3.3 指令系统分类介绍 3.3.1 数据传送类指令

 

3.3  指令系统分类介绍

3.3.1  数据传送类指令

数据传送是计算机中最基本的操作，它将源操作数送到目的操作数。这类指令共29条，指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令一般不影响标志寄存器的状态位，这里说的标志指C、AC和OV，不包括检验累加器奇偶性的标志P。

源操作数可采用寄存器、寄存器间接、直接、立即、变址这5种寻址方式寻址。目的操作数可以采用寄存器、寄存器间接、直接寻址这3种寻址方式寻址。

单片机的数据存储空间有片内和片外之分，访问不同空间的数据传送类指令有很多，常用到的有如下助记符。

·    片内数据存储器数据传送：MOV、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP等。

·    片外数据存储器数据传送：MOVX。

·    查表指令：MOVC。

数据传送指令是应用最频繁的指令，MCS-51单片机提供了丰富的数据传送指令，它也是数量最多的一类指令。数据传送指令的助记符为MOV，其汇编语言指令格式为：

MOV  [目的操作数],[源操作数];

1．内部数据传送指令

片内RAM单元有A、Rn、@Ri、direct这4种表示形式，以此为目的操作数，结合对片内RAM可进行的立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址4种寻址方式，得到如下全部MOV指令。MCS-51单片机片内数据传送途径如图3-7所示。

图3-7  MCS-51单片机片内数据传送图

（1）以A为目的操作数。

    MOV  A,Rn            ;A←Rn

    MOV  A,direct        ;A←(direct)

    MOV  A,@Ri           ;A←(Ri)

    MOV  A,#data             ;A←#data

例如，已知A=30H，R0=40H，(40H)=50H，执行下面各条指令：

    MOV A,R0             ;将R0中的数据取出送入A，A=40H

    MOV A,40H            ;将40H单元中的数据取出送入A，A=50H

    MOV A,@R0            ;将R0间接寻址的40H单元的内容送入A，A=50H

（2）以Rn为目的操作数。

    MOV Rn,A             ;Rn←A

    MOV Rn,direct        ;Rn←(direct)

    MOV Rn,#data         ;Rn←#data

例如，已知A=2BH，R1=16H，（40H）=50H，执行下面3条指令后，R1=2BH，R2=50H，R3=55H。

    MOV R1,A             ;将A中数据取出送入R1

    MOV R2,40H           ;将40H单元中数据取出送入R2

    MOV R3,#55H          ;将立即数55H送入R3

（3）以直接地址为目的操作数。

    MOV direct,A         ;(direct) ←A

    MOV direct,Rn        ;(direct) ←Rn

    MOV direct,direct1   ;(direct) ←(direct1)

    MOV direct,@Ri       ;(direct) ←(Ri)

    MOV direct,#data     ;(direct) ←#data

例如，已知A=30H，（30H）=40H，（40H）=5EH，执行下面4条指令后，（20H）=30H，（30H）=5EH，R0=30H，（40H）=40H。

    MOV 20H,A            ;将A中的数据取出送入20H单元

    MOV 30H,40H          ;将40H单元中的数据送入30H单元

    MOV R0,A             ;将A中的数据取出送入R0

    MOV 40H,@R0          ;将R0间接寻址的单元中的数据送入40H单元

（4）以间接地址为目的操作数。

    MOV  @Ri,A           ;(Ri) ←A

    MOV  @Ri,direct      ;(Ri) ←(direct)

    MOV  @Ri,#data       ;(Ri) ←#data

例如，设（30H）=6FH，R1=40H，执行MOV@R1，30H后，30H单元中的数据被取出送入R1间接寻址的40H单元，（40H）=6FH。

【例3-1】RAM中30H单元的内容50H，试分析执行下面程序后各有关单元的内容。

解：

    MOV 60H,#30H         ;立即数30H送60H单元，即(60H)=30H

    MOV R0,#60H          ;立即数60H送入R0，即RO=60H

    MOV A,@R0            ;间接寻址，将(R0)=60H的单元内容送入A，即A=30H

    MOV R1,A，           ;将A中的内容送入R1，即R1=30H

    MOV 40H,@R1          ;间接寻址，将(R1)=30H中的内容送入40H单元，即(40H)=50H

    MOV 60H,30H          ;30H单元的内容送入60H，即(60H)=50H

程序执行结果是：A=30H，R0=60H，R1=30H，60H=50H，40H=50H，30H=50H内容未变。

【例3-2】将累加器A中的内容送入外部数据存储器的60H单元。

解：根据题意编程如下。

    MOV R0,#60H  ;设置地址指针寄存器

    MOVX @R0,A  ;(R0) ←A，A中内容送外部数据存储器的60H单元

（5）以DPTR为目的操作数。

    MOV DPTR,#data16     ;DPTR←#data 16

例如，执行MOV DPTR，#2000H后，DPTR=2000H。

（6）数据交换。

字节变换指令实现内部RAM与累加器A之间的数据交换，可完成整字节或半字节数据交换。与A进行变换的内部RAM单元可寻址的方式有寄存器寻址、寄存器间接寻址、直接寻址。示意图见图3-8。

图3-8  字节交换示意图

① 字节交换。

    XCH A,Rn             ;A<=>Rn

    XCH A,direct         ;A<=>(direct)

    XCH A,@Ri            ;A<=>(Ri)

例如：已知A=23H，（30H）=45H，执行XCH A，30H后，A=45H，（30H）=23H。

又如，已知A=20H，R1=30H，（30H）=66H，执行XCH A，@R1后，A=66H，（30H）=20H，R1不变。

② 半字节交换。

    XCHD A,@Ri           ;A_0～3<=>(Ri)_0～3

    SWAP A               ;A_0～3<=>A_4～7

例如：已知A=45H，R1=30H，（30H）=67H，执行XCH A，@R1后，A=47H，（30H）=65H，R1不变。

又如，已知A=20H，执行SWAP A后，A=02H。

（7）堆栈操作。

所谓堆栈是在片内RAM中，按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区。数据的进栈出栈由指针SP统一管理，采用以SP为间址寄存器的间接寻址方式。堆栈的操作有进栈和出栈两条专用指令，在指令中指针SP被隐含，只需指出操作数的直接地址。

    PUSH direct          ;SP←SP+1，(SP)←(direct)

    POP direct           ;(direct) ←(SP)，SP←SP-1

PUSH是进栈（或称为压入操作）指令。在数据入栈之前，SP指针自动加1，然后将直接寻址单元中的数据压入到SP指针所指的单元。

POP是出栈（或称为弹出操作）指令。执行该指令时，会将SP指针所指示单元的数据弹出到直接寻址单元中，然后将SP的内容减1。

例如：设SP=10H，（40H）=50H，执行PUSH 40H指令后，SP=11H，（40H）的数据50H送入SP（=11H）单元。指令执行过程如图3-9所示。

又如：设SP=11H，（11H）=34H，执行指令POP 30H后，堆栈指针所指单元中的数据34H被弹出，送入30H单元，SP=10H。指令执行过程如图3-10所示。

图3-9  PUSH指令操作示意图               图3-10  POP指令操作示意图

【例3-3】进入中断服务程序后，SP=30H，DPTR=5544H。执行下列指令：

PUSH DPL                ;将DPL压入堆栈，指令代码C082H

PUSH DPH                ;将DPH压入堆栈，指令代码C083H

执行结果将把44H和55H两个8位数据分别压入片内RAM的31H和32H两个地址单元，SP的内容两次增1后将变成32H。

2．外部数据存储器传送指令

对外部扩展的RAM及I/O口的数据传送，必须由累加器A通过数据总线与外部RAM或I/O口之间进行。指令助记符为MOVX，使用DPTR或Ri作间接寻址寄存器，指令有如下4条：

MOVX A,@DPTR            ;A←(DPTR)

MOVX @DPTR,A        ;(DPTR) ←A

MOVX A,@Ri          ;A←(P2Ri)

MOVX @Ri,A          ;(P2Ri) ←A

上述指令中DPTR是16位地址指针，因此前两条指令的寻址范围为64KB。Ri是8位地址指针，后两条指令的寻址范围只限于外部RAM的256个单元，其高8位地址由当前P2的状态来提供。

例如：已知DPTR=1000H，片外地址为1000H的数据RAM存储器或端口中的内容为10H，执行MOVX A，@DPTR后，A=10H。

又如：已知P2=20H，R1=10H，A=45H，执行MOVX@R1，A后，片外地址为2010H数据寄存器或I/O端口的值为45H。

【例3-4】将外部数据存储器的2000H单元的内容传送到内部RAM的70H单元。

解：程序如下。

MOV DPTR,#2000H     ;将外部数据指针DPTR指向2000H

MOVX A,@DPTR         ;从外部将数据送到A

MOV 70H,A                ;再将数据送到70H

3．查表指令

程序存储器只能读而不能写，其中存放着监控程序和用户应用程序，由CPU完成对其程序的读取，指令不能控制。常用程序存储器存放一些常用的数据表格（例如各种代码表格、平方表、复杂算式的计算结果），在程序执行过程中对其进行表格数据查询，并将查询结果送入累加器A，这个过程称为查表。这类指令有以下两条：

MOVC A,@A+DPTR       ;A←(A+DPTR)

MOVC A,@A+PC         ;A←(A+PC)

例如：已知A=30H，DPTR=3000H，程序存储器单元（3030H）=50H，执行MOVC A，@A+DPTR后，A=50H。

这两条指令都是单字节指令，并且都为变址寻址方式，但其寻址范围不同。第一条指令采用DPTR为基址寄存器，查表时用来存放表格的起始地址，查表范围可达整个程序存储器的64KB空间。第二条指令以PC为基址寄存器，PC的值由该查表指令的存储地址确定，一旦指令在程序中的位置确定以后，PC中的内容也被确定，累加器A的内容是无符号的8位数0～255，查表地址为PC的当前值和累加器A中的地址偏移量相加，因此，数据表格只能安排在PC以下256个地址范围内，表格大小也受限制。

【例3-5】执行下列指令。

1232H:MOV A,#30H

1234H:MOVC A,@A+PC

1235H:MOV 60H,A

……

1265H:3FH

……

当执行查表指令时，PC的当前值为1235H，所以查表指令访问的程序存储器单元的地址为：

(A)+(PC)=30H+1235H=1265H

4．数据传送类指令汇总

表3-3为数据传送指令总表，包含了指令的助记符、功能说明、字节数和振荡器周期数。

表3-3  数据传送指令总表