第3章單片機(jī)原理

3.1指令系統(tǒng)概述指令是使計(jì)算機(jī)完成基本操作的命令。一種計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的全部指令的集合，稱為這種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。單片機(jī)的指令系統(tǒng)與微型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)不同，MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)共有111條指令，42種指令助記符，其中有49條單字節(jié)指令，45條雙字節(jié)指令和17條三字節(jié)指令；有64條為單機(jī)器周期指令，45條為雙機(jī)器周期指令，只有乘、除法兩條指令為四機(jī)器周期指令。在存儲空間和運(yùn)算速度上，效率都比較高。

MCS-51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)功能強(qiáng)、指令短、執(zhí)行快。從功能上可分成五大類：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯操作指令、控制轉(zhuǎn)移指令和位操作指令。3.1.1指令格式[標(biāo)號：]操作碼助記符[目的操作數(shù)][，源操作數(shù)][；注釋]（1）操作碼助記符表明指令的功能，不同的指令有不同的指令助記符，它一般用說明其功能的英文單詞的縮寫形式表示。（2）操作數(shù)用于給指令的操作提供數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的地址或指令的地址，操作數(shù)往往用相應(yīng)的尋址方式指明。MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的指令按操作數(shù)的多少可分為無操作數(shù)、單操作數(shù)、雙操作數(shù)和三操作數(shù)四種情況。（3）標(biāo)號是該指令的符號地址，后面須帶冒號。它主要為轉(zhuǎn)移指令提供轉(zhuǎn)移的目的地址。（4）注釋是對該指令的解釋，前面須帶分號。它們是編程者根據(jù)需要加上去的，用于對指令進(jìn)行說明，對于指令本身功能而言是可以不要的。3.1.2指令中用到的標(biāo)識符為便于后面的學(xué)習(xí)，在這里先對指令中用到的一些符號的約定意義作以說明：（1）Ri和Rn：表示當(dāng)前工作寄存器區(qū)中的工作寄存器，i取0或1，表示R0或R1。n取0~7，表示R0~R7。（2）#data：表示包含在指令中的8位立即數(shù)。（3）#data16：表示包含在指令中的16位立即數(shù)。（4）rel：以補(bǔ)碼形式表示的8位相對偏移量，范圍為-128~127，主要用在相對尋址的指令中。（5）addr16和addr11：分別表示16位直接地址和11位直接地址。（6）direct：表示直接尋址的地址。（7）bit：表示可位尋址的直接位地址。（8）（X）：表示X單元中的內(nèi)容。（9）（（X））：表示以X單元的內(nèi)容為地址的存儲器單元內(nèi)容，即（X）作地址，該地址單元的內(nèi)容用（（X））表示。（10）/和→符號：“/”表示對該位操作數(shù)取反，但不影響該位的原值。“→”表示操作流程，將箭尾一方的內(nèi)容送入箭頭所指一方的單元中去。3.2MCS-51單片機(jī)尋址方式

MCS-51單片機(jī)的尋址方式按操作數(shù)的類型，可分為數(shù)的尋址和指令尋址，數(shù)的尋址有：常數(shù)尋址（立即尋址）、寄存器數(shù)尋址（寄存器尋址）、存儲器數(shù)尋址（直接尋址方式、寄存器間接尋址方式、變址尋址方式）和位尋址，指令的尋址有絕對尋址和相對尋址，3.2.1常數(shù)尋址（立即尋址）操作數(shù)是常數(shù)，使用時(shí)直接出現(xiàn)在指令中，緊跟在操作碼的后面，作為指令的一部分。與操作碼一起存放在程序存儲器中，可以立即得到并執(zhí)行，不需要經(jīng)過別的途徑去尋找。常數(shù)又稱為立即數(shù)，故又稱為立即尋址。在匯編指令中，立即數(shù)前面以“#”符號作前綴。在程序中通常用于給寄存器或存儲器單元賦初值，例如：MOVA，#20H

其功能是把立即數(shù)20H送給累加器A，其中源操作數(shù)20H就是立即數(shù)。指令執(zhí)行后累加器A中的內(nèi)容為20H。3.2.2寄存器數(shù)尋址（寄存器尋址）操作數(shù)在寄存器中，使用時(shí)在指令中直接提供寄存器的名稱，這種尋址方式稱為寄存器尋址。在MCS-51系統(tǒng)中，這種尋址方式針對的寄存器只能是R0~R78個(gè)通用寄存器和部分特殊功能寄存器（如累加器A、寄存器B、數(shù)據(jù)指針DPTR等）中的數(shù)據(jù)，對于其它的特殊功能寄存器中的內(nèi)容的尋址方式不屬于它。在匯編指令中，寄存器尋址在指令中直接提供寄存器的名稱，如R0、R1、A、DPTR等。例如：MOVA，R0其功能是把R0寄存器中的數(shù)送給累加器A，在指令中，源操作數(shù)R0為寄存器尋址，傳送的對象為R0中的數(shù)據(jù)。如指令執(zhí)行前R0中的內(nèi)容為20H，則指令執(zhí)行后累加器A中的內(nèi)容為20H。3.2.3存儲器數(shù)尋址存儲器數(shù)尋址針對的數(shù)據(jù)是存放在存儲器單元中，對于存儲器單元的內(nèi)容通過提供存儲器單元地址使用。根據(jù)存儲器單元地址的提供方式，存儲器數(shù)的尋址方式有：直接尋址、寄存器間接尋址、變址尋址。一．直接尋址直接尋址是指數(shù)據(jù)在存儲器單元中，在指令中直接提供存儲器單元的地址。在MCS-51系統(tǒng)中，這種尋址方式針對的是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能寄存器。在匯編指令中，指令中直接以地址數(shù)的形式提供存儲器單元的地址。例如：MOVA，20H

其功能是把片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器20H單元的內(nèi)容送給累加器A。如指令執(zhí)行前片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器20H單元的內(nèi)容為30H，則指令執(zhí)行后累加器A的內(nèi)容為30H。指令中20H是地址數(shù)，它是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元的地址。在MCS-51中，數(shù)據(jù)前面不加“#”是存儲單元地址而不是常數(shù)，常數(shù)前面要加符號“#”。對于特殊功能寄存器，在指令中使用時(shí)往往通過特殊功能寄存器的名稱使用，而特殊功能寄存器名稱實(shí)際上是特殊功能寄存器單元的符號地址，因此它們是直接尋址。例如：MOVA，P0

其功能是把P0口的內(nèi)容送給累加器A。P0是特殊功能寄存器P0口的符號地址，該指令在翻譯成機(jī)器碼時(shí)，P0就轉(zhuǎn)換成直接地址80H。二．寄存器間接尋址寄存器間接尋址是指數(shù)據(jù)存放在存儲單元中，而存儲單元地址存放在寄存器中，在指令中通過提供存放存儲單元地址的寄存器來使用對應(yīng)的存儲單元。形式為：@寄存器名。例如：MOVA，@R1

該指令的功能是將以工作寄存器R1中的內(nèi)容為地址的片內(nèi)RAM單元的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中去。指令的源操作數(shù)是寄存器間接尋址。若R1中的內(nèi)容為80H，片內(nèi)RAM地址為80H的單元中的內(nèi)容為20H，則執(zhí)行該指令后，累加器A的內(nèi)容為20H。寄存器間接尋址示意圖如圖所示。80H20H20HA80HR1在MCS-51單片機(jī)中，寄存器間接尋址用到的寄存器只能是通用寄存器R0、R1和數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR，它能訪問的數(shù)據(jù)是片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。其中，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器只能用R0和R1作指針間接訪問；片外數(shù)據(jù)存儲器，低端的256字節(jié)單元，既可以用兩位十六進(jìn)制地址以R0或R1作指針間接訪問，也可用四位十六進(jìn)制地址以DPTR作指針間接訪問，而高端的字節(jié)單元則只能以DPTR作指針間接訪問。對于片內(nèi)RAM和片外RAM的低端256字節(jié)都可以用R0和R1作指針訪問，它們之間用指令來區(qū)別。片內(nèi)RAM訪問用MOV指令，片外RAM訪問用MOVX指令。三．變址尋址變址尋址是指操作數(shù)的地址由基址寄存器的地址加上變址寄存器的地址得到。在MCS-51系統(tǒng)中，它是以數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR或程序計(jì)數(shù)器PC為基址，累加器A為變址，兩者相加得存儲單元的地址，所訪問的存儲器為程序存儲器。例如：MOVCA，@A+DPTR其功能是將數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR的內(nèi)容和累加器A中的內(nèi)容相加作為程序存儲器的地址，從對應(yīng)的單元中取出內(nèi)容送累加器A中。指令中，源操作數(shù)的尋址方式為變址尋址，設(shè)指令執(zhí)行前數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR的值為2000H，累加器A的值為05H，程序存儲器2005H單元的內(nèi)容為30H，則指令執(zhí)行后，累加器A中的內(nèi)容為30H。示意圖如圖所示。2000H30H30HDPTRA2005H05HA+3.2.4位尋址位尋址是指操作數(shù)是二進(jìn)制位的尋址方式。在MCS-51單片機(jī)中有一個(gè)獨(dú)立的位處理器，有多條位處理指令，能夠進(jìn)行各種位運(yùn)算。在MCS-51系統(tǒng)中，位處理的操作對象是各種可位尋址位。對于它們的訪問是通過提供相應(yīng)的位地址來處理。在MCS-51系統(tǒng)中，位地址的表示可以用以下幾種方式：1．直接位地址（00H~0FFH）。例如：20H2．字節(jié)地址帶位號。例如：20H.3表示20H單元的3位。3．特殊功能寄存器名帶位號。例如：P0.1表示P0口的1位。4．位符號地址。例如：TR0是定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的啟動位。3.2.5指令尋址一．絕對尋址絕對尋址是在指令的操作數(shù)中直接提供目的位置的地址或地址的一部份。在MCS-51系統(tǒng)中，長轉(zhuǎn)移和長調(diào)用提供目的位置的16位地址，絕對轉(zhuǎn)移和絕對調(diào)用提供目的位置的16位地址的低11位，它們都為絕對尋址。二．相對尋址相對尋址是以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC值加上指令中給出的偏移量rel得到目的位置的地址。在MCS-51系統(tǒng)中，相對轉(zhuǎn)移指令的操作數(shù)屬于相對尋址。在使用相對尋址時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：（1）當(dāng)前PC值是指轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行時(shí)的PC值，它等于轉(zhuǎn)移指令的地址加上轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)。實(shí)際上是轉(zhuǎn)移指令的下一條指令的地址。例如：若轉(zhuǎn)移指令的地址為2010H，轉(zhuǎn)移指令的長度為2字節(jié)，則轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行時(shí)的PC值為2012H。（2）偏移量rel是8位有符號數(shù)，以補(bǔ)碼表示，它的取值范圍為-128~+127。當(dāng)為負(fù)值時(shí)，向前轉(zhuǎn)移，當(dāng)為正數(shù)時(shí)向后轉(zhuǎn)移。相對尋址的目的地址為：目的地址=當(dāng)前PC+rel=轉(zhuǎn)移指令的地址+轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)+rel3.3MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令有29條，是指令系統(tǒng)中數(shù)量最多、使用也最頻繁的一類指令。這類指令可分為三組：普通傳送指令、數(shù)據(jù)交換指令、堆棧操作指令。一．普通傳送指令普通傳送指令以助記符MOV為基礎(chǔ)。分成片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器傳送指令、片外數(shù)據(jù)存儲器傳送指令和程序存儲器傳送指令。1．片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器傳送指令MOV指令格式：MOV目的操作數(shù)，源操作數(shù)其中：源操作數(shù)可以為A、Rn、@Ri、direct、#data，目的操作數(shù)可以為A、Rn、@Ri、direct，組合起來總共16條，按目的操作數(shù)的尋址方式劃分為五組：（1）以A為目的操作數(shù)

MOVA，Rn

；A←Rn MOVA，direct ；A←（direct）

MOVA，@Ri

；A←（Ri）

MOVA，#data ；A←#data（2）以Rn為目的操作數(shù)

MOVRn，A ；Rn←A MOVRn，direct ；Rn←（direct）

MOVRn，#data ；Rn←#data（3）以直接地址direct為目的操作數(shù)

MOVdirect，A ；（direct）←A MOVdirect，Rn

；（direct）←Rn MOVdirect，direct ；（direct）←（direct）

MOVdirect，@Ri

；（direct）←（Ri）

MOVdirect，#data ；（direct）←#data（4）以間接地址@Ri為目的操作數(shù)

MOV@Ri，A ；（Ri）←A MOV@Ri，direct ；（Ri）←（direct）

MOV@Ri，#data ；（Ri）←#data（5）以DPTR為目的操作數(shù)

MOVDPTR，#data16；DPTR←#data16注意，源操作數(shù)和目的操作數(shù)中的Rn和@Ri不能相互配對。如不允許有“MOVRn，Rn”，“MOV@Ri，Rn”這樣的指令，在MOV指令中，不允許在一條指令中同時(shí)出現(xiàn)工作寄存器，無論它是寄存器尋址還是寄存器間接尋址。2．片外數(shù)據(jù)存儲器傳送指令MOVX

在MCS-51系統(tǒng)中只能通過累加器A與片外數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，訪問時(shí)，只能通過@Ri和@DPTR以間接尋址方式進(jìn)行。MOVX指令共有四條：

MOVXA，@DPTR ；A←（DPTR）

MOVX@DPTR，A ；（DPTR）←A MOVXA，@Ri

；A←（Ri）

MOVX@Ri，A ；（Ri）←A

其中前兩條指令通過DPTR間接尋址，可以對整個(gè)64K片外數(shù)據(jù)存儲器訪問。后兩條指令通過@Ri間接尋址，只能對片外數(shù)據(jù)存儲器的低端的256字節(jié)訪問，訪問時(shí)將低8位地址放于Ri中。3．程序存儲器傳送指令MOVC

程序存儲器傳送指令只有兩條，一條用DPTR基址變址尋址。一條用PC基址變址尋址。

MOVCA，@A+DPTR ；A←（A+DPTR）

MOVCA，@A+PC ；A←（A+PC）這兩條指令通常用于訪問表格數(shù)據(jù)，因此以稱為查表指令。例如：查表指令MOVCA，@A+PC所在的地址為2000H，表格的起始單元地址為2035H，表格的第4個(gè)元素（位移量為03H）的內(nèi)容為45H，則查表指令的處理過程如下：

MOVA，#03H；表格元素相對于表首的位移量送累加器AADDA，34H；當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC相對于表首的差值加到累加器A中

MOVCA，@A+PC；查表，查得第4個(gè)元素內(nèi)容45H送累加器A

注意：查表指令的長度為1個(gè)字節(jié)，當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的值應(yīng)為查表指令的地址加1。【例3-1】寫出完成下列功能的程序段。（1）將R0的內(nèi)容送R6中程序?yàn)椋篗OVA，R0 MOVR6，A（2）將片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容送片外60H單元中程序?yàn)椋篗OVA，30H MOVR0，#60H MOVX@R0，A（3）將片處RAM1000H單元的內(nèi)容送片內(nèi)20H單元中程序?yàn)椋篗OVDPTR，#1000H MOVA，@DPTR MOV20H，A（4）將ROM2000H單元的內(nèi)容送片內(nèi)RAM的30H單元中程序?yàn)椋篗OVA，#0 MOVDPTR，#1000H MOVCA，@A+DPTR MOV30H，A二．?dāng)?shù)據(jù)交換指令普通傳送指令實(shí)現(xiàn)將源操作數(shù)的數(shù)據(jù)傳送到目的操作數(shù)，指令執(zhí)行后源操作數(shù)不變，數(shù)據(jù)傳送是單向的。數(shù)據(jù)交換指令數(shù)據(jù)作雙向傳送，傳送后，前一個(gè)操作數(shù)原來的內(nèi)容傳送到后一個(gè)操作數(shù)中，后一個(gè)操作數(shù)原來的內(nèi)容傳送到前一個(gè)操作數(shù)中。數(shù)據(jù)交換指令要求第一個(gè)操作數(shù)須為累加器A，共有5條。

XCHA，Rn

；A<=>Rn XCHA，direct ；A<=>（direct）

XCHA，@Ri

；A<=>（Ri）

XCHDA，@Ri

；A0～3<=>（Ri）0～3 SWAPA ；A0～3<=>A4～7【例3-2】若R0的內(nèi)容為30H，片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容為23H，累加器A的內(nèi)容為45H，則執(zhí)行XCHA，@R0指令后片內(nèi)RAM30H單元的內(nèi)容為45H，累加器A中的內(nèi)容為23H。若執(zhí)行SWAPA指令，則累加器A的內(nèi)容為54H。三．堆棧操作指令堆棧是在片內(nèi)RAM中按“先進(jìn)后出，后進(jìn)先出”原則設(shè)置的專用存儲區(qū)。數(shù)據(jù)的進(jìn)棧和出棧由指針SP統(tǒng)一管理。在MCS-51系統(tǒng)中，堆棧操作指令有兩條：

PUSHdirect；SP←（SP+1），（SP）←（direct）

POPdirect；（direct）←（SP），（SP）←（SP-1）其中PUSH指令入棧，POP指令出棧。操作時(shí)以字節(jié)為單位。入棧時(shí)SP指針先加1，再入棧。出棧時(shí)內(nèi)容先出棧，SP指針再減1。用堆棧保存數(shù)據(jù)時(shí)，先入棧的內(nèi)容后出棧；后入棧的內(nèi)容先出棧。

【例3-3】若入棧保存時(shí)入棧的順序?yàn)椋?/p>

PUSHA PUSHB

則出棧的順序?yàn)椋?/p>

POPB POPA3.3.2算術(shù)運(yùn)算指令一．加法指令1．一般的加法指令A(yù)DDADDA，Rn

；A←A+RnADDA，direct ；A←A+（direct）ADDA，@Ri

；A←A+（Ri）ADDA，#data ；A←A+#data2．帶進(jìn)位加指令A(yù)DDCADDCA，Rn

；A←A+Rn+CADDCA，direct ；A←A+（direct）+CADDCA，@Ri

；A←A+（Ri）+CADDCA，#data ；A←A+#data+C3．加1指令I(lǐng)NCA ；A←A+1INCRn

；Rn←Rn+1INCdirect ；（direct）←（direct）+1INC@Ri

；（Ri）←（Ri）+1INCDPTR ；DPTR←DPTR+1其中，ADD和ADDC指令在執(zhí)行時(shí)要影響CY、AC、OV和P標(biāo)志位。而INC指令除了INCA要影響P標(biāo)志位外，對其它標(biāo)志位都沒有影響。在MCS-51單片機(jī)中，常用ADD和ADDC配合使用實(shí)現(xiàn)多字節(jié)加法運(yùn)算?！纠?-4】試把存放在R1R2和R3R4中的兩個(gè)16位數(shù)相加，結(jié)果存于R5R6中。處理時(shí)，R2和R4用一般的加法指令A(yù)DD，結(jié)果放于R6中，R1和R3用帶進(jìn)位的加法指令A(yù)DDC，結(jié)果放于R5中，程序如下：

MOVA，R2 ADDA，R4 MOVR6，A MOVA，R1 ADDCA，R3 MOVR5，A二．減法指令1．帶借位減法指令SUBBSUBBA，Rn

；A←A-Rn-CSUBBA，direct ；A←A-（direct）-CSUBBA，@Ri

；A←A-（Ri）-CSUBBA，#data ；A←A-#data–C2．減1指令DECDECA ；A←A-1DECRn

；Rn←Rn-1DECdirect ；direct←（direct）-1DEC@Ri

；（Ri）←（Ri）-1在MCS-51單片機(jī)中，只提供了一種帶借位的減法指令，沒有提供一般的減法指令，一般的減法操作可以通過先對CY標(biāo)志清零，然后再執(zhí)行帶借位的減法來實(shí)現(xiàn)。其中，SUBB指令在執(zhí)行時(shí)要影響CY、AC、OV和P標(biāo)志位。而DEC指令除了DECA要影響P標(biāo)志位外，對其它標(biāo)志位都沒有影響?！纠?-5】求R3←R2-R1。程序?yàn)椋?/p>

MOVA，R2 CLRC SUBBA，R1 MOVR3，A3．乘法指令MUL

在MCS-51單片機(jī)中，乘法指令只有一條：

MULAB

該指令執(zhí)行時(shí)將對存放于累加器A中的無符號被乘數(shù)和放于B寄存器中的無符號乘數(shù)相乘，積的高字節(jié)存于B寄存器中，低字節(jié)存于累加器A中。指令執(zhí)行后將影響CY和OV標(biāo)志，CY復(fù)位，對于OV：當(dāng)積大于255時(shí)（即B中不為0），OV為1；否則，OV為0。4．除法指令DIV

在MCS-51單片機(jī)中，除法指令也只有一條：

DIVAB

該指令執(zhí)行時(shí)將用存放在累加器A中的無符號被除數(shù)與存放在B寄存器中的無符號除數(shù)相除，除得的結(jié)果，商的存于累加器A中，余數(shù)存于B寄存器中。指令執(zhí)行后將影響CY和OV標(biāo)志，一般情況CY和OV都清0，只有當(dāng)B寄存器中的除數(shù)為0時(shí)，CY和OV才被置1。5．十進(jìn)制調(diào)整指令在MCS-51單片機(jī)中，十進(jìn)制調(diào)整指令只有一條：

DAA

它只能用在ADD或ADDC指令后面，用來對兩個(gè)二位的壓縮的BCD碼數(shù)通過用ADD或ADDC指令相加后存于累加器A中的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，使得它得到正確的十進(jìn)制結(jié)果。通過該指令可實(shí)現(xiàn)兩位十進(jìn)制BCD碼數(shù)的加法運(yùn)算。它的調(diào)整過程為：（1）若累加器A的低四位為十六進(jìn)制的A~F或輔助進(jìn)位標(biāo)志AC為1，則累加器A中的內(nèi)容作加06H調(diào)整。（2）若累加器A的高四位為十六進(jìn)制的A~F或進(jìn)位標(biāo)志CY為1，則累加器A中的內(nèi)容作加60H調(diào)整?！纠?-6】在R3中有十進(jìn)制數(shù)67，在R2中有十進(jìn)制數(shù)85，用十進(jìn)制運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果放于R5中。程序?yàn)椋?/p>

MOVA，R3 ADDA，R2 DAA MOVR5，A

程序中DA指令對ADD指令運(yùn)算出來的放于累加器A中的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后，累加器A中的內(nèi)容為52H，CY為1，則結(jié)果為152，最后放于R5中的內(nèi)容為52H（十進(jìn)制數(shù)52）。3.3.3邏輯操作指令一．邏輯與指令A(yù)NLANLA，RnA←A

RnANLA，directA←A

（direct）ANLA，@RiA←A

（（Ri））ANLA，#dataA←AdataANLdirect，A（direct）←（direct）

AANLdirect，#data（direct）←（direct）

data二．邏輯或指令ORLORLA，RnA←A

RnORLA，directA←A

（direct）ORLA，@RiA←A

（（Ri））ORLA，#dataA←AdataORLdirect，A（direct）←（direct）

AORLdirect，#data（direct）←（direct）

data三．邏輯異或指令XRLXRLA，RnA←A

RnXRLA，directA←A

（direct）XRLA，@RiA←A

（（Ri））XRLA，#dataA←AdataXRLdirect，A（direct）←（direct）

AXRLdirect，#data（direct）←（direct）

data

在使用中，邏輯與用于實(shí)現(xiàn)對指定位清0，其余位不變；邏輯或用于實(shí)現(xiàn)對指定位置1，其余位不變；邏輯異或用于實(shí)現(xiàn)指定位取反，其余位不變。【例3-7】寫出完成下列功能的指令段。1．對累加器A中的1、3、5位清0，其余位不變

ANLA，#11010101B2．對累加器A中的2、4、6位置1，其余位不變

ORLA，#01010100B3．對累加器A中的0、1位取反，其余位不變

XRLA，#00000011B四．清零和求反指令1．清零指令：CLRAA←02．求反指令：CPLAA←ā

在MCS-51系統(tǒng)中，只能對累加器A中的內(nèi)容進(jìn)行清零和求反，如要對其它的寄存器或存儲單元進(jìn)行清零和求反，則須放在累加器A進(jìn)行，運(yùn)算后再放回原位置?！纠?-8】寫出對R0寄存器內(nèi)容求反的程序段。程序?yàn)椋?/p>

MOVA，R0 CPLA MOVR0，A五．循環(huán)移位指令

MCS-51系統(tǒng)有四條對累加器A的循環(huán)移位指令，前兩條只在累加器A中進(jìn)行循環(huán)移位，后兩條還要帶進(jìn)位標(biāo)志CY進(jìn)行循環(huán)移位。每一次移一位。分別如下：1．累加器A循環(huán)左移

RLA2．累加器A循環(huán)右移

RRA3．帶進(jìn)位的循環(huán)左移

RLCA4．帶進(jìn)位的循環(huán)右移

RRCA【例3-9】若累加器A中的內(nèi)容為10001011B，CY=0，則執(zhí)行RLCA指令后累加器A中的內(nèi)容為00010110，CY=1。3.3.4控制轉(zhuǎn)移指令共有17條，包括無條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用及返回指令。一．無條件轉(zhuǎn)移指令無條件轉(zhuǎn)移指令是指當(dāng)執(zhí)行該指令后，程序?qū)o條件地轉(zhuǎn)移到指令指定的地方去。無條件轉(zhuǎn)移指令包括長轉(zhuǎn)移指令、絕對轉(zhuǎn)移指令、相對轉(zhuǎn)移指令和間接轉(zhuǎn)移指令。1．長轉(zhuǎn)移指令LJMP

指令格式：LJMPaddr16 ；PC←addr16

指令后面帶目的位置的16位地址，執(zhí)行時(shí)直接將該16位地址送給程序指針PC，程序無條件地轉(zhuǎn)到16位目標(biāo)地址指明的位置去。指令中提供的是16位目標(biāo)地址，所以可以轉(zhuǎn)移到64KB程序存儲器的任意位置，故得名為“長轉(zhuǎn)移”。該指令不影響標(biāo)志位，使用方便。缺點(diǎn)是：執(zhí)行時(shí)間長，字節(jié)數(shù)多。2．絕對轉(zhuǎn)移指令指令格式：AJMPaddr11 ；PC10～0←addr11AJMP指令后帶的是目的位置的低11位直接地址，執(zhí)行時(shí)，先將程序指針PC的值加2（該指令長度為2字節(jié)），然后把指令中的11位地址addr11送給程序指針PC的低11位，而程序指針的高5位不變，執(zhí)行后轉(zhuǎn)移到PC指針指向的新位置。由于11位地址addr11的范圍是00000000000~11111111111，即2KB范圍，而目的地址的高5位不變，所以程序轉(zhuǎn)移的位置只能是和當(dāng)前PC位置（AJMP指令地址加2）在同一2KB范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)移可以向前也可以向后，指令執(zhí)行后不影響狀態(tài)標(biāo)志位。【例3-10】若AJMP指令地址為3000H。AJMP后面帶的11位地址addr11為123H，則執(zhí)行指令A(yù)JMPaddr11后轉(zhuǎn)移的目的位置是多少？

AJMP指令的PC值加2=3000H+2=3002H=0011000000000010B

指令中的addr11=123H=00100100011B

轉(zhuǎn)移的目的地址為0011000100100101B=3125H3．相對轉(zhuǎn)移指令指令格式：SJMPrel

；PC←PC+2+relSJMP指令后面的操作數(shù)rel是8位帶符號補(bǔ)碼數(shù)，執(zhí)行時(shí)，先將程序指針PC的值加2（該指令長度為2字節(jié)），然后再將程序指針PC的值與指令中的位移量rel相加得轉(zhuǎn)移的目的地址。即：轉(zhuǎn)移的目的地址=SJMP指令所在地址+2+rel

因?yàn)?位補(bǔ)碼的取值范圍為-128~+127，所以該指令的轉(zhuǎn)移范圍是：相對PC當(dāng)前值向前128字節(jié)，向后127字節(jié)?！纠?-11】在2100H單元有SJMP指令，若rel=5AH（正數(shù)），則轉(zhuǎn)移目的地址為215CH（向后轉(zhuǎn)）；若rel=F0H（負(fù)數(shù)），則轉(zhuǎn)移目的地址為20F2H（向前轉(zhuǎn)）。用匯編語言編程時(shí)，指令中的相對地址rel往往用目的位置的標(biāo)號（符號地址）表示。機(jī)器匯編時(shí)，能自動算出相對地址值；但手工匯編時(shí)，需自己計(jì)算相對地址值rel。rel的計(jì)算方法如下：

rel=目的地址－（SJMP指令地址＋２）如目的地址等于2013H，SJMP指令的地址為2000H，則相對地址rel為11H。注意：在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中，通常用到一條SJMP指令：

SJMP$

該指令的功能是在自己本身上循環(huán)，進(jìn)入等待狀態(tài)。其中符號$表示轉(zhuǎn)移到本身，它的機(jī)器碼為80FEH。在程序設(shè)計(jì)中，程序的最后一條指令通常用它，使程序不再向后執(zhí)行以避免執(zhí)行后面的內(nèi)容而出錯(cuò)。4．間接轉(zhuǎn)移指令指令格式：JMP@A+DPTR ；PC←A+DPTR

它MCS-51系統(tǒng)中唯一一條間接轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)移的目的地址是由數(shù)據(jù)指針DPTR的內(nèi)容與累加器A中的內(nèi)容相加得到，指令執(zhí)行后不會改變DPTR及A中原來的內(nèi)容。數(shù)據(jù)指針DPTR的內(nèi)容一般為基址，累加器A的內(nèi)容為相對偏移量，在64KB范圍內(nèi)無條件轉(zhuǎn)移。該指令的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)移地址可以在程序運(yùn)行中加以改變。DPTR一般為確定值，根據(jù)累加器A的值來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移到不同的分支。在使用時(shí)往往與一個(gè)轉(zhuǎn)移指令表一起來實(shí)現(xiàn)多分支轉(zhuǎn)移。【例3-12】下面的程序能根據(jù)累加器A的值0、2、4、6轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的TAB0~TA6分支去執(zhí)行。

MOVDPTR，#TABLE；表首地址送DPTR JMP@A+DPTR；根據(jù)A值轉(zhuǎn)移

TABLE：AJMPTAB0；當(dāng)（A）=0時(shí)轉(zhuǎn)TAB0執(zhí)行

AJMPTAB2；當(dāng)（A）=2時(shí)轉(zhuǎn)TAB2執(zhí)行

AJMPTAB4；當(dāng)（A）=4時(shí)轉(zhuǎn)TAB4執(zhí)行

AJMPTAB6；當(dāng)（A）=6時(shí)轉(zhuǎn)TAB6執(zhí)行二．條件轉(zhuǎn)移指令條件轉(zhuǎn)移指令是指當(dāng)條件滿足時(shí)，程序轉(zhuǎn)移到指定位置，條件不滿足時(shí)，程序?qū)⒗^續(xù)順次執(zhí)行。在MCS-51系統(tǒng)中，條件轉(zhuǎn)移指令有三種：累加器A判零條件轉(zhuǎn)移指令、比較轉(zhuǎn)移指令、減1不為零轉(zhuǎn)移指令。1．累加器A判零條件轉(zhuǎn)移指令判0指令：JZrel

；若A=0，則PC←PC+2+rel，否則，PC←PC+2判非0指令：JNZrel

；若A0，則PC←PC+2+rel，否則，PC←PC+2【例3-13】把片外RAM的30H單元開始的數(shù)據(jù)塊傳送到片內(nèi)RAM的40H開始的位置，直到出現(xiàn)零為止。片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)傳送以累加器A過渡。每次傳送一個(gè)字節(jié)，通過循環(huán)處理，直到處理到傳送的內(nèi)容為0結(jié)束。程序如下：

MOVR0，#30H MOVR1，#40H LOOP：MOVXA，@R0 MOV@R1，A INCR1 INCR0 JNZLOOP SJMP$2．比較轉(zhuǎn)移指令比較轉(zhuǎn)移指令用于對兩個(gè)數(shù)作比較，并根據(jù)比較情況進(jìn)行轉(zhuǎn)移，比較轉(zhuǎn)移指令有四條：CJNEA，#data，rel

；若A=data，則PC←PC+3，不轉(zhuǎn)移，繼續(xù)執(zhí)行 若A>data，則C=0，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移 若A<data，則C=1，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移CJNERn，#data，rel

；若（Rn）=data，則PC←PC+3，不轉(zhuǎn)移，繼續(xù)執(zhí)行 若（Rn）>data，則C=0，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移 若（Rn）<data，則C=1，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移CJNE@Ri，#data，rel

；若((Ri))=data，則PC←PC+3，不轉(zhuǎn)移，繼續(xù)執(zhí)行 若((Ri))>data，則C=0，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移 若((Ri))<data，則C=1，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移CJNEA，direct，rel

；若A=direct，則PC←PC+3，不轉(zhuǎn)移，繼續(xù)執(zhí)行 若A>direct，則C=0，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移 若A<direct，則C=1，PC←PC+3+rel，轉(zhuǎn)移3．減1不為零轉(zhuǎn)移指令這種指令是先減1后判斷，若不為零則轉(zhuǎn)移。指令有兩條：DJNZRn，rel

；先Rn中的內(nèi)容減1，再判斷Rn中的內(nèi)容是否等于零，若不為零，則轉(zhuǎn)移。DJNZdirect，rel

；先（direct）中的內(nèi)容減1，再判斷（direct）中的內(nèi)容是否等于零，若不為零，則轉(zhuǎn)移。在MCS-51系統(tǒng)中，通常用DJNZ指令來構(gòu)造循環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)處理。【例3-14】統(tǒng)計(jì)片內(nèi)RAM中30H單元開始的20個(gè)數(shù)據(jù)中0個(gè)數(shù)，放于R7中。用R2作循環(huán)變量，最開始置初值為20；作R7作計(jì)數(shù)器，最開始置初值為0；用R0作指針訪問片內(nèi)RAM單元，最開始置初值為30H；用DJNZ指令對R2減1轉(zhuǎn)移進(jìn)行循環(huán)控制，在循環(huán)體中用指針R0依次取出片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)，判斷，如為0，則R7中的內(nèi)容加1。程序：

MOVR0，#30H MOVR2，#20 MOVR7，#0LOOP：MOVA，@R0 CJNEA，#0，NEXT INCR7NEXT：INCR0 DJNZR2，LOOP三．子程序調(diào)用及返回指令這類指令有四條。兩條子程序調(diào)用指令，兩條返回指令。1．長調(diào)用指令指令格式：LCALLaddr16執(zhí)行過程：（PC）←（PC）+3

（SP）←（SP）+1

（SP）←（PC）7～0

（SP）←（SP）+1

（SP）←（PC）15～8

（PC）←addr16

該指令執(zhí)行時(shí)，先將當(dāng)前的PC（指令的PC加指令的字節(jié)數(shù)3）值壓入堆棧保存，入棧時(shí)先低字節(jié)，后高字節(jié)。然后轉(zhuǎn)移到指令中addr16所指定的地方執(zhí)行。由于后面帶16位地址，因而可以轉(zhuǎn)移到程序存儲空間的任一位置。2．絕對調(diào)用指令指令格式：ACALLaddr11執(zhí)行過程：（PC）←（PC）+2

（SP）←（SP）+1

（SP）←（PC）7～0

（SP）←（SP）+1

（SP）←（PC）15～8

（PC）10～0←addr11

該指令執(zhí)行過程與LCALL指令類似，只是該指令與AJMP一樣只能實(shí)現(xiàn)2KB范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，執(zhí)行的最后是將指令中的addr11送給PC指針的低11位。對于LCALL和ACALL兩條子程序調(diào)用指令，在匯編程序中，指令后面通常帶轉(zhuǎn)移位置的標(biāo)號，用LCALL指令調(diào)用，轉(zhuǎn)移位置可以是程序存儲空間的任一位置，用ACALL指令調(diào)用，轉(zhuǎn)移位置與ACALL指令的下一條指令必須在同一個(gè)2KB內(nèi)，即它們的高5位地址相同。3．子程序返回指令指令格式：RET執(zhí)行過程：（PC）15～8←（（SP）） （SP）←（SP）-1

（PC）7～0←（（SP）） （SP）←（SP）-1

執(zhí)行時(shí)將子程序調(diào)用指令壓入堆棧的地址出棧，第一次出棧的內(nèi)容送PC的高8位，第二次出棧的內(nèi)容送PC的低8位。執(zhí)行完后，程序轉(zhuǎn)移到新的PC位置執(zhí)行指令。由于子程序調(diào)用指令執(zhí)行時(shí)壓入的內(nèi)容是調(diào)用指令的下一條指令的地址，因而RET指令執(zhí)行后，程序?qū)⒎祷氐秸{(diào)用指令的下一條指令執(zhí)行。該指令通常放于子程序的最后一條指令位置，用于實(shí)現(xiàn)返回到主程序。另外，在MCS-51程序設(shè)計(jì)中，也常用RET指令來實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移，處理時(shí)先將轉(zhuǎn)移位置的地址用兩條PUSH指令入棧，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后，然后執(zhí)行RET指令，執(zhí)行后程序轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的位置去執(zhí)行。4．中斷返回指令指令格式：RETI執(zhí)行過程：（PC）15～8←（（SP）） （SP）←（SP）-1

（PC）7～0←（（SP）） （SP）←（SP）-1

該指令的執(zhí)行過程與RET基本相同，只是RETI在執(zhí)行后，在轉(zhuǎn)移之前將先清除中斷的優(yōu)先級觸發(fā)器。該指令用于中斷服務(wù)子程序后面，作為中斷服務(wù)子程序的最后一條指令，它的功能是返回主程序中斷的斷點(diǎn)位置，繼續(xù)執(zhí)行斷點(diǎn)位置后面的指令。在MCS-51系統(tǒng)中，中斷都是硬件中斷，沒有軟件中斷調(diào)用指令，硬件中斷時(shí)，由一條長轉(zhuǎn)移指令使程序轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的入口位置，在轉(zhuǎn)移之前，由硬件將當(dāng)前的斷點(diǎn)地址壓入堆棧保存，以便于以后通過中斷返回指令返回到斷點(diǎn)位置后繼續(xù)執(zhí)行。3.3.5位操作指令在MCS-51系統(tǒng)中，有17條位處理指令，可以實(shí)現(xiàn)位傳送、位邏輯運(yùn)算、位控制轉(zhuǎn)移等操作。