第三章 指令系统
3.1 指令系统概述
指令系统：指令的集合。
介绍MCS-51汇编语言的指令系统。
MCS-51的基本指令共111条，按指令所占的字节来分：
(1) 单字节指令49条；
(2) 双字节指令45条；
(3) 三字节指令17条。
按指令的执行时间来分：
(1) 1个机器周期（12个时钟振荡周期）指令64条
(2) 2个机器周期（24个时钟振荡周期）指令45条
(3)只有乘、除两条指令的执行时间为4个机器周期（48个时钟振荡周期）。
12MHz晶振:机器周期为1μs。
指令的长度是单字节并不一定执行起来就是一个机器周期，例如：
单字节双周期 RET
单字节四周期 乘(MUL) 除（DIV）
双字节单周期 ANL A,#00H
51指令不区分大小
3.2 指令格式
由两部分组成，即操作码和操作数。
操作码用来规定指令进行什么操作。 操作数则是指令操作的对象。
有单字节指令、双字节指令、三字节不同长度的指令，格式不同。
（1）单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中。
（2）双字节指令：一个字节为操作码，另一个字节是操作数。
（3）三字节指令：操作码占一个字节，操作数占二个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。
3.3 指令系统的寻址方式
寻址方式就是在指令中说明操作数所在地址的方法，一共有7种。
1．寄存器寻址方式
操作数在寄存器中：
MOV A,Rn；（Rn）→A，n=0～7
表示把寄存器Rn的内容传送给累加器A
寻址范围包括：
（1）4组通用工作寄存区共32个工作寄存器。
（2）部分特殊功能寄存器，例如A、B 以及数据指针寄存器DPTR等。
2．直接寻址方式
操作数直接以单元地址的形式给出：
MOV A,40H
寻址范围：
(1) 内部RAM的128个单元。
(2) 特殊功能寄存器。除了以单元地址的形式外, 还可用寄存器符号的形式给出。
例如： MOV A，80H 与 MOV A，P0是等价的。
3. 寄存器间接寻址方式
寄存器中存放的是操作数的地址。
在寄存器的名称前面加前缀标志 “ @”
访问内部RAM(数据存储器)或外部数据存储器的低256个字节时，只能采用R0 或R1作为间址寄存器。
例如：MOV R1，#40H
MOV A，@R1;
把内部RAM中地址为40H单元内容送A。
寻址范围：
（1）访问内部RAM区，51系列128个字节，52系列256个字节， 其通用形式为@Ri
（2）对片外数据存储器的64K字节的间接寻址，例如： MOVX A，@DPTR
（3）片外数据存储器的低256字节，不建议使用。例如：MOVX A，@Ri
（4）堆栈区
堆栈操作指令PUSH（压栈）和POP（出栈）使用堆栈指针（SP）作间址寄存器.
4．立即寻址方式
操作数在指令中直接给出，需在操作数前面加前缀 “ # ” ， 若 立即数的首位为A~F，前面还要加零。例如： MOV A，#40H MOV A，#0FFH
注意区别:
-
MOV A, #40H：- 这条指令表示立即寻址。
#符号表示紧跟其后的数值是一个立即数，也就是说，这是一个直接嵌入到指令中的常数。40H是一个十六进制数，表示要直接加载到累加器 A 中的值。- 因此，
MOV A, #40H的意思是将十六进制数 40H（即十进制的 64）直接传送到累加器 A 中。
-
MOV A, 40H：- 这条指令可能表示直接寻址，但具体的含义取决于汇编器和所用的微处理器架构。
- 在某些汇编语言中，比如8051汇编语言，没有
#符号，直接写MOV A, 40H表示将地址 40H 处的内存内容加载到累加器 A 中。 - 这里
40H是一个内存地址，而不是立即数。 - 因此，
MOV A, 40H的意思是将内存地址 40H 中的数据传送到累加器 A 中。
5．基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式
本寻址方式是以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器.
例如：指令 MOVC A，@A+DPTR 其中A的原有内容为 05H，DPTR的内容为0400H，该指令执行的结果是把 程序存储器0405H单元的内容传送给A。
说明：
（1）本寻址方式是专门针对程序存储器的寻址方式， 寻址范围可达到64KB。
（2）本寻址方式的指令只有3条：
MOVC A，@A+DPTR
MOVC A，@A+PC
JMP @A+DPT
6．位寻址方式
MCS-51有位处理功能，可以对数据位进行操作，例如： MOV C，40H 是把位40H的值送到进位位C。
寻址范围包括：
（1）内部RAM中的位寻址区。位有两种表示方法，例 如，40H；另一种是单元地址加上位，例如， (28H).0，指的是28H单元中的最低位。它们是等价 的。
（2）特殊功能寄存器中的可寻址位 可寻址位在指令中有如下4种的表示方法：
a. 直接使用位地址。例如PSW.5的位地址为0D5H。
b.位名称的表示方法。例如：PSW.5是F0标志位，可使用F0表示该位。
c.单元地址加位数的表示方法。例如 :(0D0H).5。
d. 特 殊 功 能 寄 存 器 符号加位 数 的表示方法。例 如:PSW.5
7．相对寻址方式
在相对寻址的转移指令中，给出了地址偏移量，以 “rel”表示，即把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。
目的地址=转移指令所在的地址 + 转移指令的字节数 + rel
偏移量rel是一带符号的8位二进制数补码数 。
范围是：–128 ~ +127
向地址增加方向最大可转移（127+转移指令字节）个 单元地址，向地址减少方向最大可转移（128-转移 指令字节）个单元地址。
3.4 MCS-51指令系统分类介绍
111条指令，按功能分类，可分为下面5大类：
（1）数据传送类(28条)
（2）算术操作类(24条)
（3）逻辑运算类(25条)
（4）控制转移类(17条)
（5）位操作类(17条)
指令中符号的意义:
Rn 当前寄存器区的8个工作寄存器R0～R7(n=0～ 7)。
Ri 当前选中的寄存器区中可作间接寻址寄存器的2个寄存器R0、R1(i=0,1)。
Direct 直接地址，即8位的内部数据存储器单元或 特殊功能寄存器的地址。
#data 包含在指令中的8位立即数。
#data16 包含在指令中的16位立即数。
rel 相对转移指令中的偏移量，为8位的带符号补码数
DPTR 数据指针，可用作16位的数据地址寄存器。
bit 内部RAM或特殊功能寄存器中的直接寻址位。
C（或Cy） 进位标志位或位处理机中的累加器。
addr11 11位目的地址
addr16 16位目的地址
@ 间接寻址寄存器前缀，如@Ri，@A+DPTR
(X) X中的内容。
((X)) 由X寻址的单元中的内容。
→ 箭头右边的内容被箭头左边的内容所取代。
3.4.1 数据传送类指令
使用最频繁的一类指令,通用格式： MOV <目的操作数><源操作数>， 属“复制”性质，而不是“搬家”
数据传送类指令不影响标志位, Cy、Ac和OV，但不包括奇偶标志位P
3.4.2 算术操作类指令