《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用》課件第3章

3.151系列單片機(jī)指令系統(tǒng)概述3.251系列單片機(jī)尋址方式3.3指令系統(tǒng)3.4常用偽指令3.5程序設(shè)計(jì)技術(shù)習(xí)題33.1.151系列單片機(jī)指令特點(diǎn)及分類(lèi)

51單片機(jī)的指令系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、指令短、執(zhí)行速度快等特點(diǎn)。其指令系統(tǒng)共有111條指令，從功能上可劃分成5大類(lèi)指令：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、位操作指令和程序轉(zhuǎn)移指令，如圖3.1所示。若按指令長(zhǎng)度分類(lèi)，則可分為單字節(jié)指令(49條)、雙字節(jié)指令(46條)和三字節(jié)指令(16條)。若按指令的執(zhí)行時(shí)間分類(lèi)，則可分為單機(jī)器周期指令(64條)、雙機(jī)器周期指令(45條)和4機(jī)器周期的指令，4

機(jī)器周期的指令只有乘、除法兩條。3.151系列單片機(jī)指令系統(tǒng)概述圖3.1MCS-51系列單片機(jī)指令功能分類(lèi)3.1.251系列單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令格式

指令的描述形式有3種：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為目標(biāo)程序，計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別并執(zhí)行的只有機(jī)器語(yǔ)言。采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)為匯編語(yǔ)言程序。匯編語(yǔ)言程序不能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別并執(zhí)行，必須經(jīng)過(guò)一個(gè)中間環(huán)節(jié)把它翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序，這個(gè)中間翻譯過(guò)程叫做匯編。匯編有兩種方法：機(jī)器匯編和手工匯編。機(jī)器匯編是用專(zhuān)門(mén)的匯編程序在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行翻譯；手工匯編是編程員把匯編語(yǔ)言指令逐條翻譯成機(jī)器指令。由于單片機(jī)開(kāi)發(fā)是在計(jì)算機(jī)和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此，主要采用機(jī)器匯編，使用十分方便。而高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用也十分普遍，大多數(shù)單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)均支持使用C語(yǔ)言等多種高級(jí)語(yǔ)言，使得編程更加輕松。在描述計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)及實(shí)際應(yīng)用中主要采用匯編語(yǔ)言形式，51單片機(jī)匯編語(yǔ)言指令格式如下：

［標(biāo)號(hào)：］操作碼［目的操作數(shù)］［，源操作數(shù)］［；注釋?zhuān)?/p>

例如，LOOP1：ADDA，#10H；(A)←(A)+10H

(1)方括號(hào)［］表示該項(xiàng)是可選項(xiàng)，根據(jù)需要選擇，可有可無(wú)。

(2)標(biāo)號(hào)是用戶(hù)設(shè)定的符號(hào)，它代表該指令所在的地址。標(biāo)號(hào)必須以字母開(kāi)頭，其后跟1～8個(gè)字母或數(shù)字，并以“：”結(jié)尾。

(3)操作碼是用英文縮寫(xiě)的指令功能助記符。它確定了本條指令完成什么樣的操作功能。任何一條指令都必須有該助記符項(xiàng)，不得省略，如ADD表示加法操作。

(4)目的操作數(shù)給出操作的對(duì)象，并給出一個(gè)目標(biāo)地址，該目標(biāo)地址就是操作結(jié)果應(yīng)存放的單元地址，它與操作碼之間必須以一個(gè)或幾個(gè)空格分隔。

如上例中，A表示操作對(duì)象是累加器A的內(nèi)容，并指出操作結(jié)果又回送A中存放。

(5)源操作數(shù)指出的是一個(gè)源地址(或立即數(shù))，表示操作的對(duì)象或操作數(shù)的來(lái)源。它與目的操作數(shù)之間要用“，”號(hào)隔開(kāi)。

(6)注釋部分是在編寫(xiě)程序時(shí)，為了增加程序的可讀性，由用戶(hù)擬寫(xiě)對(duì)該條指令或該段程序功能的說(shuō)明。它以分號(hào)“；”開(kāi)頭，可以用中文、英文或某些符號(hào)來(lái)表示，計(jì)

算機(jī)對(duì)注釋部分不進(jìn)行編譯，只在源程序中起說(shuō)明作用。為了描述方便，在介紹指令系統(tǒng)之前，先對(duì)描述指令的一些符號(hào)意義進(jìn)行一些簡(jiǎn)單約定：

(1)Ri和Rn：R表示當(dāng)前工作寄存器區(qū)中的工作寄存器，i表示0或1，即R0或R1。

n表示0～7，即R0～R7，當(dāng)前工作寄存器的選定是由PSW的RS1和RS0位決定的。

(2)#data：#表示立即數(shù)符號(hào)，data為8位立即數(shù)。#data是指包含在指令中的8位立即數(shù)。

(3)#data16：包含在指令中的16位立即數(shù)。

(4)rel：相對(duì)地址，以8位補(bǔ)碼形式表示的地址偏移量，范圍為-128～+127，主要用于無(wú)條件相對(duì)短轉(zhuǎn)移指令SJMP和所有的條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中。

(5)addr16：16位目的地址。目的地址可在全部程序存儲(chǔ)器的64KB空間范圍內(nèi)，主要用于無(wú)條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP和子程序長(zhǎng)調(diào)用指令LCALL中。

(6)addr11：11位目的地址。目的地址應(yīng)與下條指令處于相同的2KB程序存儲(chǔ)器地址空間范圍內(nèi)，主要用于絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP和子程序絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALL指令中。

(7)direct：表示直接尋址的地址，即8位內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的單元地址(0～127/255)，或特殊功能寄存器SFR的地址。對(duì)于特殊功能寄存器SFR可直接用寄存器名稱(chēng)來(lái)代替其直接地址。

(8)bit：內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和特殊功能寄存器SFR中的可直接尋址的位地址。

(9)@：間接尋扯寄存器或基地址寄存器的前綴，如@Ri，@DPTR，表示寄存器間接尋址。

(10)(X)：表示X地址中的內(nèi)容。

(11)((X))：表示由X尋址的單元中的內(nèi)容(X)作地址時(shí)該地址的內(nèi)容。

(12)／和→符號(hào)：／表示對(duì)該位操作數(shù)取反后參與運(yùn)算，但不影響該位的值?！硎局噶畈僮髁鞒蹋瑢⒓^一方的內(nèi)容送入箭頭另一方的單元中去。3.1.3指令長(zhǎng)度和指令周期

1.指令長(zhǎng)度

指令長(zhǎng)度是指指令的機(jī)器代碼所占存儲(chǔ)單元的字節(jié)數(shù)。為了節(jié)省程序存儲(chǔ)器的空間，MCS-51單片機(jī)采用變長(zhǎng)的指令方式。從指令代碼的結(jié)構(gòu)來(lái)看，每條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。操作碼表示計(jì)算機(jī)執(zhí)行該指令將進(jìn)行何種操作，操作數(shù)表示參與操作的數(shù)據(jù)本身或操作數(shù)所在的地址。根據(jù)指令中操作數(shù)的多少，51單片機(jī)的指令可分為無(wú)操作數(shù)指令、單操作數(shù)指令和雙操作數(shù)指令3種情況。按指令長(zhǎng)度可分為3種類(lèi)型的指令：?jiǎn)巫止?jié)指令、雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令。在圖3.2中給出了幾種典型指令的機(jī)器碼結(jié)構(gòu)，其他指令的機(jī)器碼參見(jiàn)附錄B。圖3.2指令的機(jī)器碼

2.指令周期

指令周期是指CPU執(zhí)行一條指令所花費(fèi)的時(shí)間。由于執(zhí)行不同的指令所需要的時(shí)間不同，因此通常是以指令消耗的機(jī)器周期數(shù)為單位來(lái)確定指令周期。51系統(tǒng)中，一個(gè)指令周期通常含1～4個(gè)機(jī)器周期，大多數(shù)指令是單字節(jié)、單機(jī)器周期指令，還有一些指令是單字節(jié)、雙周期指令和雙字節(jié)、雙周期指令，而乘法指令MUL和除法指令DIV都是單字節(jié)四周期指令。

注意：指令的字節(jié)數(shù)越多，其機(jī)器代碼所占的存儲(chǔ)單元就越多。若指令周期中包含的機(jī)器周期數(shù)越多，則表明指令所需的執(zhí)行時(shí)間就越長(zhǎng)。但指令周期并不與指令的字節(jié)數(shù)成比例，如乘除法指令，雖然都是單字指令，但執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)，需要4個(gè)機(jī)器周期。指令獲得操作數(shù)所在的地址或轉(zhuǎn)移地址的方式稱(chēng)為尋址方式。指令通常由操作碼和操作數(shù)組成，而操作數(shù)又有目的操作數(shù)和源操作數(shù)之分，它們指出了參與運(yùn)算的數(shù)或該

數(shù)所在的單元地址。為了描述方便，對(duì)于有目的操作數(shù)和源操作數(shù)的雙操作數(shù)指令，在無(wú)特別聲明的情況下，某條指令的尋址方式一般是指源操作數(shù)的尋址方式。

尋址方式的多少是計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之一。51系列單片機(jī)有7種尋址方式，分別為：立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋

址和位尋址。3.251系列單片機(jī)尋址方式3.2.1立即尋址

立即尋址是指CPU能夠立即得到操作數(shù)的一種尋址方式，它只適應(yīng)對(duì)源操作進(jìn)行尋址。在立即尋址方式中，源操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中，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(chǔ)器內(nèi)，CPU可以立即得到源操作數(shù)并執(zhí)行，不需要另在寄存器或存儲(chǔ)器中尋找和讀取操作數(shù)，故稱(chēng)為立即尋址。立即尋址中，該操作數(shù)稱(chēng)為

立即數(shù)，并在其前冠以“#”號(hào)作前綴，表示并非地址。當(dāng)立即數(shù)以十六進(jìn)制數(shù)據(jù)表示時(shí)，應(yīng)以H為后綴，當(dāng)數(shù)據(jù)以A～F開(kāi)頭時(shí)必須加前導(dǎo)0。十進(jìn)制數(shù)據(jù)可不帶后綴。立即數(shù)長(zhǎng)度可以是8位或16位。3.2.2寄存器尋址

將操作數(shù)存放于某寄存器中，CPU執(zhí)行指令時(shí)從寄存器中讀取操作數(shù)，以完成指令規(guī)定的操作，稱(chēng)為寄存器尋址。

例如：

MOVA，R0；(A)←(R0)

該指令的功能是把工作寄存器R0中的內(nèi)容傳送到累加器A中，如R0內(nèi)容為88H，則執(zhí)行該指令后A的內(nèi)容也為88H。在該指令中，源操作數(shù)是由工作寄存器R0取得的，故該指令的尋址方式稱(chēng)為寄存器尋址方式。實(shí)際上該指令中目的操作數(shù)的尋址方式也是寄存器尋址方式。用寄存器尋址方式可以訪(fǎng)問(wèn)工作寄存器R0～R7，也可把特殊功能寄存器A、B、DPTR和CY(CY稱(chēng)為布爾處理機(jī)的累加器)作為尋址的對(duì)象，如MOVDPTR,#1234H；SETBC

等。3.2.3直接尋址

指令中直接給出操作數(shù)所在的存儲(chǔ)單元的地址，供指令讀取數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，把這種尋址方式稱(chēng)為直接尋址。例如：

MOVA，60H；(A)←(60H)

該指令的功能是把內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器60H單元內(nèi)的內(nèi)容送到累加器A中。指令直接給出了源操作數(shù)的地址60H，其機(jī)器碼為E5H60H，源操作數(shù)屬于直接尋址方式。例如：

MOV30H，#12H；(30H)←12H

該指令的功能是把立即數(shù)#12H送到片內(nèi)RAM的30H單元。指令直接給出目的操作數(shù)的地址30H，目的源操作數(shù)屬于直接尋址方式，源操作數(shù)屬于立即尋址方式。

(1)51系列單片機(jī)的直接尋址用于訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部RAM的低128個(gè)單元。在指令中直接給出單元地址，地址范圍為00H～7FH。

(2)直接尋址用于訪(fǎng)問(wèn)高128個(gè)單元(80H～FFH)的特殊功能寄存器SFR。訪(fǎng)問(wèn)SFR時(shí)，可在指令中直接給出特殊功能寄存器SFR的地址，但為了增強(qiáng)程序的可讀性，一般

都用寄存器名稱(chēng)來(lái)代替其地址。例如：

MOVP1，#35H；

目的操作數(shù)P1代表其口地址90H，目的操作數(shù)屬于直接尋址方式。其實(shí)，該指令也可寫(xiě)成MOV90H,#35H；但可讀性差，一般不用此種寫(xiě)法。

(3)直接尋址還可直接訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)位地址空間。例如：

MOVC，P1.0

MOV20H，C

(4)直接尋址訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器的指令有：長(zhǎng)轉(zhuǎn)移LJMPaddr16與絕對(duì)轉(zhuǎn)移AJMPaddr11指令、長(zhǎng)調(diào)用LCALLaddr16與絕對(duì)調(diào)用ACALLaddr11指令。它們都直接給出

了程序存儲(chǔ)器的16位地址(尋址范圍覆蓋64KB)或11位地址(尋址范圍覆蓋2KB)。

注意：①注意區(qū)別立即尋址和直接尋址的書(shū)寫(xiě)方法。例如：

MOVR0，#30H；立即尋址

MOVR1，30H；直接尋址，訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RAM的30H單元

MOVR2，80H；直接尋址，訪(fǎng)問(wèn)SFR中的P0端口②A(yíng)累加器有3種表示方法，即A、ACC和A累加器地址E0H。使用這3種表示方法時(shí)，對(duì)尋址方式的稱(chēng)呼雖然可能不同，但指令的執(zhí)行結(jié)果完全一樣。例如：

INCA；寄存器尋址方式

INCACC；寄存器尋址方式

INC0E0H；直接尋址方式③由于特殊功能寄存器SFR占用片內(nèi)RAM80H～FFH間的地址，對(duì)于51子系列，片內(nèi)RAM只有128個(gè)單元，它與SFR的地址沒(méi)有重疊；而對(duì)于52子系列，片內(nèi)RAM有256個(gè)單元，其高128個(gè)單元與SFR的地址是重疊的。為避免混淆，規(guī)定：直接尋址的指令不能訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RAM的高128個(gè)單元(80H～FFH)，若要訪(fǎng)問(wèn)這些單元只能用寄存器間接尋址指令，而要訪(fǎng)問(wèn)SFR只能用直接尋址的指令。3.2.4寄存器間接尋址

在指令中指定某一個(gè)寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址，而該地址指定單元中的內(nèi)容便是操作數(shù)。這種尋址方法稱(chēng)為寄存器間接尋址方式，簡(jiǎn)稱(chēng)寄存器間址，也稱(chēng)為間接尋

址方式。通常將用來(lái)存放操作數(shù)地址的寄存器稱(chēng)為指針。

MCS-51中，用于間接尋址的寄存器有R0、R1、數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR和堆棧指針SP。

用R0、R1或DPTR作為地址指針寄存器時(shí)，應(yīng)在寄存器符號(hào)前加前綴“@”，用于表示間接尋址。

(1)用R0和R1作為地址指針來(lái)尋址片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(00H～FFH)中的256個(gè)單元。例如：

MOVA，@R0；(A)←((R0))

該指令的功能是將R0所指示的片內(nèi)RAM單元中的數(shù)據(jù)傳送到累加器A中去。例如，若R0的內(nèi)容為30H，片內(nèi)RAM30H單元中的內(nèi)容是0FH，則執(zhí)行該指令后，片內(nèi)RAM30H

單元的內(nèi)容0FH被送到累加器A中，如圖3.3(a)所示。圖3.3寄存器間接尋址(a)MOVA,@R0;(b)MOVA,@DPTR

(2)用MOVX指令和R0、R1訪(fǎng)問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(片外RAM)的00H～0FFH單元。用MOVX指令和DPTR訪(fǎng)問(wèn)片外RAM的64KB空間。

例如，設(shè)(DPTR)=2000H，則MOVXA，@DPTR執(zhí)行過(guò)程如圖3.3(b)所示。

(3)堆棧操作指令也是間接尋址方式，它以SP為指針

注意：寄存器間接尋址不能訪(fǎng)問(wèn)特殊功能寄存器SFR。3.2.5變址尋址

變址尋址是將基址寄存器與變址寄存器的內(nèi)容相加，其結(jié)果作為操作數(shù)地址的一種尋址方式。它以數(shù)據(jù)指針DPTR或程序計(jì)數(shù)器PC作為基址寄存器，累加器A作為變址寄

存器，兩者的內(nèi)容相加形成16位的程序存儲(chǔ)器地址，該地址就是操作數(shù)所在地址。例如：

MOVCA，@A＋DPTR；(A)←((A)＋(DPTR))

設(shè)該指令執(zhí)行之前，(A)=05H，(DPTR)=2000H，(2005H)=35H。執(zhí)行時(shí)，將(A)＋(DPTR)的值2005H作為地址，把程序存儲(chǔ)器2005H單元的數(shù)據(jù)35H傳送到累加器A中，如圖3.4所示。圖3.4變址尋址

注意：①這種變址尋址方式用于對(duì)程序存儲(chǔ)器的尋址，只有3條變址尋址指令:

MOVCA，@A＋DPTR

MOVCA，@A+PC

JMP@A＋DPTR

②主要用于訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)表格，或?qū)崿F(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。3.2.6相對(duì)尋址

相對(duì)尋址是以當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的值加上指令規(guī)定的偏移量rel構(gòu)成實(shí)際操作數(shù)地址的尋址方法。相對(duì)尋址用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)程序存儲(chǔ)器，常用于相對(duì)轉(zhuǎn)移指令中。

使用相對(duì)尋址時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：

(1)當(dāng)前PC值是指相對(duì)轉(zhuǎn)移指令所在地址(一般稱(chēng)為源地址)加上轉(zhuǎn)移指令的字節(jié)數(shù)。即

當(dāng)前PC值＝源地址＋轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)

例如，JZrel是一條累加器A為零轉(zhuǎn)移的雙字節(jié)指令。若該指令地址(源地址)為5000H，則執(zhí)行該指令時(shí)的當(dāng)前PC值即為5002H。

(2)偏移量rel是有符號(hào)的單字節(jié)數(shù)，以補(bǔ)碼表示，其相對(duì)值的范圍為－128～＋127，負(fù)數(shù)表示從當(dāng)前地址向前轉(zhuǎn)移，正數(shù)表示從當(dāng)前地址向后轉(zhuǎn)移。所以，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令滿(mǎn)

足轉(zhuǎn)移條件后，轉(zhuǎn)移的地址(目的地址)應(yīng)為

目的地址＝當(dāng)前PC值＋rel＝源地址＋轉(zhuǎn)移指令字節(jié)數(shù)＋rel3.2.7位尋址

位尋址是指令中可以直接給出位地址，CPU按位進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的一種尋址方式。位尋址方式可以對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM20H～2FH中的128位和特殊寄存器SFR中的可尋址位進(jìn)

行位尋址，位操作指令可對(duì)位尋址空間和相關(guān)端口的每一位進(jìn)行傳送及邏輯操作。

例如:

SETBP1.0；(P1.0)←1

該指令的功能是將P1端口的第0位置1。

綜上所述,在51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)空間中,指令究竟對(duì)哪個(gè)存儲(chǔ)器空間進(jìn)行操作是由指令操作碼和尋址方式確定的。7種尋址方式及適用空間見(jiàn)表3.1。表3.17種尋址方式及適用空間3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令

在51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中，有以下幾種數(shù)據(jù)傳送指令：(1)內(nèi)部RAM與特殊功能寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送，這類(lèi)指令使用“MOV”作為指令操作碼的助記符。

(2)外部RAM與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送，這類(lèi)指令使用“MOVX”作為指令操作碼的助記符。3.3指令系統(tǒng)

(3)將程序存儲(chǔ)器ROM中某一單元的信息傳送到累加器A中的指令，這類(lèi)指令使用“MOVC”作為指令操作碼的助記符。

(4)堆棧操作指令，分別使用PUSH和POP指令。

(5)字節(jié)交換指令，指令助記符為XCH、XCHD、SWAP等幾類(lèi)。

1．內(nèi)部RAM與特殊功能寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送

內(nèi)部RAM與特殊功能寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送指令使用“MOV”作為指令操作碼的助記符，指令格式如下:

MOV目的操作數(shù),源操作數(shù)；目的操作數(shù)←源操作數(shù)指令的功能是：把源操作數(shù)的內(nèi)容送入目的操作數(shù)。

例如，MOVA,R7，該指令執(zhí)行時(shí)將工作寄存器R7中的內(nèi)容送入累加器A中。MOV指令用于單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，主要指A、Rn、片內(nèi)RAM、SFR間的數(shù)據(jù)傳送。圖3.5

給出了MOV指令的數(shù)據(jù)傳送方向示意圖。圖3.5MOV指令數(shù)據(jù)傳送方向示意圖

(1)以累加器A為目的操作數(shù)的指令。

MOVA,＃data；(A)←#data，#data表示8位立即數(shù)

MOVA,direct；(A)←(direct)，direct表示8位直接尋址的

；地址直接地址00H～7FH，訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RAM；直接地址80H～FFH，訪(fǎng)問(wèn)SFR

MOVA,Rn；(A)←(Rn)，n=0～7，Rn表示R0～R7

MOVA,@Ri；(A)←((Ri))，Ri表示R0和R1，@Ri一定訪(fǎng)

；問(wèn)片內(nèi)RAM

(2)以Rn為目的操作數(shù)的指令。

MOVRn,＃data；(Rn)←#data

MOVRn,A；(Rn)←(A)

MOVRn,direct；(Rn)←(direct)

；00H～7FH訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RAM，80H～FFH訪(fǎng)問(wèn)SFR

這組指令的功能是:把源操作數(shù)的內(nèi)容送入當(dāng)前工作寄存器區(qū)的R0～R7中的某一寄存器。例如:MOVR0,30H；將片內(nèi)RAM30H單元中的數(shù)據(jù)傳送至工作寄存器R0。

(3)以direct為目的操作數(shù)的指令。

MOVdirect,A ；如MOV40H,A

MOVdirect,Rn ；如MOVP1,R3

MOVdirect,direct ；如MOV30H,31H

MOVdirect,＃data；如MOVP1,#0FH

MOVdirect,@Ri ；如MOV60H,@R0

MOVDPTR,＃data16；如MOVDPTR,#1234H這組指令的功能為：把源操作數(shù)的內(nèi)容送入內(nèi)部RAM單元或特殊功能寄存器。其中，MOVdirect,direct指令和MOVDPTR,＃data16指令都是三字節(jié)指令。而直接地址間數(shù)傳指令的功能很強(qiáng),能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部RAM之間、特殊功能寄存器之間或特殊功能寄存器與內(nèi)部RAM之間的直接數(shù)據(jù)傳送。最后一條指令是將16位的立即數(shù)送入數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR。

(4)以@Ri為目的操作數(shù)的指令。

MOV@Ri,A；如MOV@R0,A

MOV@Ri,direct；如MOV@R0,30H

MOV@Ri,＃data；如MOV@R0,#30H

注意：

MOV指令用于單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，在圖3.5中，虛線(xiàn)表示的數(shù)據(jù)傳送是以@Ri間接尋址方式進(jìn)行的，在此種指令中，不允許目的操作數(shù)和源操作數(shù)同時(shí)為間接尋址方式。另外，Rn之間不允許相互傳送數(shù)據(jù)。例如，下列各指令都是非法指令格式：

MOVRn,Rn；非法指令格式

MOV@Ri,@Ri；非法指令格式

MOVRn，@Ri；非法指令格式

MOV@Ri，Rn；非法指令格式例3.3.1

分析下列指令，判斷其指令格式是否正確。

(1)MOVA，P1；正確

(2)MOV30H，P1；正確，目的操作數(shù)為片內(nèi)RAM，源操作數(shù)為SFR

(3)MOVP0，P1；正確，源操作數(shù)和目的操作數(shù)均為SFR

(4)MOV50H，60H；正確，源操作數(shù)和目操作數(shù)均為片內(nèi)RAM

(5)MOV30H，#25H；正確(6)MOV30H，@R0；正確，@R0一定為片內(nèi)RAM

(7)MOVR0，R1；非法指令

(8)MOV@R0，P1；正確，@R0一定為片內(nèi)RAM

(9)MOV@R0，A；正確，@R0一定為片內(nèi)RAM

(10)MOV@R0，@R1；非法指令

(11)MOVR3，@R0；非法指令這組指令的功能為：在累加器A與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM單元或I/O端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，前兩條指令執(zhí)行時(shí)，P3.7(信號(hào))引腳上輸出有效信號(hào)，作為外部數(shù)

據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)；后兩條指令執(zhí)行時(shí)，在P3.6(信號(hào))引腳上輸出有效信號(hào)，用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)選通信號(hào)。

例3.3.2

把外部RAM3000H單元的數(shù)據(jù)傳送到2000H單元中(片外兩單元之間的數(shù)據(jù)傳送)。

解因?yàn)闆](méi)有片外兩存儲(chǔ)單元之間直接傳送數(shù)據(jù)的指令，只能通過(guò)累加器A進(jìn)行中轉(zhuǎn)才能完成把3000H單元中的數(shù)據(jù)傳送到2000H單元中。參考程序如下：

MOVDPTR，#3000H；設(shè)置源數(shù)據(jù)指針，

；DPTR←3000H單元地址

MOVXA，@DPTR；A←(3000H)

MOVDPTR，#2000H；設(shè)置目的數(shù)據(jù)指針，

；DPTR←2000H單元地址

MOVX@DPTR，A；(2000H)←A

例3.3.3

把從60H單元開(kāi)始的外部RAM中的16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)依次傳送到以30H開(kāi)始的內(nèi)部RAM區(qū)域中(片外與片內(nèi)的數(shù)據(jù)塊傳送)。

解對(duì)于片外RAM與片內(nèi)RAM間的數(shù)據(jù)傳送，也只能通過(guò)累加器A進(jìn)行傳送。參考程序如下：

MOVR0，#30H；R0為目的數(shù)據(jù)地址指針

MOVR7，#16；R7為計(jì)數(shù)器

MOVR1，#60H；R1為源數(shù)據(jù)地址指針

NEXT:MOVXA，@R1

MOV@R0，A

INCR1

INCR0

DJNZR7，NEXT

例3.3.4

將外部RAM2000H～2020H單元的數(shù)據(jù)傳送到以3000H為首址的外部RAM中。

解在外部RAM之間進(jìn)行批量數(shù)據(jù)傳送時(shí)，可先將外部RAM數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部RAM中，然后再傳送到外部RAM目標(biāo)地址。參考程序如下：

；先將外部RAM數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部RAM30H～50H中

MOVR0，#30H

MOVR7，#20H

MOVDPTR，#2000H

LOOP1:MOVXA，@DPTR

MOV@R0，A

INCDPTR

INCR0

DJNZR7，LOOP1

；再將暫存于內(nèi)部RAM30H～50H中的數(shù)據(jù)傳送到外部RAM目標(biāo)地址中

MOVR0，#30H

MOVR7，#20H

MOVDPTR，#3000H

LOOP2:MOVA，@R0

MOVX@DPTR，A

INCDPTR

INCR0

DJNZR7，LOOP2第一條指令是以DPTR作為基址寄存器，累加器A的內(nèi)容作為無(wú)符號(hào)數(shù)與DPTR的值相加，得到一個(gè)16位地址，并把該地址指示的程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送到累加器A。這條

指令的執(zhí)行結(jié)果只與指針DPTR及累加器A的內(nèi)容有關(guān)，與該指令存放的地址無(wú)關(guān)。因此，表格的大小和位置可以存放在64KB程序存儲(chǔ)器中任意位置，并且一個(gè)表格可以為各個(gè)程序塊所共用。第二條指令是以PC作為基址寄存器，A的內(nèi)容作為無(wú)符號(hào)數(shù)和PC的當(dāng)前值(下一條指令的起始地址)相加后得到一個(gè)16位地址，并將該地址指示的程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容

送到累加器A。這條指令的缺點(diǎn)是，表格只能放在該條查表指令后面的256個(gè)單元之中，表格的大小受限制，而且表格只能被一段程序利用。

通常把MOVCA，@A+DPTR稱(chēng)為遠(yuǎn)程查表指令，把MOVCA，@A+PC稱(chēng)為近程查表指令。近程查表指令往往需要對(duì)地址增加適當(dāng)?shù)男拚俊?/p>

例3.3.5

編寫(xiě)一個(gè)子程序，其入口參數(shù)A為一個(gè)0～9的數(shù)(BCD碼)，利用查表指令找出其對(duì)應(yīng)的ASCII碼，求得的ASCII碼存放于A(yíng)中返回。

解所謂表格是指在程序中定義了一串有序的常數(shù)，如ASCII碼表、平方表、字型碼表、鍵碼表等。因?yàn)槌绦蛞话愣际枪袒诔绦虼鎯?chǔ)器(通常是只讀存儲(chǔ)器ROM類(lèi)型)中，

所以可以說(shuō)表格是預(yù)先定義在程序的數(shù)據(jù)區(qū)中，然后和程序一起固化在ROM中的一串常數(shù)。查表程序的關(guān)鍵是表格的定義和如何實(shí)現(xiàn)查表。程序1，遠(yuǎn)程查表：

BCD-ASC1：MOVDPTR，#TAB；取表格首址#TAB

MOVCA，@A+DPTR

RET

TAB：DB′0123456789′；定義ASCII碼表，TAB為表格

首址

程序2，近程查表：

BCD-ASC2：INCA；(A)←(A)+1，增加的修正量

MOVCA，@A+PC

RET

TAB:DB′0123456789′；ASCII碼表執(zhí)行MOVCA，@A+PC指令時(shí)，PC的當(dāng)前值指向的是RET指令，沒(méi)有指向TAB的首地址。RET指令代碼占一個(gè)單元，子程序用INCA指令對(duì)A加1，是為了“繞過(guò)”RET

指令所占的一個(gè)單元而增加的修正量。

例3.3.6

在外部程序存儲(chǔ)器ROM/EPROM中，從TABLE單元開(kāi)始依次存放有0～9的平方值(常數(shù)表格，表格首址為T(mén)ABLE)。設(shè)累加器A中有一個(gè)0～9范圍內(nèi)的數(shù)，從上述常數(shù)表格中查找該數(shù)的平方值。解程序1：用MOVCA，@A+DPTR指令查表

MOVA，#2；設(shè)要查找2的平方值

MOVDPTR，#2000H；取表格首址

MOVCA，@A+DPTR；(A)←((DPTR)+(A))

ORG2000H；設(shè)表格首址為2000H

TABLE：DB0，1，4，9，16，25，36，49，81；常數(shù)表格

；執(zhí)行前若(A)=2，則執(zhí)行后(A)=4程序2：用MOVCA，@A+PC指令查表

MOVA，#2；設(shè)要查找2的平方值

ADDA，#3；A加修正量3，因?yàn)長(zhǎng)JMPNEXT是3字節(jié)指令MOVCA，@A+PC；(A)←((PC)+(A))

LJMPNEXT

TABLE：DB0，1，4，9，16，25，36，49，81

NEXT：…

；程序跳過(guò)常數(shù)表格后繼續(xù)

4．堆棧操作指令

在程序?qū)嶋H運(yùn)行中，需要一個(gè)先進(jìn)后出的堆棧區(qū)，在子程序調(diào)用、中斷服務(wù)程序等場(chǎng)合用以保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，這種先進(jìn)后出的緩沖區(qū)稱(chēng)為堆棧區(qū)。51系列單片機(jī)的堆棧區(qū)設(shè)定在片

內(nèi)RAM中，SP為堆棧指針寄存器，其長(zhǎng)度為8位。系統(tǒng)復(fù)位后SP之值為07H。單片機(jī)堆棧區(qū)域不是固定的，原則上可設(shè)在內(nèi)部RAM的任意區(qū)域，但為了避開(kāi)使用頻率較高的工作寄存器區(qū)和位尋址區(qū)，一般設(shè)在60H以后的范圍內(nèi)。堆棧有兩種最基本操作：向堆棧存入數(shù)據(jù)稱(chēng)為“入棧”或“壓入堆?！?PUSH)；從堆棧取出數(shù)據(jù)稱(chēng)為“出棧”或“彈出堆?！?POP)。堆棧中數(shù)據(jù)的存取采用先進(jìn)后出的

方式，即先入棧的數(shù)據(jù)，后彈出，類(lèi)似貨棧堆放貨物的存取方式，“堆棧”一詞也因此而得名。

入棧指令為：

PUSHdirect；(SP)←(SP)+1

；((SP))←(direct)圖3.6入棧示意圖例：MOVSP，#30H

MOVA，#78H

PUSHA

數(shù)據(jù)入棧時(shí)，先將堆棧指針SP的內(nèi)容加1，然后將數(shù)據(jù)送入堆棧，如圖3.6所示。

出棧指令為：

POPdirect；(direct)←((SP))

；(SP)←(SP)-1

數(shù)據(jù)出棧時(shí)，按SP的指示先把數(shù)據(jù)出棧，接著堆棧指針SP的內(nèi)容自動(dòng)減1。

例3.3.7

編寫(xiě)中斷服務(wù)程序，進(jìn)入中斷服務(wù)程序時(shí)，需要把程序狀態(tài)寄存器PSW、累加器A、數(shù)據(jù)指針DPTR進(jìn)棧保護(hù)，中斷返回之前恢復(fù)。

解中斷服務(wù)程序如下：

PUSHPSW

PUSHACC

PUSHDPL

PUSHDPH

；中斷處理程序

POPDPH

POPDPL

POPACC

POPPSW

RET；中斷返回

例3.3.8

設(shè)片內(nèi)RAM(30H)=12H，(40H)=34H，試用堆棧實(shí)現(xiàn)30H和40H單元中的數(shù)據(jù)互換。

解參考程序如下，堆棧變化如圖3.7所示。

MOVSP，#50H；設(shè)置SP為50H

PUSH30H；12H壓棧，注意，PUSH后緊跟直接地址

PUSH40H；34H壓棧

POP30H；34H出棧，存入30H單元

POP40H；12H出棧，存入40H單元圖3.7堆棧變化示意圖(a)入棧示意圖；(b)出棧示意圖注意：

(1)堆棧操作與RAM操作的區(qū)別。堆棧作為內(nèi)部RAM的一個(gè)特殊區(qū)域，有其獨(dú)特性。

使用內(nèi)部RAM必須知道單元具體地址，而堆棧只需設(shè)置好棧底地址，就可放心使用，無(wú)需再記住單元具體地址。堆棧所特有的先進(jìn)后出的特點(diǎn)，使數(shù)據(jù)彈出之后，存儲(chǔ)單元自

動(dòng)回收，雖然數(shù)據(jù)仍在RAM中，但從邏輯上認(rèn)為該數(shù)據(jù)已不存在了，存儲(chǔ)單元可再次使用，充分提高了內(nèi)存的利用率；而內(nèi)部RAM的操作是不能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元自動(dòng)回收和再利用的，必須通過(guò)編程重新分配，才能再次使用。

(2)51系列單片機(jī)的堆棧區(qū)是向上生成的，因此設(shè)置SP初值時(shí)要充分考慮堆棧的深度，預(yù)留出足夠的內(nèi)存空間，滿(mǎn)足堆棧使用，否則就會(huì)發(fā)生堆棧溢出引起程序出錯(cuò)。

5.字節(jié)交換指令

XCHA，Rn；(A)(Rn)

XCHA，@Ri；(A)((Ri))

XCHA，direct；(A)(direct)

XCHDA，@Ri；(A)3～0((Ri))3～0

SWAPA；(A)7～4(A)3～0

XCH指令是將累加器A的內(nèi)容和源操作數(shù)內(nèi)容相互交換；XCHD是半字節(jié)交換指令，是將累加器A的低4位二進(jìn)制數(shù)和(Ri)所指示的內(nèi)部RAM單元的低4位相互交換，高4

位數(shù)保持不變。SWAP是將累加器A中的高4位與低4位進(jìn)行交換。

例如，設(shè)累加器A的內(nèi)容為12H，而R0的內(nèi)容為34H，則執(zhí)行XCHA，R0指令后，累加器A的內(nèi)容為34H，R0的內(nèi)容為12H，即A和R0的內(nèi)容交換了。交換指令與數(shù)據(jù)傳送指令不同，數(shù)據(jù)傳送指令執(zhí)行后，源操作數(shù)傳送到目的操作數(shù)中覆蓋了目的操作數(shù)原來(lái)的內(nèi)容。再如，設(shè)累加器A的值為2EH，R0的內(nèi)容為30H，內(nèi)部RAM30單元的內(nèi)容為48H，執(zhí)行XCHDA，@R0指令后，累加器A的內(nèi)容為28H，內(nèi)部RAM30H單元的內(nèi)容將為4EH，即A與寄存器R0指定的內(nèi)存單元的低4位交換，而高4位不變。

3.3.2算術(shù)運(yùn)算指令

算術(shù)運(yùn)算指令用來(lái)完成各種算術(shù)運(yùn)算。51系列單片機(jī)有加、減、乘、除4種算術(shù)運(yùn)算。

1．加法指令

1)不帶進(jìn)位的加法指令

ADDA，＃data；(A)←(A)+＃data

ADDA，Rn；(A)←(A)+(Rn)

ADDA，direct；(A)←(A)+(direct)

ADDA，@Ri；(A)←(A)+((Ri))

上述指令完成累加器A與相應(yīng)源操作數(shù)的相加，結(jié)果存放在累加器A中，且運(yùn)算對(duì)程序狀態(tài)寄存器PSW中的標(biāo)志位產(chǎn)生影響。

注意：用戶(hù)可根據(jù)需要把參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)看成無(wú)符號(hào)數(shù)(0～255)，也可以把它們看成帶符號(hào)數(shù)(補(bǔ)碼數(shù))。無(wú)符號(hào)數(shù)參與運(yùn)算時(shí)，關(guān)心進(jìn)位標(biāo)志位CY，若CY＝0，則表示運(yùn)算結(jié)果小于等于255，沒(méi)有進(jìn)位；若CY＝1，則表示運(yùn)算結(jié)果大于255，產(chǎn)生了進(jìn)位。帶符號(hào)數(shù)參與運(yùn)算時(shí)，關(guān)心溢出標(biāo)志位OV，若OV＝0，則表示運(yùn)算正確，運(yùn)算結(jié)果在－128～+127范圍內(nèi)；若OV＝1，則表示運(yùn)算出錯(cuò)，運(yùn)算結(jié)果超出了－

128～+127范圍，需要進(jìn)行出錯(cuò)處理。溢出標(biāo)志OV和進(jìn)位標(biāo)志CY是兩種不同性質(zhì)的標(biāo)志。

例3.3.9

試分析執(zhí)行下列指令后，PSW中CY、OV、AC及P標(biāo)志位的狀態(tài)。

MOVA，#0FFH

ADDA，#02H

解

ADD指令的執(zhí)行過(guò)程及運(yùn)算結(jié)果如圖3.8所示。溢出標(biāo)志的判斷方法為：

OV=CY

，其中為次高位向最高位的進(jìn)位。圖3.8ADD對(duì)PSW的影響

2)帶進(jìn)位加法指令

ADDCA，＃data；(A)←(A)+＃data+CY

ADDCA，Rn；(A)←(A)+(Rn)+CY

ADDCA，direct；(A)←(A)+(direct)+CY

ADDCA，@Ri；(A)←(A)+((Ri))+CY

這組指令的功能與加法指令類(lèi)似，惟一的不同之處是，在執(zhí)行加法時(shí)，還要將進(jìn)位標(biāo)志CY的內(nèi)容加進(jìn)去，對(duì)于標(biāo)志位的影響與普通加法指令相同。

例如，可通過(guò)如下指令將存放在30H、31H單元中的16位二進(jìn)制數(shù)與存放在32H、33H單元中的16位二進(jìn)制數(shù)相加并將結(jié)果存放在30H、31H中。

MOVA，30H；將被加數(shù)低8位送到累加器A

ADDA，32H；與加數(shù)低8位，即32H單元內(nèi)容相

；加，結(jié)果存放在A(yíng)中

MOV30H，A；將和的低8位保存到30H單元

MOVA，31H；將被加數(shù)高8位送累加器A

ADDCA，33H；與加數(shù)高8位，即33H單元內(nèi)容相

；加，結(jié)果存放在累加器A中由于低8

；位相加時(shí)，結(jié)果可能大于0FFH，產(chǎn)

；生進(jìn)位，因此在高8位相加時(shí)用

；ADDC指令

MOV31H，A；將和的高8位保存到31H單元中

3)增量指令

INCA；(A)←(A)+1

INCRn；(Rn)←(Rn)+1

INCdirect；(direct)←(direct)+1

INC@Ri；((Ri))←((Ri))+1

INCDPTR；(DPTR)←(DPTR)+1這組指令的功能是將指令中所指出操作數(shù)的內(nèi)容加1。除INCA影響P標(biāo)志外，這組指令都不影響任何標(biāo)志。若原來(lái)的內(nèi)容為0FFH，則加1后使操作數(shù)的內(nèi)容變成00H，但不影響任何標(biāo)志(除INCA影響P標(biāo)志外)。最后一條指令是對(duì)16位的數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR加1。

注意：INC指令中，當(dāng)操作數(shù)是某一I/O端口時(shí)，如“

INCP1”，先將P1口鎖存器內(nèi)容讀出，加1后，再寫(xiě)入P1口鎖存器中，因此INCPi(i=0，1，2，3)屬于“讀—修改—寫(xiě)”指令。

4)十進(jìn)制調(diào)整指令

DAA

這條指令用于壓縮BCD碼加法運(yùn)算的十進(jìn)制調(diào)整。它只能跟在A(yíng)DD或ADDC指令之后，對(duì)累加器A中所獲得的8位運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整，使A中的內(nèi)容調(diào)整為二位BCD碼。它判斷A中的低4位是否大于9和輔助進(jìn)位標(biāo)志AC是否為“1”，若兩者有一個(gè)條件滿(mǎn)足，則低4位加6；同樣，A中的高4位大于9或進(jìn)位標(biāo)志CY為“1”，若兩者有一個(gè)條件滿(mǎn)足時(shí)，則高4位加6。例如，兩個(gè)BCD數(shù)36與45相加，結(jié)果應(yīng)為BCD碼81，程序如下:

MOVA，＃36H

ADDA，＃45H

DAA

該程序中，第一條指令將立即數(shù)36H(BCD碼36)送入累加器A；第二條指令完成加法，結(jié)果為7BH；第三條指令對(duì)累加器A進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整，低4位(為0BH)大于9。因此，

要加6，得調(diào)整的BCD碼81。

注意：這條指令不能對(duì)減法指令的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，且其結(jié)果不影響溢出標(biāo)志位。

例3.3.10

將R2中以壓縮形式存放的兩位BCD碼減1。

解

51單片機(jī)沒(méi)有減法的十進(jìn)制調(diào)整指令，而DAA指令只能對(duì)加法進(jìn)行調(diào)整。

所以，可將減法用加法來(lái)實(shí)現(xiàn)，減1相當(dāng)于加99。因此，實(shí)現(xiàn)兩位BCD碼減1的程序如下：

MOVA，R2

ADDA，#99H

DAA

MOVR2，A

2.減法指令

1)帶借位減法指令

SUBBA，＃data；(A)←(A)-＃data-CY

SUBBA，Rn；(A)←(A)-(Rn)-CY

SUBBA，direct；(A)←(A)-(direct)-CY

SUBBA，@Ri；(A)←(A)-((Ri))-CY

這組指令的功能是:將累加器A的內(nèi)容與第二操作數(shù)及進(jìn)位標(biāo)志相減，結(jié)果送回累加器A中。在執(zhí)行減法過(guò)程中，如果D7有借位，則進(jìn)位標(biāo)志CY置“1”，否則CY清“0”；如果D3有借位，則輔助進(jìn)位標(biāo)志AC置“1”，否則清“0”；如果D6有借位而D7沒(méi)有借位，或D7有借位而D6沒(méi)有借位，則溢出標(biāo)志OV置“1”，否則清“0”。

注意：51單片機(jī)沒(méi)有不帶借位的減法指令。若要進(jìn)行不帶借位的減法操作，則可以先將CY清“0”然后再用減法指令。

例3.3.11

求內(nèi)部RAM兩單元的差值，被減數(shù)存放在內(nèi)部30H單元，減數(shù)存放在31H單元，將差放在30H單元。

MOVA，30H；被減數(shù)送累加器A

CLRC ；進(jìn)位標(biāo)志CY清零

SUBBA，31H；與31H單元內(nèi)容相減

MOV30H，A；將結(jié)果保存在30H單元

2)減1指令

DECA ；(A)←(A)-1

DECRn ；(Rn)←(Rn)-1

DECdirect ；(direct)←(direct)-1

DEC@Ri ；((Ri))←((Ri))-1

這組指令的功能是將相應(yīng)的操作數(shù)減1。除DECA影響P標(biāo)志外，這組指令都不影響任何標(biāo)志。若原來(lái)的內(nèi)容為00H，則減1后使操作數(shù)的內(nèi)容變成FFH，但不影響任

何標(biāo)志(除DECA影響P標(biāo)志外)。

3.乘法指令

完成單字節(jié)乘法運(yùn)算，只有一條指令:

MULAB；(B7～0A7～0)←(A)*(B)

將累加器A的內(nèi)容與寄存器B的內(nèi)容相乘，乘積的低8位存放在累加器A中，高8位存放于寄存器B中。如果乘積超過(guò)0FFH，則溢出標(biāo)志OV置“1”，否則清“0”。乘法指令執(zhí)行后進(jìn)位標(biāo)志CY總是為“0”。

4.除法指令

完成單字節(jié)的除法，只有一條指令:

DIVAB；(A)←(A)/(B)的商

；(B)←(A)/(B)的余數(shù)

將累加器A中的內(nèi)容除以寄存器B中的8位無(wú)符號(hào)整數(shù)，所得商存放在累加器A中，余數(shù)存放在寄存器B中，清進(jìn)位標(biāo)志CY和溢出標(biāo)志OV。若原來(lái)B中的內(nèi)容為0，則執(zhí)行該指令后A與B中的內(nèi)容不定，并將溢出標(biāo)志OV置“1”。在任何情況下，進(jìn)位標(biāo)志CY總是被清“0”。3.3.3邏輯運(yùn)算指令與移位指令

1.邏輯與指令

ANLA，＃data；(A)←(A)∧＃data

ANLA，Rn ；(A)←(A)∧(Rn)

ANLA，direct ；(A)←(A)∧(direct)

ANLA，@Ri ；(A)←(A)∧((Ri))

ANLdirect，A ；(direct)←(direct)∧(A)

ANLdirect，＃data ；(direct)←(direct)∧＃data[這組指令的功能是將兩個(gè)操作數(shù)的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯與操作，并將結(jié)果送回目的操作數(shù)單元中。

例如，(A)=35H，執(zhí)行ANLA，#0FH后，(A)=05H。

2.邏輯或指令

ORLA，＃data；(A)←(A)∨＃data

ORLA，Rn；(A)←(A)∨(Rn)

ORLA，direct；(A)←(A)∨(direct)

ORLA，@Ri；(A)←(A)∨((Ri))

ORLdirect，A；(direct)←(direct)∨(A)

ORLdirect，＃data；(direct)←(direct)∨＃data

這組指令的功能是將兩個(gè)操作數(shù)的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯或操作，并將結(jié)果送回目的操作數(shù)單元中。

3.邏輯異或指令

XRLA，＃data；(A)←(A)＃data

XRLA，Rn；(A)←(A)(Rn)

XRLA，direct；(A)←(A)(direct)

XRLA，@Ri；(A)←(A)((Ri))

XRLdirect，A；(direct)←(direct)(A)

XRLdirect，＃data；(direct)←(direct)＃data

這組指令的功能是將兩個(gè)操作數(shù)的內(nèi)容按位進(jìn)行邏輯異或操作，并將結(jié)果送回到目的操作數(shù)單元中。

4.移位指令

RLA；累加器A的內(nèi)容向左環(huán)移1位

RRA；累加器A的內(nèi)容向右環(huán)移1位

RLCA；累加器A的內(nèi)容帶進(jìn)位標(biāo)志位向左環(huán)移1位

RRCA；累加器A的內(nèi)容帶進(jìn)位標(biāo)志位向右環(huán)移1位這組指令的功能是對(duì)累加器A的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的移位操作。除了帶進(jìn)位標(biāo)志位的移位指令外，其他都不影響CY，AC和OV等標(biāo)志，如圖3.9所示。圖3.9移位指令(a)RLA;(b)RRA;(c)RLCA;(d)RRCA5.累加器A清零與取反指令

CLRA；累加器A清0

CPLA；累加器A按位取反

例3.3.12利用移位指令把片內(nèi)RAM的30H單元的數(shù)據(jù)乘2，乘積的低8位存

放于片內(nèi)RAM的30H單元中，高8位存放于31H單元中。

解參考程序如下：

MOVA，30H

CLRC

RLCA；數(shù)據(jù)與2相乘，超出位存于CY

MOV30H，A；乘積的低8位存放在30H單元中

CLRA；累加器A清0

RLCA；CY移入A

MOV31H，A；乘積的高8位存放于31H單元中

例3.3.13

求雙字節(jié)數(shù)的補(bǔ)碼。設(shè)有一個(gè)16位二進(jìn)制正數(shù)X，X的高8位存放在R3中，X的低8位存放在R2中，求-X的補(bǔ)碼。其補(bǔ)碼仍存放于R3和R2中。

解參考程序如下：

MOVA，R2 ；取低8位

CPLA ；低8位取反

ADDA，#01H ；取低8位+1

MOVR2，A ；存低8位

MOVA，R3 ；取高8位

CPLA ；取高8位取反

ADDCA，#00H ；加低8位的進(jìn)位

MOVR3，A ；存高8位

例3.3.14

設(shè)片內(nèi)RAM的20H單元和21H單元各有一個(gè)8位數(shù)據(jù)：

(20H)=X7X6X5X4X3X2X1X0

(21H)=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0

現(xiàn)要求從20H中取出低5位，并從21H中取出低3位，把取出的8位數(shù)據(jù)重新裝配成一

個(gè)字節(jié)存于30H單元，且規(guī)定裝配格式如下：

(30H)=Y2Y1Y0X4X3X2X1X0

解參考程序如下：

MOV30H，20H；將X傳送到30H

ANL30H，#1FH；屏蔽將X7X6X5

MOVA，21H；將Y傳送到A

SWAPA ；將Y7Y6Y5Y4與Y3Y2Y1Y0互換

RLA ；將Y2Y1Y0互移至高3位

ANLA，#0E0H；屏蔽低5位

ORL30H，A；完成裝配3.3.4控制轉(zhuǎn)移指令

51系列單片機(jī)提供了較豐富的控制轉(zhuǎn)移指令，編程相當(dāng)靈活。其中有64KB范圍內(nèi)的長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP、長(zhǎng)調(diào)用指令LCALL；有2KB范圍內(nèi)的絕對(duì)轉(zhuǎn)移AJMP和絕對(duì)調(diào)用指令A(yù)CALL；有一頁(yè)范圍內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)移指令SJMP；還有多種條件轉(zhuǎn)移指令。

1.無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令

1)長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令

LJMPaddr16；(PC)←addr16

LJMP為3字節(jié)指令，其操作碼為02H，隨后兩個(gè)字節(jié)是要轉(zhuǎn)向的16位的目標(biāo)地址。

執(zhí)行該指令時(shí)，直接將16位的目標(biāo)地址addr16裝入PC，程序無(wú)條件轉(zhuǎn)向指定的目標(biāo)地址。轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址可以在64KB程序存儲(chǔ)器地址空間的任何區(qū)域，如圖3.10所示。

執(zhí)行跳轉(zhuǎn)時(shí)，不影響任何標(biāo)志位。圖3.10LJMPaddr16指令示意圖(a)LJMP機(jī)器碼結(jié)構(gòu)；(b)LJMP轉(zhuǎn)移范圍64KB例如，在0000H單元存放一條指令：

LJMP0040H；addr16=0040H

其機(jī)器碼的3個(gè)字節(jié)依次為02H、00H、40H。上電復(fù)位后，(PC)=0000H，執(zhí)行LJMP時(shí)，(PC)←0040H，則程序轉(zhuǎn)向0040H執(zhí)行用戶(hù)程序。書(shū)寫(xiě)程序時(shí)，addr16用符號(hào)地址表

示。如：

ORG0000H

LJMPSTART；上電復(fù)位時(shí)執(zhí)行該指令，再轉(zhuǎn)向START

ORG0040H

START：…

；用戶(hù)程序從0040H開(kāi)始

2)絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令

AJMPaddr11；(PC)←(PC)+2

；(PC10～0)←a10～0

AJMP為2字節(jié)指令，其機(jī)器碼由要轉(zhuǎn)向的11位的地址碼和該指令特有的操作碼00001組成(見(jiàn)圖3.11所示)。執(zhí)行該指令時(shí)，先將PC+2，然后將addr11(即a10～0)送入PC10～0，而PC15～11保持不變。這樣便可得到跳轉(zhuǎn)的目的地址。需要注意的是，由于11位地址的范圍是00000000000～11111111111，即2KB范圍，而目的地址的高5位是PC當(dāng)前值，因此程序可轉(zhuǎn)移的位置只能是和PC當(dāng)前值在同一2KB范圍內(nèi)。本指令執(zhí)行后不影響狀態(tài)標(biāo)志位。圖3.11AJMPaddr11指令示意圖例如，若AJMP指令地址(PC)=2300H，則執(zhí)行指令A(yù)JMP0FFH后，結(jié)果為：轉(zhuǎn)移目的地址(PC)=20FFH，程序向前轉(zhuǎn)到20FFH單元開(kāi)始執(zhí)行。

又如，若AJMP指令地址(PC)=2FFFH，則執(zhí)行指令A(yù)JMP0FFH后，結(jié)果為：轉(zhuǎn)移目的地址(PC)=28FFH，程序向前轉(zhuǎn)到28FFH單元開(kāi)始執(zhí)行。

由此可見(jiàn)：若addr11相同，則AJMP指令的機(jī)器碼相同，但轉(zhuǎn)移的目的地址卻可能不同，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)移的目的地址是由PC當(dāng)前值的高5位與addr11共同決定的。

3)相對(duì)轉(zhuǎn)移指令

SJMPrel；(PC)←(PC)+2

；(PC)←(PC)+rel

SJMPrel為雙字節(jié)指令，其機(jī)器碼由操作碼80H和操作數(shù)rel組成，如圖3.12(a)所示。其中，rel是用8位補(bǔ)碼(帶符號(hào)數(shù))表示的一個(gè)偏移量。執(zhí)行該指令時(shí)，先將PC+2(即SJMP指令所在地址加2，稱(chēng)為PC的當(dāng)前值)，再加rel便是要跳轉(zhuǎn)到的目的地址。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(duì)于PC當(dāng)前值先向前跳轉(zhuǎn)128字節(jié)，后向后跳轉(zhuǎn)127字節(jié)。即

目的地址=SJMP指令所在地址+2+rel

=PC當(dāng)前值+rel

例如，在2100H單元有指令SJMP08H；指令執(zhí)行情況如圖3.12(b)所示。若在此rel=08H(正數(shù))，則轉(zhuǎn)移的目的地址為210AH(向后轉(zhuǎn))。用匯編語(yǔ)言編程時(shí)，指令中的相對(duì)地址rel往往用符號(hào)地址表示。如寫(xiě)成SJMPKL0，其中KL0是用符號(hào)表示的目的地址，則機(jī)器匯編時(shí)，能自動(dòng)算出相對(duì)地址值。又如，在3100H單元有指令SJMP0F0H，指令執(zhí)行情況如圖3.12(c)所示。在此rel=F0H，是一個(gè)負(fù)數(shù)(-16)，則轉(zhuǎn)移目的地址為

PC當(dāng)前值+rel=PC當(dāng)前值+(-16的16位補(bǔ)碼FFF0H)

=PC當(dāng)前值-16

=3102H-10H

=30F2H

再如，在4100H單元有指令

HERE：SJMPHERE該指令執(zhí)行情況如圖3.12(d)所示。在此rel=FEH，是一個(gè)負(fù)數(shù)(-2)，目的地址就是SJMP指令的首地址，程序就不會(huì)再向后執(zhí)行，造成單指令的無(wú)限循環(huán)，進(jìn)入等待狀態(tài)，往往用該指令作為停機(jī)指令使用。在匯編語(yǔ)言中，可用$符號(hào)表示SJMP指令的地址，于是該指令即可寫(xiě)成SJMP$。圖3.12SJMPrel指令示意圖(a)SJMP轉(zhuǎn)移范圍；(b)SJMP08H；(c)SJMP0F0H;(d)SJMP$

注意：以上3種無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令在應(yīng)用上的區(qū)別有以下幾點(diǎn)：

(1)轉(zhuǎn)移距離不同。LJMP可在64KB范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，AJMP指令可以在本指令取出后的2KB范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，SJMP的轉(zhuǎn)移范圍是相對(duì)PC當(dāng)前值的-128～+127個(gè)字節(jié)。

(2)匯編后機(jī)器碼的字節(jié)數(shù)不同。LJMP是3字節(jié)指令，AJMP和SJMP都是2字節(jié)指令。

(3)LJMP和AJMP都是絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令，而SJMP是相對(duì)轉(zhuǎn)移指令。當(dāng)修改程序時(shí)，只要相對(duì)地址不變，SJMP指令的機(jī)器碼就不變。選擇無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的原則是根據(jù)跳轉(zhuǎn)的遠(yuǎn)近和ROM的存儲(chǔ)空間大小而定。若ROM的存儲(chǔ)空間有限，則盡可能選擇占用字節(jié)數(shù)少的指令。例如，動(dòng)態(tài)暫停指令一般都選用

SJMP$，而不用LJMP$。若ROM的存儲(chǔ)空間不受限制，則盡可能使用LJMP，因?yàn)長(zhǎng)JMP的轉(zhuǎn)移地址比較直觀(guān)，便于調(diào)試程序。

4)散轉(zhuǎn)指令(間接長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令)

JMP@A+DPTR；(PC)←(PC)+(DPTR)

執(zhí)行該指令時(shí)，把累加器A中的8位無(wú)符號(hào)數(shù)與數(shù)據(jù)指針中的16位數(shù)相加，結(jié)果作為下一條指令的地址送入PC，利用該指令能實(shí)現(xiàn)程序的散轉(zhuǎn)。該指令不改變累加器A和數(shù)據(jù)指針DPTR的內(nèi)容，也不影響標(biāo)志。例3.3.15

編寫(xiě)程序，根據(jù)累加器A的值轉(zhuǎn)向不同的入口地址。當(dāng)

(A)=0時(shí)，轉(zhuǎn)向KL0

(A)=1時(shí)，轉(zhuǎn)向KL1

(A)=2時(shí)，轉(zhuǎn)向KL2

解參考程序如下：

MOVDPTR，#TABLE；取轉(zhuǎn)移表首址

RLA；(A)←(A)*2，因?yàn)锳JMP占2個(gè)字節(jié)，所以要修正A值

JMP@A+DPTR

TABLE:AJMPKL0；若原(A)=0，則轉(zhuǎn)向KL0

AJMPKL1；若原(A)=1，則轉(zhuǎn)向KL1

AJMPKL2

2.條件轉(zhuǎn)移指令

JZrel；當(dāng)A=0時(shí)跳轉(zhuǎn)，A≠0時(shí)則順序執(zhí)行下面的指

；令，即不跳轉(zhuǎn)

JNZrel；A≠0時(shí)跳轉(zhuǎn)，A=0時(shí)不跳轉(zhuǎn)繼續(xù)執(zhí)行程序這類(lèi)指令是雙字節(jié)指令，第一個(gè)字節(jié)是操作碼，第二個(gè)字節(jié)是8位的相對(duì)偏移量(帶符號(hào)數(shù))。它們依據(jù)累加器A的內(nèi)容是否為0進(jìn)行轉(zhuǎn)移。條件滿(mǎn)足時(shí)程序跳轉(zhuǎn)，條件不滿(mǎn)足時(shí)則順序執(zhí)行下面的指令。當(dāng)條件滿(mǎn)足時(shí)，其轉(zhuǎn)移情況類(lèi)似于SJMP指令的轉(zhuǎn)移，有

目的地址=指令所在地址+2+rel

=PC當(dāng)前值+rel

它們的轉(zhuǎn)移范圍是相對(duì)于PC當(dāng)前值的-128～+127個(gè)字節(jié)。指令不影響任何標(biāo)志位。

例3.3.16

在片外RAM中，從首地址為DATA1的存儲(chǔ)區(qū)中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊，該數(shù)據(jù)塊中不包含0元素。試將該數(shù)據(jù)塊傳送到片內(nèi)RAM首地址為DATA2的存儲(chǔ)區(qū)中，若遇到0

結(jié)束傳送。

解外部RAM向內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送一定要經(jīng)過(guò)累加器A，正好利用判零條件轉(zhuǎn)移可以判斷是否要繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)。完成數(shù)據(jù)傳送的程序段如下：

MOVDPTR，#DATA1；DPTR作為外部數(shù)據(jù)塊

；的地址指針

MOVR1，#DATA2；R1作為內(nèi)部數(shù)據(jù)塊的

；地址指針L