单片机指令系统

1、指令系统数据传送指令 数据传送指令包括数据的传送、交换、堆栈数据的压入与弹出，是最基本、使用率最高的一类指令。助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共八种。1MOV类指令及功能（16条）这类指令的功能是从源操作数到目的操作数的数据传送。MOV  A, Rn    ；RnA，寄存器Rn的内容送到累加器AMOV  A, direct   ；（direct）A，直接地址中的内容送AMOV  A, Ri    ；（Ri）A

2、，Ri间址的内容送AMOV  A, #data   ；dataA，立即数送AMOV  Rn, A    ；ARn，累加器A中的内容送寄存器RnMOV  Rn, direct   ；（direct）Rn；直接地址中的内容送RnMOV  Rn, #data   ；dataRn；立即数送RnMOV  direct, A   ；A（direct），A中的内容送入直接地址中MOV  di

3、rect, Rn   ；Rn（direct），寄存器内容送入直接地址中MOV  direct, direct  ；(direct) （direct），源操作数直接地址的内容送入；目的操作数的直接地址中MOV  direct, Ri  ；（Ri）（direct），Ri间址内容送入直接地址中MOV  direct, #data  ；data（direct），立即数送入直接地址中MOV  Ri, A    ；A（Ri），A中内容送到

4、Ri间址单元中MOV  Ri, direct  ；（direct）（Ri），直接地址中内容送入Ri间址单元中MOV  Ri, #data   ；data（Ri），立即数送入Ri间址单元中MOV  DPTR, #data16      ；data16DPTR，16位常数送入数据指针DPTR中，高8；位送入DPH，低8位送入DPH，低8位送入DPL中从上述指令可以看出目的操作数有A累加器、Rn寄存器、直接地址direct及间接地址Ri，源操作数除此之外还多一种立即数da

5、ta。例1  R0中有常数30H，而30H地址中有常数50H执行MOV A, R0后，A30H，R0不变。执行MOV A, R0后A50H，而不是30H，这条指令的功能是把R0中内容为地址的单元的书送入A，R0中是30H也就是把30H地址中内容50H送入A。例2  若（40H）20H，（50H）30H执行MOV 40H, 50H; (50H) (40H)结果：（40H）30H，50H地址中内容仍为30H。例3  若A40H，R030H，执行MOV R0, A         

6、     ；A(R0)结果:（30H）40H，A与R0皆不变，即A40H，R030H。该指令功能是把A中内容送入R0间址单元即R0中内容为地址的单元。例4  执行MOV DPTR, #2040H          ；2040HDPTR结果：DPH=20H, DPL=40HDPTR是片外RAM地址指针，只有这一条指令是传送16位数据。2MOVC类指令及功能（2条）MOVC A, A+PC       

7、;            ；PC+1PC, (A+PC) AMOVC A, A+DPTR                  ；(A+DPTR) A功能：该类属于查表指令，利用这两条指令很方便地查找放在程序存储器中数据表格的内容。例1  程序  1000H MOV A, #10H&

8、#160;      ；10HA  1002H MOVC A, A+PC       ；PC+1PC，PC=1003H，(A+PC)=(10H+1003H)A    1010H 02H  1011H 04H  1012H 06H  1013H 08H程序执行结果：A08H用MOVC A, A+PC指令需注意两点：1）指

9、令中的PC是执行完本条指令后的PC值，即PC等于本条指令地址加1。2）A是修正值，它等于查表指令和欲查数据相间隔字节数。A的范围是0255，一次该指令只能查找本指令后的256B范围内的表格，故称为近程查表。例2  程序  1000H MOV A, #01H     ；01HA  1002H MOV DPTR, #6000H    ；6000HDPTR  1005H MOVC A,A+DPTR   ；(A+D

10、PTR)=(01H+6000H)=(6001H) A  6001H 0AH  6002H 0BH  6003H 0CH  6004H 0DH程序执行结果：A0AH，查到了地址为6001H单元中的数据。用MOVC A, A+DPTR指令查表特点：A, DPTR都可以改变，因此可在64KB范围内查表，故称为远程查表。这条指令更方便。3MOVX类指令（4条）MOVX A, DPTR         ；(

11、DPTR) A,DPTR间址单元内容送AMOVX DPTR, A         ；A(DPTR), A 中内容送入DPTR间址单元MOVX A, Ri          ；(Ri) A,Ri间址单元内容送AMOVX Ri, A          ；A(Ri), A中内容送Ri间址单元MOVX类指令功能：这四条指令专门用来与外部数据存储区

12、传送数据。CPU与外部RAM传送数据时只能用间接寻址方式。例1  把外部数据存储单元2000H中的数据送到4000H单元中，设2000H中有数据30H。       程序             各条指令执行结果        MOV DPTR, #2000H      

13、0;  ；2000H DPTR, DPTR=2000H        MOVX A, DPTR          ；(DPTR)  A即（2000） A，A=30H        MOV DPTR, #4000H        ；4000HDPTR, DPTR=4000H 

14、60;      MOVX DPTR, A          ；A(DPTR)即A(4000H), (4000H)=30H例2  把内部RAM50H单元数据送到片外20H单元，设50H中单元存有数据10H。       程序              

15、;  各条指令执行结果        MOV A,50H              ；(50H) 各条指令执行结果A, A=10H        MOV R0,#20H          ；20HR0, R0=20H &

16、#160;      MOVX R0, A          ；A(R0)即A(20H)则20H10H注意：与外部RAM传送数据时，地址小于256B用Ri间址，大于256B时用DPTR间址。4交换指令       XCH A, Rn             ；Rn A, Rn与A

17、内容交换       XCH A,direct            ；(direct)  A, 直接地址内容与A内容交换       XCH A, Ri         ；(Ri)  A，Ri间址内容与A内容交换    

18、0;  XCHD A, Ri         ；(Ri.3Ri.0) A.3A.0, Ri间址内容低4 位与A中低4 位内容交换       SWAP  A          ；A.3A.0  A.7A.4, A中高4位与低4位交换例  若R0=30H, A=F0H, (30H)=46H执行   

19、XCH A, R0               ；结果：A=30H,R0=F0H, R0与A 内容交换 执行    XCH A, R0               ；结果：A=46H, (30H)=F0H, R0中不变，；实际上是（R0） A即（30H） A  若执行&

20、#160;XCHD A, R0               ；结果：A=F6H,(30)H=40H                    ；A与（30H）中低4位交换，高4位不变  执行 SWAP A    &

21、#160;            ；结果：A=0FH, 高低4位互换5堆栈操作指令（2条） PUSH、POP属堆栈操作指令，其功能是把直接地址中的内容压入堆栈保存，或从堆栈中取出（弹出）数据到直接地址中。         PUSH direct     ；SP+1SP, （direct） （SP）    &#

22、160;            ；直接地址内容压入堆栈顶         POP  direct     ；（SP）（direct）, SP-1SP                 ；堆栈栈

23、顶内容弹出到直接地址 注意：堆栈是用户自己设定的内部RAM中的一块专用存储区，使用堆栈时一定先设堆栈指针。堆栈遵循后进先出的原则安排数据。压入数据时SP先加1，再压入；弹出时，先弹出数据，SP再减1。例  设堆栈指针为30H，为保护现场把A和B中的内容压入堆栈保护，然后根据需要再把两者弹出。设A中为30H，B中为01H。       程序        执行结果        

24、MOV   SP, #30H  ；30HSP, SP=30H设堆栈指针为30H        PUSH  ACC        ；SP+1SP=31H, A(SP)即A(31H),(31H)=30H        PUSH  B    ；SP+1SP=32H, B(SP)即B(32H),(

25、32H)=01H        POP   B    ；SPB即（32H）B, B=01H, SP-1SP=31H        POP  ACC    ；SPA即（31H）A, A=30H, SP-1SP=30H从此例可以看出压入、弹出过程SP的变化规律算术运算指令算术运算指令的主要功能是实现算术加、减、乘、除等运算。1ADD类指令是不带进位的加

26、法运算指令（4条）。ADD A,Rn          ；A+RnA, A与Rn寄存器内容相加，结果送到A中ADD A,direct         ；(direct)+AA, A与直接地址内容相加，和送AADD A, Ri      ；(Ri)+AA, A与Ri间址内容相加，和送AADD A, #data      

27、   ；data+AA, A与立即数相加，和送A注意：ADD类指令相加结果均在A中，相加后源操作数不变。若A中最高位有进位，Cy置1；若半加位有进位，AC置1。A的结果还影响奇偶标志位P。例  A=30H, R0=10H执行  ADD A,R0  结果：A=40H, R0=10H，标志位 P=1, Cy=0, OV=0, AC=02ADDC类指令（带进位加法4条）ADDC A, Rn      ；A+Rn+CyA,  A与R n内容、进位状态相加，和送到A中ADDC A, d

28、irect     ；(direct)+Cy+AA, A与直接地址中内容、进位状态相加，和送A ADDC A, Ri      ；(Ri)+Cy+AA, A与Ri间址单元中内容、进位状态相加，和送A       ADDC A, #data         ；data+Cy+AA, A与 立即数、进位状态相加，和送A与ADD类指令的区别是，

29、ADDC指令相加时连同进位标志Cy内容一起相加，主要用于多字节加法中的高位字节的相加，而最低位字节相加用ADD指令。进位位Cy加到字节的最低位。例  编写计算1234H+0FE7H的程序，将结果存入内部RAM的41H和40H单元，40H存低8位，41H存高8位。      程序       MOV A, #34H   ；被加数低8位数34H送A       ADD A, #0E7H

30、60;  ；加数低8位数E7H与之相加，A=1BH,Cy=1       MOV 40H, A   ；A40H即34H+E7H结果存入40H中（40H=1BH）       MOV A, #12H   ；被加数高8位数12H送A       ADDC A, #0FH   ；加数高8位0FH和Cy与A相加，A=

31、22H       MOV 41H, A   ；高8位与进位位之和存入41H中（41H）=22H           ；总和为221BH，总结果在41H，40H单元中3SUBB类指令（4条） SUBB类指令是带借位减法指令，其功能是将A中被减数减去源操作数指出的内容，再减去借位标志Cy（原进位标志）状态，差值在A中。SUBB A, Rn    ；A-Rn-C

32、yA ,A减寄存器Rn内容及进位标志     SUBB A, direct   ；A-(direct)-CyA,A减直接地址内容和进位标志     SUBB A, Ri    ；A-(Ri)-CyA, A减Ri间址单元内容和进位位标志     SUBB A, #data   ；A-data-CyA, A减立即数和进位标志说明：1） 多字节减法时，低

33、位相减有借位则把Cy置1，否则Cy为0。2） MCS-51系列指令中没有不带借位的减法指令，所以在单字节或低位字节减法时用SUBB类指令前要先将Cy清0。3）减去一个数实际上是加上这个数的相反数（负数），减法运算常常用补码相加方式。4MUL(乘)和DIV（除）指令 乘法指令只有一条：MUL  AB          ；A×BB和A，结果16位，高8位存入B，低8位在A中 若乘积大于FFH则将溢出标志OV置1。 除法指令也只有一条：DIV  AB&

34、#160;             ； A÷B商A，余数B 注意：当除数为0时结果不确定，则溢出将OV置1。5INC（加1）和DEC（减1）类指令 加1类指令共5条，其功能是将操作数内容加1。INC A     ；A+1A, A加1INC   Rn         ；Rn+1Rn, Rn中内容加1I

35、NC   direct       ；(direct)+1(direct), 直接地址中内容加1INC Ri        ；(Ri)+1(Ri), Ri间址中的内容加1INC   DPTR    ；DPTR+1DPTR, 数据指针加1例  判断INC R0和INC R0两条指令结果，比较两者的区别。设R030H，（30H）=00H。 执行  IN

36、C   R0            ；R0+1=30H+1R0, 结果R0=31H 执行  INC   R0           ；(R0)+1=(30H)+1(R0)，结果（30H）=01H,R0中内容不变，仍为30H 减1类指令共4条，其功能是将操作数指定单元内容减1。    

37、0;  DEC  A     ；A-1A, A中内容减1       DEC  Rn         ；Rn-1Rn, Rn中内容减1       DEC  direct    ；（direct）-1(direct), 直接地址中内容减1   

38、60;   DEC  Ri         ；(Ri)-1(Ri), Ri间址中的内容减1 操作过程与加1指令类似，这里不再举例。6十进制加法调整指令（1条）       DA   A 功能：在加法指令后，把A中二进制码自动调整成BCD码。例   MOV  A, #05H       ；05HA &

39、#160;     ADD  A, #08H       ；05H+08HA=0DH       DA   A        ；结果调整A=13H,即是13的BCD码 注意：DA A指令只能跟在ADD或ADDC加法指令后，不适用于减法。逻辑运算指令1ANL类指令（6条）ANL类是逻辑与指令，其功能是将源操作数作数内容和目的操作数

40、内容按位相“与”，结果存入目的操作数指定单元中，源操作数不变。ANL A, Rn        ；ARnAANL A, direct       ；A(direct) AANL A, Ri       ；A(Ri) AANL A, #data       ；AdataAANL direct, A    

41、60;  ；(direct)A(direct)ANL direct, #data      ；(direct)data(direct)例  设A=F6H,(30H)=0FH执行  ANL A, 30H          ；A (30H) A操作如下： 11110110  （F6H）  00001111  （0FH）   注意：按位相“与”  

42、60; 00000110  （06H）结果：A=06H, 30H地址内容不变，即（30H）=0FH若执行ANL 30H, A           ；(30H) A(30H)操作同上，结果放在30H地址中，A中内容不变，即（30H）=06H, A=F6H。2ORL类指令（6条）ORL类指令是逻辑或指令，其功能是将源操作数作数内容和目的操作数内容按位逻辑“或”，结果存入目的操作数指定单元中，源操作数不变。ORL A, Rn     ；ARnAORL A,dir

43、ect       ；A(direct) A       ORL A, Ri    ；A(Ri) A       ORL A, #data       ；AdataA       ORL direct, A    

44、60;  ；(direct)A(direct)       ORL direct, #data      ；(direct)data(direct) “或”运算和“与”运算过程类似，这里不再举例。3XRL类指令（6条） XRL类是异或指令，其功能是将两个操作数指定内容按位“异或”，结果存于目的操作数指定单元中。“异或”原则是相同为“0”，相异为“1”。XRL A, Rn        ；

45、ARnA       XRL A, direct       ；A(direct) A        XRL A, Ri    ；A(Ri) A       XRL A, #data       ；AdataA   &#

46、160;   XRL direct, A       ；(direct)A (direct)       XRL direct, #data   ；(direct)data(direct)例  （50H）=05H 执行  XRL 50H, #06H             ；(50H)06

47、H(50H) 操作如下：     00000101 （05H）  00000110 （06H）        00000011 （03H）结果：（50H）=03H4循环移位指令（4条） 循环移位指令的功能是将累加器A中内容循环位移或者和进位位一起移位。例  A=01H, Cy=1若执行一次  RRC  A后，结果为：A=10000000B  Cy=1若执行一次  RLC

48、0; A后，结果为：A=00000011B  Cy=05取反、清0指令     CPL  A                  ；累加器内容按位取反。如果1就变0，如果0就变1     CLR  A          &

49、#160;       ；累加器A清0 控制转移类指令计算机运行过程中，有时因为操作的需要，程序不能按顺序逐条执行指令，需要改变程序运行方向，即将程序跳转到某个指定的地址再顺序执行下去。控制转移类指令的功能就是根据要求修改程序计数器PC的内容，以改变程序运行方向，实现转移。控制转移类指令可分为：无条件转移、条件转移、绝对转移、相对转移和调用、返回指令。下面我们将分类介绍。1无条件转移指令（4条）LJMP   add16         

50、  ；add16PC，无条件跳转到add16地址，可在64KB范围内转移，称为长转移指令AJMP   add11          ；add11PC，无条件转向add11地址，在2KB范围内转移SJMP   rel           ；PC2relPC，相对转移，rel是偏移量，8 位有符号数，范围128127，即可向后跳转128，向前可跳转127JMP  

51、;  A+DPTR         ；A+DPTRPC ，属散转指令，无条件转向A与DPTR内容相加后形成的新地址例1  执行指令LJMP   9100H不管这条指令存放在哪里，执行时将使程序转移到9100H,和AJMP，SJMP指令是有差别的。例2  程序2000H   MOV   R0 , #10H  ；10HPC 2002H   SJMP  03H  

52、 ；PC+2+rel=2002H+2+03H=2007HPC          2006H     2007H       从说明中可见，执行SJMP  03H 指令后，马上跳转到2007H地址执行程序。2条件转移指令（8条）条件转移指令是根据某种特定条件转移的指令。条件满足时转移，条件不满足时则顺序执行下面的指令。JZ   rel     

53、60;     ；A=0转向PC+2+relPC，A0顺序执行JNZ  rel           ；A转向PC+2+relPC ，A0顺序执行CJNE A, direct, rel     ；A (direct)转向PC+3+relPC且当A>(direct)，Cy=0；当A<(direct)，Cy=1；否则A=(direct)，PC+3PC即顺序执行CJNE A, #data, rel &#

54、160;    ；A data P转向PC+3+relPC且当A >data，Cy=0；当A <data，Cy=1，；A=data，PC+3PC顺序执行CJNZ  Rn, #data, rel  ；Rndata转向PC+3+relPC；且当Rn>data，Cy=0,当Rn<data，Cy=1；Rn=data，PC+3PC顺序执行CJNE  Ri,#data, rel  ；(Ri) data ，PC+3+relPC ；且当(Ri)>data ，Cy=0，当(Ri)<data，Cy=1；(Ri

55、)=data， PC+3PC顺序执行DJNZ  Rn, rel       ；Rn1Rn ，Rn 0转向PC+2+relPC ；Rn=0，PC+2PC顺序执行DJNZ direct, rel      ；(direct)1(direct)，(direct) 0转向 PC+2+relPC；(direct)=0 ，PC+2PC顺序执行注意：1）CJNE类指令借用进位标志Cy作为比较结果的标志位。从指令中可知，目的操作数内容小于原操作数内容Cy置1，反之Cy清0，该类指令多用于分支程序。2) DJNZ

56、指令执行时Rn或direct先减1，然后再判断Rn或direct内容是否等于0。不为0则转，为0顺序执行。DJNZ用在循环程序中，控制循环次数很方便。3) JZ和JNZ的操作数只有一个，是对A的内容的进行判断的指令。例1 以下程序的循环次数是多少，最后（R0）？MOV  R0 , #0LL：     DJNZ  R0 , LL分析：由于DJNZ是减1再判断大小的，因为R0=0，所以第一次执行DJNZ  R0 , LL后R0FFH255，则程序要执行的次数为256次，R0最后的值为0。解：程序要循环的次数为256次，最后R0=

57、03.调用、返回、控操作指令在程序设计中，常常要把具有一定功能的公用程序编制成子程序。当主程序转至子程序时用调用指令，而在子程序的最后安排一条返回指令，使执行完子程序后再返回到主程序。（1） LCALL    addr16    ；调用入口地址为addr16的子程序这是一条长调指令，可调用64KB范围内的子程序，因此，可放在程序的任何位置。指令的执行过程分两步：第一步把断点（当前执行指令的下一条指令地址）压入堆栈。第二步将调用的子程序的入口地址装入PC。即addr16（16位地址）PC，转向执行子程序。（2） ACALL &

58、#160;  addr11      ；子程序入口地址为addr11的子程序这是一条短调指令，只能实现2KB范围内的子程序的调用。其指令执行过程与LCALL指令一样。但是需要注意的是：ACALL中addr11只占用PC的PC.0PC.10位。（3） RET         ；放在子程序最后，使程序准确返回到主程序断点处执行过程为：（SP）PC.8PC.15断点地址高字节送入PC  SP1SP，(SP) PC.0PC.7断点低字节送入PC，这时PC

59、中为主程序断点地址，程序准确返回到调用指令的下一条。例  设SP=62H，(62H)=07H，(61H)=30H，执行指令RET结果：SP=60H，(PC)=0730H，CPU从0730H开始执行程序。（4） RETI     ；中断返回指令该指令用于中断服务程序，使中断程序结束后准确返回到主程序断点处，执行过程同RET，它还能清除优先级状态。（5） NOP         ；空操作执行该指令时，CPU只进行取指令、译码，而不进行任何操作，故称为控操作。常

60、用于产生一个机器周期延时。位操作指令MCS-51单片机的特色之一是具有很强的位处理功能。位操作指令又称为布尔指令，其功能是对内部RAM中可进行位操作的区域进行位操作。    在进行位操作时，位累加器C即进位标志Cy，位地址是片内RAM字节地址20H2FH单元中连续的128个位（位地址00H7FH）和部分功能寄存器。凡SFR中字符等地址能被8整除的特殊功能寄存器都具有可寻址的位地址，其中ACC（位地址E0HE7H），B（位地址F0HF7H）和片内RAM中128个位都可作软件标志或存储位变量。1. 位数据传送类指令（2条）MOV   C , bit

61、      ；(bit) C，寻址位的状态送入CMOV   bit , C      ；C(bit)，C的状态送入位地址中2. 位修正指令（6条）CLR  C        ；0C， 清0累加器CLR  bit    ；0(bit)；清0寻址位CPL  C       

62、 ；/CC，取反CPL  bit       ；(/bit) (bit)，寻址位取反SETB   C       ；1C，C置1SETB   bit       ；1 (bit)，寻址位置13. 位逻辑运算指令（4条）ANL  C , bit   ；C(bit) C，寻址位和C“与”，结果放在CANL  C , /bi

63、t      ；C(/bit) C，寻址位的非和C“与”，结果放在CORL  C , bit   ；C(bit) C，寻址位和C“或”，结果放在CORL  C , /bit      ；C(bit) C，寻址位和C的非“或”，结果放在C4. 位条件转移指令（5条）JC   rel    ；C=1转向PC+2+relPC