单片机数据传送类指令

MCS-51系列单片机的数据传送类指令分为片内RAM数据传送指令、片外RAM数据传送指令、ROM数据传送指令、堆栈操作指令和数据交换指令5类。

数据传送类指令主要完成的功能是：把源地址中的内容传送到目的地址中，但不改变源地址中的内容（交换指令除外）。数据传送类指令是使用最频繁的指令，有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP这8种。

数据传送属“复制”性质，而不是“搬家”，即该类指令执行后，源操作数不变，目的操作数被源操作数取代。数据传送类指令不影响进位标志位Cy、辅助进位标志位AC和溢出标志位OV，但不包括检验累加器奇偶性的标志位P。以累加器A为目的操作数寄存器的指令都会对PSW中的奇偶标志位P有影响。所以在数据传送指令中，除了该类指令外，其余指令执行时，均不会影响任何标志位。

1 片内RAM数据传送指令（16条）

片内RAM数据传送指令使用MOV助记符。这类指令主要用来实现在累加器A、工作寄存器Rn、直接寻址单元、间接寻址单元、立即数之间进行数据传送。MCS-51系列单片机片内数据传送途径如图3-10所示。

图3-10 片内RAM数据传送指令的传送方式

如图3-10中箭头表示数据传送方向：双箭头表示可以双向相互传送，单箭头（实线）表示只能单向传送；单箭头（虚线）表示不同的直接寻址单元可以相互传送。

特点：除第一操作数为A的指令影响P位外，其他并不影响标志位，有三种传送指令。

一般格式如下：

MOV <目的字节>，<源字节>

MOV：片内RAM和SFR之间的传送。

MOVX：片外RAM与ACC之间的传送。

MOVC：程序存储器的数据送ACC。

表3-2列出了内部RAM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数。此类指令的特征是操作码为MOV。

表3-2 内部RAM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数

例3-7：写出下列指令的机器代码和对源操作数的寻址方式，并注释其操作功能。

MOV R6，#88H；机器代码7E 88，立即寻址，将立即数88H传送到寄存器R6中

MOV @R1，48H；机器代码A748，直接寻址，将片内RAM中48H地址单元中内容传送到以寄

；存器R1中的内容为地址的存储单元中

MOV 30H，R0；机器代码8830，寄存器寻址，将寄存器R0中的内容传送到片内RAM30H地址

；单元中

MOV 50H，@R0；机器代码8650，寄存器间址寻址，以R0中的内容为地址，再将该地址中的

；内容传送到片内RAM的50H地址单元中

（1）以累加器A为目的操作数的指令

这组指令的功能是把源操作数送入累加器A中，源操作数（或源地址）有#data、direct、@Ri、Rn4种类型。为了缩短指令的字节长度，加快指令执行速度，采用寄存器寻址的指令往往将寄存器的编号隐含在机器码中。

MAIN：MOV A，#03H；A←03H

MOV A，28H；A←（28H）

MOV A，@R0；A←（（R0））

MOV A，R2；A←（R2）

对于所有MOV类指令，累加器A是一个特别重要的8位寄存器，单片机CPU对它具有其他寄存器所没有的操作指令。

（2）以Rn为目的操作数的指令

这组指令的功能是把源操作数送入当前工作寄存器区的Rn中。该指令的源操作数（或源地址）只能具有3种类型。

注意：这组指令中没有MOV Rn，@Ri和MOV Rn，Rn这两种形式。

MOV R3，#00H；R3←00H

MOV R2，A；R2←（A）

（3）以直接地址为目的操作数

这组指令的功能是把源操作数送入直接地址指出的存储单元direct中。源操作数（或源地址）5种类型全部具备。

MOV SP，#5AH；SP←5AH

MOV 28H，A；28H←（A）

MOV 3BH，@Rl；3BH←（（R1））

MOV 2EH，DPL；2EH←（DPL）

MOV 3AH，A；3AH←（A）

（4）以寄存器间接寻址为目的操作数

这组指令的功能是把源操作数送入以Ri的内容为地址的单元中。注意：这组指令没有MOV@Ri，Rn和MOV@Ri，@Ri这两种形式。源操作数（或源地址）只能有3种类型。

MOV @R0，A；（R0）←（A）

MOV @R0，#00H；（R0）←00H

（5）16位数据送数据指针DPTR

把高8位立即数送入DPH，低8位立即数送入DPL，地址指针DPTR由DPH和DPL组成。这是MCS-51指令系统中唯一的一条16位数据传送指令，用来设置地址指针。这条指令主要是用于配合下面将要介绍的片外RAM数据传送和ROM数据传送使用。

例3-8：

MOV 30H，#7AH；将立即数7AH送片内RAM的30H单元中

MOV R0，#30H；将立即数30H送R0寄存器

MOV A，@R0；将R0指定的30H中的数7AH送A中

MOV DPTR，#1000H；将1000H送DPTR寄存器

2 用于片外RAM传送的指令（4条）

片外数据传送指令采用的助记符为MOVX。该指令分为读片外RAM指令和写片外RAM指令两种。MOV后面加X，表示访问的是片外RAM或I/O接口，该类指令必须通过累加器A与外部RAM或I/O间相互传送数据。在单片机外接扩展的I/O接口时，往往是将相应的I/O接口映射为一个片外RAM地址。于是可以利用指令，通过对映射的片外RAM地址的读/写，实现从该I/O地址输入/输出数据。

表3-3列出了外部RAM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数，它们都是与片外RAM有关的数据传送指令。该类指令均涉及对片外RAM的64KB地址单元操作，而指令MOVX@Ri，A和MOVX A，@Ri中Ri只提供片外RAM地址的低8位地址，所以高8位应由P2提供。

表3-3 外部RAM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数

读片外RAM单元或I/O的数据的指令用@R0或@R1间接寻址，地址位长为8位，可以读片外RAM单元的地址为××00H～××FFH，低8位地址由指令给定，从P0口输出，并由地址锁存信号ALE锁存在外接地址锁存器中；高8位地址××H，由P2口的状态决定。指令用@DPTR间接寻址，地址位长为16位，可以读片外RAM单元整个64KB的空间，地址范围为0000H～FFFFH。高8位地址DPH由P2口输出，低8位地址DPL由P0口输出，但P0口和P2口输出的访问地址都由指令指定。

这两种指令是让单片机读取和写入外部RAM或I/O的数据，此时对应引脚P3.7（RD）、P3.6（WR）有效。值得注意的是，无论是读还是写片外RAM，都要通过累加器A来完成。因此，在两个片外RAM单元中传送数据时，必须通过A进行中转。

例3-9：（1）外部RAM低256B单元与A之间的传送；（2）64KB外部RAM单元与A之间的传送。

MOV R0，#80H

MOVX A，@R0；将外部RAM的80H单元内容→A，

；将片外RAM的2000H单元中的内容传送到3000H单元

MOV DPTR，#2000H；设指针

MOVX A，@DPTR；取（2000H）的数

MOV DPTR，#3000H；修改指针

MOVX @DPTR，A；存到（3000H）单元

例3-10：将立即数18H传送到外部RAM中的0100H单元中去。接着从片外RAM中的0100H单元取出数再送到外部RAM中的0280H单元中。

ORG 0000H；伪指令，指出下一指令首地址为0000H

MOV A，#18H；将立即数18H传送到累加器A中

MOV DPTR，#0100H；将立即数片外RAM的地址0100H送到DPTR中

MOVX @DPTR，A；将A中内容18H送到片外RAM地址0100H中

MOVX A，@DPTR；将片外RAM的0100H单元中内容18H送到累加器A中

MOV R0，#80H；将立即数80H送到寄存器R0中，作为片外RAM地址低8位

MOV P2，#02；将片外RAM地址高8位置2，由P2给出地址的高8位

MOVX @R0，A；将A中内容18H送到片外RAM的0280H单元地址中

SJMP $(www.xing528.com)

END；伪指令，表示程序结束

3 用于ROM传送的指令（2条）

由于MCS-51系列单片机规定ROM专门用于存放程序和常数，由编程器（俗称烧写器）写入，单片机正常工作时，只能从ROM中读出数据，而不能向ROM写入数据，传送为单向，因此，MCS-51系列单片机仅有两条从程序存储器ROM中读出数据到累加器A的指令。表3-4为ROM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数。ROM数据传送指令（程序存储器访问指令）的助记符为MOVC。两条指令均属变址寻址指令，涉及ROM的寻地址空间均为64KB。程序存储器中的常数被称为表格常数，它们在程序中多用于查数据表，故该两条指令也被称为查表指令。一般地，A中内容称为变址，DPTR、PC中内容称为基地址。

表3-4 ROM数据传送指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数

（1）以DPTR的内容为基地址

MOVC A，@A+DPTR指令是以DPTR的内容为基地址的读ROM指令，该指令首先将DPTR中的数据（16位无符号数）与A中的数据（无符号数）进行相加，获得基址与变址之和，将和作为地址（16位的程序存储器ROM地址），再将该地址指定的程序存储器单元中的内容传送到累加器A中。低8位相加产生进位时，直接加到高位，并不影响标志。指令执行后，DPTR的内容不变，累加器A内容变为从ROM读出的内容。因此常数表格的大小和位置可以在64KB程序存储器中任意安排，一个表格可以为各个程序块公用。

（2）以PC的内容为基地址

MOVC A，@A+PC指令以PC作为基址寄存器，以PC的内容为基地址的读ROM指令的机器码是83H，它是单字节指令。取出该指令后，指令首先将PC值修正到指向该指令的下一条指令地址，即PC中的内容自动加1，加1后的这个PC值（称为PC当前值）与A中的地址偏移量相加，得到一个新的16位的程序存储器ROM地址，然后，将该地址单元的内容传送到累加器A。指令执行后，PC中的内容不变，累加器A的内容变为从ROM读出的内容。

因为PC的值是一个字值，指向下一条指令的首地址，而A的值最大为256字节，则常数表格只能存放在该条查表指令后面的256个字节单元之内，表格的大小受到限制，而且表格只能被一段程序所利用。

例3-11：将程序存储器2010H单元中的数据传送到累加器A中。设程序的起始地址为2000H。

方法1：在访问前，必须保证A+DPTR等于访问地址，如该例中2010H，一般方法是访问地址低8位值（10H）赋给A，剩下的16位地址（2010H-10H）=2000H赋给DPTR。该编程与指令所在的地址无关。

ORG 2000H

MOV DPTR，#2000H

MOV A，#10H

MOVC A，@A+DPTR

方法2：因为程序的起始地址为2000H，第一条指令为双字节指令，第二条指令为单字节指令，则第二条指令的地址为2002H，第二条指令的下一条指令的首地址就应为2003H，即PC=2003H，因为A+PC=2010H，故A=0DH。该编程与指令所在地址有关。由此例可见，此方法不利于修改程序，不建议使用。

ORG 2000H

MOV A，#0DH

MOVC A，@A+PC

用DPTR查表时，表格可以放在ROM的64KB范围，用PC指令时则必须把表格放在该条指令下面开始的255个字节的空间中。

MOV A，@R0；取显示缓冲区中的数

MOV DPTR，#SEGTAB；指向字形码表首

MOVC A，@A+DPTR；查表、找字形码

SEGTAB：DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH

DB 07H，7FH，6FH

其中，#SEGTAB是字形码表的起始地址，该程序的功能是利用读ROM指令进行查表。

例3-12：在ROM的1000H开始存有5个字节数，编程将第二个字节数取出送片内RAM的30H单元中。

程序段如下：

MOV DPTR，#1000H；设指针

MOV A，#01H；序号

MOVC A，@A+DPTR；取1001H单元的数

MOV 30H，A；存到片内

ORG 1000H；伪指令，定义数表起始地址

TAB：DB 55H，67H，9AH；在ROM 1000H开始的空间中定义5单字节

DB 09H，10H

例3-13：设某数N已存于20H单元（N≤10），查表求N的二次方值，存入21H单元。

程序段如下：

MOV A，20H；取数N

ADD A，#03；加查表偏移量

MOVC A，@A+PC；查表

NOP

MOV 21H，A

TAB：DB 00H，01H，04H，09；定义数表

由于PC为程序计数器，总是指向下一条指令的地址。在执行第三条指令MOVC A，@A+PC时，在查表前应在A累加器中加上查表偏移量。

4 堆栈操作指令（2条）

堆栈是在片内RAM区中按“先进后出，后进先出”原则设置的专用存储区，是在内RAM开辟的一个数据的暂存空间，堆栈的一端固定，称为栈底；另一端是活动的，称为栈顶，栈顶的地址由堆栈指针SP指示。堆栈的操作只有进栈和出栈两种，进栈操作地址增加，出栈操作地址减少。堆栈的操作主要用于子程序、中断服务程序中的现场保护和现场恢复。

堆栈操作指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数见表3-5。

表3-5 堆栈操作指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数

（1）堆栈指令使用的寻址方式是直接寻址

1）片内RAM低端128B的单元：用这些单元的字节地址表示，其中的工作寄存器区的单元也用字节地址表示，不能使用寄存器名，以区别于寄存器寻址。例如，当使用第0组工作寄存器时，R0的di-rect地址应写为00H。

2）片内RAM高端128B中的特殊功能寄存器SFR：通常直接用SFR的符号表示（但累加器ACC此时不能简写为A，否则为寄存器寻址），也可以用它们的字节地址表示。

（2）系统复位时，SP的初值为07H

可见系统默认的堆栈区，将占用工作寄存器区第1组工作寄存器以上的RAM单元，如果编写程序时，需要将这部分单元作为工作寄存器使用，就必须在系统初始化时对SP重新设置，以便将堆栈移至其他地方。

堆栈操作指令对堆栈指针SP而言是寄存器间接寻址指令，对direct而言是直接寻址，所以编写程序时应注意direct所表示的是直接地址。例如，在Keil软件中认定A、R1为寄存器，ACC、01H为直接地址。所以，指令PUSH ACC、PUSH 01H、POP 01H和POP ACC均为正确指令书写格式；而PUSH A、PUSH R1、POP R1和POP A均为错误书写格式。

MOV SP，#5AH；栈底移至5AH

CLOCK：PUSH PSW；保护现场

PUSH ACC

DONE1：POP ACC；恢复现场

POP PSW

利用堆栈指令来完成40H与50H单元内容的交换的示例如图3-11所示。

图3-11 堆栈指令完成单元内容的交换

MOV SP，#6FH；将堆栈设在70H以上RAM空间

PUSH 40H；①将40H单元的23H入栈，之后（SP）=70H

PUSH 50H；②将50H单元的45H入栈，之后（SP）=71H

POP 40H；③将SP指向的71H单元的内容弹到40H单元，之后（SP）=70H

POP 50H；④将SP指向的70H单元的内容弹到50H单元，之后（SP）=6FH

5 数据交换指令（5条）

1）字节交换：3条指令功能是将累加器A的内容和源操作数交换，即将A中的内容与3种寻址方式指定的片内RAM单元中的内容进行相互交换。

例如，若（R0）=30H，（30H）=45H，（A）=67H。执行指令XCH A，@R0后，（A）=45H，（30H）=67H，（R0）不变。

2）半字节交换：功能是累加器A的低4位与@R0或@R1指定的内部RAM低4位交换。各自的高半字节不变。

例如，假设（R0）=30H，（30H）=45H，（A）=67H。执行指令XCHD A，@R0后，（A）=65H，（30H）=47H。（A）和（30H）的高半字节不变。

3）累加器内交换：功能是将累加器内高低半字节交换，即累加器A内的高4位与低4位交换。

例如，假设（A）=67H。执行指令SWAP A后，（A）=76H，即（A）7～4与（A）3～0进行了互换。

数据交换操作指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数，如表3-6所示。

表3-6 数据交换操作指令、功能操作、机器代码和执行机器周期数