单片机系统指令

MCS-51共111条指令，

指令分类

1、按指令所占的字节来分：

(1)单字节指令（49条） 如MOV A，R2，(机器码11101010)

(2)双字节指令（46条） 如MOV A，#0BH，(机器码74H，

0BH)

(3)三字节指令（16条） 如MOV 0BH, #0BH ,(机器码75H,

0BH,0BH)

2、按指令的执行时间来分：（1个机器周期为12个时钟周期）

(1) 1个机器周期（64条） ，如MOV A，R2 MOV A，#0BH，

(2) 2个机器周期（45条） ，如MOV 0BH, #0BH

(3) 4个机器周期（2条） ，乘、除指令。

指令格式

一、按操作码和操作数分

1、操作码：用来规定指令进行什么操作

如MOV A，#0BH，(机器码74H，0BH)

其中74H为操作码，指明“将立即数送入ACC”这种操作；

2、操作数：则是指令操作的对象,有可能是数据,也可能是地址

如MOV A，#0BH，其中#0BH为操作数。

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：操作码、操作数同在一个字节中。

（2）双字节指令：操作码+操作数。

（3）三字节指令：操作码+操作数+操作数。

mcs-51指令小结(5)二、按助记符和操作数分

操作助记符[目的操作数，源操作数]

如MOV A，#0BH，(机器码74H，0BH)，其中：

(1)MOV为操作助记符, 指明“内部数据传送”这种操作；

(2)A为目的操作数，指明“数据传送的目的寄存器”是A；

(3) #0BH为源操作数。

访问指令

一、操作数在寄存器中；

如MOV A，Rn ；(Rn)→A，n=0～7

1、4组工作寄存区，共32个工作寄存器。

2、部分特殊功能寄存器，例如A、B 及DPTR等。

二、访问片外数据存储器

(1)用R0或R1作为间址寄存器，寻址范围为片外低256个字节；

(2)用DPTR作为间址寄存器，寻址范围为片外64K。

a) MOVX A，@Ri ；i=0或1

若(Ri)=70H，把外部RAM中70H单元的内容送到A

b) MOVX A，@DPTR

若(DPTR)=2000H，把外部RAM中2000H单元的内容送到A

3、堆栈操作指令访问堆栈区

堆栈专用操作指令PUSH（压栈）和POP（出栈）使用堆栈

指针（SP）作间址寄存器

指令PUSH(压栈)和POP(出栈)，无前缀标志“@”

四、立即(数)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标志“#”。

如MOV A，#40H，此时立即数在程序存储单元中。

五、基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式

1、以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器；

2、基址寄存器+变址寄存器形成操作数地址；

3、本寻址方式专门针对程序存储器，寻址范围可达到64KB。

4、本寻址方式的指令只有3条：

MOVC A，@A+DPTR

MOVC A，@A+PC

JMP @A+DPTR

前2条又称查表指令，将程序存储器单元内容给ACC；

后1条为散转指令，属于转移类指令。

（注）

（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+DPTR

六、位寻址方式

89C51有位处理功能，可以对数据位进行操作，

如MOV C，40H是把位40H的值送到进位位C。

寻址范围：

1、内部RAM中的位寻址区（20H—2FH），有2种表示方法。

(1) 直接给出位地址，如MOV C，40H；

(2)单元地址加位数，如MOV C，(28H).0，指的是28H单元中的最低位。

2、SFR中的可寻址位（70H—FFH，共83位），有4种表示方法。

(1) 直接给出位地址，如MOV C，0D5H(PSW.5的位地址)；

(2) 直接写位名称，如MOV C，F0；

(3)单元地址加位数，如MOV C， (0D0H).5；

(4) SFR符号加位数，如MOV C， PSW.5。

七、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“rel”，即

把PC的当前值+ rel 就构成了程序转移的目的地址。即

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是带符号的8位二进制补码数,范围是：–128 ~ +127 ；

注意：PC的当前值是紧接在转移指令后的下一条指令的PC值。

指令中符号意义：

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。

Rn 当前寄存器区的8个工作寄存器R0～R7(n=0～7)。

Ri 当前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RAM或特殊功能寄存器的字节

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。

格式：MOV或MOVX或MOVC <目的操作数>，<源操作数>

将源操作数复制给目的操作数，源操作数不变，而不是“

搬家”。数据传送类指令不影响标志位Cy、Ac和OV，影响奇偶标志位P。

一、以累加器为目的操作数的指令

MOV A, Rn ; (Rn)→A，n=0～7

MOV A, @Ri ; ((Ri))→A,i=0,1

MOV A, direct ;(direct)→A

MOV A, #data ; #data→A

二、以Rn为目的操作数的指令

MOV Rn, A ; (A)→Rn, n=0～7

MOV Rn, direct ;(direct)→Rn, n=0～7

MOV Rn, #data ; #data→Rn, n=0～7

三、以直接地址direct为目的操作数的指令

MOV direct, A ; (A)→direct

MOV direct, Rn ;(Rn)→direct, n=0～7

MOV direct1, direct2;

MOV direct, @Ri ;((Ri))→direct

MOV direct, #data ; #data→direct

注意：寄存器之间不可相互传送数据；

直接地址之间可相互传送数据。

直接寻址方式（直接给出操作数的单元地址）

寻址范围：

1、内部RAM的128个单元(00-7FH)

2、特殊功能寄存器(80-FFH) ，注意SFR区单元除了以单元地址的形式外，还可用寄存器符号的形式给出，如：

MOV A，80H 与 MOV A，P0是等价的。

直接寻址方式是访问特殊功能寄存器的唯一寻址方式

四、以寄存器间接地址为目的操作数的指令

MOV @Ri, A ;(A)→((Ri)),i=0,1

MOV @Ri, direct ;(direct)→((Ri))

MOV @Ri, #data ; #data→((Ri))

五、16位数传送指令

MOV DPTR, #data16 ; #data16→DPTR

唯一的16位数据的传送指令,

立即数的高8位送入DPH，

立即数的低8位送入DPL。

六、堆栈操作指令

内部RAM中可以设定一个后进先出(LIFO-Last In First Out)的区域称作堆栈，堆栈指针SP始终指向堆栈的

栈顶位置。

1、进栈指令 PUSH direct

先将栈指针SP加1，然后把direct中的内容送到SP指示的内部RAM单元中

2、出栈指令 POP direct

SP指示的栈顶(内部RAM单元)内容送入direct字节单元

中，栈指针SP减1

七、累加器A与外部数据存储器传送指令

MOVX A, @DPTR ;((DPTR))→A,读外部RAM/IO

MOVX A, @Ri ;((Ri))→A,读外部RAM/IO

MOVX@DPTR, A ;(A)→((DPTR)),写外部RAM/IO

MOVX@Ri, A ;(A)→((Ri)),写外部RAM/IO

功能：A与外部RAM存储器传送数据，RD*（P3.7）或WR*（P3.6）信号有效。

1、采用DPTR间接寻址时，高8位地址（DPH）由P2口输出，低8位地址（DPL）由P0口输出。

2、采用Ri（i=0,1）间接寻址时，可寻址片外256个单元的数据存储器。Ri内容（地址）由P0口输出。

3、数据均由P0口输出。

八、查表指令

用于读程序存储器（内外）中的表格数据的指令，仅两条

，均采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式。

1、MOVC A,@A+PC

(1) 以PC作为基址寄存器，A为变址寄存器；

(2) 两寄存器的内容相加，得到一个16位的地址；

(3) 取出此地址中的数据，传送给ACC。

注意：PC中的内容为下一条指令的起始地址,PSEN信号有效（作用同RD*、WR*）。

2、MOVC A，@A+DPTR

(1) 以DPTR 作为基址寄存器，A为变址寄存器；

(2) 两寄存器的内容相加，得到一个16位的地址；

(3) 取出此地址中的数据，传送给ACC。

如 (DPTR)=8100H (A)=40H 执行指令

MOVC A, @A+DPTR

执行结果将程序存储器中8140H的内容送入A。

本指令的执行结果只和指针DPTR及累加器A的内容有关，

与该指令存放的地址及常数表格存放的地址无关，因此表格的

大小和位置可以在64K程序存储器中任意安排，一个表格可以

为各个程序块公用。

一、字节交换指令

XCH A, Rn

若(A)=80H,(R7)=08H，执行后(A)=08H,(R7)=80H

XCH A, direct

若(A)=80H,(40H)=F0H，执行后(A)=F0H ,(40H)= 80H

XCH A, @Ri

若(A)=80H , (R0)=6AH, (6AH)=0FH ，

执行后(A)=0FH,(6AH)=80H

二、半字节交换指令

XCHD A, @Ri累加器的低4位与内部RAM低4位交换

三、累加器半字节交换指令

SWAP A

将累加器A的高半字节和低半字节互换。

四、算术运算指令

加、减、乘、除指令，都是针对8位二进制无符号数。执行

的结果对Cy、Ac、OV等标志位有影响，但增1和减1指令不影

响上述标志。

1、加法指令，目的操作数均为ACC。

ADD A, Rn ;(A)+(Rn)→A，n=0～7

ADD A, direct ;(A)+(direct)→A

ADD A, @Ri ;(A)+((Ri))→A，i=0,1

ADD A, #data ;(A)+#data→A

注意运算结果对各个标志位的影响：

（1）、如果位7有进位，则进位标志Cy置“1”，否则清0；

（2）、如果位3有进位，则辅助进位标志Ac置“1”，否则清0；

（3）、溢出标志位OV：

如果位6有进位，而位7没有进位；或者位7有进位，而位6 没有，则溢出标志位OV置“1”，否则清0。

OV状态，只有在带符号数加法运算时才有意义。

当两个带符号数相加时，OV=1，表示加法运算超出了累加器A所能表示的带符号数的有效范围。

2、带进位加法指令

标志位Cy参加运算，因此是三个数相加。共4条：

ADDC A, Rn ;(A)+(Rn)+C→A，n=0～7 ADDC A, direct ;(A)+(direct)+C→A

ADDC A, @Ri ;(A)+(Ri)+C→A，i=0,1

ADDC A, #data ;(A)+#data+C→A

3、增1（加1）指令（C语言的++ ）

INC A

INC Rn ;n=0～7

INC direct

INC @Ri ;i=0,1

INC DPTR （除立即数以外）

（1）、不影响PSW中的任何标志（除了INC A 外）。

（2）、INC DPTR

该指令是16位数增1指令。指令首先对低8位指针DPL的内容执行加1的操作，当产生溢出时，就对DPH的内容进行加1操作，不影响标志Cy的状态。

4、DA A，十进制调整指令

用于对BCD码加法运算结果的修正。

两个BCD码按二进制相加之后，必须经本指令的调整才能

得到正确的压缩BCD码的和数。

调整方法：十进制调整修正，即结果加6调整。具体为：

a)累加器低4位大于9或辅助进位位Ac=1，则进行低4位加6修正；

b)累加器高4位大于9或进位位Cy=1，则进行高4位加6修正；

c)累加器高4位大于9, 低4位大于9, 则高4位和低4位分别加6修正；是否加6是通过执行指令 DA A 来自动实现的。

5、带借位的减法指令（注意：减法只有带借位的）

SUBB A, Rn ;(A)-(Rn)- Cy→A，n=0～7

SUBB A, direct ; (A)-(direct)- Cy→A

SUBB A, @Ri ;(A)-((Ri))- Cy→A, i=0,1

SUBB A, #data ;(A)-#data - Cy→A

A的内容减去源操作数和进位标志Cy的值,结果存在A中。

1、如果位7需借位，则Cy置1，否则清0；

2、如果位3需借位，则Ac置1 ，否则清0；

3、如果位6需借位而位7不需要借位，或者位7需借位，位6

不需借位，则溢出标志位OV置1，否则清0。

6、减1指令（C语言的－－）

DEC A ；(A)-1→A

DEC Rn ；(Rn)-1→Rn，n=0～7

DEC direct ；(direct)-1→direct

DEC @Ri ；((Ri))-1→（Ri），i=0,1

1、减1指令不影响标志位。

2、增1/加1指令有INC DPTR，减1无DEC DPTR指令。

7、乘法指令

MUL AB ；A×B→BA

1、积的高字节在B中，低字节在A中；

2、如果积大于255，则置“1”溢出标志位OV

8、除法指令

DIV AB ；A/B→A（商），余数→B

如果B的内容为“0”（即除数为“0”），则存放结果的A、B中的内容不定，并置“1”溢出标志位OV。

五、左环移指令RL A

累加器A的内容向左环移一位，Acc.7移入Acc.0 ，不影响标志。

六、带进位左环移指令RLC A

累加器A的内容和进位标志位Cy一起向左环移一位，Acc.7移入进位位Cy，Cy移入Acc.0，不影响其它标志。

七、右环移指令RR A

累加器A的内容向右环移一位，Acc.0移入Acc.7，不影响标志。

八、带进位环移指令RRC A

累加器A的内容和进位标志Cy一起向右环移一位，Acc.0移入Cy，Cy移入Acc.7。不影响其它标志。

九、逻辑与指令

ANL A, Rn ; （A）∧（Rn）→A，n=0～7

ANL A, direct ; （A）∧（direct）→A

ANL A, #data ; （A）∧#data→A

ANL A, @Ri ; （A）∧(（Ri）)→A，i=0～1

ANL direct, A ; （direct）∧(A)→direct

ANL direct, #data ; （direct）∧#data→direct

十、逻辑或指令

ORL A, Rn ；(A) ∨(Rn)→A ，n=0～7

ORL A, direct ；(A) ∨(direct)→A

ORL A, #data ；(A) ∨data→A

ORL A, @Ri ；(A) ∨((Ri))→A，i=0,1

ORL direct, A ；(direct) ∨(A)→direct

ORL direct, #data ；(direct) ∨#data→direct

十一、逻辑异或指令

XRL A, Rn ；(A) ⊕(Rn)→A

XRL A, direct ；(A) ⊕(direct)→A

XRL A, @Ri ；(A) ⊕((Ri))→A ,i=0,1

XRL A, #data ；(A) ⊕#data→A

XRL direct, A ；(direct) ⊕(A)→direct

XRL direct, #data ；(direct) ⊕#data →direct

与1相与取反，与0相与不变。

一、无条件转移指令 AJMP addrll （2字节指令）

2K（地址211）字节范围内的无条件跳转指令。

64K程序存储器空间分为32个区，每区2K字节，转移的目标地址必须与AJMP下一条指令的地址高5位地址码A15-A11相同。

指令执行时，先PC加2，然后把addrll送入PC.10～PC.0，

PC.15～PC.11保持不变，程序转移到目标地址。

注意：转移目标首地址必须在AJMP指令下一条指令地址（PC+2)的2KB范围内。

二、长跳转指令 LJMP addr16 （3字节指令）

64K字节范围内的无条件跳转指令。

指令执行时，把指令的第二和第三字节分别装入PC的高位和低位字节中，无条件地转向addr16指出的目标地址。

目标地址可以在64K程序存储器地址空间的任何位置。

注意：短跳转、长跳转指令中addrll、addr16直接写上要转向的目标地址标号（即符号地址）就可以。

三、相对转移指令 SJMP rel （双字节）

rel为8位带符号二进制补码数（-128~+127），实现程序的双向转移。

在编写程序时，直接写上要转向的目标地址标号就可以。

四、间接跳转（散转）指令JMP @A+DPTR （三字节）

由A中8位无符号数与DPTR的16位数内容之和来确定。以DPTR内容作为基址，A的内容作变址。

五、条件转移指令 （双字节）

JZ rel ； 如果累加器为“0”，则转移

JNZ rel； 如果累加器非“0”，则转移

六、比较不相等转移指令（3字节指令）

CJNE A, direct, rel

CJNE A, #data, rel

CJNE Rn, #data, rel

CJNE @Ri, #data, rel

1、比较前面两个操作数（无符号整数）的大小，如果不相等则

转移，若相等则顺序执行下一条指令。

2、如果第一操作数小于第二操作数, 则Cy标志位置1, 否则清0。

如常把CJNE 第一操作数, 第二操作数, $+3

和JNC rel或JC rel 写在一块来判别2个数的大小。

$：本条指令在程序存储单元的首地址；

$+3：CJNE指令的下一条指令，即JNC rel或JC rel

七、减1不为0转移指令

DJNZ Rn, rel ;n=0～7

DJNZ direct, rel

将源操作数内容减1，结果回送到Rn寄存器或direct中去。如果源操作数内容不为0则转移，为0则顺序执行下一条指令。

主要用于控制程序循环。

1、把寄存器Rn或内部RAM的direct单元用作程序循环计数器

2、以减1后是否为“0”作为转移条件，实现按次数控制循环

八、子程序调用、返回指令

1、短调用指令 ACALL addr11 （双字节）

2K范围内的子程序调用。

2、长调用指令 LCALL addr16 （三字节）

64K范围内的子程序调用。

执行本指令时：

（1）断点地址(调用指令的下一条指令的首地址PC+2或PC+3)

保护

(SP)+1→SP，然后PCL →(SP)

(SP)+1→SP，然后PCH →(SP)

（2）将子程序首地址送入PC，执行子程序

3、子程序返回指令 RET

断点地址恢复

(SP) →PCH，(SP) - 1→SP

(SP) →PCL ，(SP) - 1→SP

功能：从堆栈中退出PC的高8位和低8位字节，把栈指针减2，从PC值开始继续执行程序。不影响标志位。

4、中断返回指令RETI

与RET指令相似，不同之处在于断点地址恢复，清除中断响应时被置“1”的51内部中断优先级寄存器的优先级状态。

子程序是编程时就已确定的固定位置调用，而中断服务子程序是由中断系统控制在特定条件下随机调用的。

九、空操作指令 NOP，消耗1个机器周期的时间

一、数据位传送指令

MOV C,bit

MOV bit,C

如MOV C,06H ；(20H).6→Cy

06H是内部RAM 20H字节位6的位地址。

MOV P1.0,C ；Cy→P1.0

可寻址位的具体定义：从20H单元的第一位开始一直到2FH单元的最后一位分别为00H~7FH以及特殊功能寄存器中80H~F7H。

二、位变量修改指令

CLR C ；清“0”Cy

CLR bit ；清“0”bit位

CPL C ；Cy求反

CPL bit ；bit位求反

SETB C ；置“1” Cy

SETB bit ；置“1”bit位

三、位变量逻辑与指令

ANL C,bit ；bit ∧Cy →Cy

ANL C,/bit； ；/ bit ∧Cy →Cy

四、位变量逻辑或指令

ORL C,bit ；bit ∨ Cy →Cy

ORL C,/bit ；/ bit ∨ Cy →Cy

五、条件转移类指令

JC rel ；如果进位位Cy=1，则转移

JNC rel ；如果进位位Cy=0，则转移

JB bit,rel ；如果直接寻址位=1，则转移

JNB bit,rel ；如果直接寻址位=0，则转移

JBC bit,rel ；如果直接寻址位=1，则转移，并对bit位清0