單片機(jī)的指令系統(tǒng)

單片機(jī)的指令系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令主要負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)、地址或馬上數(shù)傳送到寄存器或存儲(chǔ)單元中。這類指令共有29條，可分為以下3大類：基本數(shù)據(jù)傳送指令，數(shù)據(jù)交換指令，棧操作指令。

執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令時(shí)，除以累加器A為目的操作數(shù)的指令會(huì)對(duì)奇偶標(biāo)志位P有影響外，其余指令執(zhí)行時(shí)均不會(huì)影響任何標(biāo)志位。

1．基本數(shù)據(jù)傳送指令

依據(jù)數(shù)據(jù)取自何方和傳到何方，MOV指令有著很多不同的形式。

（1）以累加器A為目的操作數(shù)類指令

這組指令的作用是把源操作數(shù)指向的內(nèi)容送到累加器A。有馬上數(shù)、直接、寄存器和寄存器間接尋址方式：

MOVA,#data;data→（A）

MOVA,direct;（direct）→（A）

MOVA,Ri;（Ri）→（A）

MOVA,@Rj;（（Rj））→（A）

（2）以寄存器Ri為目的操作數(shù)的指令

這組指令的功能是把源操作數(shù)指定的內(nèi)容送到所選定的工作寄存器Ri中。有馬上、直接和寄存器尋址方式：

（3）以直接地址為目的操作數(shù)的指令

這組指令的功能是把源操作數(shù)指定的內(nèi)容送到由直接地址direct所選定的片內(nèi)RAM中。有馬上、直接、寄存器和寄存器間接4種尋址方式：

（4）以間接地址為目的操作數(shù)的指令

這組指令的功能是把源操作數(shù)指定的內(nèi)容送到以Rj中的內(nèi)容為地址的片內(nèi)RAM中。有馬上、直接和寄存器3種尋址方式

（5）查表指令

這組指令的功能是對(duì)存放于程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)表格進(jìn)行查找傳送，使用變址尋址方式：

MOVCA,@A+DPTR;（（A）+（DPTR））→（A）

MOVCA,@A+PC;（（PC））+1→（PC），（（A）+（PC））→（A）

（6）累加器A與片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM傳送指令

這組指令的作用是累加器A與片外RAM間的數(shù)據(jù)傳送。使用寄存器尋址方式：

MO@DPTR,A;（A）→（（DPTR））

MOA,@DPTR;（（DPTR））→（A）

MOA,@Rj;（（Rj））→（A）

MO@Rj,A;（A）→（（Rj））

（7）16位數(shù)據(jù)傳送指令

這條指令的功能是把16位常數(shù)送入數(shù)據(jù)指針寄存器。

MOVDPTR,#data16;dataH→（DPH），dataL→（DPL）

2．交換指令

MOV指令主要完成從一處到另一處的拷貝，XCH指令則可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。全部的操作都涉及到累加器A，可以把把累加器A中的內(nèi)容與源操作數(shù)所指的數(shù)據(jù)相互交換。

XCHA,direct;（A）←→（direct）

XCHA,Ri;（A）←→（Ri）

XCHA,@Rj;（A）←→（（Rj））

XCHDA,@Rj;（A3-0）←→（（Rj）3-0）

SWAPA;（A3-0）←→（A7-4）

3．入棧/出棧指令

這類指令的作用是把直接尋址單元的內(nèi)容傳送到堆棧指針SP所指的單元中，以及把SP所指單元的內(nèi)容送到直接尋址單元中。

⑴PUSH指令

堆棧的入棧指令，該指令可以把某片內(nèi)RAM單元（低128字節(jié)）或某專用寄存器的內(nèi)容入棧。

PUSHdirect;（SP）+1→（SP），（direct）→（SP）

⑵POP指令

堆棧的出棧指令，該指令用于恢復(fù)某片內(nèi)RAM單元（低128字節(jié)）或某專用寄存器的內(nèi)容。

POPdirect;（SP）→（direct），（SP）-1→（SP）

二、算術(shù)運(yùn)算指令在51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，供應(yīng)了完備的加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算指令及增量（加1）、減量（減1）運(yùn)算，可處理不帶符號(hào)或帶符號(hào)的8/16二進(jìn)制數(shù)。除加1和減1指令外，算術(shù)運(yùn)算指令會(huì)影響進(jìn)位、半進(jìn)位和溢出位三個(gè)標(biāo)志位。

1.不帶進(jìn)位的加法指令

這組指令的作用是把馬上數(shù)，直接地址、工作寄存器及間接地址內(nèi)容與累加器A的內(nèi)容相加，運(yùn)算結(jié)果存在A中。

ADDA,#data;（A）+data→（A）

ADDA,direct;（A）+（direct）→（A）

ADDA,Ri;（A）+（Ri）→（A）

ADDA,@Rj;（A）+（（Rj））→（A）

本組指令的執(zhí)行將影響標(biāo)志位AC、CY、OV、P。當(dāng)和的第3、7位有進(jìn)位時(shí)，分別將AC，CY標(biāo)志位置位；否則復(fù)位。對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，進(jìn)位標(biāo)志位CY＝1，表示溢出；CY＝0表示無(wú)溢出。帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算的溢出取決于第6、7位，若這2位中有一位產(chǎn)生進(jìn)位，而另一位不產(chǎn)生進(jìn)位，則溢出標(biāo)志位OV置位，否則被復(fù)位。

2.帶進(jìn)位加法指令

這組指令的作用是把馬上數(shù)，直接地址、工作寄存器及間接地址內(nèi)容與累加器A的內(nèi)容以及進(jìn)位位C相加，運(yùn)算結(jié)果存在A中。

本組指令執(zhí)行對(duì)標(biāo)志位AC、CY、OV、P的影響與ADD指令相同。

3.增量指令

這組指令的的功能均為原寄存器的內(nèi)容加1，結(jié)果送回原寄存器。這組指令共有直接、寄存器、寄存器間接尋址等尋址方式：

INCA;（A）+1→（A）

INCdirect;（direct）+1→（direct）

INCRi;（Rn）+1→（Ri）

INC@Rj;（（Rj））+1→（（Rj））

INCDPTR;（DPTR）+1→（DPTR）

增量指令不會(huì)對(duì)任何標(biāo)志有影響。

4.帶借位減法指令

這組指令包含馬上數(shù)、直接地址、間接地址及工作寄存器與累加器A連同借位位C內(nèi)容相減，結(jié)果送回累加器A中。

SUBBA,#data;（A）-data-（C）→（A）

SUBBA,direct;（A）-（direct）-（C）→（A）

SUBBA,Ri;（A）-（Ri）-（C）→（A）

SUBBA,@Rj;（A）-（（Rj））-（C）→（A）

本指令執(zhí)行將影響標(biāo)志位AC、CY、OV、P。若第七位有借位，則將CY置位，否則CY復(fù)位。若第3位有錯(cuò)位，則置位幫助進(jìn)位標(biāo)志AC，否則AC復(fù)位。若第7和第6位中有一位需借位，而另一位不借位，則置位溢出標(biāo)志OV。

當(dāng)在進(jìn)行單字節(jié)或多字節(jié)減法前，不知道進(jìn)位標(biāo)志位CY的值，則應(yīng)在減法指令前先將CY復(fù)位清“0”。

5.減量指令

這組指令的作用是把所指的寄存器內(nèi)容減1，結(jié)果送回原寄存器，這組指令共有直接、寄存器、寄存器間接尋址等尋址方式：

DECA;（A）-1→（A）

DECdirect;（direct）-1→（direct）

DECRi;（Ri）-1→（Ri）

DEC@Rj;（（Rj））-1→（（Rj））

運(yùn)算結(jié)果不影響任何標(biāo)志位。

6.乘法指令

這條指令的作用是把累加器A和寄存器B中的8位無(wú)符號(hào)數(shù)相乘，所得到的是16位乘積，這個(gè)結(jié)果低8位存在累加器A，而高8位存在寄存器B中。

MULAB;（A）×（B）→（B）和（A）

乘法指令需要4個(gè)機(jī)器周期。

假如乘積大于255（0FFH），即B的內(nèi)容不為0時(shí)，則置位溢出標(biāo)志位OV，否則OV復(fù)位。進(jìn)位標(biāo)志位CY總是復(fù)位為0。

7.除法指令

這條指令的作用是把累加器A的8位無(wú)符號(hào)整數(shù)除以寄存器B中的8位無(wú)符號(hào)整數(shù)，所得到的商存在累加器A，而余數(shù)存在寄存器B中。

DIVAB;（A）÷（B）→（A）和（B）

除法指令需要4個(gè)機(jī)器周期。

本指令總是將CY和OV標(biāo)志位復(fù)位。當(dāng)除數(shù)（B中內(nèi)容）為00H時(shí)，那么執(zhí)行結(jié)果將為不定值，則置位溢出標(biāo)志位OV。

8.十進(jìn)制調(diào)整指令

在進(jìn)行BCD碼運(yùn)算時(shí)，這條指令總是跟在ADD或ADDC指令之后，其功能是將執(zhí)行加法運(yùn)算后存于累加器A中的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和修正。

DAA

三、規(guī)律運(yùn)算指令在51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中供應(yīng)的規(guī)律運(yùn)算指令主要包括ANL(與)，ORL(或)，XRL（異或）等指令。

1.規(guī)律與指令A(yù)NL

這組指令的功能是在指出的變量之間以位為基礎(chǔ)的規(guī)律與操作。操作數(shù)有寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址和馬上尋址等尋址方式：

ANLA,#data;（A）∧data→（A）

ANLA,direct;（A）∧（direct）→（A）

ANLA,Ri;（A）∧（Ri）→（A）

ANLA,@Rj;（A）∧（（Rj））→（A）

ANLdirect,#data;（direct）∧data→（direct）

ANLdirect,A;（direct）∧（A）→（A）

2.規(guī)律或指令ORL

這組指令的功能是在所指出的變量之間執(zhí)行以位為基礎(chǔ)的規(guī)律或操作，結(jié)果存到目的變量中去。操作數(shù)有馬上尋址、直接尋址、寄存器尋址和寄存器間接尋址方式：

3.規(guī)律異或指令XRL

這組指令的功能是在所指出的變量之間執(zhí)行以位為基礎(chǔ)的規(guī)律異或操作，結(jié)果存放到目的變量中去。操作數(shù)有馬上尋址、直接尋址、寄存器尋址和寄存器間接尋址方式：

4.循環(huán)移位指令

這4條指令的作用是將累加器中的內(nèi)容循環(huán)左或右移一位，后兩條指令是連同進(jìn)位位CY一起移位。

RLA;累加器A中的內(nèi)容左移一位。

RRA;累加器A中的內(nèi)容右移一位。

RLCA;累加器A中的內(nèi)容連同進(jìn)位位CY左移一位。

RRCA;累加器A中的內(nèi)容連同進(jìn)位位CY右移一位。

5.求反指令

這條指令將累加器中的內(nèi)容按位取反。

CPLA;累加器中的內(nèi)容按位取反。

6.清零指令

這條指令將累加器中的內(nèi)容清0。

CLRA;0→（A），累加器中的內(nèi)容清0。

四、位操作類指令MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)布爾處理機(jī)，對(duì)位地址空間具有豐富的位操作指令。

1.位傳送指令

這2條指令的功能是把由源操作數(shù)指出的布爾變量送到目的操作數(shù)指定的位中去。其中一個(gè)操作數(shù)必需為進(jìn)位標(biāo)志，另一個(gè)可以是任何直接尋址位。

MOVC,bit;bit→CY，某位數(shù)據(jù)送CY。

MOVbit,C;CY→bit，CY數(shù)據(jù)送某位。

本組指令不影響其他寄存器和標(biāo)志位。

2.位變量修改指令

這些指令對(duì)CY及可尋址位進(jìn)行置位或復(fù)位操作

CLRC;0→CY,復(fù)位CY。

CLRbit;0→bit,復(fù)位某一位。

SETBC;1→CY,置位CY。

SETBbit;1→bit,置位某一位。

本組指令不影響其他標(biāo)志。

3.位變量規(guī)律指令

位運(yùn)算都是規(guī)律運(yùn)算，有與、或、非三種指令

ANLC,bit;(CY)∧(bit)→CY

ANLC,/bit;(CY)∧()→CY

ORLC,bit;(CY)∨(bit)→CY

ORLC,/bit;(CY)∧()→CY

CPLC;()→CY

CPLbit;()→bit

4.位變量條件轉(zhuǎn)移指令

位變量條件轉(zhuǎn)移指令是以位的狀態(tài)作為實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移的推斷條件：

JCrel;(CY)=1轉(zhuǎn)移，（PC）+2+rel→PC，否則程序往下執(zhí)行，（PC）+2→PC。

JNCrel;(CY)=0轉(zhuǎn)移，（PC）+2+rel→PC，否則程序往下執(zhí)行，（PC）+2→PC。

JBbit,rel;位狀態(tài)為1轉(zhuǎn)移。

JNBbit,rel;位狀態(tài)為0轉(zhuǎn)移。

JBCbit,rel;位狀態(tài)為1轉(zhuǎn)移，并使該位清“0”。

五、掌握轉(zhuǎn)移指令一般狀況下指令是挨次執(zhí)行的逐條執(zhí)行的，但實(shí)際上程序不行能全部挨次執(zhí)行而常常需要轉(zhuǎn)變程序的執(zhí)行流程，常用的掌握轉(zhuǎn)移指令有：

1．無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令

這組指令執(zhí)行完后，程序就會(huì)無(wú)條件轉(zhuǎn)移到指令所指向的地址上去。長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令訪問的程序存儲(chǔ)器空間為16地址64kB，肯定轉(zhuǎn)移指令訪問的程序存儲(chǔ)器空間為11位地址2kB空間。

LJMPaddr16;addr16→（PC）

AJMPaddr11;（PC）+2→（PC），addr11→（PC10-0）

SJMPrel;（PC）+2+rel→（PC）

JMP@A+DPTR;（A）+（DPTR）→（PC）

2．條件轉(zhuǎn)移指令

條件轉(zhuǎn)移指令是依某種特定條件轉(zhuǎn)移的指令。條件滿意時(shí)轉(zhuǎn)移（相當(dāng)于一條相對(duì)轉(zhuǎn)移指令），條件不滿意時(shí)則挨次執(zhí)行下面的指令。目的地址在下一條指令的起始地址為中心的256個(gè)字節(jié)范圍中（-128～+127）。當(dāng)條件滿意時(shí)，先把PC指向指向下一條指令的第一個(gè)字節(jié)地址，再把有符號(hào)的相對(duì)偏移量加到PC上，計(jì)算出轉(zhuǎn)向地址。

JZrel;A=0,（PC）+2+rel→（PC）

JNZrel;A≠0,（PC）+2+rel→（PC）

3．比較不相等轉(zhuǎn)移指令

這組指令的功能是比較前面兩個(gè)操作數(shù)的大小。假如它們的值不相等則轉(zhuǎn)移。在PC指向下一條指令的起始地址后，通過把指令最終一個(gè)字節(jié)的有符號(hào)的相對(duì)偏移量加到PC上，并計(jì)算出轉(zhuǎn)向地址。操作數(shù)有寄存器尋址、直接尋址，寄存器間接尋址和馬上尋址等方式。

CJNEA,direct,rel;A≠（direct）,（PC）+3+rel→（PC）

CJNEA,#data,rel;A≠data,（PC）+3+rel→（PC）

CJNERi,#data,rel;A≠data,（PC）+3+rel→（PC）

CJNE@Rj,#data,rel;A≠data,（PC）+3+rel→（PC）

4．減1不為0轉(zhuǎn)移指令

這組指令把源操作數(shù)減1，結(jié)果回送到源操作數(shù)中去，假如結(jié)果不為0則轉(zhuǎn)移，跳到標(biāo)號(hào)rel處執(zhí)行，等于0就執(zhí)行下一條指令。源操作數(shù)有寄存器尋址和直接尋址方式。該指令通常用于實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。

DJNZRi,rel;（Ri）-