任務1數據傳送類指令的應用任務2

算術運算類指令的應用任務3控制轉移類指令和位操作類指令的應用任務4

邏輯運算類指令的應用任務1數據傳送類指令的應用1．掌握MCS-51單片機的尋址方式。2．掌握數據傳送類指令的功能及用法。將LED0～LED7八只發光二極管接在單片機的P1.0～P1.7，如圖所示。編程實現如下功能，并在Protues軟件中進行仿真。1．分別運用立即數尋址、直接尋址、寄存器尋址和寄存器間接尋址方式結合數據傳送指令實現LED0、LED2、LED4、LED6亮，LED1、LED3、LED5、LED7滅。2．運用交換指令實現LED0、LED1、LED2、LED3亮，LED4、LED5、LED6、LED7滅。一、指令的格式一條指令通常由操作碼和操作數兩部分組成。操作碼是用來規定指令所完成的操作的，而操作數則表示操作的對象。在51系列的指令中，有單字節、雙字節和三字節等不同長度的指令。1．單字節指令指令只有一個字節，操作碼和操作數在同一個字節中。在51系列的指令系統中，共有49條單字節指令。[例]INCA2．雙字節指令雙字節指令包括兩個字節。其中一個字節為操作碼，另一個字節為操作數。在51系列的指令系統中，共有45條雙字節指令。[例]MOVA，#data3．三字節指令在三字節指令中，操作碼占一個字節，操作數占兩個字節，其中操作數既可能是數據，也可能是地址。在51系列的指令系統中，共有17條三字節指令。[例]CJNEA，#data，rel匯編語言指令基本格式見下表：標號：操作碼助記符操作數1，操作數2，操作數3；注釋LOOP:MOVA,30H---；A

（30）MAIN:INCA------；A

A+1DELAY:CJNEA,#30H,LOOP；比較指令二、常用符號與助記符◆Rn：工作寄存器中的寄存器Rn，R1…R7之一。◆Ri：工作寄存器中的寄存器R0或R1。◆#data：8位立即數。◆#data16：16位立即數。◆direct：片內RAM或SFR的地址（8位）。◆@Ri(i=0，1)：間接尋址寄存器。◆Bit：片內RAM或SFR的位地址。1．常用符號◆addr11：11位目的地址。◆addr16：16位目的地址。◆rel：補碼形式的8位地址偏移量，偏移范圍為-128～127。◆/：位操作指令中，該位求反后參與操作，不影響該位。◆X：片內RAM的直接地址或寄存器。◆(X)：相應地址單元中的內容。◆((X))：由X尋址的單元中的內容。◆

←：箭頭右邊的內容傳送到箭頭的左邊。2．助記符助記符用于規定指令進行何種操作，共42種，一般由2～5個英文字母組成。常用助記符及其功能見下表：助記符常見格式功能MOVA,R0對內部數據寄存器RAM和特殊功能寄存器SFR的數據進行傳送MOVXA,@R0對外部RAM的數據進行傳送MOVCA,@A+DPTR程序存儲器內容與其他存儲單元間數據進行傳送XCHA,R0字節交換XCHDA,@R0低半字節交換助記符常見格式功能SWAPA低4位與高4位交換PUSHA入棧POPA出棧SETBC置1CLRC清0ANLA,R0邏輯與JNZLOOPA不為０則轉移（續表）三、

MCS—51單片機的尋址方式1．立即尋址尋址方式是指某一個CPU指令系統中規定的尋找操作數所在地址的方式。立即尋址即直接在指令中給出操作數，一般把指令中的操作數稱為立即數。為了與直接尋址相區別，在操作數前加“#”表示。[例]MOVA，#30H；

A

30HMOVDPTR，#40H；DPTR

40H[例]

MOVA，30H；A

（30H）

MOV40H，30H；（40H）

（30H）2．直接尋址直接尋址就是在指令中給出操作數的地址。3．寄存器尋址寄存器尋址就是將寄存器中的內容作為操作數，寄存器一般指累加器A或工作寄存器R0～R7。[例]

MOVA，Rn；A

（Rn）

MOVRn，A；Rn

（A）MOVB，A；B

（A）[例]

MOVA，

@Ri；A

((Ri))

4．寄存器間接尋址5．變址尋址[例]MOVCA，＠A+DPTR；A

((A)+（DPTR)）

MOVCA，＠A+PC；A

((A)+（PC)）寄存器間接尋址就是以寄存器中的內容作為地址，將該地址內的數作為操作數。變址尋址用于訪問程序存儲器中的數據表格，它以基址寄存器（DPTR或PC）的內容為基本地址，加上變址寄存器A的內容形成16位的地址，訪問程序存儲器中的數據表格。[例]

JNZ60H；A=0PC

PC+2

；A≠0PC

PC+60H

6．相對尋址相對尋址是以程序計數器PC的當前值作為基地址，與指令中給出的相對偏移量rel進行相加，把所得之和作為程序的轉移地址。轉移的范圍為-128～+127，使用中應注意rel的范圍不要超出。該指令中60H為偏移量，偏移量為一個8位有符號數，其取值范圍在-128～+127之間，所以程序既可以向上轉移，也可以向下轉移。[例]

SETBTR0；TR0

1CLR00H；（00H）

0MOVC，bit；C

bitANLC，bit；C

C∧bit7．位尋址位尋址就是對位地址空間的每個位進行位狀態傳送、狀態控制、邏輯運算操作。在51系列單片機中，與外部存儲器RAM打交道的只能是A累加器。所有需要傳送入外部RAM的數據必需通過A送去，而所有要讀入的外部RAM中的數據也必需通過A讀入。在此能看出內外部RAM的區別，內部RAM間能直接進行數據的傳遞，而外部則不行。除了目的操作數為ACC的指令影響奇偶標志P外，其他一般不影響標志位。四、數據傳送類指令（共29條）1．以累加器A為目的操作數類指令數據傳送類指令一般的操作是把源操作數傳送到目的操作數，指令執行完成后，源操作數不變，目的操作數等于源操作數。MOVA,data；（A）

（data）MOVA,#data；（A）

#dataMOVA,Rn；（A）

（Rn）MOVA,@Ri；（A）

（（Ri））功能：把源操作數的內容送到累加器A。尋址方式：直接、立即、寄存器和寄存器間接4種尋址方式。2．以寄存器Rn為目的操作數的指令MOVRn,data；（Rn）

（data）MOVRn,#data；（Rn）

#dataMOVRn,A；（Rn）

（A）功能：把源操作數指定的內容送到所選定的工作寄存器Rn中。尋址方式：直接、立即和寄存器3種尋址方式。3．以直接地址為目的操作數的指令功能：把源操作數指定的內容送到由直接地址data所選定的片內RAM中。尋址方式：直接、立即、寄存器和寄存器間接4種尋址方式。MOVdata,data；（data）

（data）MOVdata,#data；（data）

#dataMOVdata,A；（data）

（A）MOVdata,Rn；（data）

（Rn）MOVdata,@Ri；（data）

（（Ri））4．以間接地址為目的操作數的指令功能：把源操作數指定的內容送到以Ri中的內容為地址的片內RAM中。

尋址方式：直接、立即和寄存器3種尋址方式。MOV@Ri,data；（（Ri））

（data）MOV@Ri,#data；（（Ri））

#dataMOV@Ri,A；（（Ri））

（A）5．查表指令功能：對存放于程序存儲器中的數據表格進行查找傳送。尋址方式：使用變址尋址方式。MOVCA,@A+DPTR；（A）

（（A）+（DPTR））MOVCA,@A+PC；（A）

（（A）+（PC））6．累加器A與片外數據存儲器RAM傳送指令功能：

用于累加器A與片外RAM間的數據傳送。尋址方式：使用寄存器尋址方式。MOVX@DPTR,A；（（DPTR））

（A）MOVXA,@DPTR；（A）

（（DPTR））MOVXA,@Ri；（A）

（（Ri））MOVX@Ri,A；（（Ri））

（A）7．堆棧操作類指令功能：把直接尋址單元的內容傳送到堆棧指針SP所指的單元中，以及把SP所指單元的內容送到直接尋址單元中。PUSHdata；SP

SP+1，（（SP））

（data）POPdata；（data）

（SP）SP

（SP）-1這類指令只有兩條，第一條稱為入棧操作指令，第二條稱為出棧操作指令。1．單片機開機復位后，（SP）默認為07H，但一般都需要重新賦值，設置新的SP首址。入棧的第一個數據必須存放于SP+1所指存儲單元，故實際的堆棧底為SP+1所指的存儲單元。2．進棧是堆棧指針首先加1，然后直接尋址單元中的數據再送到堆棧指針SP所指的單元中。而出棧是指針SP所指的單元數據先送到直接尋址單元中，然后堆棧指針SP再進行減1操作。8．交換指令功能：把累加器A中的內容與源操作數所指的數據相互交換。XCHD是把累加器A中的內容的低4位與源操作數所指的數據的低4位相互交換。SWAP將A中的值的高4位與低4位進行交換。XCHA,Rn；（A）←→（Rn）XCHA,@Ri；（A）←→（（Ri））XCHA,data；（A）←→（data）XCHDA,@Ri；（A3-0）←→（（Ri）3-0）SWAPA；（A3-0）←→（A7-4）9．十六位數據傳送指令

功能：把16位常數送入數據指針寄存器，其中高8位送到DPH，低8位送到DPL。MOVDPTR,#data16；（DPH）

#dataH，；（DPL）

#dataL一、在Proteus中繪制仿真電路圖二、數據傳送類指令1.ASM1．編寫程序2．編譯程序并仿真三、數據傳送類指令2.ASM1．編寫程序單擊此處返回目錄2．編譯程序并仿真任務2算術運算類指令的應用1．理解MCS-51單片機算術運算類指令的功能。2．掌握算術運算類指令的用法。3．通過編程計算梯形的面積，掌握算術運算類指令的應用。51系列單片機為單芯片微控制器（簡稱MCU），內部含有具有數據運算處理能力的CPU。而在一些單片機應用系統中，往往需要對外部復雜數據進行運算處理。本任務主要通過編程計算圖示梯形的面積來學習對外部數據進行算數運算處理的方法（已知梯形的上底長為a，下底長為b，高是h）。算術運算類指令主要包括ADD、ADDC、SUBB、MUL、DIV、INC、DEC和DA等，如圖所示。一、不帶進位的加法指令ADDA，Rn；A

（A）+（Rn）ADDA，direct；A

（A）+（direct）ADDA，@Ri；A

（A）+（（Ri））ADDA，#data；A

（A）+data

[例]（A）=85H，R0=20H，（20H）=0AFH，執行指令：ADDA，@R0結果：（A）=34H；CY=1；AC=1；OV=1。二、帶進位的加法指令ADDCA，Rn；A

（A）+（Rn）+（CY）ADDCA，direct；A

（A）+（direct）+（CY）ADDCA，@Ri；A

（A）+（（Ri））+（CY）ADDCA，#data；A

（A）+data+（CY）

[例]

（A）=85H，（20H）=0FFH，CY=1，執行指令：ADDCA，20H結果：（A）=85H；CY=1；AC=1；OV=0。三、帶借位的減法指令SUBBA，Rn；A

（A）－（Rn）－（CY）SUBBA，direct；A

（A）－（direct）－（CY）SUBBA，@Ri；A

（A）－（Ri）－（CY）SUBBA，#data；A

（A）－data－（CY）

[例]（A）=4EH，R0=5DH，執行指令：

SUBBA,R0結果：（A）=F1H,CY=1(有借位)，OV=0。四、乘法指令沒有不帶借位的減法指令，如果需要做不帶借位的減法指令（在做第一次相減時），只要將CY清零即可。MULAB；B

高8位，A

低八位

[例1]（A）=4EH，（B）=5DH，執行指令：MULAB結果：（B）=1CH，（A）=56H（即乘積為1C56H）CY=0，OV=0。

[例2]（A）＝50H，（B）＝0A0H，執行指令：MULAB；結果：（B）＝32H，（A）＝00H（即乘積為3200H），CY＝0，OV＝1。五、除法指令DIVAB；A

商，B

余數CY位和OV位都是“0”，如果在做除法前B中的值是00H，那么OV=1。

[例]（A）＝3FH，（B）＝0AH，執行指令：DIVAB；結果：（B）＝03H，（A）＝06H（即乘積為3200H），CY＝0，OV＝1。六、加1指令

[例]

（A）＝12H，（R3）＝0FH，（35H）＝4AH，（R0）＝56H，（56H）＝00H，執行如下指令：INCA；執行后（A）＝13HINCR3；執行后（R3）＝10HINC35H；執行后（35H）＝4BHINC＠R0；執行后（56H）＝01HINCA；A

（A）+1INCRn；Rn

（Rn）+1INCdirect；direct

（direct）+1INC@Ri；（Ri）

（（Ri））+1INCDPTR；DPTR

（DPTR）+1七、減1指令

[例]

（A）＝12H，（R3）＝0FH，（35H）＝4AH，（R0）＝56H，（56H）＝00H，執行如下指令：DECA；執行后（A）＝11HDECR3；執行后（R3）＝0EHDEC35H；執行后（35H）＝3FHDEC＠R0；執行后（56H）＝0FFHDECA；A

（A）－1DECRn；Rn

（Rn）－1DECdirect；direct

（direct）－1DEC@Ri；（Ri）

（（Ri））－1要實現梯形面積的運算，主要分為三步：計算a+b；計算（a+b）×h；計算（a+b）×h÷2。在匯編語言中，除法運算是取余，因此此計算梯形的方法僅適用于上底加下底結果為偶數的梯形。此外，為了使梯形的面積值便于觀察，程序中分別定義梯形的上底長a、下底長b、高h的數值都比較小，這樣（a+b）×

h的數值不會超過0FFH。根據上面的分析，先分配上底、下底、高的具體數據存儲單元，見下表。數據名稱數據存放地址數據名稱數據存放地址上底30H高32H下底31H面積33H1．將編寫完的程序輸入WAVE軟件并編譯。梯形面積.ASM2．修改上底、下底、高的數據。單擊此處返回目錄3．運行并調試。任務3控制轉移類指令和位操作類指令的應用1．掌握控制轉移類和位操作類指令的功能與使用技巧。2．掌握用冒泡法對無符號數進行排序的編程方法。編寫一段程序，對內存為50H～59H十個單元中存放的數據進行從小到大排序，從而掌握使用控制轉移類指令和位操作類指令進行編程的方法。一、控制轉移類指令控制轉移指令共有17條，包括64K范圍的長調用、長轉移指令；2KB范圍的絕對調用和絕對轉移指令；全空間的長相對轉移和一頁范圍內的短相對轉移指令以及多種條件轉移指令。但不包括按布爾變量控制程序轉移指令。控制轉移類指令用到的助記符共有10種：AJMP、LJMP、SJMP、JMP、ACALL、LCALL、JZ、JNZ、CJNE、DJNZ。1．無條件轉移指令AJMPaddr11；PC=PC+2，

PC10～0

addr11[例]

程序存儲器的2070H地址單元有絕對轉移指令：2070HAJMP16AH（000101101010B）則程序計數器PC當前=PC+2=2070H+02H=2072H（0010000001110010），取其高5位00100和指令機器代碼給出的11位地址00101101010最后形成的目的地址為：0010000101101010B=216AH。（1）絕對轉移指令（2）相對轉移指令SJMPrel；PC=PC+2,PC

PC+rel源地址是SJMP指令操作碼所在的地址。相對偏移量rel是一個用補碼表示的8位帶符號數，轉移范圍為當前PC值的-128～+127，共256個單元。MCS-51沒有專用的停機指令，若要求動態停機可用SJMP指令來實現：HERE：SJMPHERE；動態停機（80H，FEH）或SJMP$；“$”表示本指令首字節所在單元；

的地址，使用它可省略標號。（3）長跳轉指令LJMPaddr16；PC

addr16轉移指令的目標地址可在64KB程序存儲器地址空間的任何地方，不影響任何標志。（4）間接轉移指令（散轉指令）JMP@A+DPTR；PC

A+DPTR間接轉移指令采用變址方式實現無條件轉移，其特點是轉移地址可以在程序運行中加以改變。2．條件轉移指令JZrel；若（A）=0，則轉移PC←（PC）+2+relJNZrel；若（A）≠0，則轉移PC←（PC）+2+rel這類指令是依據累加器A的內容是否為0的條件轉移指令。條件滿足時轉移（相當于一條相對轉移指令），條件不滿足時則順序執行下面一條指令。轉移的目標地址在以下一條指令的起始地址為中心的256個字節范圍之內（-128～+127）。3．比較轉移指令CJNEA，direct，rel；若（A）

（direct），則轉移；PC←（PC）+3+relCJNEA，#data，rel；若（A）

data，則轉移；PC←（PC）+3+relCJNERn，#data，rel；若（Rn）

data，則轉移；PC←（PC）+3+relCJNE@Ri，#data，rel；若（（Ri））

data，則轉移；PC←（PC）+3+rel這組指令是比較前面兩個操作數的大小，如果它們的值不相等則轉移。如果第一個操作數（無符號整數）小于第二個操作數，則進位標志CY置“1”，否則清“0”，但不影響任何操作數的內容。4．減1不為0轉移指令DJNZRn，rel；若Rn

（Rn）-1

0，則轉移；PC←（PC）+2+relDJNZdirect，rel；若direct

（direct）-1

0，則轉移；PC←（PC）+2+rel這兩條指令把源操作數減1，結果回送到源操作數中去，如果結果不為0則轉移。5．調用及返回指令（1）絕對調用指令ACALLaddr11；PC

PC＋2；SP

（SP）＋1，（SP）

（PC）7～0；SP

（SP）＋1，（SP）

（PC）15～8；PC10～0

addr11執行該指令時，所調用的子程序的首地址必須與ACALL指令后面的第一個字母在同一個2KB區域內，指令執行后不影響任何標志。（2）長調用指令LCALLaddr16；PC

PC＋3；SP

（SP）＋1，（SP）

（PC）7～0；SP

（SP）＋1，（SP）

（PC）15～8；PC10～0

addr16LCALL指令無條件調用位于16位地址addr16的子程序。LCALL指令可以調用64KB范圍內任何地方的子程序。指令執行后不影響任何標志。（3）子程序返回指令RET；（PC）15～8

（SP），SP

（SP）-1

；（PC）7～0

（SP），SP

（SP）-1RET指令是把棧頂相鄰兩個單元的內容彈出送到PC，SP的內容減2，程序返回PC值所指的指令處執行。RET指令通常安排在子程序的末尾，使程序能從子程序返回到主程序。（4）中斷返回指令（5）空操作指令RETI；（PC）15～8

（SP），SP

（SP）-1

；（PC）7～0

（SP），SP

（SP）-1NOP；PC

PC＋1空操作也是CPU控制指令，它沒有使程序轉移的功能。只消耗一個機器周期的時間。常用于程序的等待或時間的延遲。RETI指令通常安排在中斷服務程序的最后。二、位操作指令位操作指令的操作對象是內部RAM的位尋址區，即字節地址為20H～2FH單元中連續的128位（位地址為00H～7FH），以及特殊功能寄存器中可以進行位尋址的各位。位操作指令包括控制轉移、布爾變量的傳送、邏輯運算等指令，所用到的助記符有MOV、CLR、CPL、SETB、ANL、ORL、JC、JNC、JB、JNB、JBC共11種。在布爾處理機中，進位標志CY的作用相當于CPU中的累加器A，通過CY完成位的傳送和邏輯運算。指令中位地址的表達方式有以下幾種（以允許中斷控制寄存器IE中的位0為例）：◆直接地址方式：如0A8H。◆點操作符方式：如IE.0。◆位名稱方式：如EX0。◆用戶定義名方式：如用偽指令BIT定義，WBZD0BITEX0

。定義后，允許指令中使用WBZD0代替EX0

1．位數據傳送指令MOVC，bit；CY

（bit）

MOVbit，C；bit

（CY）位數據傳送指令的功能是：把源操作數指出的布爾變量送到目的操作數指定的位地址單元，其中一個操作數必須為進位標志CY，另一個操作數可以是任何可直接尋址位。2．位變量修改指令CLRC；CY

0CLRbit；bit

0CPLC；CY

（CY）CPLbit；bit

(bit)SETBC；CY

1SETBbit；bit

1這組指令對操作數所指出的位進行清“0”、取反、置“1”的操作，不影響其他標志。3．位變量邏輯與指令ANLC，bit；CY

（CY）

（bit）ANLC，/bit；CY

（CY）

（/bit）4．位變量邏輯或指令ORLC，bit；CY

（CY）

（bit）ORLC，/bit；CY

（CY）

（/bit）5．位變量條件轉移指令JCrel；若（CY）=1，則轉移PC←(PC)+2+relJNCrel；若（CY）=0，則轉移PC←(PC)+2+relJBbit，rel；若（bit）=1，則轉移PC←(PC)+3+relJNBbit，rel；若（bit）=0，則轉移PC←(PC)+3+relJBCbit，rel；若（bit）=1，則轉移PC←(PC)+3+rel，bit←0前4條指令在執行中不改變條件位的布爾值，最后一條指令，在轉移時將bit清“0”。實現數據從小到大的排序在單片機編程中典型的算法是冒泡法。其基本思路是從數組的第1個數開始，相鄰兩單元的數相比較，即第1個數和第2個數相比較。如果第2個單元的數大，則兩者交換，否則不動；再進行第2單元數和第3單元數比較。這樣依次比較下去，重復上述過程N-1次后，才能將N個數中最大的值沉降到數據區的最后一個單元中；然后又從頭開始第二輪的比較，經過N-2次的比較后，才能把第2個最大值沉降到數據區的倒數第2個單元。循環N-1輪后，N個數據便會由小到大排列在原數據區中。設R7存放外循環計數值，R6存放內循環計數值，A存放被比較數，R0存放被比較數地址，R1存放比較數地址。則程序流程圖如右圖所示。1．程序設計2．將編寫完的程序輸入WAVE軟件并編譯。冒泡法.ASM3．將內存單元50H~59H內不按順序任意賦值。4．單步運行并觀察內存單元50H~59H中數值的變化。交換幾組不同的賦值再運行。單擊此處返回目錄5．設置斷點在“CJNEA,30H,NEXT”處后全速運行。每次在斷點停下時，仔細分析數據變化的規律，然后單步運行，分析CJNE指令的跳轉規律（注意觀察A,30H和CY位的值及跳轉方向）。然后繼續運行，直至程序結束。任務4邏輯運算類指令的應用1．理解MCS-51單片機邏輯運算類指令的功能。2．掌握邏輯運算類指令的用法。除算術運算外，單片機還具有強大的邏輯運算能力。在數字電路中學過的“與門”“或門”“非門”等邏輯同樣可以用單片機來實現。本任務就來利用單片機的邏輯運算指令實現下圖所示的邏輯功能。邏輯運算指令是指用于邏輯運算的指令。主要包括：CLR、CPL、ANL、ORL、XRL等常用邏輯指令以及RL、RLC、RR、RRC等循環移位指令。一、對累加器A的邏輯運算指令1．清零指令CLRA；A←0清零指令的效果同MOVA，#00H是一樣的，只不過它是單周期指令，而MOVA，#00H是雙周期指令。2．取反指令CPLA；A←取反指令是將累加器A逐位取反。相當于數字電路的“非”邏輯。[例]A=12H，執行指令CPLA；解：把12H化為二進制是00010010，邏輯取反后為11101101，即執行指令后結果為A=EDH。3．循環移位指令RLA；A←（A）循環左移RRA；A←（A）循環右移RLCA；A←（A）+C循環左移RRCA；A←（A）+C循環右移RL、RR指令執行后不影響PSW中各位。RLC、RRC指令執行后影響PSW中的進位位CY和奇偶標志位P。循環移位指令的執行示意圖：[例]將30H單元中存放的數據除2。解：CPLCMOVA,30H