第4章 51系列单片机的指令系统

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1、单片微机原理及应用华东交通大学徐春辉制作2013年8月第4章51系列单片机的指令系统内容提要通过前面章节的学习，我们知道了微型计算机是由CPU、存储器及输入/输出设备组成的，这些部件统称为硬件。一台计算机只有硬件是不能工作的，必须配有各种各样的软件才能实现其多样化的功能，而软件中最基础的部分就是计算机的指令系统。本章首先介绍指令系统的格式、分类及寻址方式，然后重点介绍51系列单片机的指令系统。学习要点了解51系列单片机指令系统的分类和格式。熟悉51系列单片机指令系统的7种寻址方式及其使用空间。掌握51系列单片机指令系统

2、的数据传送、算术运算、逻辑运算、转移操作、位操作等指令的功能。4.1指令及其格式4.251系列单片机的寻址方式4.351系列单片机指令系统分类介绍第4章目录54.1指令及其格式4.1.1指令系统概述51系列单片机的指令系统是一种简明、易掌握、效率较高的指令系统，基本指令共有111条。指令有功能、时间和空间3种属性。功能属性是指每条指令都对应一个特定的操作功能；时间属性是指一条指令执行所用的时间，一般用机器周期来表示；空间属性是指一条指令在程序存储器中存储所占用的字节数。6按指令空间属性来分，51系列单片机的指令可分为如下3种：

3、（1）单字节指令（49条）。（2）双字节指令（45条）。（3）三字节指令（17条）。按时间属性来分，51系列单片机的指令也可分为3种：（1）1个机器周期指令（64条）。（2）2个机器周期指令（45条）。（3）4个机器周期（2条）。7按功能属性，51系列单片机的指令可分为5类：（1）数据传送指令（29条）。（2）算术运算指令（24条）。（3）逻辑运算指令（24条）。（4）控制转移指令（17条）。（5）位操作指令（17条）。84.1.2指令描述符号的约定在详细介绍指令之前，先简单介绍描述指令的一些符号的意义。A：表示累加器A，而A

4、CC则表示累加器A的地址。Rn（n=0～7）：当前选中的工作寄存器组中寄存器R0～R7之一。Ri（i=0,1）：当前选中的工作寄存器组中的寄存器R0或R1。@：间接寻址或变址寻址前缀。#data：8位立即数。#data16：16位立即数。direct：片内低128个RAM单元地址及SFR地址。9addr11：11位目的地址。addr16：16位目的地址。rel：一个字节的补码表示的地址偏移量，范围为128～+127。bit：位寻址空间中可寻址位的地址。(X)：表示X地址单元或寄存器中的内容。((X))：以X单元或寄存器中的内

5、容作为地址所指定单元的内容。/：位操作数的取反操作前缀，表示对该数位取反，但不影响该数位的原值。→：数据传送方向，表示箭尾一侧的内容送入箭头所指向的单元中去。：表示数据交换。104.1.3机器指令的字节编码格式指令的表示方法称为指令格式。一条指令通常由两部分组成：操作码和操作数信息码。操作码用来规定指令进行什么样的操作。操作数信息码则指明指令操作的对象。操作数信息码可能是一个具体的被操作的数据，也可能是被操作数据的地址码或被操作数地址信息的编码。指令长度不同，指令格式也就不同。在51系列单片机指令系统中，分别有单字节、双字节及

6、三字节指令，下面分别介绍其字节编码格式。111．单字节指令51系列单片机指令系统中共有49条单字节指令，其格式有两种形式。（1）8位全表示操作码本类指令只有操作码，无操作数，操作数隐含在操作码中。例如，INCA（累加器A加1）指令的机器码为0000010012（2）8位代码中包含操作码和操作数信息编码（寄存器编码）本类指令的8位二进制机器码中包含操作码和存放操作数的寄存器号。例如，MOVA，Rn；(Rn→A)指令的机器码为其中，最低3位选择从哪一个寄存器中取数，如000表示R0寄存器，这部分信息只占用三位，剩余5位用于操作码，

7、故整条指令的编码一个字节就够了。11101rrr132．双字节指令51系列单片机共有45条双字节指令。双字节指令中的一个字节表示操作码，另一个字节表示立即数或存放操作数的地址。此时操作码、立即数或地址各占一个字节。例如，MOVA，#data；data表示8位二进制数，亦称为立即数。其机器码为01110100立即数（data）143．三字节指令51系列单片机系统共有17条三字节指令。三字节指令中的第一个字节表示操作码，后两个字节表示操作数或操作数地址。因此，一般有下面4种情况。（1）例如：MOVDPTR，#datal6；把16位

8、立即数送到DPTR中。（2）例如：MOVdirect，#data；把立即数data送到地址direct单元中。操作码data15～8data7～0操作码directdata15（3）例如：CJNEA，#data，rel；A和立即数data不等则转移。（4）例如：LCALLad