通过前面的学习，我们已经了解了单片机内部的结构，并且也已经知道，要控制单片机，让它为我们干学，要用指令，我们已学了几条指令，但很零散，从现在开始，我们将要系统地学习8051单片机的指令部份。
一、概述
1、指令的格式
寻址方式
指令的一个重要组成部分是操作数，由它指定参与运算的数据或数据所在的存储器单元或寄存器或I/O接口的地址。指令中所规定的寻找操作数的方式就是寻址方式。每一种计算都具有多种寻址方式，寻址方式越多，计算机的功能就越强，灵活性就越大。寻址方式的多少及寻址功能是反映指令系统优劣的主要因素之一。要掌握指令系统也可从寻址方式入手。
MCS-51指令系统的寻址方式有7种：立即寻址(#data)、寄存器寻址(Rn)、间接寻址(@Ri、@DPTR)直接寻址direct、变址寻址(A+)、相对寻址(rel)和特定寄存器寻址(A)。有些书把A当寄存器寻址，把位寻址单独作一种寻址方式，不管怎么分类其目的是为了便于记忆、掌握111条指令。
1.立即寻址(#data)
操作数包含在指令字节中，操作数直接出现在指令中，并存放在程序存储器中，这种方式称为立即寻址。
立即寻址指令的操作数是一个8位或16位的二进制常数，它前面以“#”号标识，例如：ADD A，#56H，即#56H与累加器A(设为31H)内容相加，结果(87H)存于累加器A中。这条指令的机器码为2456H.
2.寄存器寻址(Rn)
由指令指出某一个寄存器中的内容作为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。在这种寻址方式中，指令的操作码中包含了参加操作的工作寄存器R0～R7的代码(指令操作码字节的低3位指明所寻址的工作寄存器)。例如：ADD A,Rn中的Rn，当n为0、1、2时，机器码分别为28、29、2A.
3.间接寻址(@Ri/@DPTR)
由指令指出某一个寄存器内容作为操作数的地址。这种寻址方式称为寄存器间接寻址。访问外部RAM时，可使用R0，R1或DPTR作为地址指针，寄存器间接寻址用符号“@”表示。
例如：MOV A，@RO(机器码E7)是指：若RO内容为66(内部RAM地址单元66H)，而66H单元中内容是27H，则指令的功能是将27H这个数送到累加器A.
4.直接寻址(direct)
在指令中直接给出操作数所在存储单元的地址(一个8位二进制数)，称为直接寻址。直接地址用direct表示，
直接寻址方式中操作数存储的空间有三种：
(1).内部数据存储器的128个字节单元(00H~7FH)
(2).位地址空间(有些书把这种寻址方式单独作一种寻址方式)
(3).特殊功能寄存器, 特殊功能寄存器只能用直接寻址方式进行访问。
5.基址加变址寻址(@A+PC/@A+DPTR)
以16位寄存器(DPTR或PC)作为基址寄存器，加上地址偏移量(累加器A中的8位无符号数)形成操作数的地址。
变址寻址方式有两类：
(1).以程序计数器的值为基址例如指令：
MOVC A，@A+PC; ;(A)←((A)+(PC))
指令的功能是先使PC指向本指令下一条指令地址(本指令以完成)，然后PC地址与累加器内容相加，形成变址寻址的单元地址内容送A。
(2).以数据指针DPTR为基址，以数据指针内容和累加器内容相加形成地址，例如：
MOV DPTR #4200H ;给DPTR赋值
MOV A，#10H ;给A赋值
MOVC A ，@A+DPTR ;变址寻址方式(A)←((A)+(DPTR))
三条指令的执行结果是将4210H单元内容送A中。
6.相对寻址(rel)
以程序计数器PC的当前值为基址，加上相对寻址指令的字节长度，再加上指令中给定的偏移量rel的值(rel是一个8位带符号数，用二进制补码表示)，形成相对寻址的地址。
例如指令：
JNZ rel (或rel = 23H，机器码为7023)
当A≠0时，程序跳到这条指令后面，相差23个字节运行下一条指令。
7.特定寄存器寻址
累加器A和数据针DPTR这两个使用最频繁的寄存器又称为特殊寄存器。对特定寄存器的操作指令，指令不再需要指出其地址字节，指令码本身隐含了操作对象A或DPTR。
例如：
INC A (指令码04) ;累加器加1
MOV A,#12H (指令码7412) ;数12送累加器
INC DPTR (指令码A3) ;数据指针内容加1
综上所述，寻址方式与存储器结构有密切关系。一种寻址方式只适合于对一部分存储器进行操作，在使用时要加以注意。
我们已知，要让计算机做事，就得给计算机以指令，并且我们已知，计算机很“笨”，只能懂得数字，如前面我们写进机器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一种格式就是机器码格式，也说是数字的形式。但这种形式实在是为难我们人了，太难记了，于是有另一种格式，助记符格式，如MOV P1，#0FFH，这样就好记了。 这两种格式之间的关系呢，我们不难理解，本质上它们完全等价，只是形式不一样而已。
2、汇编
我们写指令使用汇编格式，而计算机和单片机只懂机器码格式，所以要将我们写的汇编格式的指令转换为机器码格式，这种转换有两种办法：手工汇编和机器汇编。手工汇编实际上就是查表，因为这两种格式纯粹是格式不一样，所以是一一对应的，查一张表格就行了。不过手工查表总是嫌麻烦，所以就有了计算机软件，用计算机软件来替代手工查表，这就是机器汇编。
二、单片机的寻址
让我们先来复习一下我们学过的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH这些指令都是将一些数据送到对应的位置中去，为什么要送数据呢?第一个因为送入的数能让灯全灭掉，第二个是为了要实现延时，从这里我们能看出来，在用单片机的编程语言编程时，经常要用到数据的传递，事实上数据传递是单片机编程时的一项重要工作，一共有28条指令(单片机共111条指令)。下面我们就从数据传递类指令开始吧。
分析一下MOV P1，#0FFH这条指令，我们不难得出结论，第一个词MOV是命令动词，也就是决定做什么事情的，MOV是MOVE少写了一个E，所以就是“传递”，这就是指令，规定做什么事情，后面还有一些参数，分析一下，数据传递必须要有一个“源”也就是你要送什么数，必须要有一个“目的”，也就是你这个数要送到什么地方去，显然在上面那条单片机指令中，要送的数(源)就是0FFH，而要送达的地方(目的地)就是P1这个寄存器。在数据传递类指令中，均将目的地写在指令的后面，而将源写在最后。
这条指令中，送给P1是这个数本身，换言之，做完这条指令后，我们能明确地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何时候都能直接给出数本身的。例如，在我们前面给出的单片机延时程序例是这样写的：
MAIN： SETB P1.0 ;(1)
LCALL DELAY ;(2)
CLR P1.0 ;(3)
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ;(5)
;以下子程序
DELAY： MOV R7，#250 ;(6)
D1： MOV R6，#250 ;(7)
D2： DJNZ R6，D2 ;(8)
DJNZ R7，D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)
表1
-----------------------------------------------------
MAIN： SETB P1.0 ;(1)
MOV 30H，#255
LCALL DELAY ;
CLR P1.0 ;(3)
MOV 30H,#200
LCALL DELAY ;(4)
AJMP MAIN ;(5)
;以下子程序
DELAY： MOV R7，30H ;(6)
D1： MOV R6，#250 ;(7)
D2： DJNZ R6，D2 ;(8)
DJNZ R7，D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)
表2
这样一来，我每次调用延时程序延时的时间都是相同的(大致都是0.13S)，如果我提出这样的要求：灯亮后延时时间为0.13S灯灭，灯灭后延时0.1秒灯亮，如此循环，这样的程序还能满足要求吗?不能，怎么办?我们能把延时程序改成这样(见表2)：调用则见表2中的主程，也就是先把一个数送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根据30H单元中传过来的数确定。这样就能满足要求。
从这里我们能得出结论，在数据传递中要找到被传递的数，很多时候，这个数并不能直接给出，需要变化，这就引出了一个概念：如何寻找操作数，我们把寻找操作数所在单元的地址称之为寻址。在这里我们直接使用数所在单元的地址找到了操作数，所以称这种办法为直接寻址。除了这种办法之外，还有一种，如果我们把数放在工作寄存器中，从工作寄存器中寻找数据，则称之为寄存器寻址。例：MOV A，R0就是将R0工作寄存器中的数据送到累加器A中去。提一个问题：我们知道，工作寄存器就是内存单元的一部份，如果我们选择工作寄存器组0，则R0就是RAM的00H单元，那么这样一来，MOV A，00H，和MOV A，R0不就没什么区别了吗?为什么要加以区别呢?的确，这两条指令执行的结果是完全相同的，都是将00H单元中的内容送到A中去，但是执行的过程不一样，执行第一条指令需要2个周期，而第二条则只需要1个周期，第一条指令变成最终的目标码要两个字节(E5H 00H)，而第二条则只要一个字节(E8h)就能了。
这么斤斤计较!不就差了一个周期吗，如果是12M的晶体震荡器的话，也就1个微秒时间了，一个字节又能有多少?
不对，如果这条指令只执行一次，也许无所谓，但一条指令如果执行上1000次，就是1毫秒，如果要执行1000000万次，就是1S的误差，这就很可观了，单片机做的是实时控制的事，所以必须如此“斤斤计较”。字节数同样如此。
再来提一个问题，现在我们已知，寻找操作数能通过直接给的方式(立即寻址)和直接给出数所在单元地址的方式(直接寻址)，这就够了吗?
看这个问题，要求从30H单元开始，取20个数，分别送入A累加器。
就我们目前掌握的办法而言，要从30H单元取数，就用MOV A，30H，那么下一个数呢?是31H单元的，怎么取呢?还是只能用MOV A，31H，那么20个数，不是得20条指令才能写完吗?这里只有20个数，如果要送200个或2000个数，那岂不要写上200条或2000条命令?这未免太笨了吧。为什么会出现这样的状况?是因为我们只会把地址写在指令中，所以就没办法了，如果我们不是把地址直接写在指令中，而是把地址放在另外一个寄存器单元中，根据这个寄存器单元中的数值决定该到哪个单元中取数据，比如，当前这个寄存器中的值是30H，那么就到30H单元中去取，如果是31H就到31H单元中去取，就能解决这个问题了。怎么个解决法呢?既然是看的寄存器中的值，那么我们就能通过一定的办法让这里面的值发生变化，比如取完一个数后，将这个寄存器单元中的值加1，还是执行同一条指令，可是取数的对象却不一样了，不是吗。通过例程来说明吧。
MOV R7，#20
MOV R0，#30H
LOOP：MOV A，@R0
INC R0
DJNZ R7,LOOP
这个例程中大部份指令我们是能看懂的，第一句，是将立即数20送到R7中，执行完后R7中的值应当是20。第二句是将立即数30H送入R0工作寄存器中，所以执行完后，R0单元中的值是30H，第三句，这是看一下R0单元中是什么值，把这个值作为地址，取这个地址单元的内容送入A中，此时，执行这条指令的结果就相当于MOV A，30H。第四句，没学过，就是把R0中的值加1，因此执行完后，R0中的值就是31H，第五句，学过，将R7中的值减1，看是否等于0，不等于0，则转到标号LOOP处继续执行，因此，执行完这句后，将转去执行MOV A，@R0这句话，此时相当于执行了MOV A，31H(因为此时的R0中的值已是31H了)，如此，直到R7中的值逐次相减等于0，也就是循环20次为止，就实现了我们的要求：从30H单元开始将20个数据送入A中。
这也是一种寻找数据的办法，由于数据是间接地被找到的，所以就称之为间址寻址。注意，在间址寻址中，只能用R0或R1存放等寻找的数据。
指令系统
数据传送指令
数据传送指令包括数据的传送、交换、堆栈数据的压入与弹出，是最基本、使用率最高的一类指令。助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共八种。
1.MOV类指令及功能(16条)
这类指令的功能是从源操作数到目的操作数的数据传送。
MOV A, Rn ;Rn→A，寄存器Rn的内容送到累加器A
MOV A, direct ;(direct)→A，直接地址中的内容送A
MOV A, @Ri ;(Ri)→A，Ri间址的内容送A
MOV A, #data ;data→A，立即数送A
MOV Rn,, A ;A→Rn，累加器A中的内容送寄存器Rn
MOV Rn, direct ;(direct)→Rn;直接地址中的内容送Rn
MOV Rn, #data ;data→Rn;立即数送Rn
MOV direct, A ;A→(direct)，A中的内容送入直接地址中
MOV direct, Rn ;Rn→(direct)，寄存器内容送入直接地址中
MOV direct, direct ;(direct) →(direct)，源操作数直接地址的内容送入
;目的操作数的直接地址中
MOV direct, @Ri ;(Ri)→(direct)，Ri间址内容送入直接地址中
MOV direct, #data ;data→(direct)，立即数送入直接地址中
MOV @Ri, A ;A→(Ri)，A中内容送到Ri间址单元中
MOV @Ri, direct ;(direct)→(Ri)，直接地址中内容送入Ri间址单元中
MOV @Ri, #data ;data→(Ri)，立即数送入Ri间址单元中
MOV DPTR, #data16 ;data16→DPTR，16位常数送入数据指针DPTR中，高8;位送入DPH，低8位送入DPH，低8位送入DPL中。从上述指令可以看出目的操作数有A累加器、Rn寄存器、直接地址direct及间接地址@Ri，源操作数除此之外还多一种立即数data。
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