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第3章 MCS-51指令系统
●教学目标:
介绍MCS—51系列单片机的寻址方式
介绍MCS—51系列单片机的指令系统
●学****要求:
掌握MCS—51系列单片机6种寻址方式的定义与表达方式
掌握MCS—51系列单片机各指令的格式、功能、简单应用
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计算机工作的基本原理是存储程序并执行程序,而程序则由能实现某种功能的指令序列构成。编写程序时使用的程序设计语言有三种:机器语言、汇编语言和高级语言。
机器语言是CPU唯一能直接识别的语言,是机器指令的集合,二进制代码书写。用汇编语言和高级语言编制的程序称之为源程序,都要转换成机器语言程序后才能为计算机直接执行,这种用机器语言描述的程序我们通常称之为目标程序。
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高级语言的特点是通用性强,可以在不同的机器上运行。用高级语言编写的程序要用编译程序或解释程序翻译成机器语言程序方能执行。
汇编语言是用助记符来表示机器指令的一种程序设计语言。其每条语句对应相应的机器指令。汇编语言与机器的指令系统密切相关,不同的机型其指令系统不同,汇编语言程序不具备高级语言的通用性,用汇编语言编写的程序要经过汇编程序(也可以手译)翻译成机器语言程序后才能为计算机所识别。
其特点是占用的内存小、执行速度快。
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指令系统:一台计算机具有的所有指令的集合称为该计算机的指令系
统。
MCS—51系列单片机的指令系统共有111条指令,在储存空间与执行时
间上都有较高的效率,还含有丰富的位操作指令,成为该指令系统的
一大特色。
按其功能可分为数据传送、算术运算、逻辑运算、程序转移、位操作
等5个大类。
按指令长度:单字节指令49条、双字节指令46条、三字节指令只有16 条。
按指令执行时间:单机器周期指令64条,双机器周期指令45条,乘除2 条指令的执行时间为4个机器周期。
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寻址方式
计算机的指令通常由操作码和操作数两部分构成。操作码部分指出了指令的功能,通常用代表该功能的英文缩写来表示;而操作数部分则可能是操作数本身或操作数所在的地址。表示指令中操作数所在位置的方法称为寻址方式。对MCS—51系列单片机,操作数可以为0~2个。不同的指令系统,具有的寻址方式也不同,相同功能的指令采用不同的寻址方式,有时可以节约空间,有时可以提高速度,寻址方式的多样化增加了指令的灵活性。MCS—51系列单片机的指令系统有6种基本的寻址方式。
立即寻址 操作数就在指令中,跟在操作码的后面,该操作数被称为立即数。在指令中,立即数前面加“#”符号作为标志。
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寄存器寻址
操作数在寄存器中,指令中给出寄存器名,此种方式称为寄存器寻址方
式。
寄存器间接寻址 在指令中用工作寄存器(R0、R1、DPTR)给出存储单元的地址,而操作数在RAM中(片内RAM或片外RAM),此种方式称为寄存器间接寻址方式,指令中寄存器名前要加@。 寄存器间接寻址方式可用于访问片内RAM及片外RAM,由于片内RAM与片外RAM地址有重叠现象,故规定用MOV指令访问片内RAM,用MOVX指令访问片外RAM
注意:访问片内RAM用工作寄存器R0、R1,访问片外RAM时,若片外RAM的地址为8位,用R0、R1间址寄存器,若片外RAM的地址多于8位用DPTR作间址寄存器。
例:MOV A,***@R0 40H
若R0=40H,则指令执行后,
A=50H
50H
60H
A
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直接寻址 在指令中直接给出操作数所在的存储单元的地址,这种方式称为直接寻址方式。直接寻址方式可用于访问程序存储器和数据存储器。在汇编语言中,直接地址也可用标号表示。 注意:1、直接寻址方式是访问专用寄存器的唯一方法
2、规定直接寻址方式只能访问片内RAM的低128个单元
3、在进行位寻址时也采用直接寻址的方式
例如:MOV A,30H
30H
指令执行后,A=56H
直接寻址方式还用于在转移及子程序调用指令中给出程序寄存器的16位或11位地址,执行这些指令后,用指令中给出的直接地址代替PC的整16位或低11位地址,然后从PC值处开始执行指令。
例:LJMP addr16; PC←addr16