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1、第三章MCS-51系列单片机的指令系统和时序本章内容掌握常用指令的格式和功能。掌握指令执行时所包含的操作。了解指令的长度和执行时间。1西华大学电气信息学院郑海春3.1MCS-51单片机的时序3.2指令系统的概述3.3寻址方式3.4数据传送类指令3.5算术操作类指令3.6逻辑操作和循环移位指令3.7控制转移类指令3.8位操作指令3.9汇编语言程序设计3.10C51程序设计需要注意的地方本章目录2西华大学电气信息学院郑海春3.1MCS-51单片机的时序时序图中时间参数的描述：①时钟周期；②机器周期；③指令周期。3西华大学电气信息学院郑海春时钟周期T：时序中最小的时间
2、单位，由外接晶体来决定。其值为石英振荡器频率fosc的倒数。例如:在单片机外接12MH的晶体,则单片机的系统时钟频率为12M,时钟周期为1/12µs.T4西华大学电气信息学院郑海春机器周期:完成一个基本操作所需要的时间。机器周期由12个时钟周期构成,为了描述方便将其分6个状态（S1-S6），每个状态又分为P1和P2两拍。既：S1P1,S1P2,S2P1,S2P2,S3P1,S3P2…S6P1,S6P2TS2S6S5S4S3机器周期P1S1P25西华大学电气信息学院郑海春指令周期:既执行一条指令所需要的时间，它是时序图中最大的时间单位。在MCS-51系统中,不同的
3、指令它所包含的机器周期数不同.它们分别是:1,单机器周期指令；2,双机器周期指令；3,四机器周期指令。6西华大学电气信息学院郑海春假设：我们使用一个12M的晶体震荡器，那么一个机器周期为：1/12µs×12×1=1µs；两个机器周期为：1/12µs×12×2=2µs；四个机器周期为：1/12µs×12×4=4µs。可见指令的运算速度与它所包含的机器周期数有关。机器周期数越少，执行的速度就越快（MCS-51单片机的指令系统除了乘、除法指令为四个机器周期外,其余都是单周期和双周期指令）7西华大学电气信息学院郑海春3.2指令系统的概述MCS-51共有111条指令，其长
4、度（字节数）和执行时间（指令周期）各不相同。8西华大学电气信息学院郑海春指令的字节数：MCS-51单片机的指令系统有：单字节（占用1个ROM存储单元—1个字节）；双字节（占用2个ROM存储单元—2个字节）；三字节（占用3个ROM存储单元—3个字节）。OPROMOP2-2OP2-1ROMOP3-3OP3-2OP3-1ROM单字节指令双字节指令三字节指令思考：指令的字节数与指令执行的时间有关系吗？9西华大学电气信息学院郑海春OPDATA或ADDRESS操作码操作数或操作数地址由操作码和操作数（或操作数地址）两部分构成。举例：MOVA,#0FFHADDA,R0指令格式
5、：10西华大学电气信息学院郑海春按照指令的功能，可将111条指令分为五大类1，数据传送类指令2，算术操作类指令3，逻辑操作和循环移位指令4，控制转移类指令5，位操作指令指令分类：11西华大学电气信息学院郑海春1,数据传送类指令：完成数据的传送。【特点】：①有8位、16位两种传送指令；②除了以累加器A为目标的传送对奇偶位PSW.P有影响外，其余的传送类指令对PSW无影响。12西华大学电气信息学院郑海春2,算术操作类指令：用于操作数的加、减、乘、除运算。【特点】：多数情况下：操作数之一在累加器A中，结果也保留在A中，运算结果要影响PSW（进位标志、奇偶和溢出标志等）
6、。13西华大学电气信息学院郑海春3,逻辑操作和循环移位指令：操作数之间的逻辑或、与、取反和异或等操作。【特点】：多数情况下一个操作数在A中，结果也存于A。移位指令分为左移、右移和带进位和不带进位几种情况。逻辑类指令基本不影响PSW的内容。14西华大学电气信息学院郑海春4,控制转移类指令：①无条件转移；②条件转移；③调用和返回。【特点】：通过修改程序指针PC的内容，使CPU发生转移，从而改变程序的流向。这也是唯一一种间接修改程序指针PC的指令。15西华大学电气信息学院郑海春5，位操作指令：①位传送：类似于字节传送，对bit进行传送。②位置位/复位：对某一位置一或清
7、零。③位运算：对某一位进行逻辑与、或、取反等。④位控条件转移：对某一位的状态进行判断，满足条件转移。【特点】：按位操作。指令中所涉及到的地址皆为“位地址”。这类指令基本不影响PSW的内容。16西华大学电气信息学院郑海春3.3寻址方式在指令的操作数位置上，用于表征、寻找操作数的方法定义为“寻址方式”。正确的理解、掌握寻址方式，是学习、使用指令的关键。在MCS-51单片机中，共使用了七种寻址方式。17西华大学电气信息学院郑海春1,寄存器寻址2,直接寻址3,立即寻址4,寄存器间接寻址5,基址寄存器加变址寄存器间接寻址；6,相对寻址；7,位寻址。七种寻址方式18西华大学
8、电气信息学院郑海春3.3
