8051单片机指令系统的7种寻址方式解析

寻址方式：寻址就是寻找操作数的地址。绝大多数指令执行时都需要操作数，因此就存在如何确定操作数地址的问题。所谓寻址方式就是通过什么途径获取操作数的方式。根据指令操作的需要，计算机总是提供多种寻址方式。一般来说，寻址方式越多计算机的寻址能力就越强，但指令系统也就越复杂。

8051指令系统有7种寻址方式：寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，立即寻址，基址寄存器加变址寄存器间接寻址，相对寻址，位寻址，下面分别介绍。

寄存器寻址

寄存器寻址：寄存器寻址就是操作数在寄存器中，因此指定了寄存器就得到了操作数。采用寄存器寻址方式的指令都是一字节的指令，指令中以符号名称来表示寄存器。例如：MOV A R1 这条指令的功能是把工作寄存器R1的内容传送到累加器A中，由于操作数在R1中，因此指令中指定了R1，也就得到了操作数。

寄存器寻址方式的寻址范围包括：工作寄存器组R0~R7，部分特殊寄存器ACC，B，DPTR等。

直接寻址

直接寻址：直接寻址就是在指令中直接给出操作数所在单元的真实地址。这里给出的操作数直接地址为8位二进制地址。程序中一般用十六进制数表示。例如：指令MOV A，30H 把内部RAM单元30H中的数据传送给累加器A，指令中30H就是操作数的直接地址。

直接寻址方式的寻址范围包括：内部数据存储器低128单元，特殊功能寄存器。

特殊功能寄存器在指令的表示中除了可以以直接地址形式给出外，还可以以寄存器符号形式给出，如对累加器A，在指令中可使用其直接地址OEOH，也可使用其符号形式ACC。

立即寻址

立即寻址：立即寻址方式就是实际操作数作为指令的一部分，在指令中直接给出，取指令时，可在程序存储器中直接取得操作数。

通常把出现在指令中的操作数称为立即数。采用立即寻址方式的指令，在立即数前面加上立即寻址符“#”。例如指令MOV A，#30H中30H就是立即数，指令功能为将30H赋给累加器A。

8051中除了一条指令需16位长的立即数外，其余都是8位的立即数，这条16位的立即寻址指令是：MOV DPTR，#data16 指令的功能是将16位的立即数赋给数据指针DPTR寄存器。

寄存器间接寻址

寄存器间接寻址：寄存器间接寻址方式中，寄存器内存放的是操作数的地址，即操作数是通过寄存器间接得到的，因此称为寄存器间接寻址。

寄存器的间接寻址需要以寄存器符号的形式来表示，且在寄存器名称前面加上间接寻址符号“@”。例如指令MOV A，@R0就使用了寄存器间接寻址方式，这条指令的意义为将地址指针R0指向的内部数据存储器单元中的数据送入累加器A中。

假设R0中内容为30H，则此指令的功能是以R0寄存器的内容30H为地址，把内部RAM 30H单元中的内容传送给累加器A。

8051规定，采用R0、R1 DPTR作为间接寻址寄存器，可寻址片内数据存储器RAM的低128B单元和片外数据存储器的低256单元。

采用DPTR作间址寄存器，可寻址片外数据存储器的整个64KB地址空间。堆栈指针SP用于指示堆栈操作的地址，因此，PUSH和POP指令也是寄存器间接寻址。

基址寄存器加变址寄存器间接寻址

基址寄存器加变址寄存器间接寻址：这种寻址方式用于寻址程序存储器的地址空间，它是以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器，以两者的内容之和形成的16位数作为操作数地址，也称为变址寻址。

例如指令MOVC A，@A+DPTR就是变址寻址，其功能为把DPTR和A的内容之和作为程序存储器的地址，再将程序存储器中该地址单元的内容传送给累加器A。

假如执行指令前，A=30H。 DPTR=22F1H。根据本寻址方式形成的操作数地址为22F1H+30H=2321H。程序存储器ROM的地址单元2321H中内容为68H。故指令执行结果为A的内容变为68H。

这种寻址方式是专门针对程序存储器的寻址方式。基址寄存器不同，其寻址范围不同。

用PC作基址寄存器时，寻址范围为以当前PC值为起始的256B。

MOVC A，@A+PC 寻址范围为64KB程序存储器空间。

采用这种寻址方式的指令只有3条。MOVC A，@A+DPTR MOVC A，@A+PC JMP @A+DPTR前2条是程序存储器读指令，也称查表指令。后1条是无条件转移指令，又叫散转指令。

相对寻址

相对寻址：相对寻址方式是为实现程序的相对转移而设计，由相对转移指令所采用。在这种寻址方式下，将程序计数器PC的当前值加上由指令中给出的偏移量rel，从而构成了程序转移的目的地址。

这里应注意，PC的当前值为该相对转移指令的下一条指令的地址。因而转移目的地地址可表示如下：目的地址=转移指令地址+转移指令字节数+rel，相对地址的偏移量rel是一个8位带符号二进制补码，范围为+127—-128。即相对寻址时，向前可跳转127字节，向后可跳转128字节。

例如在程序存储器地址2000H处有一条采用相对寻址方式的两字节转移指令JC 35H，并且在执行此指令前进位CY=1，按照指令的功能应发生相对转移JC 35H为两字节指令，因此在计算目的地址时，PC的当前值为下一条指令的地址2002H，偏移量为35H，因此计算出的目的地址为2037H，将它赋给PC，则程序转移到2037H地址继续运行。

位寻址

位寻址：8051具有独立的位处理机即布尔处理机，对寻址的位进行处理。相应的，在指令系统中有一类位操作指令，它们仅允许采用位寻址方式，直接寻址内部数据存储器16个字节单元的128个位，以及特殊功能寄存器中可直接寻址的位，可位寻址的各位都具有独立的8位二进制表示的位地址。

在布尔处理机中，以进位位CY作为位累加器。例如指令ANL C，31H就是一条位寻址指令，其功能是布尔累加器C的值与位地址31H中的值进行逻辑“与”操作。

位寻址方式的寻址范围是内部ROM中字节地址20H~2FH的16字节单元共128个二进制位，位地址为00~7FH。在8051中，位地址的表示可以采用下面几种形式：

直接使用位地址表示 ，例如进位位CY的位地址为0D7H。

采用字节单元地址加位的表示法，如20H.5，表示字节单元地址20H的位5。这种表示法可以避免查表或计算，比较方便。对可位寻址的特殊功能寄存器可直接用寄存器名称加位的方法。如以PSW.7表示进位位CY，以ACC.5表示累加器ACC的第五位。

使用位名称：在可位寻址的特殊功能寄存器中，一些位是有符号名称的，例如PSW中位5是F0标志，可用直接F0表示该位，进位位可用CY表示等。