3.1-3.2 指令格式与符号意义、寻址方式（课件）-《单片机技术与应用》(高教版第二版) 同步精品课堂

单片机技术与应用 -第11课时- 高教版第二版 指令格式与符号意义、寻址方式 教学目标 理解指令与指令系统的基本概念、属性和分类 掌握汇编语言指令的格式和常用符号的意义 理解寻址方式的概念，掌握 MCS - 51 系列单片机的 7 种寻址方式 教学重难点 指令系统的特点、分类和指令的属性 汇编语言指令格式及符号意义、7 种寻址方式的原理和应用。 指令在计算机内部的微观操作过程、各种寻址方式在实际指令中的灵活运用 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 在单片机编程中，指令是实现各种功能的基础，而寻址方式则是找到操作数的关键。 那么指令集是如何构成的？ 汇编语言指令有哪些格式和符号？ 又有哪些寻址方式可以找到操作数呢？ 让我们一起开启单片机的学习之旅。 新知讲授 指令的定义 指令是使单片机内部执行相应动作的操作，是供用户编程的命令。 指令的构成 指令的构成由单片机的电子器件特性所决定。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，因而给机器语言指令赋予助记符号来表示，这就形成了汇编语言。 指令格式与符号意义 新知讲授 指令系统的定义 单片机能够执行的全部操作所对应的指令集合，称为单片机的指令系统。它展示了单片机的操作功能和工作原理，是用户使用单片机功能的软件资源。 要让单片机处理问题，首先要编写程序。既要从编程使用的角度掌握指令的使用格式及每条指令的功能，又要掌握每条指令在计算机内部的微观操作过程(即工作原理),从而进一步加深对硬件组成原理的理解。 指令格式与符号意义 编写程序实际上是从指令系统中挑选并集合指令的过程 新知讲授 指令的属性 指令具有功能、时间和空间三种属性。 1. 功能属性：每条指令对应特定操作功能。 2. 时间属性：指令执行时间，常用机器周期表示。 3. 空间属性：指令在程序存储器中占用的字节数。 指令格式与符号意义 新知讲授 指令的描述形式与汇编 指令描述形式有机器语言和汇编语言，实际主要用汇编语言。 机器语言程序是目标程序，汇编语言程序是源程序。 汇编语言需经汇编成机器语言才能被单片机执行，汇编方式有机器汇编和手工汇编。 指令格式与符号意义 新知讲授 MCS - 51 系列单片机指令系统 MCS - 51 系列单片机指令系统功能强、指令短、执行快，共 111 条指令。 1. 功能分类：数据传送、算术运算、逻辑操作、控制转移、位操作。 2. 空间属性分类：单字节（49 条）、双字节（46 条）、三字节（16 条）。 3. 时间属性分类：单机器周期（64 条）、双机器周期（45 条）、4 机器周期（乘、除法 2 条）。 指令格式与符号意义 新知讲授 MCS - 51 系列单片机指令系统 MCS - 51 系列单片机指令系统功能强、指令短、执行快，共 111 条指令。 1. 功能分类：数据传送、算术运算、逻辑操作、控制转移、位操作。 2. 空间属性分类：单字节（49 条）、双字节（46 条）、三字节（16 条）。 3. 时间属性分类：单机器周期（64 条）、双机器周期（45 条）、4 机器周期（乘、除法 2 条）。 指令格式与符号意义 MCS - 51 系列单片机指令系统有丰富的位操作指令，形成完整子集，为大量位处理程序带来便捷。 MCS - 51 系列单片机指令系统有丰富的位操作指令，形成完整子集，为大量位处理程序带来便捷。 新知讲授 指令格式 指令通常由标号、操作码、操作数和注释组成。 汇编语言指令的格式如下： [标号：]操作码助记符[目的操作数][,源操作数] … [;注释] 指令格式与符号意义 例 如 ： LOOP:MOV A,#30H ; 将立即数30H送入累加器 A中 新知讲授 符号意义 - Ri 和 Rn Ri 和 Rn 表示当前工作寄存器区中的工作寄存器，i 取 0 或 1，表示 R0 或 R1；n 取 0 - 7，表示 R0 - R7。 指令格式与符号意义 #data 表示包含在指令中的 8 位立即数，#data16 表示包含在指令中的 16 位立即数。 符号意义 - #data 和 #data16 新知讲授 符号意义 - rel rel 是以补码形式表示的8位相对偏移量，范围为-128～127,主要用在相对寻址的指令中 。 指令格式与符号意义 addr16 和 addr11 分别表示 16 位直接地址和 11 位直接地址。 符号意义 -addr16 和 addr11 新知讲授 符号意义 - 其他符号 1. direct：表示直接寻址的地址。 2. bit：表示可位寻址的直接位地址。 3. (X)：表示 X 单元中的内容。 4. ((X))：表示以 X 单元的内容为地址的存储器单元内容。 5. / ：/ 表示对该位操作数取反，但不影响该位的原值； 6. →：→表示操作流程，将箭尾一方的内容送入箭头所指另一方的单元中。 7. $：表示本条指令起始地址。 指令格式与符号意义 新知讲授 寻址方式的概念 寻址方式是 CPU 执行指令时找到操作数的方式，操作数存于存储单元，找操作数即找其所在单元地址。寻址方式是指令重要组成部分，寻址方式越多，单片机系统越复杂。 寻址方式 新知讲授 7种寻址方式 立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、 寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。 寻址方式 MCS-51 系列单片机给用户提供了7种寻址方式： 新知讲授 立即寻址 操作数直接出现在指令中，紧跟操作码，与操作码一起存于程序存储器，可立即得到并执行。汇编指令中，数前加 “#” 表示立即寻址，如 MOV A,#30H 指令中 30H 是立即数。 寻址方式 直接寻址、寄存器寻址 1. 直接寻址：指令直接给出操作数所在存储器地址，如 MOV A,30H 指令中 30H 为操作数地址。 2. 寄存器寻址：在指令选定的寄存器中存放或读取操作数，如 MOV A,R0 指令把 R0 内容送到累加器 A 中。 新知讲授 寄存器间接寻址、变址寻址 1. 寄存器间接寻址：指令指出某寄存器内容作为操作数地址，寄存器内容是操作数地址，非操作数本身，寄存器前加 @符号，如 MOV A,@R0 。 2. 变址寻址：以数据指针寄存器 DPTR 或 PC 作为基址寄存器，累加器 A 作为变址寄存器，两者内容相加得程序存储器地址，再寻址该单元读取数据，如 MOVC A, @A+DPTR 。 寻址方式 新知讲授 相对寻址、位寻址 1. 相对寻址：以当前程序计数器 PC 值加上指令中偏移量 rel 构成实际操作数地址，用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中，如 JZ rel 。 2. 位寻址：在位操作指令中直接给出位操作数地址，可对片内 RAM 中的 128 位和特殊功能寄存器 SFR 中的 93 位进行寻址，如 MOV C,08H 。 寻址方式 随堂检测1 什么是指令系统？ 答案：单片机能够执行的全部操作所对应的指令集合，称为单片机的指令系统。它展示了单片机的操作功能和工作原理，是用户使用单片机功能的软件资源。 指令有哪几种属性？ 答案：指令具有功能、时间和空间三种属性。功能属性指每条指令对应特定操作功能；时间属性指指令执行时间，常用机器周期表示；空间属性指指令在程序存储器中占用的字节数。 练一练 随堂检测2 在 MOV A,#30H 指令中，30H 采用的是什么寻址方式？ 答案：采用的是立即寻址。操作数直接出现在指令中，紧跟操作码，数前加 “#” 表示立即寻址。 简述寄存器间接寻址的特点。 答案：寄存器间接寻址由指令指出某一寄存器的内容作为操作数地址，寄存器中的内容不是操作数本身，而是操作数的地址，到该地址单元中才能得到操作数，寄存器前加前缀 @符号。 练一练 随堂检测3 说明 MCS - 51 系列单片机指令系统的特点及分类情况 答案：MCS - 51 系列单片机指令系统具有功能强、指令短、执行快等特点，共有 111 条指令。从功能上可将指令系统划分成数据传送、算术运算、逻辑操作、控制转移、位操作共 5 大类；从空间属性上可分为单字节指令（49 条）、双字节指令（46 条）和最长的三字节指令（只有 16 条）；从时间属性上可分为单机器周期指令（64 条）、双机器周期指令（45 条）和 4 机器周期的指令（只有乘、除法 2 条）。此外，该指令系统中有丰富的位操作（或称布尔处理）指令，形成了一个完整的位操作指令子集。 练一练 师生互动 1 请各小组讨论，在实际编程中，如何根据不同的操作需求选择合适的寻址方式，以提高程序的执行效率和可读性。 课题小结 1. 指令与指令系统 指令格式与符号意义、寻址方式 2. 指令格式与符号意义 指令格式 符号意义 - Ri 和 Rn 符号意义 - #data 和 #data16 符号意义 - rel、addr16 和 addr11 符号意义 - 其他符号 指令的定义 指令系统的定义 指令的属性 指令的描述形式与汇编 立即寻址 直接寻址、寄存器寻址 寄存器间接寻址、变址寻址 相对寻址、位寻址 3. 7 种寻址方式 谢谢观看 THANKS UTC 2025-09-09 05:55:39 Lavf58.76.100 $