单片机中级教程 第3章 指令系统.doc

第3章 MCS-51系列单片机的指令系统 学习和使用单片机的一个最重要的环节就是理解和熟练掌握它的指令系统。不同种类的机型指令系统是不同的，本章将详细介绍MCS-51系列单片机指令系统的寻址方式、各类指令的格式及功能。 3．1 指令系统概述 指令是规定计算机进行某种操作的命令。一台计算机所能执行的指令集合称为该计算机的指令系统。计算机的主要功能是由指令系统来体现的。指令系统与机器密切相关，指令系统是由计算机生产厂商定义的，不同系列的机器其指令系统是不同的。 3．1．1 指令概述 计算机内部只识别二进制数。因此，能被计算机直接识别、执行的指令是使用二进制编码表示的指令，这种指令被称为机器语言指令。机器语言具有难学、难记、不易书写、难于阅读和调试、容易出错而且不易查找错误，程序可维护性差等缺点。为方便人们的记忆和使用，制造厂家对指令系统的每一条指令都给出了助记符，助记符是用英文缩写来描述指令的功能，它不但便于记忆，也便于理解和分类。以助记符表示的指令就是计算机的汇编语言指令，汇编语言指令与机器语言指令具有一一对应的关系。 与通常的计算机一样，MCS-51系列单片机也只能识别二进制编码表示的机器语言。同样，为了人们记忆和使用方便，也采用汇编语言指令来描述它的指令系统。 MCS-51系列单片机指令系统共有111条指令，按功能划分，可分为五大类： 1）数据传送类指令（29条）； 2）算术运算类指令（24条）； 3）逻辑运算及移位类指令（24条）； 4）控制转移类指令（17条）； 5）位操作类指令（17）。 3．1．2 指令格式 一条完整的MCS-51系列单片机汇编语言的指令格式如下： [标号：] 〈操作码〉 [操作数] [；注释] 标号——标号是该指令的起始地址，是一种符号地址。 标号可以由1～8个字符组成，第一个字符必须是字母，其余字符可以是字母、数字或其他特定符号。标号后跟分界符“：”。 操作码——即指令的助记符。它规定了指令所能完成的操作功能。 操作数——指出了指令的操作对象。操作数可以是一个具体的数据，也可以是存放数据的单元地址，还可以是符号常量或符号地址等。 在一条指令中可能有多个操作数，操作数与操作数之间用逗号“，”分隔。 注释——为了方便阅读而添加的解释说明性的文字，用“；”开头。 操作码与操作数之间必须用空格分隔，带方括号项称为可选项。由指令格式可见，操作码是指令的核心，不可缺少。 在MCS-51系列单片机指令系统中，指令的字长有单字节、双字节、三字节三种，在程序存储器中分别占用1～3个单元。 3．1．3 指令中常用符号说明 在描述MCS-51系列单片机指令系统的功能时，经常使用的符号及意义如下： Rn ——当前选中的工作寄存器组中的寄存器R0～R7之一，所以n=0～7。 Ri ——当前选中的工作寄存器组中可作地址指针的寄存器R0、R1，所以i=0、1。 #data ——8位立即数。 #data16 ——16位立即数。 direct ——内部RAM的8位地址。即可以是内部RAM的低128个单元地址，也可以是特殊功能寄存器的单元地址或符号。因此在指令中direct表示直接寻址方式。 addr11 ——11位目的地址，只限于在ACALL和AJMP 指令中使用。 addr16 ——16位目的地址，只限于在LCALL和LJMP 指令中使用。 re l——补码形式表示的8位地址偏移量，在相对转移指令中使用。 bit ——片内RAM位寻址区或可位寻址的特殊功能寄存器的位地址； @ ——间接寻址方式中间址寄存器的前缀标志； C ——进位标志位，它是布尔处理机的累加器，也称之为位累加器； / ——加在位地址的前面，表示对该位先求反再参与操作，但不影响该位的值； （x）——由x指定的寄存器或地址单元中的内容； （（x））——由x寄存器的内容作为地址的存储单元的内容； $ ——本条指令的起始地址； ← ——指令操作流程，将箭头右边的内容送到箭头左边的单元中。 3．2 寻址方式 在指令系统中，操作数是一个重要的组成部分，它指出了参加运算的数或数所在的单元地址。而如何找到这个操作数就称为寻址方式。寻址方式越多，则计算机的功能越强，灵活性亦越大，但指令系统也就越复杂。 寻址方式是汇编语言程序设计中最基本的内容之一，必须十分熟悉，牢固掌握。在上一章中，我们已介绍过MCS-51系列单片机系统的存储器分布，在学习寻址方式时，要特别注意在各种不同的存储区中，分别可以采用什么寻址方式。 MCS-51系列单片机提供了七种寻址方式，下面分别介绍。 3．2．1 立即寻址 所谓立即寻址就是操作数在指令中直接给出。通常把出现在指令中的操作数称为立即数。为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，在立即数前面加“#”标志。例如： MOV