单片机指令大全.doc

.一个单片机所需执行指令的集合即为单片机的指令系统。单片机使用的机器语言、汇编语言及高级语言，但不管使用是何种语言，最终还是要“ 翻译” 成为机器码， 单片机才能执行之。现在有很多半导体厂商都推出了自己的单片机，单片机种类繁多，品种数不胜数，值得注意的是不同的单片机它们的指令系统不一定相同，或不 完全相同。但不管是使用机器语言、汇编语言还是高级语言都是使用指令编写程序的。所谓机器语言即指令的二进制编码，而汇编语言则是指令的表示符号。在指令的表达式上也不会直接使用二进制机器码，最常用的是十六进制的形式。但单片机并 不能直接执行汇编语言和高级语言，都必须通过汇编器“翻译” 成为二进制机器码方能执行，但如果直接使用二进制来编写程序，那将十分不便，也很难记忆和识 别，不易编写、难于辨读，极易出错，同时出错了也相当难查找。所以现在基本上都不会直接使用机器语言来编写单片机的程序。最好的办法就是使用易于阅读和辨 认的指令符号来代替机器码，我们常称这些符号为助记符，用助记符的形式表示的单片机指令就是汇编语言，为便于记忆和阅读，助记符号通常都使用易于理解的英 文单词和拼音字母来表示。每种单片机都有自己独特的指令系统，那么指令系统是开发和生产厂商定义的，如要使用其单片机，用户就必须理解和遵循这些指令标准，要掌握某种（类）单片机，指令系统的学习是必须的。MCS-51 共有 111 条指令，可分为 5 类：1.数据传送类指令（共 29 条）2.算数运算类指令（共 24 条）3.逻辑运算及移位类指令（共 24 条）4.控制转移类指令（共 17 条）5.布尔变量操作类指令（共 17 条）一些特殊符号的意义在介绍指令系统前，我们先了解一些特殊符号的意义，这对今后程序的编写都是相当有用的。Rn当前选中的寄存器区的 8 个工作寄存器 R0R7（ n=0-7）。Ri当前选中的寄存器区中可作为地址寄存器的两个寄存器 R0 和 R1（i=0,1）direct内部数据存储单元的 8 位地址。包含 0127(255)内部存储单元地址和特殊功能寄存地址。#data指令中的 8 位常数。#data16指令中的 16 位常数。.addr16用于 LCALL 和 LJMP 指令中的 16 目的地地址，目的地址的空间为 64kB 程序存储器地址。#addr11用于 ACALL 和 AJMP 指令中的 11 目的地地址，目的地址必须放在与下条指令第一个字节同一个 2kB 程序存储器空间之中。rel8 位带符号的偏移字节，用于所有的条件转移和 SJMP 等指令中，偏移字节对于下条指令的第一个字节开始的-128+127 范围内。间接寄存器寻址或基址寄存器的前缀。/为操作的前缀，声明对该位操作书取反。DPTR数据指针。bit内部 RAM 和特殊功能寄存器的直接寻址位。A累加器。B累加器 B。用于乘法和除法指令中。C进位标志位。(x)某地址单元中的内容。(x)由 X 寻址单元中的内容。MCS-51 的寻址方式寻址的“地址” 即为操作数所在单元的地址，绝大部分指令执行时都需要用到操作数，那么到哪里去取得操作数呢？最易想到的就是告诉 CPU 操作数所在的地址 单元，从那里可取得响应的操作数，这便是“ 寻址” 之意。MCS-51 的寻址方式很多，使用起来也相当方便，功能也很强大，灵活性强。这便是 MCS-51 指 令系统“ 好用” 的原因之一。下面我们分别讨论几种寻址方式的原理。1.直接寻址指令中操作数直接以单元地址形式出现，例如：MOV A,68H这条指令的意义是把内部 RAM 中的 68H 单元中的数据内容传送到累加器 A 中。值得注意的是直接寻址方式只能使用 8 位二进制地址，因此这种寻址方式仅限于 内部 RAM 进行寻址。低 128 位单元在指令中直接以单元地址的形式给出。对于特殊功能寄存器可以使用其直接地址进行访问，还可以以它们的符号形式给出，只 是特殊功能寄存器只能用直接寻址方式访问，而无其它方法。2.寄存器寻址.寄存器寻址对选定的 8 个工作寄存器 R0-R7 进行操作，也就是操作数在寄存器中，因此指定了寄存器就得到了操作数，寄存器寻址的指令中以寄存器的符号来表示寄存器，例如：MOV A,R1这条指令的意义是把所用的工作寄存器组中的 R1 的内容送到累加器 A 中。值得一提的是工作状态寄存器的选择是通过程序状态字寄存器来控制的，在这条指令前，应通过 PSW 设定当前工作寄存器组。3.寄存器间接寻址寄存器寻址方式，寄存器中存放的是操作数，而寄存器间接寻址方式，寄存器中存放的则为操作数的地址，也即操作数是通过寄存器指向的地址单元得到的，这便是寄存器间接寻址名称的由来。例如指令：MOV A,R0这条指令的意义是 R0 寄存器指向地址单元中的内容送到累加器 A 中。假如R0=#56H，那么是将 56H 单元中的数据送到累加器 A 中。寄存器间接寻址方式可用于访问内部 RAM 或外部数据存储器。访问内部 RAM 或外部数据存储器的低 256 字节时，可通过 R0 和 R1 作为间接寄存器。然而有必要指出，内部 RAM 的高 128 字节地址与专用积存器的地址是重叠的，所以这种寻址方式不能用于访问特殊功能寄存器。外部数据存储器的空间为 64kB，这时可采用 DPTR 作为间址寄存器进行访问，指令如下：MOVX A,DPTR这条指令的意义是与上述类似，不再赘述。4.立即寻址立即寻址就是把操作数直接在指令中给出，即操作数包含在指令中，指令操作码的后面紧跟着操作数，一般把指令中的操作数称为立即数，因此而得名。为了与直接寻址方式相区别，在立即数前加上“#” 符号，例如：MOVX A,#0EH这条指令的意义是将 0EH 这个操作数送到累加器 A 中。5.变址寻址.变址寻址是以 DPTR 或 PC 作为基址寄存器，以累加器 A 作为变址寄存器，将两寄存器的内容相加形成 16 位地址形成操作数的实际地址。例如：MOV A,A+DPTRMOVX A,A+PCJMP A+DPTR在这三条指令中，A 作为偏移量寄存器， DPTR 或 PC 作为变址寄存器，A 作为无符号数与 DPTR 或 PC 的内容相加，得到访问的实际地址。其中前两条是程序存储器读指令，后一条是无条件转移指令。6.位寻址在 MCS-51 单片机中，RAM 中的 20H2FH 字节单元对应的位地址为 00H7FH，特殊功能寄存器中的某些位也可进行为寻址，这些单元既可以采用字节方式访问它们，也可采用位寻址的方式访问它们。7.相对寻址相对寻址方式是为了程序的相对转移而设计的，其夜里是以 PC 的内容为基址，加上给出的偏移量作为转移地址，从而实现程序的转移。转移的目的地址可参见如下表达式：目的地址=转移指令地址+ 转移指令字接数+ 偏移量值得注意的是，偏移量是有正负号之分的，偏移量的取值范围是当前 PC 值的-128+127 之间。MCS-51 数据传送指令数据传送指令共有 29 条，数据传送指令一般的操作是把源操作数传送到目的操作数，指令执行完成后，源操作数不变，目的操作数等于源操作数。如果要求在进 行数据传送时，目的操作数不丢失，则不能用直接传送指令，而采用交换型的数据传送指令，数据传送指令不影响标志 C,AC 和 OV，但可能会对奇偶标志 P 有影 响。1. 以累加器 A 为目的操作数类指令（4 条）这 4 条指令的作用是把源操作数指向的内容送到累加器 A。有直接、立即数、寄存器和寄存器间接寻址方式：MOV A,data ;（data）（A）直接单元地址中的内容送到累加器 AMOV A,#data ;#data（A）立即数送到累加器 A 中MOV A,Rn ;（Rn）（A） Rn 中的内容送到累加器 A 中.MOV A,Ri ;（ Ri）（ A） Ri 内容指向的地址单元中的内容送到累加器 A2. 以寄存器 Rn 为目的操作数的指令（3 条）这 3 条指令的功能是把源操作数指定的内容送到所选定的工作寄存器 Rn 中。有直接、立即和寄存器寻址方式：MOV Rn,data ;（data ）（Rn）直接寻址单元中的内容送到寄存器 Rn 中MOV Rn,#data ;#data（Rn）立即数直接送到寄存器 Rn 中MOV Rn,A ;（A）（Rn）累加器 A 中的内容送到寄存器 Rn 中3. 以直接地址为目的操作数的指令（5 条）这组指令的功能是把源操作数指定的内容送到由直接地址 data 所选定的片内 RAM 中。有直接、立即、寄存器和寄存器间接 4 种寻址方式：MOV data,data ;（data ）（data ）直接地址单元中的内容送到直接地址单元MOV data,#data ;#data（data）立即数送到直接地址单元MOV data,A ;（A）（data）累加器 A 中的内容送到直接地址单元MOV data,Rn ;（Rn）（data）寄存器 Rn 中的内容送到直接地址单元MOV data,Ri ;（Ri）（data）寄存器 Ri 中的内容指定的地址单元中数据送到直接地址单元4. 以间接地址为目的操作数的指令（3 条）这组指令的功能是把源操作数指定的内容送到以 Ri 中的内容为地址的片内 RAM 中。有直接、立即和寄存器 3 种寻址方式：MOV Ri,data ;（data）（Ri）直接地址单元中的内容送到以 Ri 中的内容为地址的 RAM 单元MOV Ri,#data ;#data（Ri）立即数送到以 Ri 中的内容为地址的 RAM 单元MOV Ri,A ;（ A）（Ri）累加器 A 中的内容送到以 Ri 中的内容为地址的RAM 单元5. 查表指令（2 条）这组指令的功能是对存放于程序存储器中的数据表格进行查找传送，使用变址寻址方式：MOVC A,A+DPTR ;（A）+（DPTR）（A）表格地址单元中的内容送到累加器 A 中.MOVC A,A+PC ;（PC）+1 （A），（A）+（PC）（A）表格地址单元中的内容送到累加器 A 中6. 累加器 A 与片外数据存储器 RAM 传送指令（4 条）这 4 条指令的作用是累加器 A 与片外 RAM 间的数据传送。使用寄存器寻址方式：MOVX DPTR,A ;（A）（DPTR ）累加器中的内容送到数据指针指向片外RAM 地址中MOVX A, DPTR ;（DPTR ）（A ）数据指针指向片外 RAM 地址中的内容送到累加器 A 中MOVX A, Ri ;（Ri）（A）寄存器 Ri 指向片外 RAM 地址中的内容送到累加器 A 中MOVX Ri,A ;（A）（Ri）累加器中的内容送到寄存器 Ri 指向片外 RAM 地址中7. 堆栈操作类指令（2 条）这 4 类指令的作用是把直接寻址单元的内容传送到堆栈指针 SP 所指的单元中，以及把 SP 所指单元的内容送到直接寻址单元中。这类指令只有两条，下述的第一 条常称为入栈操作指令，第二条称为出栈操作指令。需要指出的是，单片机开机复位后，（SP）默认为 07H，但一般都需要重新赋值，设置新的 SP 首址。入栈 的第一个数据必须存放于SP+1 所指存储单元，故实际的堆栈底为 SP+1 所指的存储单元。PUSH data ;（SP）+1（SP），（data）（SP）堆栈指针首先加 1，直接寻址单元中的数据送到堆栈指针 SP 所指的单元中POP data ;（SP）（data）（SP）-1（SP），堆栈指针 SP 所指的单元数据送到直接寻址单元中，堆栈指针 SP 再进行减 1 操作8. 交换指令（5 条）这 5 条指令的功能是把累加器 A 中的内容与源操作数所指的数据相互交换。XCH A,Rn ;（A）（Rn ）累加器与工作寄存器 Rn 中的内容互换XCH A,Ri ;（A）（Ri）累加器与工作寄存器 Ri 所指的存储单元中的内容互换XCH A,data ;（A）（data）累加器与直接地址单元中的内容互换XCHD A,Ri ;（A3-0）（Ri）3-0）累加器与工作寄存器 Ri 所指的存储单元中的内容低半字节互换SWAP A ;（A3-0 ）（A7-4 ）累加器中的内容高低半字节互换.9. 16 位数据传送指令（1 条）这条指令的功能是把 16 位常数送入数据指针寄存器。MOV DPTR,#data16 ;#dataH（DPH），#dataL（DPL ）16 位常数的高 8 位送到 DPH，低 8 位送到 DPLMCS-51 算术运算指令算术运算指令共有 24 条，算术运算主要是执行加、减、乘、除法四则运算。另外MCS-51 指令系统中有相当一部分是进行加、减 1 操作，BCD 码的运算和 调整，我们都归类为运算指令。虽然 MCS-51 单片机的算术逻辑单元 ALU 仅能对 8 位无符号整数进行运算，但利用进位标志 C，则可进行多字节无符号整数的 运算。同时利用溢出标志，还可以对带符号数进行补码运算。需要指出的是，除加、减 1 指令外，这类指令大多数都会对PSW（程序状态字）有影响。这在使用中 应特别注意。1. 加法指令（4 条）这 4 条指令的作用是把立即数，直接地址、工作寄存器及间接地址内容与累加器 A 的内容相加，运算结果存在 A 中。ADD A,#data ;（A ）+#data（A）累加器 A 中的内容与立即数 #data 相加，结果存在 A 中ADD A,data ;（A）+（data ） （A ）累加器 A 中的内容与直接地址单元中的内容相加，结果存在 A 中ADD A,Rn ;（A）+ （Rn）（A ）累加器 A 中的内容与工作寄存器 Rn 中的内容相加，结果存在 A 中ADD A,Ri ;（A）+（Ri）（A ）累加器 A 中的内容与工作寄存器 Ri 所指向地址单元中的内容相加，结果存在 A 中2. 带进位加法指令（4 条）这 4 条指令除与1 功能相同外，在进行加法运算时还需考虑进位问题。ADDC A,data ;（A）+ （data）+（C）（A）累加器 A 中的内容与直接地址单元的内容连同进位位相加，结果存在 A 中ADDC A,#data ;（A ）+#data +（C）（A）累加器 A 中的内容与立即数连同进位位相加，结果存在 A 中ADDC A,Rn ;（A）+Rn+（C ）（A）累加器 A 中的内容与工作寄存器 Rn 中的内容、连同进位位相加，结果存在 A 中.ADDC A,Ri ;（A）+ （Ri ）+（C）（A ）累加器 A 中的内容与工作寄存器 Ri指向地址单元中的内容、连同进位位相加，结果存在 A 中3. 带借位减法指令（4 条）这组指令包含立即数、直接地址、间接地址及工作寄存器与累加器 A 连同借位位 C内容相减，结果送回累加器 A 中。这里我们对借位位 C 的状态作出说明，在进行减法运算中，CY=1 表示有借位，CY=0 则无借位。OV=1 声明带符号数相减时，从一个正数减去一个负数结 果为负数，或者从一个负数中减去一个正数结果为正数的错误情况。在进行减法运算前，如果不知道借位标志位 C 的状态，则应先对 CY 进行清零操作。SUBB A,data ;（A ）- （data） - （C ）（A）累加器 A 中的内容与直接地址单元中的内容、连同借位位相减，结果存在 A 中SUBB A,#data ;（A）-#data -（C ）（A）累加器 A 中的内容与立即数、连同借位位相减，结果存在 A 中SUBB A,Rn ;（A ）- （Rn ） -（C）（A）累加器 A 中的内容与工作寄存器中的内容、连同借位位相减，结果存在 A 中SUBB A,Ri ;（A ）- （Ri） -（C ）（A ）累加器 A 中的内容与工作寄存器 Ri指向的地址单元中的内容、连同借位位相减，结果存在 A 中4. 乘法指令（1 条）这个指令的作用是把累加器 A 和寄存器 B 中的 8 位无符号数相乘，所得到的是 16 位乘积，这个结果低 8 位存在累加器 A，而高 8 位存在寄存器 B 中。如果 OV=1，说明乘积大于 FFH，否则 OV=0，但进位标志位 CY 总是等于 0。MUL AB ;（A ）×（B ）（A ）和（B）累加器 A 中的内容与寄存器 B 中的内容相乘，结果存在 A、B 中5. 除法指令（1 条）这个指令的作用是把累加器 A 的 8 位无符号整数除以寄存器 B 中的 8 位无符号整数，所得到的商存在累加器 A，而余数存在寄存器 B 中。除法运算总是使 OV 和进位标志位CY 等于 0。如果 OV=1，表明寄存器 B 中的内容为 00H，那么执行结果为不确定值，表示除法有溢出。DIV AB ;（A）÷（B）（A）和（B ）累加器 A 中的内容除以寄存器 B 中的内容，所得到的商存在累加器 A，而余数存在寄存器 B 中。6. 加 1 指令（5 条）.这 5 条指令的的功能均为原寄存器的内容加 1，结果送回原寄存器。上述提到，加 1指令不会对任何标志有影响，如果原寄存器的内容为 FFH，执行加 1 后，结果就会是00H。这组指令共有直接、寄存器、寄存器减间址等寻址方式：INC A ;（A）+1 （A ）累加器 A 中的内容加 1，结果存在 A 中INC data ;（data）+1（data）直接地址单元中的内容加 1，结果送回原地址单元中INC Ri ;（ Ri）+1（Ri）寄存器的内容指向的地址单元中的内容加 1，结果送回原地址单元中INC Rn ;（Rn）+1（Rn）寄存器 Rn 的内容加 1，结果送回原地址单元中INC DPTR ;（DPTR）+1（ DPTR）数据指针的内容加 1，结果送回数据指针中在 INC data 这条指令中，如果直接地址是 I/O，其功能是先读入 I/O 锁存器的内容，然后在 CPU 进行加 1 操作，再输出到 I/O 上，这就是“读修改写”操作。7. 减 1 指令（4 条）这组指令的作用是把所指的寄存器内容减 1，结果送回原寄存器，若原寄存器的内容为 00H，减 1 后即为 FFH，运算结果不影响任何标志位，这组指令共有直接、寄存器、寄存器间址等寻址方式，当直接地址是 I/O 口锁存器时，“读修改写”操作与加 1 指令类似。DEC A ;（A） -1（A）累加器 A 中的内容减 1，结果送回累加器 A 中DEC data ;（data）-1（data）直接地址单元中的内容减 1，结果送回直接地址单元中DEC Ri ;（Ri）-1（Ri）寄存器 Ri 指向的地址单元中的内容减 1，结果送回原地址单元中DEC Rn ;（Rn）-1（Rn ）寄存器 Rn 中的内容减 1，结果送回寄存器 Rn 中8. 十进制调整指令（1 条）在进行 BCD 码运算时，这条指令总是跟在 ADD 或 ADDC 指令之后，其功能是将执行加法运算后存于累加器 A 中的结果进行调整和修正。DA AMCS-51 逻辑运算及移位指令.逻辑运算和移位指令共有 25 条，有与、或、异或、求反、左右移位、清 0 等逻辑操作，有直接、寄存器和寄存器间址等寻址方式。这类指令一般不影响程序状态字（PSW）标志。1. 循环移位指令（4 条）这 4 条指令的作用是将累加器中的内容循环左或右移一位，后两条指令是连同进位位CY 一起移位。RL A ;累加器 A 中的内容左移一位RR A ;累加器 A 中的内容右移一位RLC A ;累加器 A 中的内容连同进位位 CY 左移一位RRC A ;累加器 A 中的内容连同进位位 CY 右移一位2. 累加器半字节交换指令（1 条）这条指令是将累加器中的内容高低半字节互换，这在上一节中内容已有介绍。SWAP A ; 累加器中的内容高低半字节互换3. 求反指令（1 条）这条指令将累加器中的内容按位取反。CPL A ; 累加器中的内容按位取反4. 清零指令（1 条）这条指令将累加器中的内容清 0。CLR A ; 0（A），累加器中的内容清 05. 逻辑与操作指令（6 条）这组指令的作用是将两个单元中的内容执行逻辑与操作。如果直接地址是 I/O 地址，则为“ 读 修改写”操作。ANL A,data ;累加器 A 中的内容和直接地址单元中的内容执行与逻辑操作。结果存在寄存器 A 中。ANL data,#data ;直接地址单元中的内容和立即数执行与逻辑操作。结果存在直接地址单元中。ANL A,#data ;累加器 A 的内容和立即数执行与逻辑操作。结果存在累加器 A 中。