单片机要正常运作，事先需编制程序，再把程序放入存贮器中，然后由CPU执行该程序。程序是由指令组成的，指令的基本组成是操作码和操作数。单片机的品种很多，设计时怎样表示操作码和操作数，都有各自的规定，再有指令代码也各不相同，因此，必须对所选单片机的全部指令，也就是所谓“指令系统”，有足够的了解。各个系列的单片机虽然有不同的指令系统，但也有其共同性。掌握一种单片机的指令系统，对其它系列单片机可以起到触类旁通的作用。MCS-51单片机应用广泛，派生品种多，具有代表性，所以，这里以MCS-51系列的指令系统为例说明“指令”的组成和应用。
1、MOV A，#20H
这条指令表示把20H这个数送入累加器A中(一个特殊功能寄存器)。
2、ADD A，70H
这条指令表示把累加器A中的内容(在上例中送入的#20H)和存贮器中地址为70H单元中的内容(也是一个数字)，通过算术逻辑单元(英文缩写为ALU)相加，并将结果保留在A中。这里MOV、ADD等称为操作码，而A、#20H、70H等均称为操作数。在汇编语言程序中，操作码通常由英文单词缩写而成，这样有助于记忆，所以又称助记符。如MOV就是英文单词MOVE的缩写，含有搬移的意思;而ADD即为英文单词，其意为相加。因此，对于略懂英语的用户，掌握单片机指令的含意是较为方便的。操作数有多种表示法，如以上的#20H称为立即数，即20H就是真正的操作数。而70H是存贮器中某个单元的地址，在该单元中，放着操作数(比如说是3AH)，ADD A，70H不是将70H和A中的内容相加，而是从存贮器70H单元中将3AH取出和A中的内容相加。由上可知，要找到实际操作数，有时就要转个弯，甚至转几个弯，这个过程称为寻址，MCS-51共有7种寻址方式，现介绍如下：
一、立即寻址：操作数就写在指令中，和操作码一起放在程序存贮器中。把“#”号放在立即数前面，以表示该寻址方式为立即寻址，如#20H。
二、寄存器寻址：操作数放在寄存器中，在指令中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址。例如MOV A，R0就属于寄存器寻址，即将R0寄存器的内容送到累加器A中。
三、直接寻址：操作数放在单片机的内部RAM某单元中，在指令中直接写出该单元的地址。如前例的ADD A，70H中的70H。
四、寄存器间接寻址：操作数放在RAM某个单元中，该单元的地址又放在寄存器R0或R1中。
如果RAM的地址大于256，则该地址存放在16位寄存器DPTR(数据指针)中，此时在寄存器名前加@符号来表示这种间接寻址。如MOV A，@ R0。其它还有变址寻址、相对寻址、位寻址等。
五、位寻址(即可寻找某位的内容)功能，适于按位进行逻辑运算的位处理器。除128字节RAM、4k字节ROM和中断、串行口及定时器模块外，还有4组I/O口P0～P3，余下的就是CPU的全部组成。把4kROM换为EPROM就是8751的结构，如去掉ROM/EPROM部分即为8031的框图，如果将ROM置换为Flash存贮器或EEPROM，或再省去某些I/O，即可得到51系列的派生品种，如89C51、AT89C2051等单片机的框图。
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