MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù)第2章第2部分

MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)包括111條指令按功能可以劃分為以下5類：數(shù)據(jù)傳送和交換指令（29條）

算術(shù)運(yùn)算指令（24條）邏輯運(yùn)算指令（24條）控制轉(zhuǎn)移指令（17條）位操作指令（17條）2.2MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)2.2.1數(shù)據(jù)傳送和交換類指令常用助記符：

MOV

單片機(jī)內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)傳遞

MOVX

累加器和單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器間數(shù)據(jù)傳遞

MOVC

累加器和程序存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳遞

XCH

累加器和某個(gè)內(nèi)部RAM單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

XCHD

累加器和某個(gè)內(nèi)部RAM單元進(jìn)行低半字節(jié)數(shù)據(jù)交換

PUSH

將某個(gè)內(nèi)部RAM單元的數(shù)據(jù)壓入堆棧

POP

將堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)彈出數(shù)據(jù)傳送和交換類指令主要有以下幾種：內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞指令數(shù)據(jù)指針賦值指令片外數(shù)據(jù)傳送指令ROM數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令棧操作指令數(shù)據(jù)交換指令一、內(nèi)部RAM單元間的數(shù)據(jù)傳遞以累加器為目的的傳送指令：MOVA，#data;A←dataMOVA,direct;A←（direct)MOVA,Rn;A←（Rn)MOVA,@Ri;A←((Ri))

AXXA33H30H33H結(jié)果Eg:MOVA,30HEg:MOVA,#10HAXX30H10H結(jié)果10HAXXA33HR233H55H78HA78HR055H取出地址Eg:MOVA,@R0Eg:MOVA,R2注意：在使用Ri進(jìn)行間址尋址時(shí)，只能夠使用R0和R1。以通用寄存器Rn為目的的傳送指令：MOVRn,A

;Rn←(A)MOVRn,direct;Rn←（direct)MOVRn,#data;Rn←dataR2R2XX33HA33HEg:MOVR2,AEg:MOVR2,30HEg:MOVR2,#30HR2R2XX55H30H55HR2XXR230H30H以直接地址為目的的傳送指令：MOVdirect，#data;direct←dataMOVdirect1,direct2;direct1←（direct2)MOVdirect,A;direct←(A)MOVdirect，@Ri;direct←((Ri))MOVdirect,Rn;direct←（Rn)Eg:MOV30H,#33H30H30HXX33H33H30H30HXX55H31H55HEg:MOV30H,31HEg:MOV30H,@R0Eg:MOV30H,AEg:MOV30H,R3地址55H78H30H78HR0取出55H30H30HA33HXX33H30H30HR333HXX33H以通用寄存器間接地址為目的的傳送指令：MOV@Ri,A

;(Ri)←(A)MOV@Ri,direct;(Ri)←(direct)MOV@Ri,#data;(Ri)←dataEg:MOV@R1,AEg:MOV@R1,30HEg:MOV@R1,#30H55HAR1(地址)55H78H78H55H30HR1(地址)55H78H78H55H30HR1(地址)55H30H二、數(shù)據(jù)指針賦值指令（16位數(shù)據(jù)指針）當(dāng)要對(duì)片外的RAM和I/O接口進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，或進(jìn)行查表操作時(shí)，通常要對(duì)DPTR賦值。指令為：MOVDPTR,#data16Eg：將數(shù)據(jù)指針DPTR指向存于ROM中的表格首地址。

MOVDPTR,#TABLEDPTRDPTRXXXX2000H2000HEg：將數(shù)據(jù)指針DPTR指向外部RAM的2000H單元。

MOVDPTR,#2000H三、片外數(shù)據(jù)傳遞指令

使用DPTR和Ri進(jìn)行間接尋址

MOVXA，@DPTR；A←((DPTR))片外

MOVXA，@Ri；A←((Ri))片外

MOVX@DPTR，A；(DPTR)片外←(A)

MOVX@Ri，A；(Ri)片外←(A)注意：該指令用于在單片機(jī)和外部RAM、擴(kuò)展I/O的數(shù)據(jù)傳送；使用Ri時(shí)，只能訪問(wèn)低8位地址為00H~FFH地址段；使用DPTR時(shí)，能訪問(wèn)0000H~FFFFH地址段。應(yīng)用舉例：例：MOVDPTR，#2003HMOVA，#00HMOVX@DPTR，A指令執(zhí)行過(guò)程：ADPTR(地址)2003H2003H00H00H注意：只有累加器A才能把數(shù)據(jù)傳到外部RAM，或接收從外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳回的數(shù)據(jù)。

比如：MOVX20H，@DPTR

MOVX@DPTR，SBUF

MOVX@DPTR，R2

MOVX@DPTR，@R1

都是錯(cuò)誤的思考：如果要將內(nèi)部RAM中40H單元中的數(shù)據(jù)傳遞到外部RAM的2000H單元中，應(yīng)如何解決？試寫(xiě)出相應(yīng)程序。四、查表指令（ROM數(shù)據(jù)傳送指令）指令格式：

MOVCA,@A+DPTR;A←((A)+(DPTR))MOVCA,@A+PC;A←((A)+(PC))3055H相加=3055HA66HDPTR3000H取出地址A55H66HEg:MOVDPTR,#3000HMOVA,#55HMOVCA,@A+DPTR例：在累加器A中存放有0~9間的某個(gè)數(shù)，現(xiàn)要求查出該數(shù)的7段共陰顯示代碼，并將代碼傳回累加器。解決方案：在程序存儲(chǔ)器中劃出一個(gè)區(qū)域用于存放0~9的7段共陰顯示代碼，比如將代碼存放在0400H開(kāi)始的地方。程序如下：

……

MOVDPTR,#0400H

MOVCA,@A+DPTR

……

ORG0400H

DB3FH；0的7段共陰顯示代碼

DB06H；1的7段共陰顯示代碼

DB5BH；2的7段共陰顯示代碼

DB4FH；3的7段共陰顯示代碼

DB66H；4的7段共陰顯示代碼

……注意：我們只能將程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)傳出（讀出），而不能將數(shù)據(jù)傳入（寫(xiě)入）程序存儲(chǔ)器。因此，語(yǔ)句：

MOVC@A+DPTR,A

MOVC@A+PC,A

都是錯(cuò)誤的。思考題：MCS-51單片機(jī)的運(yùn)算能力比較差，想想能不能夠利用查表方式進(jìn)行函數(shù)y=sin(x)的運(yùn)算？五、堆棧操作指令堆棧操作指令包含入棧（PUSH）和出棧（POP）。在使用堆棧之前要首先給堆棧指針SP賦值。指令格式：PUSHdirectPOPdirect注意：先入后出原則程序舉例：

MOVSP,#30HPUSHSBUF;SP←(SP)+1,31H←(SBUF)PUSH60H;SP←(SP)+1,32H←(60H)……POP60H;60H←(32H),SP←(SP)-1POPSBUF;SBUF←(31H),SP←(SP)-1（SP+1）棧底（SP+2）入棧出棧（SP）六、字節(jié)交換指令字節(jié)交換指令指內(nèi)部RAM中的某個(gè)單元和累加器A之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以是整個(gè)字節(jié)，也可以是半個(gè)字節(jié)。包含3種交換方式：1、整字節(jié)交換指令：

XCHA，Rn;(A)←→(Rn)XCHA,direct;(A)←→(direct)XCHA,@Ri;(A)←→((Ri))A內(nèi)部RAM單元2、半字節(jié)交換指令

XCHDA，@Ri;(A)3~0←→((Ri))3~0指令執(zhí)行后A0A1A2A3D4D5D6D7(Ri)D0D1D2D3A4A5A6A7AD0D1D2D3D4D5D6D7(Ri)A0A1A2A3A4A5A6A7A執(zhí)行指令前3、累加器A高低半字節(jié)的交換指令

SWAPA執(zhí)行前A7A6A5A4A3A2A1A0執(zhí)行后A3A2A1A0A7A6A5A4例：假設(shè)在執(zhí)行指令之前（A）=70H，則在指令執(zhí)行完后，（A）=07H。執(zhí)行前01110000執(zhí)行后000001112-2-2算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令有加法、減法、乘法和除法四類，除加1和減1指令，其他所有的指令都將影響PSW的標(biāo)志位。程序狀態(tài)字PSWD7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS2OVP進(jìn)位借位輔助進(jìn)位自定標(biāo)志通用寄存器選擇位溢出標(biāo)志奇偶校驗(yàn)一、不帶進(jìn)位的加法指令A(yù)DDA，Rn

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

；A←(A)+((Ri))ADDA,#data；A←(A)+data例：將內(nèi)部RAM中40H和41H單元的數(shù)相加，再把和送到42H單元。

MOVA,40HADDA,41HMOV42H,A加法運(yùn)算對(duì)PSW標(biāo)志位的影響1、在上例中，如果運(yùn)算結(jié)果超出FFH（255），將產(chǎn)生進(jìn)位——PSW的CY位將被置1。2、若預(yù)先說(shuō)明40H和41H中放置的是有符號(hào)數(shù)，則在運(yùn)算指令“ADDA，41H”執(zhí)行后，還要檢查PSW中溢出位OV的狀態(tài)，如果OV位為1，則運(yùn)算結(jié)果錯(cuò)誤。溢出產(chǎn)生的條件：在運(yùn)算時(shí)，如果D6位和D7位中一個(gè)有進(jìn)位而另一個(gè)無(wú)進(jìn)位，則OV=1，溢出。二、帶進(jìn)位的加法運(yùn)算該類指令主要用于多字節(jié)的加法運(yùn)算ADDCA，Rn;A←(A)+(Rn)+(CY)ADDCA,direct;A←(A)+(direct)+(CY)ADDCA,@Ri;A←(A)+((Ri))+(CY)ADDCA,#data;A←(A)+data+(CY)如果加數(shù)和被加數(shù)是無(wú)符號(hào)數(shù)，則在計(jì)算后要注意是否產(chǎn)生進(jìn)位。如果加數(shù)和被加數(shù)是有符號(hào)數(shù)，則在計(jì)算后要注意是否溢出，只要溢出，則運(yùn)算結(jié)果錯(cuò)誤；如果無(wú)溢出，則注意是否有進(jìn)位。例：加數(shù)存放在內(nèi)部RAM的41H（高位）和40H（低位），被加數(shù)存放在43H（高位）和42H（低位），將它們相加，和存放在46H~44H中。程序：

CLRCMOVA，40HADDA，42HMOV44H，AMOVA，41HADDCA，43HMOV45H，ACLRAADDCA，#00HMOV46H，A三、加1指令I(lǐng)NCA;A←(A)+1

INCRn;Rn←(Rn)+1

INCdirect;direct←(direct)+1

INC@Ri;(Ri)←((Ri))+1

INCDPTR;DPTR←(DPTR)+1

注意：以上所有指令不會(huì)影響PSW中的各個(gè)標(biāo)志位。例：設(shè)(A)=FFH,(R0)=25H,(26H)=3AH,(DPTR)=2000H執(zhí)行程序：INCA

INCR0

INC@R0

INCDPTR

結(jié)果為：(A)=00H,(R0)=26H,(26H)=3BH,(DPTR)=2001H四、減1指令DECA;A←(A)-1

DECRn;Rn←(Rn)-1

DECdirect;direct←(direct)-1

DEC@Ri;(Ri)←((Ri))-1注意：減1指令也不會(huì)影響PSW的各個(gè)標(biāo)志位。思考：設(shè)(A)=FFH,(R0)=27H,(26H)=3AH

執(zhí)行程序：DECA

DECR0

DEC@R0

結(jié)果(A)=____,(R0)=______,(26H)=______。五、減法指令

SUBBA，Rn

；A←(A)-(Rn)-(CY)

SUBBA,direct；A←(A)-(direct)-(CY)

SUBBA,@Ri

；A←(A)-((Ri))-(CY)

SUBBA,#data；A←(A)-data-(CY)如果減數(shù)和被減數(shù)是無(wú)符號(hào)數(shù)，則在計(jì)算后要注意是否產(chǎn)生借位。如果減數(shù)和被減數(shù)是有符號(hào)數(shù)，則在計(jì)算后要注意是否溢出，只要溢出，則運(yùn)算結(jié)果錯(cuò)誤；如果無(wú)溢出，則注意是否有借位。例：設(shè)（A）=C9H，（R2）=54H，（CY）=1，執(zhí)行指令SUBBA，R21100100101010100

-1

01110100結(jié)果：(A)=74H,借位位(CY)=0。六、乘法運(yùn)算

MULAB

指令含義：將(A)×(B)，乘積的低位字節(jié)放在A中，高位字節(jié)放在寄存器B中。對(duì)PSW狀態(tài)位的影響：Cy位被清0乘積大于FFH時(shí)，OV位為1。七、除法運(yùn)算DIVAB指令含義：將(A)÷(B)，將商放入A，余數(shù)放入寄存器B中。對(duì)PSW標(biāo)志位的影響：Cy位被清0如果除數(shù)(B)=0，則OV位被置1，表示除法無(wú)意義，不能進(jìn)行。八、十進(jìn)制調(diào)整指令DAA這條指令用于對(duì)BCD編碼的十進(jìn)制數(shù)相加結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。例：

10010011（93）BCD

+00111000（38）BCD

11001011（CBH）

131相應(yīng)程序：

MOVR2，#93HMOVA，#38HADDA，R2DAA2-2-3邏輯運(yùn)算指令該類指令包含與、或、非、清0、異或和移位指令等共24條。這些指令都不會(huì)影響PSW的各標(biāo)志位。一、邏輯與運(yùn)算指令組

ANLA，Rn

；A←（A）Λ（Rn）

ANLA，direct；A←（A）Λ（direct）

ANLA，@Ri；A←（A）Λ((Ri))ANLA,#data;A←（A）ΛdataANLdirect,A;direct←（A）Λ（direct）

ANLdirect,#data;direct←（direct）Λdata例:(A)=78H,(R1)=37H,則執(zhí)行指令

ANLA,R1后,(A)=30H

(A)01111000

(R1)Λ00110111

(A)00110000程序設(shè)計(jì):讀入P1口的數(shù)據(jù),將其低4位清0,高4位保留,再把結(jié)果放到內(nèi)部RAM的40H單元。MOVA,P1ANLA,#0F0HMOV40H,A二、邏輯或運(yùn)算指令

ORLA，Rn

；A←（A）V（Rn）

ORLA，direct；A←（A）V（direct）

ORLA，@Ri；A←（A）V((Ri))ORLA,#data;A←（A）VdataORLdirect,A;direct←（A）V（direct）

ORLdirect,#data;direct←（direct）Vdata

或運(yùn)算舉例：假設(shè)(A)=60H,(30H)=79H,則執(zhí)行指令

ORLA,30H后,(A)=79H(A)01100000

(30H)V0111100101111001程序設(shè)計(jì)舉例:將串口緩沖區(qū)SBUF中的數(shù)據(jù)送到內(nèi)部RAM40H單元,再將其低7位(D6~D0)全部變成1.MOV40H,SBUFORL40H,#7FH三、邏輯異或運(yùn)算

XRLA，Rn

；A←（A）⊕（Rn）

XRLA，direct；A←（A）⊕（direct）

XRLA，@Ri；A←（A）⊕((Ri))XRLA,#data;A←（A）⊕dataXRLdirect,A;direct←（A）⊕（direct）

XRLdirect,#data;direct←（direct）⊕data異或運(yùn)算舉例：假設(shè)(A)=45H,(60H)=78H,則在執(zhí)行指令。

XRLA,60H后(A)

=3DH

(A)

01000101

(60H)⊕01111000

00111101

異或指令可用于判斷兩個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)是否相等.程序設(shè)計(jì):如果(40H)=(60H),將PSW中的F0位置1.CLRF0

MOVA,40H

XRLA,60H

JNZOUT

SETBF0四、累加器清0和取反指令累加器清0指令

CLRA；A←0累加器按位取反指令

CPLA；A←/A例：假設(shè)(A)=89H,在執(zhí)行指令

CPLA后,(A)=76H89H=10001001取反:01110110=76H五、累加器移位指令D0D1D2D3D4D5D6D71、循環(huán)左移

RLA01100101假設(shè):(A)=0A6H,則在執(zhí)行指令“RLA”后,(A)=4DH執(zhí)行前(A):10110010執(zhí)行后(A):D0D1D2D3D4D5D6D72、循環(huán)右移

RRA01100101假設(shè):(A)=0A6H,則在執(zhí)行指令“RRA”后,(A)=53H執(zhí)行前(A):11001010執(zhí)行后(A):3、帶進(jìn)位循環(huán)左移RLCA例:假設(shè)(A)=0A6H,(CY)=0;則在執(zhí)行指令“RLCA”后(A)=_____,(CY)=______執(zhí)行前:

CY←D7D6D5D4D3D2D1D0010100110101001100執(zhí)行后:4、帶進(jìn)位位循環(huán)右移RRCA例:假設(shè)(A)=0A6H,(CY)=0;則在執(zhí)行指令“RRCA”后(A)=_____,(CY)=______執(zhí)行前:CY→D7D6D5D4D3D2D1D0010100110110010100執(zhí)行后:2-2-4控制轉(zhuǎn)移指令

在編寫(xiě)一個(gè)略復(fù)雜的控制程序時(shí),不免要涉及到程序的跳轉(zhuǎn)和子程序調(diào)用,這時(shí)就要用到轉(zhuǎn)移類指令。轉(zhuǎn)移類指令包含有條件轉(zhuǎn)移和無(wú)條件轉(zhuǎn)移兩種一、無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令組1、長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令

LJMP

目標(biāo)語(yǔ)句說(shuō)明：目標(biāo)語(yǔ)句可以是程序存儲(chǔ)器64KB空間的任何地方。2、絕對(duì)轉(zhuǎn)移指令

AJMP

目標(biāo)語(yǔ)句

例：

4002HAJMPMM……4600HMM：MOVA，#00H

注意：目標(biāo)語(yǔ)句必須和當(dāng)前語(yǔ)句同頁(yè)。在51單片機(jī)中，64KB程序存儲(chǔ)器分成32頁(yè)，每頁(yè)2KB(7FFH)。比如:0000H~07FFH0800H~0FFFH1000H~17FFH1800H~1FFFH3、短跳轉(zhuǎn)指令

SJMP

目標(biāo)語(yǔ)句(rel)例：

4060HSJMPLOOP……4090HLOOP：MOVA，#0FFH……注意：短跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)語(yǔ)句地址必須在當(dāng)前語(yǔ)句向前128（80H）字節(jié)，向后127（7FH）字節(jié)，否則在進(jìn)行程序編譯時(shí)肯定出錯(cuò)。4、變址尋址轉(zhuǎn)移指令

JMP@A+DPTR該指令主要用于多分支的跳轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)。跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址是累加器A和數(shù)據(jù)指針DPTR之和，它可以是64KB存儲(chǔ)空間的任何地方。程序設(shè)計(jì)舉例：如果(A)=00H,執(zhí)行SS子程序；如果(A)=01H，執(zhí)行MM子程序；如果(A)=02H，執(zhí)行XX子程序。

ORG4000HMOVDPTR,#5000HMOVR2,A

CLRCRLCAADDA,R2JMP@A+DPTR……ORG5000H5000HLCALLSS5003HLCALLMM5006HLCALLXX二、條件轉(zhuǎn)移指令組所謂條件轉(zhuǎn)移，指指令中規(guī)定的條件滿足時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)地址。1、累加器判零轉(zhuǎn)移指令JZ

目標(biāo)地址(rel);如(A)=0,跳到目標(biāo)語(yǔ)句

;如(A)≠0,順序執(zhí)行下

;一條指令JNZ

目標(biāo)地址(rel);如(A)≠0,跳到目標(biāo)語(yǔ)句

;如(A)=0,順序執(zhí)行下一條

;指令注意:目標(biāo)語(yǔ)句的地址是相對(duì)地址,應(yīng)該在當(dāng)前語(yǔ)句向前不超過(guò)128字節(jié),向后不超過(guò)127字節(jié).

程序舉例:MOVA,#10HJZOUTMOVR2,#30H…………OUT：RLCA……2、數(shù)值比較轉(zhuǎn)移指令

CJNEA,#data，目標(biāo)語(yǔ)句(rel)

指令含義:如累加器的數(shù)和立即數(shù)不相等,則跳到目標(biāo)語(yǔ)句;若相等則順序執(zhí)行下一條指令。

CJNEA,direct,relCJNERn,#data,relCJNE@Ri,#data,rel

程序舉例：如果(A)=00H,執(zhí)行SS子程序；如果(A)=10H，執(zhí)行MM子程序；如果(A)=20H，執(zhí)行XX子程序。CJNEA,#00H,SS……CJNEA,#10H,MM……CJNEA,#20H,XX…………SS:…………MM：…………XX：…………3、減1條件轉(zhuǎn)移指令組該類指令主要用于循環(huán)程序設(shè)計(jì)。DJNZRn，目標(biāo)地址(rel)；如果(Rn)-1≠0，則程序跳轉(zhuǎn)到目標(biāo)語(yǔ)句，否則順序執(zhí)行下一條語(yǔ)句。DJNZdirect,目標(biāo)地址(rel)程序設(shè)計(jì)舉例：將內(nèi)部RAM中30H~3FH的數(shù)依次送到70H~7FH單元中。

ORG 0000HMOVR0,#30H;數(shù)據(jù)源首地址

MOVR1,#70H;數(shù)據(jù)存放目標(biāo)首地址

MOVR2,#10H;數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)LOOP:MOVA,@R0MOV@R1,AINCR0INCR1