分类指令

在介绍各条分类指令之前，将指令 中的操作数及注释中的符号说明如下。

Rn：当前指定的工作寄存器组中的Ro-R7(其中n＝0，1，2，…，7)。

Ri：当前指定的工作寄存器组中的RO，R1(其中i＝0，1)。

(Ri)：Ri间址 寻址指定的地址单元。

((Ri))：Ri间址 寻址指定地址单元中的内容。

dir：8位直接 字节地址(在片内RAM和SFR存储空间中)。

#data8：8位立即 数。

#datal6：16位立 即数。

addrl6：16位地 址值。

addrll：11位地 址值。

bit：位地址(在 位地址空间中)。

rel：相对偏移量(一 字节补码数)。

下面介绍各条分类指令的主要功能 和操作，详细的指令操作说明及机器码形式可见附录。

一、数据传送与交换类指令

共有28条指令，包括以A，Rn，DPTR，直接地址单元，间接地址单元为目的的操 作数的指令；访问外部RAM的指令；读程序存储器的指令；数据交换指令以及准栈操作指令。

1.  以A为目的的操作数

MOV     A,Rn   ; A="Rn"

MOV     A,dir  ; A=(dir)

MOV     A,@Ri  ; A=((Ri))

MOV     A,#data; A="#data"

2.  以Rn为目的的操作数

MOV     Rn,A   ; Rn="A"

MOV     Rn,dir; Rn=(dir)

MOV     Rn,#data   ; Rn="#data"

3.  以DPTR为目的的操作数

MOV     DPTR,#data16  ;DPTR=#data16

4.  以直接地址为目的的操作数

MOV     dir,A      ; dir="A"

MOV     dir,Rn     ; dir="Rn"

MOV     dir,dir’  ; dir=(dir’)

MOV     A,@Ri      ; dir=((Ri))

MOV     A,#data    ; dir="#data"

5.  以间接地址为目的的操作数

MOV     @Ri,A      ; (Ri)=A

MOV     @Ri,dir    ; (Ri)=dir

MOV     @Ri,#data  ; (Ri)=#data

6.  访问外部数据RAM

MOVX    A,@DPTR    ;A=((DPTR))

MOVX    A,@Ri      ;A=((P2 Ri))

MOVX    @DPTR,A    ;(DPTR)=A

MOVX    Ri,A       ;(P2 Ri)=A

例1：DPTR=2000H，外部RAM(2000H)=18H， 指令MOVX A,@DPTR执行后，A=18H。

例2：P2=10H，R1=50H，A=64H，指令MOVX @R1,A执行后，外部RAM(1050H)=64H。

7.  读程序存储器

MOVC    A,@A+DPTR     ;A=((A+DPTR))

MOVC    A,@A+PC       ;A=((A+PC))

8．堆栈操作

PUSH dir   ；SP十1-6P，(dir)一(SP)

POP dir    ；((SP))一dir，SP－1--P ，

例1：SP＝07H，(35H)＝55H，指令PUSH 35H执行后，55H送入08H地址单元，SP=08H。

例2：SP＝13H，(13H)= 1FH，指令POP 25H执行后，1FH压入25H地址单元，SP此时为12H。

 

二、算术运算类指令

共有24条指令，主要包括加、减、乘、除、增量、减量和十进制调整等指令。其中，大多数指令都同时以A为源操作数之一和目的操作数。

1．     加指令

ADD    A,Rn   ; A+Rn=A

ADD    A,dir  ; A+(dir)=A

ADD    A,@Ri  ; A+((Ri))=A

ADD    A,#data; A+#data=A

2．     带进位加

ADDC   A,Rn   ; A+Rn+C=A

ADDC   A,dir  ; A+(dir)+C=A

ADDC   A,@Ri  ; A+((Ri))+C=A

ADDC   A,#data; A+#data+C=A

3．     带借位减

SUBB   A,Rn   ; A-Rn-C=A

SUBB   A,dir  ; A-(dir)-C=A

SUBB   A,@Ri  ; A-((Ri))-C=A

SUBB   A,#data; A-#data-C=A

说明：借位位来自程序状态字PSW中的进位位C，只是在作减法运算时，被用作借位 位。

例：A＝38H，R1＝20H，(20H)＝23H，C＝1 指令SUBB A，＠R1执 行后，A＝14H。

4．乘法指令

MUL AB     ；A×B = BA

说明：本指令实现8位无符号乘法。A，B中各放一个8位乘数，指令执行后，16位积的高位在B中，低位在A中。

例A＝50H，B＝40H， 指令MUL AB执行后，A＝00H，B=32H

5．除法指令

DIV AB     ；A÷B的商在A中，余数在B中

说明：本指令实现8位无符号除法。A放被除数，B放除数，指令执行后，A中为商，B中为 余数。若除数B＝00H，则指令执行后，溢出标志OV＝1，且A，B内 容不变。

例1：A＝28H，B＝12H，指令DIV AB执行后，A＝02H，B＝04H。

例2：A＝08H，B＝09H，指令DIV AB执行后，A＝00H，B＝08H。

6.增量

INC    A

INC    Rn

INC    dir

INC    @Ri

INC    DPTR

7．减量

DEC    A

DEC    Rn

DEC    dir

DEC    @Ri

DEC    DPTR

8. 十进制调整

DA  A   ;把A中按二进制相加后的结果调整成按BCD数相加的结果

综合例1：把在R4和R5中 的两字节数取补(高位在R4中)

CLR    C

MOV    A,R5

CPL    A

INC    A

MOV    R5,A

MOV    A,R4

CPL    A

ADDC   A,#00H

MOV    R4,A

SJMP   ＄

综合例2：把R7中的无符号数扩大10D倍(设原数小于25D)

MOV    A,R7

MOV    B,#0AH

MUL    AB

MOV    R7,A

SJMP   ＄

综合例3：把R1R0和R3R2中 的2个4位跃D数相加，结果送入R5R4中，如有进位则存于进位位C中。

CLR    C

MOV    A,R0

ADD    A,R2

DA     A

MOV    R4,A

MOV    A,R1

ADDC   A,R3

DA     A

MOV    R5,A

SJMP   ＄

在MCS-51系列单片机的算术运算类指令中，乘除法指令是许多8位 微处理器和一些8位单片机所没有的，执行时间为4个 机器周期。这种指令对编制比较复杂的运算程序，例如，比例-积分-微分(PID)运算、浮点运算、多字节数乘除运算等是 经常要用到的。

 

三、逻辑运算与循环类指令

共有24条指令。逻辑运算指令主要包括逻辑"与"、"或"、"异或"、求反和清零；循环指令则都是对A的大循环操作，包括有左、右方向以及带与不带进位位的不同循环方式。

1.  与操作

ANL     A,Rn

ANL     A,dir

ANL     A,@Ri

ANL     A,#data

执行该指令后相与的记过保存在A中

ANL     dir,A

ANL     dir,#data

2.  或操作

ORL     A,Rn

ORL     A,dir

ORL     A,@Ri

ORL     A,#data

执行该指令后相与的记过保存在A中

ORL     dir,A

ORL     dir,#data

 

例A=16H，指令RR A执行后，A＝0BH。

综合例：把R2R3中的16位 补码数(高位在R2中)右移一位，并不改变符号。

MOV    A,R2

MOV    C,ACC.7 ；把符号位存入进位位C

RRC    A

MOV    R2,A

MOV    A,R3

RRC    A

MOV    R3 , A

SJMP   ＄

 

四、子程序调用与转移类指令

共有14条指令。子程序调用类有绝对调用和长调用两种；转移类分为无条件转移和条件转移两组。无条件转移包括绝对转 移、长转移、短转移和间接转移；条件转移包括结果为零、结果为非零、减一后结果为非零以及两数不相等的转移条件，它们全部采用相对转移的方式。

绝对于程序调用和绝对转移指令的 机器码形式比较特殊，操作码不是在前面而是在中间，并且调用和转移的范围都只在2K地址范围内，这 在使用时应予以注意。

1．     绝对调用

ACALL addrll ；addrll一PC0-10，PC11-16不变

说明：

①调用范围：本指令在2K地址范围内的子程序调用。本指令实现的操作将不改变原PC的 高5位(PC1l-15)，仅把11位地址addrll送入PC的低11位(PC0-10)， 以此确定子程序的入口地址。由于整个64K程序存储器空间被分成32个基本2K地址范围(见表2．1)， 编程时，必须保证紧接AC从L指令后面的那 一条指令的第一字节与被调用于程序的入口地址在同一2K范围内，否则将不能使用ACALL指令实现这种调用。

②机器码形式：本指令为二字节指 令。设子程序入口地址addrll的各位是a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a。，则ACALL指 令的二进制机器码为a10a9a810001a7a6a5a4a3a2a1a0，其中10001为ACALL指令的操作码。

例：子程序调用指令ACALL在程序存储器中的首地址为0100H，子程序 入口地址为0250H。试确定能否使用ACALL指 令实现调用?如果能使用，确定该指令的机器码。

解：因为ACALL指令的首地址在0100H，而ACALL是2字节指令，所以下一条指令的首地址在0102H。由表2．1可见，0102H和0250H在同一2K地址范围内，故可用ACALL调用。调用入口地址为0250H的ACALL指令的机器码形式为：0101000101010000B＝5150H

2. 长调用

LCALL addrl6 ；addrl6一PCo-l5

说明：本指令为64K程序存储器空间中的全范围子程序调用指令，子程序入口地址可在64K地 址空间中的任一处。本指令为3字节指令。

3．无条件转移指令

(1)绝对转移

AJMP addrll ；addrll一PC0-10

说明：①转移范围：本指令为2K地址范围内的转移指令。对转移目的地址的要求与ACALL指 令中对于程序入口地址的要求相同。

②机器码形式：本指令为2字节指令。设addrll的各位是a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0，则指令AJMP addrll的二进制机器码为al0a9a800001a7a6a5a4a3a2ala0。

例：绝对转移指令AJMP在程序存储器中的首地址为2500H，要求转移 到2250H地址处执行程序，试确定能否使用AJMP指 令实现转移?如能实现，其指令的机器码形式是什么?

解：因为AJMP指令的首址为2500H，其下一条指令的首址为2502H，由表2．1可见，2502H与转移目的地址2250H在同一2K地址范围内，故可用AJMP指令实现程序的转移。指令的机器码：0100000l01010000B＝4150H

(2)长转移

LJMP addrl6 ；addrl6一PC0-15

说明：本指令为64K程序存储器空间的全范围转移指令。转移地址可为16位 地址值中的任一值。本指令为3字节指令。

(3)短转移

SJMP rel ；PC十2十rel-PC

说明：本指令为一页地址范围内的 相对转移指令。因为rel为l字节补码(偏移量)，且SJMP rel 指令为2字节指令，所以转移范围为一126D到十129D。

(4)间接转移

JMP ＠A十DPTR ；A十DPTR-PC

例1：A＝02H，DPTR＝2000H，指令JMP ＠A十DPTR执 行后，PC＝2002H。也就是说，程序转 移到2002H地址单元去执行。

例2：现有一段程序：

MOV    DPTR ，#TABLE

JMP    ＠A十DPTR

TABLE:AJMP   RoUT0

AJMP   RoUTl

AJMP   RoUT2

： ：

AJMP ROUTn

根据JMP ＠A十DPTR指 令的操作可知，当A＝00H时，程序转入到 地址ROUT0处执行；当A＝02H时，转到ROUTl处执行……。可见这是一段多路 转移程序，进入的路数由A确定。因为AJMP指 令是2字节指令，所以要求A必定为偶数。

4．条件转移指令

(1)累加器为零(非 零)转移

JZ rel ；A＝0则转移(PC十2十rel一PC)，A≠0程序顺序执行

JNZ rel ；A≠0 则转移（PC+2+rel-PC），A=0程序顺序执行

(2)减一非零转移

DJNZ Rn，rel ；Rn一1-Rn，Rn≠0，则转移(PC十2十re- PC)，Rn＝0，程序顺序执行

DJNZ dir，rel ；(dir)一l-dir，(dir)≠0则转移(PC十3十rel-PC)，(dir)＝0，程序顺序执行

说明：UNZ Rn，rel是2字节指令，而DJNZ dir，rel是3字节指令，所以在满足转移的条件后，前者是PC十2十rel一PC，而后者是PC十3十rel一PC。

例：试说明下列一段程序运行后A中的结果。

MOV 23H，＃0AH

CLR    A

LOOP:  ADD    A,23H

       DJNZ   23H,LOOP

    SJMP   ＄

    根据程序可知，运算结果A=10+9+8+7+6+5+4+3+2+1=55D=37H

    (2)两数不等转移

    CJNE   A,dir,rel

    CJNE   A,#data,rel

    CJNE   Rn,#data,rel

    CJNE   @Ri,#data,rel

说明：1CJNE指令都是3字 节指令。

2若第一操作数大于或等于第二操作数，则影响标志C＝0(如指令CJNE A，dir，rel中A>=(dir)等)；若第一操作数小于第二操 作数，则C＝l(如指令CJNE A，dir，rel中A＜(d5r)等)。利用对C的判断，可使这几条指令实现两操作数相等 与否的判断，还可完成两数大小的比较。

例1：R7＝56H， 指令CJNE R7，#34H，＄十08H执行后，程序转移到放本条CJNE指令的首地址(＄)加08H后 的地址单元去执行。

例2：安排程序，要求读Pl端口上的信息，若不为55H则程序停着等待，只有到P1端口为55H时，程序往下顺序执行。

程序为：   MOV    A,#55H

CJNE   A,P1,＄'

5．相对偏移量rel的 求法

在短转移和条件转移中，用偏移量rel和转移指令所处的地址值来计算转移的目的地址。rel是1字节补码值，如rel是正数的补码，程序往前转移； 如rel是负数的补码，程序往回转移。下面介绍计算rel大 小的方法。

设本条转移指令的首地址为ad--源地址，字节数为Bn-2字节或3字节，要转移到的地址为ad--目的地址，这三者之间 的关系为：

ad＝as十Bn十rel补

于是reI＝(Ad-As一8n)补

这就是在已知源地址，目的地址和 指令的长度时，计算rel大小的公式。

由于程序中的时、分、秒数是已经 作过十进制调正后的BCD数，因此＃60H，＃60H，＃24H虽以十六进制数出现，但却表示BCD数。

在于程序调用与转移指令中，由于 绝对转移和绝对调用指令AJMP和ACALL指 令字节少，转移范围大，因而是常用的指令。但使用时应注意其机器码形式及允许使用的条件。相对转移类指令因本身长度有2字节和3字节之分，这会影响到偏移量大小的计算，因而 也要十分注意。此外，条件转移指令中，由于没有结果为正和结果为负等转移条件的指令，因而这些转移的要求，只能由CJNE指 令加上对进位位的判断来实现。

 

五、 位操作类指令

共有17条指令。其共同特点是对进位位C和 直接位地址Nt的操作。其中包括清零、置1、 求反、逻辑与、逻辑或、传送以及判断转移。MCS-51单片机中这些丰富的位操作指令表现出其具有 优异的布尔处理能力

1.  清位

CLR     C   ;C=0

CLR     bit ;bit=0

2.  置位

SETB    C   ;C=1

SETB    bit ;bit=1

3.  位求反

CPL     C   ;C取反

CPL     bit ;bit取反

4.  位与

ANL     C,bit  ;C = bit and C

5.  位或

ORL     C,bit  ;C = C or bit

6.  位传送

MOV     C,bit  ;C = bit

MOV     bit,C  ;bit = C

7.  位转移

JC  rel    ;C=1，则转移PC=PC+2+rel，否则程序顺序执行

JNCrel    ;C=0，则转移PC=PC+2+rel，否则程序顺序执行

JB  bit,rel    ;(bit)=1，则转移PC=PC+3+rel，否则程序顺序执行

JNBbit,rel    ;(bit)=0，则转移PC=PC+3+rel，否则程序顺序执行

JBCbit,rel    ;(bit)=1,则转移PC=PC+3+rel，且该位清零，否则程 序顺序执行

 

六、CPU控制类 指令

   共有3条指 令，包括返回指令和空操作指令。

    RET        ;从调用子程序返回，与LCALL或ACALL指令配合使用

    RETI       ;从中断服务程序中返回

    NOP        ;空操作