一文详解80C51单片机的指令系统
指令是指示计算机执行某种操作的命令，计算机能识别执行的只能是二进制代码，以二进制代码来描述指令功能的语言，称为机器语言。
由于机器语言不便于人们识别，记忆，理解和使用，因此便对每条机器语言指令用助记符号来形象表示，这就便形成了汇编语言。
一条指令是机器语言的一个语句，包括操作码字段和操作数字段。一台计算机所具有的全部指令的集合，称为这台计算机的指令系统。
不同的微处理器，其指令系统一般是不同的。
80c51单片机指令系统共有111条指令，具体特点如下：
1)执行时间短，单机器周期指令(64条)，双机器周期指令(45条)，而四机器周期指令只有2条;
2)指令编码字节少，单字节指令(49条)，双字节指令(45条)和最长的三字节指令(17条);
3)位操作指令丰富(17条)。
为便于阅读指令，对mcs-51指令助记符的一些符号约定意义做以说明：
指令的基本格式及常用符号
指令的汇编语言形式是用助记符来表示一条指令，其基本形式为操作码+操作数。
操作码表示该指令将要做什么样的操作，操作数是该指令操作的对象，一般是操作所需要的数或所需要的数的存放地址。
指令的字节数
80c51单片机指令有单字节指令，双字节指令和三字节3种。
1)单字节指令单字节指令有49条，8位二进制代码中既包含操作码的信息，也包含操作数的信息;或8位二进制代码中只包含操作码的信息，而操作数的信息被隐含了。
例如:
机器码为1110 1xxx，其中1110 1为操作码，xxx为操作数n，若rn为r3，那么xxx=011，则该机器码为ebh。
例如:
机器码为04h，被隐含的操作数为累加器a。
2)双字节指令有45条，机器码的第一个字节表示操作码，第二个字节表示操作数。
例如：
3)三字节指令有17条，第一字节表示操作码，另两个字节是操作数。
例如：
指令的执行时间
mcs-51系列单片机指令执行时间有单周期指令，双周期指令和四周期指令。
汇编语言的语句结构
一般来讲，汇编语言的语句结构由5部分组成，即标号，操作助记符，目的操作数，源操作数和注释.
如下：
[]表示可选项;标号是用户设定的地址符号，它代表该指令机器码存放在存储器中第一个字节的地址。
标号必须以字母开头，气候跟1-8个字母或数字，并以“:”结尾。
80c51的寻址方式
寻址方式就是寻找操作数的方式，由于80c51有片内ram，片内rom，片外ram，片外rom 4个不同的存储区域，数据存储的方式十分灵活。
在用汇编语言编程时，数据的存放传送，运算都要通过指令来完成。
所以编程者必须自始至终都要十分清楚操作数的位置，以及如何将它们传送到适当的寄存器去参与运算，才能有效地完成汇编程序的编写。
80c51单片机有7种寻址方式，即寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，立即寻址，变址寻址，相对寻址，位寻址。
源操作数和目的操作数都有各自的寻址方式，下面以源操作数为例来讲述寻址方式。
1.立即寻址
操作数就在指令代码中，在操作码之后，是一个8位的二进制数或者16位的二进制数，称为立即数，这种寻址方式称为立即寻址。
例如：
在80c51系统中，采用#作为立即数的前缀。
例如：
2.直接寻址
直接寻址是指令中直接给出操作数所在单元的地址。
采用直接寻址的存储空间有：1)内部ram的低128字节(00h~7fh)2)位地址空间3)特殊功能寄存器，特殊功能寄存器只能用直接寻址方式操作
例如刚才说的例子就是直接寻址的方式。
在程序的转移，调用指令中，由于指令直接给出了目的地址，执行这些指令后，程序指针pc的内容将直接由指令给出的地址来更新，所以这些指令的寻址方式也可以归属为直接寻址。
3.寄存器寻址
由指令指出某一寄存器的内容为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。
可以采用的寄存器有r0~r7，累加器a，寄存器b，数据指针dptr和布尔处理器的位累加器c。
例如:
指令中源操作数r0是寄存器寻址。该指令的功能是将工作寄存器r0中的内容传送到a中，如r0中的内容为44h，则执行该指令后，a的内容也为44h。
在mcs-51中寄存器寻址rn按所选定的工作寄存器r0~r7进行操作，指令机器码的低3位的8种组合000，001，....，110,111分别对应r0~r7。
例如:
这8条指令对应的机器码分别为e8h~efh。
4.寄存器间接寻址
指令中给出寄存器的名称，以寄存器的内容为地址再取一次数，该数才是真正的操作数，这种寻址方式称为寄存器间接寻址。
在80c51系统中，可以用作间接寻址的寄存器有r0，r1，以及数据指针寄存器dptr。
寄存器间接寻址对应的空间为：片内ram：采用@r0，@r1，或sp片外ram：采用@r0，@r1，或dptr
5.变址寻址
以dptr或pc为基址寄存器，累加器a为变址寄存器。把二者内容相加，结果作为操作数的地址，这种寻址方式称为变址寻址。
这类指令只限于访问rom，常用语查表操作和指令跳转。
例如：
6.相对寻址
相对寻址方式是以pc的内容为基地址，加上指令中给定的偏移量，所得结果作为转移地址送pc寄存器。
偏移量是8位带符号数的补码，真值在-128~+127之间。以下一条指令的pc值为起点，转移访问范围在-128~+127。
它用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中。
例如：
是一条累加器a为0就转移的双字节指令，则执行该指令时的当前pc为2052h，即当前pc值是相对转移指令取指结束时的值。
偏移量rel是有符号的单字节数。以补码表示，其值范围在-128~+127。
负数表示从当前地址向前转移，正数表示从当前地址向后转移。所以，相对转移指令满足条件后，转移的地址为：
7.位寻址
从本质上来说，位寻址也是直接寻址的一种形式。它的寻址对象是可寻址位空间中的一个位，而不是一个字节。
由于在使用上存在一些特殊性，故单独列出。位寻址方式的寻址范围是可寻址位，包含内部ram20h~2fh单元中的位和部分sfr位。
位操作指令中的位地址有4种表示方法：
1)直接地址，如00h
2)点操作符，如20h.0，psw.5
3)位名称，如f0
4)经伪指令定义过的字符名称，如user bit psw.5
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由于机器语言不便于人们识别，记忆，理解和使用，因此便对每条机器语言指令用助记符号来形象表示，这就便形成了汇编语言。
一条指令是机器语言的一个语句，包括操作码字段和操作数字段。一台计算机所具有的全部指令的集合，称为这台计算机的指令系统。
不同的微处理器，其指令系统一般是不同的。
80c51单片机指令系统共有111条指令，具体特点如下：
1)执行时间短，单机器周期指令(64条)，双机器周期指令(45条)，而四机器周期指令只有2条;
2)指令编码字节少，单字节指令(49条)，双字节指令(45条)和最长的三字节指令(17条);
3)位操作指令丰富(17条)。
为便于阅读指令，对mcs-51指令助记符的一些符号约定意义做以说明：
指令的基本格式及常用符号
指令的汇编语言形式是用助记符来表示一条指令，其基本形式为操作码+操作数。
操作码表示该指令将要做什么样的操作，操作数是该指令操作的对象，一般是操作所需要的数或所需要的数的存放地址。
指令的字节数
80c51单片机指令有单字节指令，双字节指令和三字节3种。
1)单字节指令单字节指令有49条，8位二进制代码中既包含操作码的信息，也包含操作数的信息;或8位二进制代码中只包含操作码的信息，而操作数的信息被隐含了。
例如:
机器码为1110 1xxx，其中1110 1为操作码，xxx为操作数n，若rn为r3，那么xxx=011，则该机器码为ebh。
例如:
机器码为04h，被隐含的操作数为累加器a。
2)双字节指令有45条，机器码的第一个字节表示操作码，第二个字节表示操作数。
例如：
3)三字节指令有17条，第一字节表示操作码，另两个字节是操作数。
例如：
指令的执行时间
mcs-51系列单片机指令执行时间有单周期指令，双周期指令和四周期指令。
汇编语言的语句结构
一般来讲，汇编语言的语句结构由5部分组成，即标号，操作助记符，目的操作数，源操作数和注释.
如下：
[]表示可选项;标号是用户设定的地址符号，它代表该指令机器码存放在存储器中第一个字节的地址。
标号必须以字母开头，气候跟1-8个字母或数字，并以“:”结尾。
80c51的寻址方式
寻址方式就是寻找操作数的方式，由于80c51有片内ram，片内rom，片外ram，片外rom 4个不同的存储区域，数据存储的方式十分灵活。
在用汇编语言编程时，数据的存放传送，运算都要通过指令来完成。
所以编程者必须自始至终都要十分清楚操作数的位置，以及如何将它们传送到适当的寄存器去参与运算，才能有效地完成汇编程序的编写。
80c51单片机有7种寻址方式，即寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，立即寻址，变址寻址，相对寻址，位寻址。
源操作数和目的操作数都有各自的寻址方式，下面以源操作数为例来讲述寻址方式。
1.立即寻址
操作数就在指令代码中，在操作码之后，是一个8位的二进制数或者16位的二进制数，称为立即数，这种寻址方式称为立即寻址。
例如：
在80c51系统中，采用#作为立即数的前缀。
例如：
2.直接寻址
直接寻址是指令中直接给出操作数所在单元的地址。
采用直接寻址的存储空间有：1)内部ram的低128字节(00h~7fh)2)位地址空间3)特殊功能寄存器，特殊功能寄存器只能用直接寻址方式操作
例如刚才说的例子就是直接寻址的方式。
在程序的转移，调用指令中，由于指令直接给出了目的地址，执行这些指令后，程序指针pc的内容将直接由指令给出的地址来更新，所以这些指令的寻址方式也可以归属为直接寻址。
3.寄存器寻址
由指令指出某一寄存器的内容为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。
可以采用的寄存器有r0~r7，累加器a，寄存器b，数据指针dptr和布尔处理器的位累加器c。
例如:
指令中源操作数r0是寄存器寻址。该指令的功能是将工作寄存器r0中的内容传送到a中，如r0中的内容为44h，则执行该指令后，a的内容也为44h。
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例如:
这8条指令对应的机器码分别为e8h~efh。
4.寄存器间接寻址
指令中给出寄存器的名称，以寄存器的内容为地址再取一次数，该数才是真正的操作数，这种寻址方式称为寄存器间接寻址。
在80c51系统中，可以用作间接寻址的寄存器有r0，r1，以及数据指针寄存器dptr。
寄存器间接寻址对应的空间为：片内ram：采用@r0，@r1，或sp片外ram：采用@r0，@r1，或dptr
5.变址寻址
以dptr或pc为基址寄存器，累加器a为变址寄存器。把二者内容相加，结果作为操作数的地址，这种寻址方式称为变址寻址。
这类指令只限于访问rom，常用语查表操作和指令跳转。
例如：
6.相对寻址
相对寻址方式是以pc的内容为基地址，加上指令中给定的偏移量，所得结果作为转移地址送pc寄存器。
偏移量是8位带符号数的补码，真值在-128~+127之间。以下一条指令的pc值为起点，转移访问范围在-128~+127。
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例如：
是一条累加器a为0就转移的双字节指令，则执行该指令时的当前pc为2052h，即当前pc值是相对转移指令取指结束时的值。
偏移量rel是有符号的单字节数。以补码表示，其值范围在-128~+127。
负数表示从当前地址向前转移，正数表示从当前地址向后转移。所以，相对转移指令满足条件后，转移的地址为：
7.位寻址
从本质上来说，位寻址也是直接寻址的一种形式。它的寻址对象是可寻址位空间中的一个位，而不是一个字节。
由于在使用上存在一些特殊性，故单独列出。位寻址方式的寻址范围是可寻址位，包含内部ram20h~2fh单元中的位和部分sfr位。
位操作指令中的位地址有4种表示方法：
1)直接地址，如00h
2)点操作符，如20h.0，psw.5
3)位名称，如f0
4)经伪指令定义过的字符名称，如user bit psw.5
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