MCS-51单片机指令系统

第二章 MCS—51单片机指令系统与编程

单片机系统的设计包括硬件设计与软件编程两部分。在硬件电路设计合理的的条件下，

还要在编制程序正确的基础上，单片机才能按照设计者的要求来完成各种工作。本章在第一章MCS—51单片机硬件的结构基础上，主要介绍MCS—51指令系统与编程。

第一节 指令系统概述

一、 指令概念

指令是指挥计算机工作的命令，是计算机软件的基本单元。指令有两种表达形式。 1．机器码指令

用二进制代码（或十六进制数）表示的指令称为机器码指令或目标代码指令。这种形式的指令能够直接被计算机硬件识别执行，但不便于记忆。

例如指令MOV A, #00H 执行的操作是将立即数00H送到累加器A中，它的机器码指令为74H 00H。

2．汇编语言指令

为了便于记忆，利于程序的编写和阅读，用助记符来表示每一条指令的功能，称作汇编语言指令。该指令不能被计算机硬件直接识别和执行，必须通过汇编把它翻译成机器码指令才能被计算机执行。如上面的指令MOV A, #00H即为汇编语言指令。

计算机的所有指令被称为计算机的指令系统，对于不同型号的计算机，其指令系统也是不同的，在很大度上决定了其相应的使用功能。 二、 指令格

微机原理及应用

对于任何一台计算机，必须有软件(程 序)的支持，才能工作。但是市场上所售 的单片机是裸机，在使用之前要现对它编 程，将程序固化在芯片内，才能使用。 指令系统是一种CPU所能直接执行的所 有命令的集合，CPU的主要功能是由它的 指令系统来体现的。任何计算机语言编写 的任何程序，都必须转换为指令系统中相 应指令代码的有序集合，CPU才能执行 。 单片机的指令系统是单片机能够识别 并执行的所有指令的集合。

3.1指令系统简介 每一种CPU都有其独立的指令系统。 MCS-51系列单片机指令系统共有111 条指令，其中有49条单字节指令，45条双 字节指令和17条三字节指令。 MCS-51指令系统的功能十分强大，它 把体现单片机的各种功能的寄存器组织在 统一的地址空间中，MCS-51指令系统在其 存储空间、时间的利用率及工作效率方面 都是较高的。

1. 指令格式 MCS-51指令系统中的每一条指令都有 两级指令格式： CPU可直接识别并执行的机器语言指令 (机器语言)。 汇编语言指令(简称汇编指令)。 符号说明：见书上.P.34

MCS-51汇编语言指令格式，由以下几个部分组成：

[标号：] 操作码 [目的

MCS-51单片机汇编指令详解

以累加器为目的操作数的指令

MOV A，Rn MOV A，direct MOV A，@Ri MOV A，#data

第一条指令中，Rn代表的是R0-R7。第二条指令中，direct就是指的直接地址，而第三条指令中，就是我们刚才讲过的。第四条指令是将立即数data送到A中。 下面我们通过一些例子加以说明：

MOV A，R1 ；将工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不变。

MOV A,30H ；将内存30H单元中的值送入A，30H单元中的值保持不变。

MOV A,@R1 ；先看R1中是什么值，把这个值作为地址，并将这个地址单元中的值送入A中。如执行命令前R1中的值为20H，则是将20H单元中的值

送 入A中。

MOV A,#34H ；将立即数34H送入A中，执行完本条指令后，A中的值是34H。

以寄存器Rn为目的操作的指令 MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,#

单片机原理及其接口技术

第3章 MCS-51单片机指令系统教学目标 3.1 MCS-51单片机指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 数据传送类指令

3.4 算术与逻辑运算指令3.5 控制转移类指令与位操作类指令 本章小结 思考题与习题主目录 上一页 下一页 结 束

单片机原理及其接口技术

教学目标1.

2. 3. 4.6.

通过本章教学，要求达到以下目标： 理解MCS-51指令的基本格式和各组成部 分的功能。 了解MCS-51指令分类情况。 熟悉和理解指令系统中常用符号的书写形 式及含义。 了解MCS-51的7种寻址方式的形式、寻址 范围和特点。 熟悉和掌握MCS-51的基本汇编指令的 形式、功能和简单应用。主目录 上一页 下一页 结 束

单片机原理及其接口技术

3.1 MCS-51单片机指令系统概述3.1.1 指令、指令系统的概念 1、指令： CPU执行何种操作的命令，由二进码组成， 称为机器码。指令由操作码和操作数两部分组成。 2 、指令系统： 规定CPU执行操作的全部命令的集合。

3 、程序： 指令按照要求有序排列。一种确定的CPU,它可以执行什么操作/可执行多少种操 作，完全由CPU 设计师确定，用户只能了解、应用这些操作以

完成自己的工作。主目录 上

1-1 MCS-51单片机由哪几部分组成？

解：MCS-51单片机是个完整的单片微型计算机。具体包括CPU、存贮器和接口部分。存贮器的配置和芯片的型号有关，有三种情况，即片内无ROM，片内有掩模型ROM以及片内有EPROM。而随即存贮器RAM则每一种芯片都有。接口部分包括4个8位I/O口，两个16位定时/计数器和一个主要用于异步通信的串行接口。此外，它们还都内含时钟产生电路。

1-2 8051单片机有多少个特殊功能寄存器？它们可以分为几组？完成什么主要功能？

解：8051单片机内部有21个特殊功能寄存器，它们可以分成6组：用于CPU控制和运算的有6个，即ACC，B，PSW，SP和DPTR（16位寄存器，算2个8位寄存器）；有4个用作并行接口，即P0，P1，P2和P3；有2个用于中断控制，即IE和IP；有6个用于定时/计数器，它们是TMOD，TCON及两个16位寄存器T0和T1；还有3个寄存器用于串行口，即SCON，SBUF和PCON。当然其中有些寄存器的功能不只是一种，也可以有另外的分组方法。如电源控制寄存器PCON除了用于串行口通信外，还可用于供电方式的控制。

1-3决定程序执行顺序的寄存器是哪个？它是几位寄存器？它是不是特殊功能寄存器

第3章 MCS-51单片机的寻址方式和指令系统 章 单片机的寻址方式和指令系统3.1 MCS-51指令系统概述 指令系统概述 3.2 寻址方式 3.3 指令系统

第3.1 MCS-51指令概述 指令概述指令是规定计算机进行某种操作的命令。 指令是规定计算机进行某种操作的命令。 指令系统：计算机能够执行的各种指令的集合。 指令系统：计算机能够执行的各种指令的集合。 用助记符形式来表示的机器指令称汇编语言指令。 用助记符形式来表示的机器指令称汇编语言指令。 指令格式： 指令格式： 操作数1] ,操作数2] [,操作数 操作码 [操作数 [,操作数 操作数 ，操作数3]

计算机语言1、机器语言：用二进制代码表示的，能被计算机直接识 、机器语言：用二进制代码表示的， 别和执行的一种机器指令的集合。目标程序。 别和执行的一种机器指令的集合。目标程序。 2、汇编语言：用助记符表示表示操作码，用字符(字母、 、汇编语言：用助记符表示表示操作码，用字符(字母、 数字、符号)表示操作数的指令称汇编指令。 数字、符号)表示操作数的指令称汇编指令。 汇编语言程序占用存储单元较少，执行速度较快， 汇编语言程序占用存储单元较少，执行速度较快，能够准 确掌握执行时间，可实现

第3章 MCS一51系列单片机的指令系统

和汇编语言程序 3·1汇编指令

3·1·1请阐明机器语言、汇编语言、高级语言三者的主要区别，进一步说明为什么这三种语言缺一不可。 3·1·2请总结:

(1)汇编语言程序的优缺点和适用场合。

(2)学习微机原理课程时，为什么一定要学汇编语言程序?

3·1·3MCS一51系列单片机的寻址方式有哪儿种?请列表分析各种寻址方式的访问对象与 寻址范围。

3·1·4要访问片内RAM，可有哪几种寻址方式? 3·1·5要访问片外RAM，有哪几种寻址方式? 3·1·6要访问ROM，又有哪几种寻址方式?

3·1·7试按寻址方式对MCS一51系列单片机的各指令重新进行归类(一般根据源操作数寻址方式归类，程序转移类指令例外)。

3·1·8试分别针对51子系列与52子系列，说明MOV A，direct指令与MOV A，@Rj 指令的访问范围。

3·1·9传送类指令中哪几个小类是访问RAM的?哪几个小类是访问ROM的?为什么访问 ROM的指令那么少?CPU访问ROM多不多?什么时候需要访问ROM?

3·1·10试绘图示明MCS一51系列单片机数据

MCS-51单片机串行接口

第七章 MCS-51单片机串行接口

第一节串行通信的基本概念

(一)学习要求

1． 掌握串行通信的基本概念。

2. 掌握异步通信和同步通信的区别。

（二）内容提要

一：基本概念及分类

串行通信是将数据的各位一位一位地依次传送。适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信。

串行通信从传输方式分为：

单工方式、半双工方式、全双工方式。

从接收方式来说，串行通信有两种方式：

异步通信方式、同步通信方式。

二：串行口的功能

MCS－51单片机中的异步通信串行接口能方便地与其他计算机或传送信息的外围设备（如串行打印机、CPU终端等）实现双机、多机通信。

串行口有4种工作方式，见表7－1。方式0并不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展并行I／O接口的功能。该方式又称为移位寄存器方式。方式1、方式2、方式3都是异步通信方式。方式1是8位异步通信接口。一帧信息由10位组成，其格式见图7－2a。方式1用于双机串行通信。方式2、方式3都是9位异步通信接口、一帧信息中包括9位数据，1位起始位，1位停止位，其格式见图７－2b。方式2、方式3的区别在于波特率不同，方式2、方式3主要用于多机通信，也可用于双机通信。

表7-1

（三）习题与思考题

１、什么是并行通

MCS-51单片机复习题

（-）填空：

1.计算机中常用的码制有原码、反码和补码。 2.十进制数29的二进制表示为00011101. 3.十进制数-29的8位补码表示为11100011。

4.单片微型计算机由CPU、存储器和I/O接口三部分组成。 5.若不使用MCS-51片内存储器引脚/EA必须接地。 6.微处理器由-寄存器堆、控制器和运算器三部分组成，

7.当MCS-51引脚ALE信号有效时，表示从PO口稳定地送出了低8位地址。 8.MCS-51的P0口作为输出端口时，每位能驱动8个SL型TTL负载。

9. MCS - 51有4个并行1/O口，其中P0-P3是准双向口，所以由输出转输人时必须先写人“1”。

10. MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。 11.MCS-51中凡字节地址能被8整除的特殊功能寄存器均能位寻址。

12.MCS-51系统中，当/PSEN信号有效时，表示CPU要从程序存储器读取信息。

*13.当使用8751且/EA=1，程序

第三章 MCS-51单片机的指令系统

MCS-51指令系统专用于MCS-51系列的单片机，是一个具有255种操作代码的集合。42种指令功能助记符与各种可能的寻址方式相结合，一共构造出111种指令。111种指令中，单字节指令49种，双字节指令46种，三字节指令仅16种。指令系统的功能强弱在很大程度上决定了计算机智能的高低。MCS-51指令系统功能很强，例如，他有四则运算指令，丰富的条件转移指令、位操作指令等，使用灵活方便。

§3.1 指 令 系 统 概 述

3.1.1 基 本 概 念

指令是CPU根据人的意图来执行某种操作的命令。一台计算机所能执行的全部指令的集合称为这个CPU的指令系统。

MCS-51汇编语言指令由操作码助记符字段和操作数字段两部分组成。

操作码字段指示了计算机所要执行的操作，由2～5个英文字母表示，如，MOV、ADD等。 操作数字段指出了参与操作的数据来源和操作结果存放的目的单元。操作数可以是一个常数（立即数），或者是一个数据所在的空间地址，即在执行指令时可以从指定的地址空间取出操作数。

操作码和操作数都有对应的二进制代码，指令代码由若干字节组成。对于不同的指令，指令的字节数不同。

一、常用符号的意义

1

Rn--