C51单片机汇编语言程序设计

汇编语言程序设计

一、二进制数与十六进制数之间的转换 1、数的表达方法

为了方便编程时书写，规定在数字后面加一个字母来区别，二进制数后加B十六进制数后加H。 2、二进制数与十六进制数对应表 二进制 十六进二进制 制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0 1 2 3 4 5 6 7 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 十六进制 8 9 A B C D E F 3、二进制数转换为十六进制数

转换方法为：从右向左每4位二进制数转化为1位十六进制数，不足4位部分用0补齐。

例：将（1010000110110001111）2转化为十六进制数 解：把1010000110110001111从右向左每4位分为1组，再

写出对应的十六进制数即可。 0101 0000 1101 1000 1111 5 0 D 8 F

答案：（1010000110110001111）2=（50D8F）16 例：将1001101B转化为十六进制数

解：把10011110B从右向左每4位分为1组，再写出对应的十六进制数即可。 1001 1110 9 E

答案：10011110B=9EH 4、十六进制数转换为二进制数

转换方法为：将每1位十六进制数转换为4位二进制数。 例：将（8A）16转化为二进制数

解：将每位十六进制数写成4位二进制数即可。 8 A 1000 1010

答案：（8A）16=（10001010）2 例：将6BH转化为二进制数

解：将每位十六进制数写成4位二进制数即可。 6 B 0110 1011

答案：6BH=01101011B

二、计算机中常用的基本术语 1、位（bit）

计算机中最小的数据单位。由于计算机采用二进制数，所以1位二进制数称作1bit，例如110110B为6bit。 2、字节（Byte，简写为B）

8位的二进制数称为一个字节，1B=8bit 3、字（Word）和字长

两个字节构成一个字，2B=1Word。

字长是指单片机一次能处理的二进制数的位数。如AT89S51是8位机，就是指它的字长是8位，每次参与运算的二进制数的位数为8位。

8位可以表示256个状态，每位二进制有0和1两种状态，8位就是2的8次方个状态。这256个状态可以表示0～255这256个无符号整数，也可以表示－128到+127这256个有符号整数，还可以表示小数等，这些表示方法叫做数据类型。 8位机能表达数的范围是0～255，这意味着参与运算的各个数据不能超过255，并且运算结果和中间结果也不能超过255，否则就会出错。在实际问题中往往有超过255的情况，比如用到1000这个数，这时就需要用两个字节组合起来表示这样的数。16位机能表达数的范围是0～65535。 三、寄储器

51单片机的寄存器分为工作寄存器和特殊功能寄存器两大

类。工作寄存器在内部RAM的00H～1FH地址区，共有32个。特殊功能寄存器在内部RAM的80H～0FFH地址区，51单片机共有21个，52单片机共有26个。

特殊功能寄存器主要有累加器A，寄存器B，程序状态字PSW，P0～P3 I/O口寄存器，定时/计数器及串行通信控制、中断控制等特殊功能寄存器。 1、工作寄存器（R0～R7）

工作寄存器是一个8位寄存器，分为4组（0～3组），每组8个，共有32个，每组的8个寄存器都用R0～R7表示。工作寄存器是以组为单位来使用的，任何时刻只有一组有效。可用PSW寄存器中的RS0、RS1两位来设置当前要使用的工作寄存器组。 2、累加器A

累加器A是一个8位寄存器，它和算术逻辑部件ALU一起完成各种算术逻辑运算，既可以存放运算前的原始数据，又可以存放运算的结果。 3、寄存器B

寄存器B是一个8位寄存器，用于乘除法运算。 4、程序状态字（PSW）寄存器

程序状态字PSW（也称为标志寄存器）是一个重要的8位寄存器，用来保存指令执行结果供程序查询和判别。 四、寻址方式

单片机工作时，在程序指令的控制下，要对数据进行各种操作，所以必须要先找到操作的数据。数据存放在存储器中，只有找到要操作数据的存储地址，才能对该存储地址中的数据进行操作。

寻找要操作数据的存储地址的过程称为寻址。单片机常用寻址的方式有七种：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。 1、立即寻址

立即寻址是在指令的操作码后直接给出要操作的数据（不是数据的存放地址），这个数据称为立即数，为了表明该数值是一个数据而不是地址，要在该数值前加个“#”号。例如： MOV A,#0FFH ;将数据0FFH（11111111B）送到累加器A中。

MOV A,#6BH ;将数据6BH（01101011B）送到累加器A中。 2、直接寻址

直接寻址是在指令的操作码后给出数据的存放地址，指令可以操作该地址存放的数据。例如： MOV A,58H

该指令的含义是：将58H单元中的数据送到累加器A中。如果58H单元中的数据为11010101，执行该指令后，58H单元中的数据会送到累加器A中，累加器A中的数据也为

11010101，累加器A中之前存放的数据被冲掉。

直接寻址方式可以访问存储器的30H～7FH单元（数据缓冲区）、位地址单元和特殊功能寄存器（SFR），而且特殊功能寄存器只能用直接寻址方式访问。 3、寄存器寻址

寄存器寻址是在指令的操作码后给出寄存器，指令可以操作寄存器中的数据。例如： MOV A,R7

该指令的含义是：将寄存器R7中的数据送到累加器A中。如果寄存器R7中的数据为11010101，执行该指令后，R7中的数据会送到累加器A中，累加器A中的数据也为11010101，累加器A中之前存放的数据被冲掉。 五、汇编语言的指令系统 汇编语言的指令格式如下：

[标号:]操作码（空格）[操作数1][,操作数2][ ,操作数3] [;注释]

例：下面是一条汇编语言的指令：

MAIN:MOV P3,#0FFH ;将数据11111111送到P3口 标号：用来标注指令的地址，一般由1～8个字母和数字组合而成，但必须以字母开头，以冒号“:”结束。上面的汇编语言指令中，标号是“MAIN:”。

操作码：用来规定指令的操作功能，一般由2～5个字母（英

文单词或单词的缩写）组成。上面的汇编语言指令中，操作码是“MOV”。

操作数：它是操作码的操作对象，操作数和操作码之间用一个空格隔开。在一条指令中可以有0～3个操作数，操作数之间用逗号“,”隔开。上面的汇编语言指令中，操作数是“P3,#0FFH”。

注释：它是编程者对指令的说明，通常用来描述程序的功能。注释以分号“；”开头。

注意：编写汇编语言的指令时，指令中的“:”、“,”、“；”等为半角符号，应将输入法设为英文状态。

MCS－51系列单片机的指令共有111条，根据功能可将其分为以下几类：数据传送类指令（29条）、算术运算类指令（24条）、逻辑运算类指令（24条）、控制转移类指令（17条）、位操作类指令（17条）。

根据指令转化为机器代码占用的存储空间可分为：单字节指令（49条）、双字节指令（45条）、三字节指令（17条）。 根据指令执行需要的时间可分为：单周期机器指令（64条）、双周期机器指令（45条）、四周期机器指令（2条）。 六、数据传送类指令（29条）

数据传送类指令的功能是将源操作数中的内容送到目的操作数中。它可以分为五种：内部RAM的数据传送指令、外部RAM与累加器A的数据传送指令、ROM与累加器A的数

据传送指令、数据交换指令和堆栈操作指令。 1、内部RAM的数据传送指令（16条）

内部RAM数据传送指令的操作码助记符是“MOV” 指令格式：MOV 目的操作数,源操作数

指令的功能是：将源操作数中的内容送到目的操作数中。执行指令后，源操作数内容不变，目的操作数的内容与源操作数一致。

内部RAM的数据传送指令又可分为五种： （1）以累加器A为目的操作数的传送指令

以累加器A为目的操作数的传送指令有4条，各条指令的格式和功能如下：

以累加器A为目的操作数的传送指令 指 格 式 令 指令功能指令功能指令功能举例说明 表示 说明 例：MOV A,#36H MOV A,#data （A）←data 将数据data指令功能：将数据送到累加36H送到累加器A器A中 中，指令执行后，A中的数据为36H。 MOV A,Rn （A）←（Rn） 将寄存器例：MOV A,R6 Rn中的数指令功能：将寄存器据送到累R6中的数据送到累加器A中 加器A中，如果R6中的数据为2EH，指令执行后，A中的数据为2EH。 其中，#data表示8位数据（立即数），Rn表示工作寄存器组中的8个寄存器R0～R7。

（2）以寄存器Rn为目的操作数的传送指令

以寄存器Rn为目的操作数的传送指令有3条，各条指令的格式和功能如下：

以寄存器Rn为目的操作数的传送指令 指 令 格 指令功能指令功能指令功能举例说明 式 表示 说明 将数据MOV （Rn）←data送到寄存器Rn中 例：MOV R5,#36H 指令功能：将数据36H送到寄存器R5中，指令执行后，R5中的数据为36H。 例：MOV R6,A 指令功能：将累加器A中的数据送到寄存器R6中，如果A中的数据为2EH，指令执行Rn,#data data 将累加器MOV Rn,A （A）←A中的数（Rn） 据送到寄存器Rn中 后，R6中的数据为2EH。 七、位操作类指令（17条）

位操作类指令的功能是对单片机内部存储器的位单元进行操作，位操作类指令有数据位传送指令、位变量修改指令、位变量逻辑指令和位控制转移指叙。 1、位变量修改指令（6条）

位变量修改指令有6条，它们分别为清0、取反和置1。各条指令的格式和功能如下： 位变量修改指令 指 令 格 式 指令功能表示 指令功能说明 清0指将某位单元中的数据CLR bit （bit）←（0） 令 清0 置1指SETB 令 bit （bit）←1 将某位单元中的数据置1 八、逻辑运算类指令（24条）

逻辑运算类指令的功能是进行与、或、非、异或逻辑运算和对数据进行清0、移位。它包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或、清0、和移位指令。 1、清0指令

清0指令的格式和功能如下： 清0指令 指 令 格 式 指令功能表示 指令功能说明

CLR A （A）←（0） 将累加器A中的内容清0。 2、移位指令（4条）

移位指令又分不带进位的左环移指令、带进位的左环移指令、不带进位的右环移指令和带进位的右环移指令。各条指令的格式和功能如下： 移位指令 指令指令功能说明 格式 将累加器A中的各位数据共同左移一位，（即A0RL A 位数据移至A1位，A1位数据移至A2位，以此类推），A7位数据环移至A0位。 将累加器A中的各位数据共同右移一位，（即A7RR A 位数据移至A6位，A6位数据移至A5位，以此类推），A0位数据环移至A7位。 九、程序控制类指令（17条）

程序控制类指令具体分为无条件控制转移指令、有条件控制转移指令和子程序调用及返回指令。 1、无条件控制转移指令（4条）

无条件控制转移指令在使用时无须规定程序转移的条件，它分为短转移指令、长转移指令、相对转移指令和散转指令。 （1）长转移指令

长转移指令比短转移指令的跳转范围更大，指令的格式和功能如下： 长转移指令 指 令 指令功能表指令功能说明 格 式 LJMP addr16 示 （PC）←addr16 将16位的地址送给PC，PC则指向该地址，并执行该地址处的指令。 2、有条件控制转移指令（4条）

有条件控制转移指令在某种条件满足时执行转移，不满足则不执行转移。它包括累加器判0转移、位控制转移指令、比较不相等转移指令和减1不为0转移指令。 （1）减1不为0转移指令

减1不为0转移指令有2条，各条指令的格式和功能如下： 减1不为0转移指令 指 令 格 指令功能表示 式 指令功能说明 （Rn）←（Rn）-1 若（Rn）≠0 DJNZ Rn,rel 则（PC）←（PC）双周期机+2+ rel 器指令 若（Rn）=0 则（PC）←（PC）+2 将寄存器Rn中的数据减1，若Rn中的数据（已被减1）不等于0，则转移执行地址标号rel处的指令。 若Rn中的数据等于0，则执行当前指令的下一条指令。 2、子程序调用和返回指令（4条） （1）子程序调用指令

子程序调用指令有2条，长调用指令和短调用指令（绝对调用指令）。各条指令的格式和功能如下： 子程序调用指令 指令格指令功能表指令功能说明 式 示 先将程序计数器PC中的值加（PC）←（PC）+3 （SP）←（SP）+1 LCALL addr16 （（SP））←（PC7～0） 3，得到下一条指令的地址（也就是断点地址）。然后将堆栈寄存器SP中的值加1，得到一个8位地址，再将PC中的低8位数保存在SP中的地址所指的单元中。接着将SP中的值再加1，得到下一个8位地址，再将PC中的高8位数保存在SP中的地址所指的单元中。最后将addr16地址送给PC，PC就指向addr16地址，并执行该地址处的子程序。 该指令可调用64KB（216）范围内的子程序。 长调用（SP）←（SP）指令 +1 （（SP））←（PC15～8） （PC）←addr16 （PC）←（PC）+2 （SP）←（SP）+1 ACALL addr11 （（SP））←（PC7～0） 短调用（SP）←（SP）指令 +1 （（SP））←（PC15～8） （PC10～0）←addr10～0 上面两条指令都是在主程序中调用子程序，两者有一定的区别。最大区别是调用范围的大小。初学时可以不加以区分，一般来说，除非程序空间非常紧张，否则都是首选LCALL。 ACALL是在调用点为中心的2K范围内，因为它的参数是11位的，LCALL是整个64K范围内调用，因为它的参数是16位的。

ACALL相对比较节约程序空间，因为机器码是2个字节（命令加参数），而LCALL移植方便，但机器码是3个字节。 (2) 返回指令

返回指令有2条，子程序返回指令和中断返回指令。各条指

令的格式和功能如下： 返回指令 指令指令功能表示 格式 （PC15～8）←RET 子程序返回指令 （（SP）） （SP）←（SP）RET指令放在子程序的末尾，它-1 使子程序在功能完成后返回子指令功能说明 （PC7～0）←程序调用指令的下一条指令继（（SP）） （SP）←（SP）-1 续执行。

十、伪指令（8条）

汇编时，汇编程序会将源程序中的指令转换成相应的机器指令。有时需要汇编程序对源程序进行一些处理，这时可在源程序中加入一些特殊的指令。这些指令用于告诉汇编程序如何处理源程序，它既不控制机器的操作，也不转换成机器指令，这些指令就被称为伪指令。 1、汇编起始指令

汇编起始指令的格式和功能如下： 汇编起始指令 指 令 格 指令功能说明 式 ORG addr16 该指令用于指示下一条指令在程序存储器中的起始地址。 2、汇编结束指令 汇编结束指令 指令格指令功能说明 式 END

该指令用于结束汇编程序。

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