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。
单片机寻址方式越多，找操作数越方便，单片机的功能就越强。