MCS-51单片机的指令系统.ppt

单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 1 总体要求： 熟练掌握MCS-51单片机汇编语言的指令格式 熟练掌握MCS-51单片机指令的寻址方式 了解机器语言指令格式 掌握MCS-51指令系统的分类、符号约定和常用指令 能够独立完成本章作业 学习重点： MCS-51单片机的指令格式和寻址方式 MCS-51指令系统中各条指令的助记符格式、 功能等特性 第3章 MCS-51单片机的指令系统 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 3.1 指令格式和寻址方式 3.2 指令系统 2 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 3 3.1 指令格式和寻址方式 3.1.1 指令格式 MCS-51单片机的指令和一般的微型计算机一样，具有 两级形式：汇编语言级和机器语言级。对用户而言，主要 使用汇编语言来编写程序，然后由汇编程序（机器汇编） 或手工汇编将汇编语言源程序翻译成二进制代码组成的机 器语言程序。汇编语言的特点是对每一条指令都给出了助 记符。由于助记符具有用英文单词的缩写来描述指令的特 征，因此它不但便于记忆，也便于理解和分类。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 4 1. 汇编语言指令格式 MCS-51单片机汇编语言指令格式为： 标号： 操作码 操作数 ；注释 各字段之间用规定的符号隔开。方括号的部分为可选项。 例如：LOOP： MOV A，54H ；A54H 各字段的意义如下： 标号：标号给出了该指令位置的符号地址，即该指令机器 代码存储单元的地址。它是以英文字母开始的由18个字母或 数字组成的字符串，并以“：”结束。 操作码：操作码部分给出了指令所实现的操作功能。操作 码用助记符的形式给出。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 5 操作数：操作数部分给出了指令中参与操作的对象。操作 数一般分为目的操作数（上例中累加器A）和源操作数（上例 中的54H），两者之间用“，”分隔。任何指令的操作都是 实现“从源操作数到目的操作数”，因此，目的操作数和源操 作数的书写顺序不能颠倒。需要指出的是：也有些指令根据其 功能只指明了一个操作数或不需要指明操作数。 注释：注释部分是用户为方便阅读而加的注释。注释以“ ；”为开始。注释部分对汇编语言来讲可有可无，它不参与计 算机的操作，不影响指令的执行。 例如： MOV A，00H ；将累加器清0 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 6 . 机器语言指令格式 机器语言指令是一种二进制码，包括操作码和操作数 。操作码规定了该指令操作的性质，操作数则表明了操作 的对象。MCS-51的指令系统有单字节、双字节和三字节这 三种形式的指令，分别占有13个存储单元。 (1) 单字节指令：如 RETI对应的机器语言指令格式为 ： (2) 双字节指令： 如 MOV A,54H对应的机器语言 指令格式为： 00110010B （32H） 操作码 01110100B （74H）操作码 01010100B （54H）操作数 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 7 (3) 三字节指令：如MOV 30H，54H对应的机器语言指 令格式为： 01110101 B （75H）操作码 00110000 B （30H）目的操作数 01010100B （54H）源操作数 单字节指令的操作码本身就隐含了操作数的信息；一般情 况下，双字节指令的首字节为操作码，第二字节为操作数或操 作数的地址；三字节指令的首字节为操作码，后面两个字节为 操作数或操作数的地址。指令字节越多，所占内存单元越多， 但执行时间的长短只取决于执行该指令需要多少个机器周期。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 8 3.1.2 寻址方式 在指令系统中，操作数是一个重要的组成部分，它 指定了参加运算的数或数所在的地址单元。如何找到操 作数地址的方式就称为寻址方式。寻址方式就是在规定 的地址范围内如何灵活地、方便地找到所需要的操作数 地址。 MCS-51单片机指令操作数或操作数地址主要有以下7 种寻址方式。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 9 1. 立即寻址 立即寻址就是在指令中的操作数（8位或16位）， 这个操作数称为立即数。用符号“”表示立即数，以 区别直接地址。 例如：MOV A，3AH ；A3AH 功能：把3AH这个数送入累加器A中。 例如：MOV DPTR，0123H ；DPTR0123H 功能：将数据指针DPTR传送16位的立即数，立即数 的高8位送入DPH中，低8位送入DPL中。此为三字节的指 令，指令代码为90H、01H、23H。立即寻址示意图如图3 -1所示。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 10 （a）MOV A，#3AH （b）MOV DPTR，#0123H 图3-1 立即寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 11 2. 直接寻址 直接寻址就是在指令中直接给出了操作数的地址。 提供了访问内部数据存储器3种地址空间的方法：可以 访问内部RAM128个字节单元、221个位地址空间以及特 殊功能寄存器SFR，且SFR和位地址空间只能用直接寻址 的方式来访问。 例如：MOV A，70H；A(70H) 功能：把片内RAM 70H单元的内容送入累加器A中， 图3-2示。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 12 图3-2 直接寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 3. 寄存器寻址 寄存器寻址是在指令中指定某一寄存器的内容为操 作数。对累加器A、通用寄存器B、数据指针寄存器DPTR 和进位位CY，其寻址时具体的寄存器已隐含在其操作码 中，而对选定的8个工作寄存器R0R7则用操作码的低三 位指明所用的寄存器。用户可用PSW中的RS1、RS0来选择 寄存器组 。 例如：MOV A，R5；AR5 功能：把R5中的内容（设R561H）送入累加器A中 。该指令执行过程如图3-3所示。 13 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 14 图3-3 寄存器寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 15 4. 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址是把指令中指定的寄存器的内容作为 操作数的地址，把该地址单元的内容作为操作数。这种寻 址方式用于访问内部RAM和外部RAM。可用来间接寻址的寄 存器有R0、R1、堆栈指针SP以及16位的数据指针DPTR,使 用时前面加符号表示间接寻址。 例如：MOV A，R1 ；A(R1) 其指令代码形式为11100111,十六进制为E7H，注意最 低位为1，表示现在使用的寄存器为 R1。现假设工作寄存 器为第0组，R1中存放的是75H。则执行该指令过程如图3- 4所示。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 16 图3-4 寄存器间接寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 5. 变址寻址 变址寻址是以某个寄存器的内容为基地址，然后在 这个基地址的基础上加上地址偏移量形成真正的操作数 地址MCS-51单片机可由DPTR或PC作为基址寄存器，由累 加器A作为偏移量寄存器。这种寻址方式常用于查表操作 。 例如：MOVC A，A+DPTR ；A(A+DPTR) 功能：把DPTR中的内容和A中的内容相加作为16位的 程序存储器地址，再把该地址对应单元的内容送入累加 器A中。执行该指令过程如图3-5所示。 17 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 18 图3-5 变址寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 19 6. 相对寻址 相对寻址用于转移指令的操作，将程序计数器PC中的 当前值（相对转移指令后的字节地址）与指令第二字节给 出的偏移量相加，将其结果作为转移指令的目标地址。指 令第二字节给出的偏移量有正负号，在指令中以补码形式 给出，转移的范围在-128+127之间。 例如；JZ 30H ；A0条件成立转移 功能：若A0，不跳转继续执行下一条指令；若A0 ，则以PC中的当前值为基地址，加上偏移量30H后所得到 的结果为该转移指令的目的地址，从而实现程序的转移。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 设该指令存放于0100H、0101H单元，取出指令后， PC当前值为0102H；对A进行判断，若A0，则PC内容与 偏移量30H相加，得到转移目的地址0132H。故执行完该 指令后，PC中的值为0132H，程序从0132H处开始执行。 执行过程如图3-6所示。 20 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 21 图3-6 相对寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 22 在实际工作中，有时要根据已知源地址和目的地址 计算偏移量rel。现以两字节相对转移指令为例讨论偏移 量rel的计算。 正向跳转：rel目的地址-源地址-2地址差-2 目的地址小于源地址，rel用负数的补码表示。 反向跳转：rel(目的地址-源地址-2)补 (目的地址-(源地址+2) 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 7. 位寻址 位寻址是指对片内RAM的位寻址区和某些有位地址的 特殊功能寄存器进行位操作时的寻址方式。位地址与直 接寻址中的字节地址形式完全一样，主要由操作码来区 分。 例如：MOV C，07H 功能：把内部RAM 20H单元的D7位（位地址为07H） 的内容传到位累加器C（即CY）中，其操作过程如图3-7 所示。 23 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 24 图3-7 位寻址示意图 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 25 3.2 指令系统 MCS-51单片机共有111条指令，按字节数分类，单字节指令 49条，双字节指令45条，三字节指令17条；按执行时间分类， 单机器周期指令64条，双机器周期指令45条，只有乘法和除法 指令占用四个机器周期。若系统时钟为12MHz，大多数指令执行 时间仅需1s；按功能分类可划分为五类： (1) 数据传送类指令28条； (2) 算术运算类指令24条； (3) 逻辑操作类指令25条； (4) 控制转移类指令17条； (5) 位操作类指令17条。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 26 在汇编语言指令中，约定采用以下符号： Rn（n=17）指定当前选中的工作寄存器组中名为R0 R7的工作寄存器，被选中的工作寄存器组由PSW中RS0、RS1确定 。 Ri（i=0、1）指定当前选中的工作寄存器组中可作为地 址指针的两个工作寄存器R0、R1。 data 代表8位立即数，包含在指令中的8位常数。 data16 代表16位立即数，即包含在指令中的16位常 数。 direct 代表8位片内RAM单元的直接地址。 addr11 代表11位目的地址。用于ACALL 和AJMP指令中 ，目的地址必须在下一条指令第一个字节同一2K字节程序存储 器地址空间内。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 27 addr16 代表16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中 ，目的地址在64K程序存储器地址空间内。 rel 指定补码形式的8位地址偏移量。用于相对转移 指令中，偏移量以下一条指令第一字节地址为基址，地址偏移 量范围为-128+127。 bit 代表片内RAM或SFR可直接寻址的位地址。 间接寻址方式中，表示间址寄存器的符号。 / 位操作指令中，表示先对该位求反再参与操作， 但不影响该位原值。 () 表示由所指地址单元中的内容。 指令操作流程，将箭头右边的内容送到箭头左边 的单元中。 $ 指本条指令的起始地址 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 28 3.2.1 数据传送类指令 传送类指令主要用于数据传送、保存以及交换等场合 。 数据传送指令除通过累加器进行数据传送之外，还可 以是数据存储器之间或工作寄存器与数据存储器之间进行 数据传送。它一般是把源操数传送到目的操作数，指令执 行后源操作数不变，目的操作数修改为源操作数。此类指 令一般不影响标志位，只有堆栈操作可以直接修改程序状 态字PSW。另外，对目的操作数为累加器A的指令将影响奇 偶标志P位。 数据传送类指令用到的助记符有MOV、MOVC、MOVX、 XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共8种。源操作数可以采用寄 存器、寄存器间接、直接、立即、变址5种寻址方式，目的 操作数采用前三种寻址方式。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 29 1. 对内部RAM和SFR的一般数据传送指令（15条） (1) 以累加器A为目的操作数的指令（4条） 功能：把源操作数指定的内容送入累加器A中。使用 寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和立即寻址4种 寻址方式。 MOV A，Rn ；ARn MOV A，direct ； A(direct) MOV A，Ri ； A(Ri) MOV A，data ； Adata 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 30 (2) 以寄存器Rn为目的操作数的指令（3条） 功能：把源操作数指定的内容送到所选定的工作寄存 器Rn中。使用寄存器寻址、直接寻址和立即寻址3种寻址方 式。 MOV Rn ，A ； RnA MOV Rn ，direct ； Rn(direct ) MOV Rn ，data ； Rndata 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 (3) 以直接地址为目的操作数的指令（5条） 功能：把源操作数指定的内容送到由直接地址 direct所指定的片内RAM中。使用寄存器、直接、寄存 器间接和立即4种寻址方式。 MOV direct，A ；(direct) A MOV direct，Rn ；(direct )Rn MOV direct1，direct2 ；(direct1)(direct2) MOV direct， Ri ； (direct) (Ri) MOV direct，data ； (direct) data 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 32 (4) 以间接地址为目的操作数的指令（3条） 功能：把源操作数指定的内容送到以Ri中的内容为 地址的片内RAM中。使用寄存器、直接和立即3种寻址方 式。 MOV Ri，A ；(Ri)A MOV Ri，direct ；(Ri)(direct) MOV Ri，# data ；(Ri)data 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 33 例3.1 利用直接寻址把立即数32H送到内部RAM的 20H单元。 MOV 20H，32H 例3.2 利用寄存器间接寻址把立即数32H送入内部 RAM的20H单元。 MOV R0，20H MOV R0，32H 例3.3 利用直接寻址把P1口的内容传送到P3口。 MOV P3，P1 例3.4 利用寄存器间接寻址把累加器A的内容传送 到外部数据存储器4000H单元。 MOV DPTR，4000H MOVX DPTR，A 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 34 2. 累加器与程序存储器的传送指令（2条） 功能：对存放于程序存储器中的表格数据进行查找传 送。使用变址寻址方式。 MOVC A，A+DPTR ；A(A+DPTR) MOVC A，A+PC ；A(A+PC) 3. 累加器与片外RAM传送指令（4条） 功能：累加器A与片外RAM间的相互传送。片外扩展的 I/O口与片外RAM是统一编址的，故以下4条指令也可以作 为输入/输出指令。其使用寄存器间接寻址方式。 MOVX A， DPTR ；A(DPTR) 或读I/O线 MOVX DPTR，A ；(DPTR)A 或写I/O线 MOVX A，Ri ； A (Ri) 或读I/O线 MOVX Ri，A ；(Ri) A 或写I/O线 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 35 4. 堆栈操作类指令（2条） 功能：把直接寻址单元的内容传送到堆栈指针SP所指 的单元中，以及把SP所指单元的内容送到直接寻址单元。 PUSH direct ； SPSP+1 (SP)(direct) POP direct ； SPSP-1 (direct)(SP) 前一条指令称为入栈指令，后一条指令称为出栈指令 ，51机复位后，(SP)=07H，为防止与工作寄存器组发生冲 突，一般需重新设定SP的初始值。由于压入堆栈的第一个 数必须存放在SP+1所指存储单元，故实际的栈底为SP+1所 指存储单元。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 36 例3.5 设(10H)01H，(20H)1AH。将内部RAM 10H与20H单元的内容交换。 MOVSP，30H PUSH10H ；10H单元内容进栈 PUSH20H ；20H单元内容进栈 POP10H ；将栈顶元素弹出，送往10H单元 POP20H ；下一个元素出栈，送20H 单元 执行结果：(10H)1AH，(20H)01H 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 例3.6 根据累加器A中的数(09)查平方表的子程 序。 COUNT：PUSHDPH；保护DPTR内容 PUSHDPL MOVDPTR，TABLE ；赋表首址 MOVCA，A+DPTR ；查表并传送给A POPDPL；恢复DPTR原值 POPDPH RET；返回主程序控制 TABLE：DB 00，01，04，09，16，25 DB 36，49，64，81 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 38 5. 交换指令（4条） 功能：把累加器A中的内容与源操作数所指出的数据相互交 换。使用寄存器、直接和寄存器间接3种寻址方式。 XCHA，Rn ；ARn XCHA，direct ；A(direct ) XCHA，Ri ；A(Ri) XCHDA，Ri ；A30(Ri)30 6. 16位数据传送类指令（1条） MOV DPTR，data16 功能：把16位常数送入数据指针寄存器。使用立即寻址 方式。译成机器码时，高位字节在前，低位字节在后。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 39 3.2.2 算术运算类指令 算术运算类指令主要完成加、减、乘、除四则运算， 以及加1、减1和BCD码的运算、调整等。除加1、减1运算外 ，这类指令大多数都要影响到程序状态字寄存器PSW。 虽然算术逻辑单元ALU仅能对8位无符号整数进行运算，但 利用进位标志CY，可进行多字节无符号整数的运算；利用 溢出标志，还可方便地对带符号数进行补码运算。算术运 算类指令用到的助记符有：ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC、 DA、MUL和DIV八种。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 40 1. 加法指令（4条） ADD A，data ；AA+data ADD A，direct ；AA +(direct) ADD A，Ri ；AA+(Ri) ADD A，Rn ；AA+Rn 以上指令把立即数、直接地址、间接地址以及工作 寄存器的内容与累加器A中内容相加，结果送入A中。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 41 例3.7 A0C3H，R00AAH，执行ADD A，R0指令 ，则操作如下： 11000011 ) 10101010 101101101 运算后，CY1，OV1，AC0，P1，A6DH。 上例中若C3H和AAH看作无符号数相加，则不考虑溢 出，结果为15DH；若把C3H和AAH看作有符号数，则得到2 个负数相加得正数的错误结论，此时OV1，表示出错。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 42 2. 带进位加法指令（4条） ADDC A，data ；AA+data+CY ADDC A，direct ；AA+(direct)+CY ADDC A，Ri ；AA+(Ri)+CY ADDC A，Rn ；AA+Rn+CY 以上指令除了需考虑进位位外，和前面的一般加法指令完 全相同。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 43 例3.8 A0AEH，R081H，CY1，执行 ADDC A，R0指令，则操作如下： 10101110 10000001 ) 1 100110000 运算后，CY=1，OV=1，AC=1，P=0，A=30H。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 44 例3.9 利用ADDC指令进行双字节加法运算。 设在双字节加法运算中，被加数存放在30H、31H单 元，加数放在40H、41H单元，和存放到50H、51H单元， 编程如下： MOV A，30H ；取低字节被加数 ADD A，40H ；低位字节相加 MOV 50H，A ；结果送50H单元 MOV A，31H ；取高字节被加数 ADDC A，41H ；加高字节和低位来的进位 MOV 51H，A ；结果送51H单元 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 45 3. 带借位减法指令（4条） SUBB A，data ；AA-data-CY SUBB A，direct ；AA-(direct)-CY SUBB A，Ri ；AA-(Ri)-CY SUBB A， Rn ；AA-Rn-CY 以上指令把立即数、直接地址、间接地址及工作寄 存器的内容和借位位CY与累加器A中内容相减，结果送回 A中。 OV1表示带符号数相减时，从一个正数中减去一个 负数结果为负数，或从一个负数中减去一个正数结果为 正数的错误情况。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 46 例3.10 AC9H，R354H，CY1，执行指令 SUBB A，R3，则操作如下： 11001001 01010100 ) 1 01110100 运算后，CY=0，AC=0，OV=1，P=0，A=74H。 注意：在进行单字节或多字节减法的低位运算前， 要保证借位标志位CY的值为0，故在进行运算前要对CY 清0。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 47 例3.11 利用SUBB指令进行双字节的减法运算。 设被减数存放在30H、31H单元中，减数存放在40H 、41H单元中，差存在50H、51H单元中。编程如下： MOVA，30H ；被减数低字节送A CLRC ；低字节减无借位CY清0 SUBBA，40H ；低位字节相减 MOV50H，A ；结果送50H单元 MOVA，31H ；被减数高字节送A SUBBA，41H；高字节相减 MOV51H，A ；结果送51H单元 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 48 4. 乘法指令（1条） MUL AB ； BAAB 功能：将累加器A和寄存器B中的8位无符号整数相乘 ，所得16位乘积的低8位存放在A中，高8位存放在B中。若 乘积大于FFH，则溢出标志OV为1，否则为0，乘法运算总 使进位标志CY=0。 例3.12 A=4EH，B=5DH，执行 MUL AB指令， 则结果如下： A=55H B=1CH OV=1 P=0 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 49 例3.13 利用乘法指令编写15H33H的程序，将乘积 的高8位存入31H单元，低8位存入30H单元。编程如下： MOV A，15H；被乘数送A MOV B，33H；乘数送B MUL AB；相乘 MOV 30H，A ；积的低8位送30H MOV 31H，B ；积的高8位送31H 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 50 5. 除法指令（1条） DIV AB ；AAB的商，B余数 功能：把累加器A中的8位无符号整数除以寄存器B中8 位无符号整数，所得商送入A中，余数送入B中。除法运算 总使CY和OV清0。 若除数(B中内容)为00H，则执行结果为不定值，此时 OV1，表示除法溢出。 例3.14 A=87H，B=0CH，执行DIV AB 指令，则结果 如下所示： A=0BH B=03H OV=0 CY=0 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 51 6. 加1指令（5条） INC A ；AA+1 INC direct ；(direct)(direct)+1 INC Ri ；(Ri)(Ri)+1 INC Rn ；RnRn+1 INC DPTR ；DPTRDPTR+1 功能：把所指定寄存器或存储单元的内容加1，结果仍 送回原寄存器或存储单元，运算结果不影响任何标志位。若 原来的内容为0FFH，则加1后将为00H。该组指令使用了直接 、寄存器、寄存器间接寻址方式。 在第二条指令中，若直接地址是I/O口，则进行“读改 写”操作。其功能是先读入端口锁存器的内容，然后在CPU 中加1，继而再输出到该端口。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 52 7. 减指令（4条） DEC A ；AA-1 DEC direct ；(direct)(direct)-1 DEC Ri ；(Ri)(Ri)-1 DEC Rn ；RnRn-1 DEC指令把所指定寄存器或存储单元的内容减1，结果 仍送回原寄存器或存储单元，若原来的内容为00H，则减1 后将为0FFH，运算结果不影响任何标志位，该组指令使用 了直接、寄存器和寄存器间接寻址。 同INC指令一样，在第二条指令中，若直接地址是I/O 口，则同样是进行“读改写”操作。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 53 8. 十进制（BCD码）调整指令（1条） DA A 在进行BCD码运算时，跟在ADD和ADDC指令之后，将 相加后存放在累加器A中的结果进行调整修正。 修正的条件和方法为： 若(A03)9或(AC)=1，则(A03)(A03)+6H 若(A47)9或(CY)=1，则(A47)(A47)+60H 若以上两条同时发生，或高4位虽等于9，但低4位修 正后有进位，则应加66H调整。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 54 例3.15 利用十进制加法调整指令作十进制减法运 算（应采用补码相加的方法，用9AH减去减数即得以10为 模的减数补码）。 设被减数存放在30H单元，减数存放在40H单元，结果 存放在50H单元，编程如下： CLR C ；清进位位 MOV A，9AH ；求减数补码 SUBB A，40H ADD A，30H ；与补码相加 DA A ；十进制调整 MOV 50H，A ；结果存放在50H单元 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 55 3.2.3 逻辑运算类指令 逻辑运算类指令包括与、或、异或、清零、求反、 左右移位等操作指令。其对应的寻址方式有直接寻址、 寄存器寻址和寄存器间接寻址。执行时一般不影响程序 状态寄存器PSW，仅当目的操作数为A时对奇偶标志P位有 影响，带进位的移位指令影响CY位。逻辑运算指令用到 的助记符有ANL、ORL、XRL、RL、RLC、RR、RRC、CLR和 CPL共9种。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 56 1. 循环移位指令（4条） RR A ； RL A ； RLC A ； RRC A ； 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 57 前两条指令是将累加器A的内容循环左移或右移一位 ，后两条指令是将累加器A的内容连同进位位CY一起循环 左移或右移一位。 例3.16 利用累加器循环左移指令对A中内容进行 乘10操作。设A=X，编程如下： RL A ；得到2 X MOV B，A；转存到B RL A ；得到4 X RL A ；得到8 X ADD A，B ；A(8 X +2 X) 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 58 2.累加器半字节交换指令（1条） SWAP A ；A30A74 功能：将累加器A的高低两半字节交换。如(A)=50H ，执行SWAP A指令后，结果(A)=05H。 3.求反指令（1条） CPL A ；AA 4.清0指令（1条） CLR A ；A0 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 59 5.逻辑与指令（6条） ANL A，data ； AAdata ANL direct，data ；(direct)(direct)data ANL A，Rn ； AARn ANL A，direct ； AA(direct) ANL direct，A ；(direct)(direct)A ANL A， Ri ； AA(Ri) 这组指令的第二条和第五条指令中，如果直接地址正 好是I/O口，则也是进行“读改写”操作。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 60 6.逻辑或指令（6条） ORL A，data ；AAdata ORL direct，data ；(direct)(direct)data ORL A，Rn ；AARn ORL A，direct ；AA(direct) ORL direct，A ；(direct)(direct)A ORL A， Ri ；AA(Ri) 这组指令的第二条和第五条也具有“读改写”功能 。 7.逻辑异或指令（6条） XRL A，data ； AAdata XRL direct，data ；(direct)(direct)data XRL A，Rn ；AARn XRL A，direct ；AA(direct) XRL direct，A ；(direct)(direct)A XRL A， Ri ；AA(Ri) 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 61 例3.17 设P1中内容为AAH，A中内容为15H，执行下 列程序： ANL P1，0F0H；P1=0A0H ORL P1，0FH；P1=0AFH XRL P1，A；P1=0BAH 从上例可见，逻辑操作是按位进行的，所以“ANL” 操作常用来屏蔽字节中的某些位，要保留的位用“1”去 “与”，要清除的位用“0”去“与”。“ORL”操作常 用来对字节中的某些位置“1”，要保留的位用“0”去 “或”，要置1的位用“1”去“或”。“XRL”操作常用 来对字节中的某些位求反，要保留的位用“1”去“异或 ”。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 62 例3.18 把累加器A中的低4位送到外部RAM的2000H 单元中，程序为： MOV DPTR，2000H ；DPTR2000H ANL A，0FH ；AA0FH(屏蔽A的高4位 ) MOVX DPTR，A ；DPTRA 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 63 3.2.4 控制转移类指令 控制转移类指令用于控制程序的走向。包括：无条件 转移指令、条件转移指令以及子程序调用和返回指令，作 用区间是程序存储器空间，一般不影响标志位。控制转移 类指令用到的助记符有：LJMP、AJMP、SJMP、JMP、JZ、 JNZ、CJNE、DJNZ等多种。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 1.无条件转移指令（4条） 无条件转移指令的功能是当程序执行完此类转移指令后 ，程序就无条件地转到指令所提供的目的地址去。 LJMP addr16 ；PCaddr16 AJMP addr11 ；PCPC+2，PC100addr11， ； PC1511不变 SJMP rel ；PCPC+2+rel JMP A+DPTR ；PCA+DPTR 64 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 65 第一条指令称为长转移指令。该指令为3字节指令， 指令中提供16位目标地址，将指令中第二字节和第三字节 地址码分别装入PC的高8位和低8位中，以实现程序的转移 。所以该指令转移的目标地址范围是在整个64K字节的存 储空间内。 第二条指令称为绝对转移指令。该指令为2字节指令 ，指令中提供11位目标地址，所以该指令转移的目标地址 范围是从下条指令开始的2K字节的存储空间内，如图3-8 所示。 由图3-8可见，该指令的转移地址由指令操作码的高3 位和第二字节组成，可以在2K字节的存储空间内实现转移 。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 66 图3-8 AJMP 指令执行示意图 AJMP指令第一字节（ 操作码） 第二字节 A10 A9 A8 0 0 0 0 1A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 PC PC高5位PC低11位 Addr 11 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 67 第三条指令称为相对转移指令又称为短转移指令。该 指令为2字节指令，指令中的rel是一个带符号的相对偏移 量，范围为-128+127。负数表示向后转移，正数表示向 前转移，该指令执行后程序转移到当前PC值与rel之和所指 示的单元地址处。 第四条指令称为间接转移指令又称散转移指令。转移 地址由数据地址指针DPTR与该累加器A中的8位无符号数之 和形成。该指令执行后不影响DPTR和A中的原内容，也不影 响任何标志位，只是把相加的结果直接送PC，以实现程序 的转移。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 68 例3.19 根据data的数值设计散转表程序，当data=0时， 转处理程序G0，当data=1时，转处理程序G1， ，当data=n时 ，转处理程序Gn。编程如下： MOV A，data RL A ；将A修正为偶数 MOV DPRT，TABLE ；表首址送DPTR JMP A+DPTR ；以A中内容为偏移量跳转 TABLE：AJMPG0 AJMPG1 AJMPG2 AJMPGn （注意：data可以是任意数，但由于AJMP是双字节指令， 所以A中的数值必须修正为偶数）。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 69 2.条件转移指令（13条） 条件转移指令是依据某种特定条件实现转移的指令。 条件满足时实现转移，其目标地址在下一条指令的起始地 址为中心的256个字节范围内（-128+127）；条件不满 足时则顺序执行下面一条指令。 条件转移指令非常丰富，包括判累加器零转移、判位 状态转移、比较转移和循环转移共4组。 JZ rel ；若A0，则转移，PCPC+2+rel 若A0，则顺序执行，PCPC+2 JNZ rel ；若A0，则转移，PCPC+2+rel 若A0，则顺序执行，PCPC+2 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 70 CJNE A，direct，rel ；若A(direct)，则顺序执行， PCPC+3，C0 若A(direct)，则转移， PCPC+3+rel，C0 若A(direct)，则转移， PCPC+3+rel，C1 CJNEA，#data，rel ；若Adata，则顺序执行， PCPC+3，C0 若Adata，则转移， PCPC+3+rel，C0 若Adata，则转移， PCPC+3+rel，C1 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 71 CJNERn，#data，rel ；若Rndata，则顺序执行， PCPC+3，C0 若Rndata，则转移， PCPC+3+rel，C0 若Rndata，则转移， PCPC+3+rel，C1 CJNERi，#data，rel ；若(Ri)data，则顺序执行， PCPC+3，C0 若(Ri)data，则转移， PCPC+3+rel，C0 若(Ri)data，则转移， PCPC+3+rel，C1 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 72 DJNZRn，rel ；RnRn-1，若Rn0，则转移 PCPC+2+rel若Rn0，则顺序 执行，PCPC+2 DJNZdirect，rel ；(direct)(direct)-1，(direct)0， 则转移，PCPC+3+rel 若(direct)0，则顺序执行， PCPC+3 JC rel ；若C=1，则转移，PCPC+2+ rel 若C=0，顺序执行，PCPC+2 JNC rel ；若C=0，则转移，PCPC+2+ rel 若C=1，顺序执行，PCPC+2 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 73 JB bit，rel ；若(bit)=1，则转移，PCPC+3+ rel 若(bit)=0，顺序执行，PCPC+3 JNB bit，rel ；若(bit)=0，则转移，PCPC+3+ rel 若(bit)=1，顺序执行，PCPC+3 JBC bit，rel ；若(bit)=1，则转移，PCPC+3+ rel 且(bit)0 若(bit)=0，顺序执行， PCPC+3 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 JZ和JNZ指令是判别累加器A的内容是否为0来确定是 顺序执行还是转移。 CJNE是比较转移指令，通过比较前面两个操作数的 大小，如果它们的值不相等则转移，相等则继续执行。 指令执行后要影响进位位CY，若操作数1小于操作数2， 则CY1；若操作数1大于操作数2，则CY0。 JC、JNC、JB和JNB指令的功能分别是判别进位位CY 和直接位地址的内容是“1”还是“0”，以此来决定程 序的走向。JBC指令的功能是：若直接位地址的内容为 “1”则转移，并且同时将该位清0，否则顺序执行。这 条指令若是对I/O口某一位操作，也具有“读改写” 功能。 74 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 75 例3.20MOVP1，87H ；P187H MOVA，55H ；A55H JBP1.3，L1 ；若P1.3=1，转L1，否则不转 JNBACC.3，L2 ；若ACC.3=0，转L2处执行 L1： L2： 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 76 3.调用子程序及返回指令（4条） 程序设计中，要对某段程序反复执行，同时要减少 程序的编写和减少浪费不必要的地址空间，引入了主程 序和子程序的概念，通常把某一段需反复调用的程序称 为子程序，子程序的最后一条指令为返回主程序指令 (RET),而对具有调用子程序功能的指令称为调用指令。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 77 LCALL addr 16 ；PCPC+3，SPSP+1 SPPC70，SPSP+1 SPPC158，PC addr 16 ACALL addr 11 ；PCPC+2，SPSP+1， SPPC70， SPSP+1， SPPC158，PC100addr100， PC1511保持不变 RET ；PC158SP，SPSP-1，PC70SP SPSP-1 RETI ；中断返回，除具有RET的功能外还可以 恢复中断逻辑。 单片机原理及应用单片机原理及应用 第3章 MSC-51单片机的指令系统 78 LCALL指令称为长调用指令，与LJMP一样提供16位地 址，可调用64K字节范围内的子程序。由于其为三字节指 令，所以执行时首先PCPC+3，以获得下一条指令地址 ，并把此时的PC内容压入堆栈，作为返回地址，然后把 目标地址addr16 装入PC，转去执行子程序。 ACALL指令称为绝对调用指令，提供11位目标地址， 限制在2K字节范围内调用，是双字节指令所以执行