其指令码的二进制形式为： １１１１１１０００