第四章指令系统

指令系统概述

指令系统是指某一种计算机所有指令的集合。

对计算机而言，这是一组二进制数的输入，实际上是一组电平的输入。这些输入能在一个指令周期内产生人们预先规定的动作。显然这不是一组随机的二进制数据输入。

指令系统是联系硬件和软件的桥梁。指令系统对计算机的作用相当于逻辑函数表对逻辑器件(门、触发器、加法器、移位寄存器)的作用。当然指令系统要比逻辑函数表复杂得多。

一种计算机指令系统设计的好坏，往往标志着该计算机功能的强弱，计算机的设计往往先从设计它的指令系统开始。

指令可以用两种不同语言形式来表示：机器语言和汇编语言。

机器语言指令即二进制代码，一般称作机器码。计算机能对其直接识别、分析解码和执行。

汇编语言指令是用助记符表示，它便于程序员编写、阅读和识别程序。

MCS-51单片机计有111条不同的指令。

机器语言指令格式

指令由操作码和操作数两部分组成，操作数可以是要被操作的数据本身(立即数)，也可以是数据所在单元的地址或寄存器。指令格式包括指令长度和指令内部信息的安排等。一条长指令通常可以分成几段存放和处理，每一段的长度与微处理机的字长相等。8位微处理机是以8位二进制数(字节)为基础，MCS-51单片机采用变长指令，有单字节、双字节和三字节三种指令格式。

1．一字节指令(49条)

这类指令的二进制代码既包含了操作码信息，又包含了操作数信息。有两种情况：

⑴指令码中隐含着对某一个寄存器的操作。

例如：指令码即A3H就表示INC DPTR，数据指针内容加1。

⑵由指令中的最后三位r r r(000～111)指定要操作的工作寄存器R0～R7。

就表示MOV A，Rn ，把工作寄存器中的内容送A累加器。

2．二字节指令(46条)

这类指令的第一字节为操作码，第二字节为操作数或操作数的地址。

例如：74H,8AH，就表示MOV A，#8AH8AH送A累加器。

其一般形式为MOV A，#DA TA，#DATA 表示立即数。

3．三字节指令(16条)

这类指令的第一字节为操作码，后跟两个字节的操作数。

例如：53H,3AH,48H就表示ANL 3AH，48H，即3AH单元的内容与立即数48H进行“与”操作，其结果送入3AH单元。

其一般形式为ANL direct，#DATA

若按指令的执行时间可分为以下三类：

⑴单周期指令(65条)

⑵双周期指令(44条)

⑶四周期指令(2条)

若按指令的功能可分为以下五类：

⑴数据传送类指令(29条)