微控制器要正常運作，事先需編制程式，再把程式放入存貯器中，然後由cpu執行該程式。程式是由指令組成的，指令的基本組成是操作碼和運算元。微控制器的品種很多，設計時怎樣表示操作碼和運算元，都有各自的規定，再有指令**也各不相同，因此，必須對所選微控制器的全部指令，也就是所謂「指令系統」，有足夠的了解。各個系列的微控制器雖然有不同的指令系統，但也有其共同性。掌握一種微控制器的指令系統，對其它系列微控制器可以起到觸類旁通的作用。mcs-51微控制器應用廣泛，派生品種多，具有代表性，所以，這裡以mcs-51系列的指令系統為例說明「指令」的組成和應用。
這條指令表示把20h這個數送入累加器a中(乙個特殊功能暫存器)。
2、add a，70h
這條指令表示把累加器a中的內容(在上例中送入的#20h)和存貯器中位址為70h單元中的內容(也是乙個數字)，通過算術邏輯單元(英文縮寫為alu)相加，並將結果保留在a中。這裡mov、add等稱為操作碼，而a、#20h、70h等均稱為運算元。在組合語言程式中，操作碼通常由英文單詞縮寫而成，這樣有助於記憶，所以又稱助記符。如mov就是英文單詞move的縮寫，含有搬移的意思;而add即為英文單詞，其意為相加。因此，對於略懂英語的使用者，掌握微控制器指令的含意是較為方便的。運算元有多種表示法，如以上的#20h稱為立即數，即20h就是真正的運算元。而70h是存貯器中某個單元的位址，在該單元中，放著運算元(比如說是3ah)，add a，70h不是將70h和a中的內容相加，而是從存貯器70h單元中將3ah取出和a中的內容相加。由上可知，要找到實際運算元，有時就要轉個彎，甚至轉幾個彎，這個過程稱為定址，mcs-51共有7種定址方式，現介紹如下：
一、立即定址：運算元就寫在指令中，和操作碼一起放在程式存貯器中。把「#」號放在立即數前面，以表示該定址方式為立即定址，如#20h。
如果ram的位址大於256，則該位址存放在16位暫存器dptr(資料指標)中，此時在暫存器名前加@符號來表示這種間接定址。如mov a，@ r0。其它還有變址定址、相對定址、位定址等。
五、位定址(即可尋找某位的內容)功能，適於按位進行邏輯運算的位處理器。除128位元組ram、4k位元組rom和中斷、序列口及定時器模組外，還有4組i/o口p0～p3，餘下的就是cpu的全部組成。把4krom換為eprom就是8751的結構，如去掉rom/eprom部分即為8031的框圖，如果將rom置換為flash存貯器或eeprom，或再省去某些i/o，即可得到51系列的派生品種，如89c51、at89c2051等微控制器的框圖。
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