在講指令系統前我們先來復習一下數制的概念。

1.十進制（Decimal）

基數是10，它有10個數字符號，即0，l，2，3，4，5，6，7，8，9。其中最大數碼是基數減1，即9，最小數碼是0。

2.二進制（Binary）

基數是2，它只有兩個數字符號，即0和1。這就是說，如果在給定的數中，除0和1外還有其它數，例如 1012，它就決不會是一個二進制數。

3、十六進制（Hexadecilnal）

基數是16，它有16個數字符號，除了十進制中的10個數可用外，還使用了6個英文字母。它的16個數字依次是0，l，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。其中A至F分別代表十進制數的10至15，最大的數字也是基數減1。

4、二進制數與十六進制數的相互轉換。

（1）、二進制轉換為十六進制：

整數部分，從低位開始，小數部分，從高位開始，每四位一組（不夠四位的補0），轉換為對應的十六進制數。

例：（1 0001 0011.1100 0111）2=（113.C7）H

（2）、十六進制轉換為二進制：

將十六進制數的每一位分別轉換為對應的四位二進制數。

例：（3E9D）H=（11 1110 1001 1101）B

例：（ 2ABE）H= 0010 1010 1011 1110B

以后我們在單片機編程方面采用十六進制，這個請大家注意了！

MCS-51系列單片機的指令系統共有111條指令，其中49條是單字節指令，45條是雙字節指令，17條是三字節指令。

MCS-51的指令系統共有33個功能，用匯編編程時只需要42個助記符就能指明這33個功能操作。

1、 指令格式：MCS-51匯編語言指令格式與其他微機的指令格式一樣，均由以下幾部分組成：［標號：］操作碼 ［操作數］［，操作數］［；注釋］

標號：又稱為指令地址符號，地址的符號化，一般由1到6個字符組成，以字母開頭的字母數字串，與操作碼之間用冒號分開。

操作碼：是由助記符表示的字符串，它規定了指令的操作功能。

操作數：是指參加操作的數據和數據的地址。

注釋：是為該條指令作說明，以便于閱讀。

注意：［ ］中表示為可選項。操作數可以為1、2、3個，也可以沒有。

不同功能的指令，操作數作用不同，如：傳送指令多數有兩個操作數，寫在左面的是目的操作數（表示操作結果存放的單元地址），寫在右面的稱為源操作數（指出操作數的來源）。操作碼和操作數之間必須用空格分隔，操作數與操作數之間必須用逗號“，”分隔。帶方括號項可有可無，稱為可選項。操作碼是指令的核心不可缺少。

2、 指令分類

MCS-51的111條指令分為下面5類：

（1） 數據傳送類指令29條，分為片內RAM，片外RAM、程序存儲器的傳送指令，交換及堆棧操作指令。

（2） 算術運算類24條，分為加，帶進位加，減，乘，除，加1，減1指令。

（3） 邏輯運算類24條，分為邏輯與、或、異或、移位指令。

（4） 控制程序轉移類17條，分為無條件轉移與調用，條件轉移，空操作指令。

（5） 布爾變量操作類17條，分為數據傳送、位與、位或，位轉移指令。

3. 指令代碼：

（1） 數據傳送類

MOV 傳送數據

指令格式：MOV A，#DATA;將立即數DATA送到累加器A中。

例：

MOV P1，#11111110B；把立即數11111110B傳送到P1口。

MOVX 片外數據存儲器傳送數據

指令格式：MOVX A，@DPTR；將DPTR指向的地址單元中的內容傳送至A中。

例：MOV DPTR，#1000H；將地址1000H傳送到數據指針DPTR中。

MOVX A，@DPTR；將DPTR指向的地址單元（1110H）中的內容傳送至A中。

MOVC 程序存儲器傳送數據

指令格式： MOVC A，@A+DPTR；

例：MOV A，#00H

MOV DPTR，#1000H；將地址1000H傳送到數據指針DPTR中。

MOVC A，@A+DPTR；把累加器A的值和DPTR的值相加得到值作為地址，把這個程序存儲器的地址單元中的內容傳送到A中。

（2） 算術運算指令

ADD 不帶進位的加法類指令

指令格式：ADD A，#DATA；把立即數DATA和累加器A的內容相加得到的值存放到累加器A中。A+DATA→A

例：

SETB C;讓累加器C置1

MOV A，#01H;A=01H

ADD A，#01H;A=02H

ADDC 帶進位的加法類指令

指令格式：ADDC A，#DATA；把立即數DATA和累加器A的內容相加，再加上進位標志C得到的值存放到累加器A中。A+DATA+C→A

例：

SETB C; 把累加器C置1

MOV A，#01H ; A=01H

ADDC A，#01H; A+DATA+C→A ，A=03H

SUBB帶借位的減法類指令

指令格式：SUBB A，#DATA；把累加器A的內容減去立即數DATA再減去進位標志C得到的值存放到累加器A中。A-DATA-C→A

例：

SETB C; 讓累加器C置1

MOV A，#03H; A=03H

SUBB A，#01H; A=01H

INC加一指令

指令格式：INC A ；把A的內容加1再存儲到A中。

例：

MOV A，#01H；A=01H

INC A ；A=02H

DEC 減1指令

指令格式：DEC A ；把A的內容減1再存儲到A中。

例：

MOV A，#03H ；A=03H

DEC A ；A=02H

（3） 邏輯運算指令

CLR 清零指令

指令格式：CLR A ；把A的內容清零再存儲到A中，A=00H。

MOV A，#00000001B；A=00000001B

CLR A ；A=00000000B

CPL 按位取反

指令格式：CPL A ；把A的內容按位取反后再存儲到A中。

例：

MOV A，#00000001B；A=00000001B

CPL A ；A=11111110B

ANL 按位取與

指令格式：ANL A ；把A的內容按位取與后再存儲到A中。

例：

MOV A，#01000001B ； A=00000001B

ANL A，#01001111B ； A=01000001B

ORL 按位取或

指令格式：ORL A ；把A的內容按位取或后再存儲到A中。

例：

MOV A，#00000001B ；A=00000001B

ORL A，#10001111B ；A=10001111B

XRL 按位取異或，相同為0，不同為1。

指令格式：XRL A ；把A的內容按位取異或后再存儲到A中。

例：

MOV A，#00000001B；A=00000001B

XRL A，#00001111B ；A=00001110B

RL左移位指令

指令格式：RL A ；把A的內容按位左移后再存儲到A中。

例：

MOV A，#00000001B；A=00000001B

RL A ；A=00000010B

RL A ；A=00000100B

RL A；A=00001000B

RR右移位指令

指令格式：RR A ；把A的內容按位右移后再存儲到A中。

例：

MOV A，#00000001B ；A=10000000B

RR A ；A=01000000B

RR A ；A=00100000B

RR A ；A=00010000B

（4） 位操作指令

SETB 置1指令，只能對位操作，不可以對字節操作。

指令格式：SETB BIT ；對位BIT置1。

例：

SETB P1.0 ；P1.0=1

CLR 清零指令，可對位操作，也可對字節操作。

指令格式：CLR BIT ；對位BIT置0。

SETB C

MOV A，#11110000B

CLR C

CLR A

CPL 取反，可對位操作，也可對字節操作。

指令格式：CPL BIT ；對位BIT取反。

SETB C

MOV A，#11110000B

CPL C

CPL A

（5） 控制及轉移指令

LJMP 長跳轉指令

指令格式： LJMP 標號；程序將跳轉到標號處執行。

LCALL長調用子程序指令，常與RET配合使用。

指令格式： LCALL 標號；調用為標號的子程序去執行。

RET子程序返回指令。

DJNZ 條件轉移類指令（自減一指令）

指令格式： LOOP：DJNZ R7，LOOP

執行分兩步：

（1） 將R7的內容減一后再送到R7中。

（2） 判斷R7是不是等于0

如果是等于0，順序執行下面的程序。

如果不等于0，跳轉到標號為LOOP的地方去執行。

例：

MOV R7，#3；送循環次數。

CLR A；對A清零。

LOOP：INC A；對A加1。

DJNZ R7，LOOP；先讓R7自減1，后判斷是否等于0。

；不等于0跳轉，等于零往下執行。

END

運行上面的程序后累加器A的值是多少？

答案：A=03H

學完了指令系統現在我們來實戰一下，一個單片機最小系統的制作

單片機最小系統制作

一、確定任務

開發單片機最小系統

二、任務分析：

該系統具有的功能：

（1）具有2位LED數碼管顯示功能。

（2）具有八路發光二極管顯示各種流水燈。

（3）可以完成各種奏樂，報警等發聲音類實驗。

（4）具有復位功能。

三、功能分析

（1）兩位LED數碼管顯示功能，我們可以利用單片機的P0口接兩個數碼管來現這個功能；

（2）八路發光二極管顯示可以利用P1口接八個發光二極管實現這個功能；

（3）各種奏樂、報警等發聲功能可以采用P2.0這個引腳接一蜂鳴器來實現。

（4）利用單片機的第9腳可以設計成復位系統，我們采用按鍵復位；利用單片機的18、19腳可以設計成時鐘電路，我們利用單片機的內部振蕩方式設計的。

四、設計框圖

五、硬件電路設計

根據本系統的功能，和單片機的工作條件，我們設計出下面的電路圖。

六、元件清單的確定：

數碼管：共陰極2只（分立）

電解電容：10UF的一只

30PF的電容2只

220歐的電阻9只

4.7K的電阻一只

1.2K的電阻一只

4.7K的排阻一只，

12MHZ的晶振一只

有源5V蜂名器一只

AT89S51單片機一片

常開按鈕開關1只

緊鎖座一只（方便芯取下來的，綠色的）

發光二極管（5MM紅色）8只

萬能板電路版15*17CM

S8550三極管一只

4．5V電池盒一只，導線若干。

七、硬件電路的焊接

按照原理圖把上面的元件焊接好，詳細步驟省略。

八、相關程序編寫

針對上面的電路原理圖，設計出本系統的詳細功能：

（1）、第一個發光二極管點亮，同時數碼管顯示“1”。

（2）、第二個發光二極管點亮，同時數碼管顯示“2”。

（3）、依次類推到第八個發光二極管點亮，同時數碼管顯示“8”。

以上出現的是流水燈的效果

（4）、所有的發光二極管滅了，同時數碼管現實“0”。

（5）、數碼管顯示“1”。

（6）、數碼管顯示“2、……”直到“9、A、B、C、D、E、F、Y”。

（7）、蜂鳴器發出九聲報警聲后重復上面所有步驟。

（8）程序如下：

ORG 0000H；偽指令，定義下面的程序代碼（機器代碼）從地址為0000H的單元存放。

LJMP START；跳轉到標號為START的地方去執行。

ORG 0030H；偽指令，定義下面的程序代碼（機器代碼）從地址為0030H的單元存放。

START:MOV P1，#0FEH ；點亮第一個發光二極管。

CLR P2.7 ；送低電平到第一個數碼管，開啟數碼管。

CLR P2.6 ；送低電平到第二個數碼管，開啟數碼管。

MOV P0，#06H；讓數碼管顯示“1” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0FDH；點亮第二個發光二極管。

MOV P0，#5bH；讓數碼管顯示“2” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0FBH；點亮第三個發光二極管。

MOV P0，#4fH；讓數碼管顯示“3” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0F7H；點亮第四個發光二極管。

MOV P0，#66H；讓數碼管顯示“4” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0EFH；點亮第五個發光二極管。

MOV P0，#6dH；讓數碼管顯示“5” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0DFH；點亮第六個發光二極管。

MOV P0，#7dH；讓數碼管顯示“6” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#0BFH；點亮第七個發光二極管。

MOV P0，#07H；讓數碼管顯示“7” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#7FH；點亮第八個發光二極管。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“8” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P1，#00H；滅了所有的發光二極管。

MOV P0，#3FH；讓數碼管顯示“0” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#06H；讓數碼管顯示“1” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#5bH；讓數碼管顯示“2” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#4fH；讓數碼管顯示“3” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#66H；讓數碼管顯示“4” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#6dH；讓數碼管顯示“5” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7dH；讓數碼管顯示“6” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#07H；讓數碼管顯示“7” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“8” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#6fH；讓數碼管顯示“9” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“A” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“b” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“C” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“d” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“E” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“F” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV P0，#7fH；讓數碼管顯示“Y” 。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

MOV R4，#9；送蜂鳴器的報警次數。

LOOP:SETB P2.0；不發聲

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

CLR P2.0；發聲。

LCALL DELAY；調用延時子程序，起到延時的目的。

DJNZ R4，LOOP；發聲九次后向下執行。

SETB P2.0；關閉發聲

LJMP START；跳轉到標號為START處執行，循環本程序。

DELAY：MOV R7，#200；這是延時子程序。

D1：MOV R6，#200

D2：MOV R5，#200

D3：DJNZ R5，D3

DJNZ R6，D2

DJNZ R7，D1

RET；延時子程序返回指令。

END；結束偽指令。

九、利用KEIL C51 軟件對上面的程序進行調試和編譯，產生*.HEX文件，以便用編程器寫入單片機芯片中。

十、編程器的使用：用編程器把電腦里生成的*.HEX文件寫到芯片中。

十一、產品調試：通上4.5V（三節電池）的電源，可以調試本系統，如果沒有錯誤就可以正常工作了。