《單片機(jī)原理與應(yīng)用（第3版）》第3章 指令系統(tǒng)

單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15第3章

MCS-51指令系統(tǒng)

3.1MCS-51指令系統(tǒng)

3.1.1數(shù)據(jù)傳送指令

3.1.2算術(shù)運(yùn)算指令

3.1.3邏輯運(yùn)算指令

3.1.4位操作指令

3.1.5控制及轉(zhuǎn)移指令

3.2匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

3.2.1匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)

3.2.2多任務(wù)程序結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)

3.2.3匯編語(yǔ)言程序編輯與執(zhí)行

3.2.4對(duì)匯編語(yǔ)言程序的基本要求2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用3.0預(yù)備知識(shí)—WAVE仿真開(kāi)發(fā)軟件安裝與使用

在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)前，先了解WAVE仿真開(kāi)發(fā)軟件的安裝和使用方法。以便及時(shí)通過(guò)該仿真軟件理解MCS-51指令系統(tǒng)的功能和作用。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

WAVE仿真開(kāi)發(fā)軟件把源程序編輯、編譯、下載、調(diào)試等操作全部集中在一個(gè)環(huán)境下進(jìn)行，支持MCS-51、PIC兩大系列、不同種類單片機(jī)CPU。具有軟件模擬執(zhí)行功能，除輸入、輸出操作外，均可在軟件模擬環(huán)境下完成絕大部分應(yīng)用程序的調(diào)試。

WAVE編譯器支持過(guò)程匯編，這樣在程序編寫(xiě)、總裝、調(diào)試過(guò)程中不會(huì)遇到標(biāo)號(hào)重定義問(wèn)題，方便了大型程序編寫(xiě)、調(diào)試。一、功能

2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

從WAVE網(wǎng)站下載WAVE6000仿真開(kāi)發(fā)軟件（ZIP壓縮文件格式），經(jīng)ZIP解壓后，運(yùn)行其中的SETUP.EXE文件，該安裝程序?qū)⒁龑?dǎo)用戶完成WAVE6000仿真開(kāi)發(fā)軟件的安裝過(guò)程。二、安裝2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用三、啟動(dòng)及界面認(rèn)識(shí)

完成安裝后，首次啟動(dòng)看到的界面單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15四、初始化設(shè)置1.執(zhí)行“仿真器”菜單，設(shè)置仿真器、仿真頭、CPU及晶振頻率等選項(xiàng)內(nèi)容。必要時(shí)對(duì)“仿真頭”做進(jìn)一步設(shè)置。2.

設(shè)置“語(yǔ)言”（對(duì)于匯編語(yǔ)言源程序來(lái)說(shuō)，推薦使用WAVE編譯器及WAVE預(yù)定義符號(hào)）。3.

設(shè)置編譯后產(chǎn)生的“目標(biāo)文件”的種類（支持二進(jìn)制BIN文件格式和十六進(jìn)制HEX文件格式）。缺省時(shí)僅產(chǎn)生十六進(jìn)制HEX格式文件，可根據(jù)需要選擇。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用4.進(jìn)入“通信設(shè)置”標(biāo)簽，設(shè)置聯(lián)機(jī)通訊口、波特率（使用WAVE軟件模擬方式時(shí)無(wú)須設(shè)置）。5.進(jìn)入“文本編輯器”標(biāo)簽，設(shè)置“字體”（建議使用“Fixedsys”字體），而其他選項(xiàng)可使用缺省設(shè)置。6.

使用WAVE編譯器及WAVE預(yù)定義符號(hào)時(shí)，最好進(jìn)入“匯編預(yù)定義符號(hào)”窗口，重新設(shè)置MCS-51定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2控制寄存器T2CON位尋址功能。1、選擇仿真器、仿真頭類型及CPU型號(hào)

同時(shí)指定包括仿真方式，當(dāng)選擇模擬仿真方式還需要設(shè)置晶振頻率。單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15●設(shè)置仿真不同仿真頭、不同CPU，該設(shè)置窗內(nèi)容、設(shè)置項(xiàng)不同2.選擇仿真語(yǔ)言建議：在使用匯編語(yǔ)言情況下，建議選擇“偉福匯編器”，并使用偉福預(yù)定義符號(hào)。3.選擇“目標(biāo)文件”地址及種類一般僅需要選擇HEX(即十六進(jìn)制)文件，在調(diào)式階段最后將未用置為00單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/154.選擇仿真器與PC機(jī)之間通訊端口及速率5.設(shè)置文件框2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用五、應(yīng)用程序編輯、編譯及運(yùn)行

1.

創(chuàng)建、編輯源程序執(zhí)行“文件”菜單下的“新文件”命令（或直接單擊“新文件”工具），創(chuàng)建新文件。2.

保存執(zhí)行保存操作，將未命名的文件保存（對(duì)于匯編語(yǔ)言源程序來(lái)說(shuō)，最好立即保存，告訴編輯器文件類型，如.ASM等。這樣在編輯源程序過(guò)程中，變量、數(shù)據(jù)、標(biāo)號(hào)等就以“文本編輯器”設(shè)定的顏色顯示，直觀、排除了程序編輯過(guò)程中的錯(cuò)誤。3.

打開(kāi)已有文件2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

4.

源程序編輯方法及技巧查找、復(fù)制、剪貼功能的應(yīng)用；源程序輸入過(guò)程的提示（指令編寫(xiě)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)格式錯(cuò)誤顏色不同）。5.

編譯6.

設(shè)置斷點(diǎn)7.

運(yùn)行運(yùn)行方式：全速、單步、跟蹤。

2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用六、應(yīng)用舉例

(1)

從“CPU窗口”了解執(zhí)行的機(jī)器碼及長(zhǎng)度、偽指令ORG的含義和作用。(2)

編譯后，通過(guò)“CPU窗口”理解標(biāo)號(hào)、變量定義、等值定義等偽指令含義和作用。利用單步執(zhí)行了解指令執(zhí)行時(shí)間（單位為us，可預(yù)先將晶振頻率設(shè)為12MHz，以便得到整數(shù)時(shí)間）。注意WAVE軟件默認(rèn)的時(shí)鐘模式是“12時(shí)鐘/機(jī)器周期”，對(duì)于6時(shí)鐘/機(jī)器周期來(lái)說(shuō)，執(zhí)行時(shí)間要除2。

2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用(3)

理解復(fù)位后PC、SP等特殊功能寄存器的初值及復(fù)位內(nèi)部RAM的影響。(4)

理解工作寄存器區(qū)切換及R7～R0所對(duì)應(yīng)的物理地址（觀察工作寄存器切換前對(duì)寄存器R7～R0讀寫(xiě)結(jié)果）。(5)

設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式后，可了解定時(shí)器T0、T1在定時(shí)狀態(tài)的運(yùn)行情況及定時(shí)溢出中斷。(6)

通過(guò)一個(gè)實(shí)際例子介紹程序調(diào)試方法。特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM單元內(nèi)容瀏覽及修改；執(zhí)行方式、定位等。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

MCS-51系列單片機(jī)采用復(fù)雜指令系統(tǒng)，共有42種操作碼助記符，支持直接尋址、寄存器尋址、間接尋址、立即數(shù)尋址、變址尋址、相對(duì)尋址、位尋址等七種尋址方式。不同指令操作碼助記符與不同尋址方式之間的組合就構(gòu)成了MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)，共計(jì)111條。3.1MCS-51指令系統(tǒng)2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送指令算術(shù)運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令控制轉(zhuǎn)移指令位操作指令每一類型指令中又包含若干條指令。按功能可將這些指令分成：2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用在MCS-51指令系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳送指令包括了：(1)

內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送，這類指令用“MOV”作為指令操作碼助記符。(2)

外部RAM與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送，這類指令用“MOVX”作為指令操作碼助記符。(3)

程序存儲(chǔ)器讀指令，即程序存儲(chǔ)器ROM與累加器A之間數(shù)據(jù)指令，這類指令用“MOVC”作為指令操作碼助記符。(4)

堆棧操作指令。(5)字節(jié)交換指令。3.1.1數(shù)據(jù)傳送指令2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用MCS-51數(shù)據(jù)傳送示意圖2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

數(shù)據(jù)傳送指令一般不影響程序狀態(tài)字寄存器PSW中的標(biāo)志位，只有當(dāng)數(shù)據(jù)傳送到累加器A時(shí)，PSW中的奇偶標(biāo)志位P會(huì)改變，原因是奇偶標(biāo)志位P總是體現(xiàn)累加器A中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。當(dāng)累加器Acc為0時(shí)，Z(零)標(biāo)志置1；反之Z標(biāo)志清0。因此當(dāng)目的操作數(shù)為累加器Acc時(shí)，數(shù)據(jù)傳送指令會(huì)影響Z標(biāo)志。數(shù)據(jù)傳送指令執(zhí)行后特點(diǎn)：2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用1.內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期以累加器A作為目的操作數(shù)MOVA,Rn11101rrrA←Rn1MOVA,direct11100101directA←(direct)1MOVA,@Ri1110011iA←(Ri)1MOVA,#data01110100dataA←data1以Rn寄存器作為目的操作數(shù)MOVRn,A11111rrrRn←A1MOVRn,direct10101rrrdirectRn←(direct)2MOVRn,#data01111rrrdataRn←data1以直接地址direct作為目的操作數(shù)MOVdirect,A11110101directdirect←A1MOVdirect,Rn10001rrrdirect(direct)←Rn2MOVdirect2,direct110000101direct1direct2(direct2)←(direct1)2MOVdirect,@Ri1000011idirect(direct)←(Ri)2MOVdirect,#data01110101directdata(direct)←data2

以Ri寄存器間接地址為目的操作數(shù)MOV@Ri,A1111011i(Ri)←A2MOV@Ri,direct1010011idirect(Ri)←(direct)2MOV@Ri,#data0111011idata(Ri)←data116立即數(shù)傳送MOVDPTR,#data1610010000D15～D8D7～D0DPH←D15～D8DPL←D7～D022024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用MOVA,#5AH;Acc←立即數(shù)MOVB,A;B←Acc。特殊功能寄存器間數(shù)據(jù)傳輸MOVA,P1;Acc←P1口，讀P1口I/O引腳狀態(tài)MOV30H,A ;30H←Acc，寄存器與RAM之間MOV38H,30H ;內(nèi)部RAM單元之間數(shù)據(jù)傳送MOVR0,#38H ;內(nèi)部RAM與累加器Acc數(shù)據(jù)傳送MOVA,@R0單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/152.外部RAM及I/O端口與累加器A之間的數(shù)據(jù)傳送

在MCS-51系統(tǒng)中，由于擴(kuò)展I/O端口與外部RAM統(tǒng)一編碼，即擴(kuò)展I/O端口地址占用外部RAM地址空間的某一單元，因此外部RAM及擴(kuò)展I/O端口的讀寫(xiě)操作指令、操作時(shí)序完全相同。只能通過(guò)累加器A存取外部RAM和擴(kuò)展I/O端口，這類指令操作碼助記符為“MOVX”，其中“X”的含義是“eXternal”（外部）,指令格式、機(jī)器碼如表示3-2所示。指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期累加器A與外部RAM之間的數(shù)據(jù)傳送MOVXA,@DPTR11100000A←(DPTR)2MOVX@DPTR,A11110000(DPTR)←A2MOVXA,@Ri1110001iA←(Ri)2MOVX@Ri,A1111001i(Ri)←A2單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/153．累加器A與程序存儲(chǔ)器ROM之間的數(shù)據(jù)傳送指令

為了取出存放在程序存儲(chǔ)器中的表格數(shù)據(jù)，MCS-51提供了兩條查表指令，這兩條指令的操作碼助記符為“MOVC”，其中“C”的含義是“Code(代碼)”，表示操作對(duì)象是程序存儲(chǔ)器，指令格式、機(jī)器碼如表3-3所示。指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期查表指令MOVCA,@A+DPTR10010011A←(A+DPTR)2MOVCA,@A+PC10000011A←(A+PC)2單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/154．堆棧操作指令

堆棧操作也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本操作之一。設(shè)置堆棧操作的目的是為了迅速保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)，以便在子程序或中斷服務(wù)子程序運(yùn)行結(jié)束后，能正確返回主程序。MCS-51堆棧操作指令格式、機(jī)器碼如表3-4所示。指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期數(shù)據(jù)入棧PUSHdirect11000000directSP←SP+1(SP)←(direct)2數(shù)據(jù)出棧POPdirect11010000direct(direct)←(SP)SP←SP-125．字節(jié)交換指令

字節(jié)交換指令也屬于數(shù)據(jù)傳送指令范疇，不過(guò)交換后，源操作數(shù)與目的操作數(shù)內(nèi)容相互對(duì)調(diào)，MCS-51提供了四條字節(jié)交換指令和兩條半字節(jié)交換指令，這些指令格式、機(jī)器碼如表3-5所示。指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期字節(jié)交換指令XCHA,Rn11001rrrA和Rn內(nèi)容對(duì)調(diào)1XCHA,direct11000101directA和(direct)內(nèi)容對(duì)調(diào)1XCHA,@Ri1100011iA和(Ri)內(nèi)容對(duì)調(diào)1低4位對(duì)調(diào)XCHDA,@Ri1101011iA低4位和(Ri)低4位對(duì)調(diào)1累加器半字節(jié)交換SWAPA11000100A高4位與A低4位對(duì)調(diào)1表3-5MCS-51交換指令

單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/153.1.2算術(shù)運(yùn)算指令

MCS-51提供了豐富的算術(shù)運(yùn)算指令，如加法運(yùn)算、減法運(yùn)算、增1指令、減1指令以及乘法、除法指令等。一般情況下，算術(shù)運(yùn)算指令執(zhí)行后會(huì)影響程序狀態(tài)字寄存器PWS中相應(yīng)的標(biāo)志位。1.加法指令

加法指令操作碼助記符、指令格式以及機(jī)器碼如表3-6所示。指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期不帶進(jìn)位加法指令

ADDA,Rn00101rrrA←A+Rn1ADDA,direct00100101directA←A+(direct)1ADDA,@Ri0010011iA←A+(Ri)1ADDA,#data00100100dataA←A+data1

帶進(jìn)位加法指令

ADDCA,Rn00111rrrA←A+Rn+Cy1ADDCA,direct00110101directA←A+(direct)+Cy1ADDCA,@Ri0011011iA←A+(Ri)+Cy1ADDCA,#data00110100dataA←A+data+Cy1

單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/152.減法指令

減法指令操作碼助記符、指令格式以及機(jī)器碼如表3-7所示。表3-7MCS-51減法指令指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期帶借位減法指令

SUBBA,Rn10011rrrA←A－Rn－Cy1SUBBA,direct10010101directA←A－(direct)－Cy1SUBBA,@Ri1001011iA←A－(Ri)－Cy1SUBBA,#data10010100dataA←A－data－Cy1

2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用MCS-51只有帶借位的減法指令，被減數(shù)是累加器A，減數(shù)可以是內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器或立即數(shù)之一，結(jié)果存放在累加器A中。與加法指令類似，操作結(jié)果同樣會(huì)影響標(biāo)志位：Cy為1，表示被減數(shù)小于減數(shù)，產(chǎn)生借位；OV同樣用于判別兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相減后，差是否超出8位帶符號(hào)數(shù)所能表示的范圍（-128~+127）。當(dāng)兩個(gè)異號(hào)數(shù)相減時(shí)，差的符號(hào)與被減數(shù)相反，則溢出標(biāo)志OV為1，結(jié)果不正確！例如，被減數(shù)為正數(shù)，減數(shù)為負(fù)數(shù)，相減后，結(jié)果應(yīng)該是正數(shù)，但如果累加器A的b7為1，即負(fù)數(shù)，則表明結(jié)果不正確。相減時(shí)，如果b3位向b4位借位，則Ac為1；反之為0。奇偶標(biāo)志P總是體現(xiàn)累加器A中“1”的奇偶性，因此P也會(huì)變化。由于MCS-51指令系統(tǒng)只有帶借位的減法指令，因此，當(dāng)需要執(zhí)行不帶借位的減法指令時(shí)，可先通過(guò)“CLRC”指令，將進(jìn)位標(biāo)志Cy清0。3.加1指令

加1指令也稱為“增量指令”，操作結(jié)果是操作數(shù)加1。加1指令操作碼助記符、指令格式以及機(jī)器碼如表3-8所示。

指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期增量指令

INCA00000100A←A+11INCRn00001rrrRn←Rn+11INCdirect00000101direct(direct)←(direct)+11INC@Ri0000011i(Ri)←(Ri)+11INCDPTR10100011DPTR←DPTR+12表3-8MCS-51加1指令

加1指令不影響標(biāo)志位，只有操作對(duì)象為累加器A時(shí)，才影響奇偶標(biāo)志位P。當(dāng)操作數(shù)初值為0FFH，則加1后，將變?yōu)?0H。盡管加1指令與加數(shù)為1的加法指令同樣會(huì)使操作數(shù)增１，但彼此并不完全相同，例如：INCA ；通過(guò)增量指令使累加器A內(nèi)容加1。該指令除了影響奇偶標(biāo)志位P外，不影響其他標(biāo)志位。ADDA,#01H ；通過(guò)加法指令使累加器A內(nèi)容加1。該指令同樣會(huì)使累加器A內(nèi)容加1，但該指令將影響Cy、OV、Ac以及P標(biāo)志位，且指令機(jī)器碼占用兩個(gè)字節(jié)。當(dāng)操作數(shù)是某一I/O口，如“INCP1”時(shí)，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-改-寫(xiě)”指令。4.減1指令

減1指令使操作數(shù)減1。減1指令操作碼助記符、指令格式以及機(jī)器碼如表3-9所示。表3-9MCS-51減1指令指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期減1指令

DECA00010100A←A－11DECRn00011rrrRn←Rn－11DECdirect00010101direct(direct)←(direct)－11DEC@Ri0001011i(Ri)←(Ri)－112024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

與加1指令情況類似，減1指令也不影響標(biāo)志位，只有當(dāng)操作數(shù)是累加器A時(shí)，才影響奇偶標(biāo)志位P。當(dāng)操作數(shù)的初值為00H時(shí)，減1后，結(jié)果將變?yōu)镕FH。其他情況與加1指令類似。單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/155.乘法指令

MCS-51提供了8位無(wú)符號(hào)數(shù)乘法指令，該指令操作碼助記符、指令格式、機(jī)器碼如表3-10所示。表3-10MCS-51乘法指令指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期A×BMULAB10100100BA←A×B4

被乘數(shù)放在累加器A（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）中，乘數(shù)放在寄存器B（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）中，乘積（16位無(wú)符號(hào)數(shù)）的高8位放在寄存器B中，低8位放在累加器A中。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用MCS-51沒(méi)有提供8位×16位、16位×16位、16位×24位等多字節(jié)乘法指令，只能通過(guò)單字節(jié)乘法指令完成多字節(jié)乘法運(yùn)算。例如24位×16乘法可通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)：位24位被乘數(shù)占用3字節(jié)，用CBA表示；16位乘數(shù)占用2字節(jié)，用ED表示，乘積應(yīng)該為40位。顯然“A*D”為16位，“B*D”為24位，“C*D”為32位；“A*E”為24位，“B*D”為32位，“E*C”為40位。因此，可采用如圖3-2所示算法完成24位×16位運(yùn)算。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用圖3-224位×16位算法圖單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/156.除法指令

MCS-51提供了8位無(wú)符號(hào)數(shù)除法指令，該指令操作碼助記符、指令格式、機(jī)器碼如表3-11所示。表3-11MCS-51除法指令指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期A÷BDIVAB10000100A(商)←A÷BB(余數(shù))←A÷B42024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用

被除數(shù)放在累加器A（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）中，除數(shù)放在寄存器B（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）中，商（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）放在累加器A中，余數(shù)（8位無(wú)符號(hào)數(shù)）放在寄存器B中。顯然余數(shù)取值范圍為0～（除數(shù)-1）。該指令影響標(biāo)志位：如果除數(shù)(即寄存器B)不為0，執(zhí)行執(zhí)行后，溢出標(biāo)志OV、進(jìn)位標(biāo)志Cy總為0；如果除數(shù)為0，執(zhí)行后，結(jié)果將不確定，OV置1，Cy仍為0。AC保持不變；奇偶標(biāo)志P位隨累加器A中“1”的個(gè)數(shù)變化而變化。盡管MCS-51沒(méi)有提供16位÷8位、32位÷16位等多位除法運(yùn)算指令，只能借助類似多項(xiàng)式除法運(yùn)算規(guī)則完成多位除法運(yùn)算。單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/157.十進(jìn)制加法調(diào)正指令

十進(jìn)制加法調(diào)正操作碼助記符、指令格式、機(jī)器碼如表3-12所示。表3-12MCS-51BCD加法調(diào)正指令指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期BCD加法調(diào)正DAA11010100根據(jù)進(jìn)位標(biāo)志Cy、輔助進(jìn)位標(biāo)志Ac以及累加器A內(nèi)容，將累加器A內(nèi)容轉(zhuǎn)化為BCD碼形式1單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/153.1.3邏輯運(yùn)算指令

邏輯運(yùn)算在計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)中，占有極重要的位置。MCS-51提供了豐富的邏輯運(yùn)算指令，包括邏輯非（取反）、與、或、異或以及循環(huán)移位操作等。邏輯運(yùn)算指令格式、操作碼助記符、機(jī)器碼等如表3-13所示。

指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期累加器A清0CLRA11100100A←01邏輯非（取反）CPLA11110100A←1邏輯與

ANLA,Rn01011rrrA←A∧Rn1ANLA,direct01010101directA←A∧(direct)1ANLA,@Ri0101011iA←A∧(Ri)1ANLA,#data01010100dataA←A∧data1ANLdirect，A01010010direct(direct)←(direct)∧A1ANLdirect，#data01010011directdata(direct)←(direct)∧#data2表3-13MCS-51邏輯運(yùn)算指令（1）指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期邏輯或ORLA,Rn01001rrrA←A∨Rn1ORLA,direct01000101directA←A∨(direct)1ORLA,@Ri0100011iA←A∨(Ri)1ORLA,#data01000100dataA←A∨data1

ORLdirect，A01000010direct(direct)←(direct)∨A1ORLdirect，#data01000011directdata(direct)←(direct)∨#data2邏輯異或

XRLA,Rn01101rrrA←ARn1XRLA,direct01100101directA←A(direct)1XRLA,@Ri0110011iA←A(Ri)1XRLA,#data01100100dataA←Adata1

XRLdirect，A01100010direct(direct)←(direct)A1XRLdirect，#data01100011directdata(direct)←(direct)#data2表3-13MCS-51邏輯運(yùn)算指令（2）2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期循環(huán)移位向左循環(huán)移位左循環(huán)移位RLA00100011←b7←b0←1帶Cy左循環(huán)RLCA

00110011

←Cy←b7←b0←1向右循環(huán)移位右循環(huán)移位RRA

00000011

→b7→b0→1帶Cy右循環(huán)RRCA

00010011

→Cy→b7→b0→1表3-13MCS-51邏輯運(yùn)算指令（3）3.1.4位操作指令

位操作指令在單片機(jī)指令系統(tǒng)占有重要地位，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在控制系統(tǒng)中主要用于控制線路通、斷，繼電器的吸合與釋放等。因此，多數(shù)8位機(jī)依然保留了一位機(jī)功能，即提供了完整的位尋址功能和位操作指令。MCS-51單片機(jī)具有豐富的位操作指令，在位運(yùn)算指令中，進(jìn)位標(biāo)志Cy的作用類似于字節(jié)運(yùn)算指令中的累加器A，因此Cy在位操作指令中，被稱為“位累加器”。MCS-51內(nèi)部RAM字節(jié)地址20H～2FH單元是位存儲(chǔ)區(qū)（16字節(jié)×8位，共128個(gè)位），位存儲(chǔ)器地址編碼從00～7FH，即20H字節(jié)地址b0位的位地址為00H，b1位的位地址為01H，…2FH字節(jié)地址的b7位的位地址為7FH。此外，許多特殊功能寄存器，如P0～P3口鎖存器、程序狀態(tài)字PSW、定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON等均具有位尋址功能。因此，位存儲(chǔ)器包括了內(nèi)部RAM中20H～2FH單元的位存儲(chǔ)區(qū)以及特殊功能寄存器中支持位尋址的所有位。MCS-51位操作指令操作碼助記符、指令格式、機(jī)器碼等如表3-14所示。

指令名稱指令格式機(jī)器碼功能指令周期位傳送MOVC,bit10100010bitC←(bit)1MOVbit,C10010010bit(bit)←C2位變量修改位清0CLRC11000011C←01CLRbit11000010bit(bit)←01位置1SETBC11010011C←11SETBbit11010010bit(bit)←11位取反CPLC10110011C←1CPLbit10110010bit(bit)←1位邏輯運(yùn)算邏輯與ANLC,bit10000010bitC←C∧(bit)2ANLC,/bit10110000bitC←C∧2邏輯或ORLC,bit01110010bitC←C∨(bit)2ORLC,/bit10100000bitC←C∨2單片機(jī)原理與應(yīng)用2024/1/153.1.5控制及轉(zhuǎn)移指令

以上介紹的指令均屬于順序執(zhí)行指令，即執(zhí)行了當(dāng)前指令后，接著就執(zhí)行下一條指令。但在計(jì)算機(jī)中，只有順序執(zhí)行指令是不夠的，更一般的情況是：執(zhí)行了當(dāng)前指令后，往往需要根據(jù)執(zhí)行結(jié)果做出判別：繼續(xù)執(zhí)行隨后的指令，還是轉(zhuǎn)去執(zhí)行其他的指令系列，這就需要控制和轉(zhuǎn)移指令?？刂妻D(zhuǎn)移指令包括跳轉(zhuǎn)指令、調(diào)用指令、返回指令以及停機(jī)指令等。2024/1/15單片機(jī)原理與應(yīng)用3.2匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

介紹了MCS-51指令系統(tǒng)后，這一節(jié)簡(jiǎn)要介紹匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)方法、技巧及注意事項(xiàng)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。3.2.1匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)

1.MCS-51程序總體結(jié)構(gòu)

MCS-51匯編語(yǔ)言源程序一般由主程序、完成特定操作的子程序（可能不止一個(gè)）及相應(yīng)功能的中斷服務(wù)程序等部分組成，結(jié)構(gòu)如下：；---------------程序頭（即定義變量和等值符號(hào)）---------

SCL BITP1.2 ；定義SCL位變量

…… ORG0000H LJMPMain；------------------主程序------------------------ ORGyyyy ;其中yyyy就是主程序代碼存放區(qū)的首地 ;址，如0100H。Main：

MOVR2,#248 MOVR0,#08HLOOPIC：

MOV@R0,#00H INCR0 DJNZR2,LOOPIC ;內(nèi)部RAM清0

MOVSP,#7FH ;初始化有關(guān)寄存器，如設(shè)置堆棧指針SP、初始化外設(shè)控制寄 ;存器，如中斷控制寄存器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器等。

…… ;主程序?qū)嶓w，具體指令由程序功能決定。

LCALLSUB1 ;調(diào)用子程序1，其中SUB1為子程序名。

……

；------------------子程序結(jié)構(gòu)------------------------ SUB1：

PUSHPSW PUSHACC ;通過(guò)PUSH指令保護(hù)子程序中用到的有關(guān)寄存器，如Acc、

;PSW等，即保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。

…… ;子程序?qū)嶓w，具體指令由程序功能決定。

POPACC POPPSW ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。

RET ;子程序最后一條指令，使子程序運(yùn)行結(jié)束，返回主程序斷點(diǎn)。；------------------中斷服務(wù)程序結(jié)構(gòu)------------------------ PUSHPSW PUSHACC ;通過(guò)PUSH指令保護(hù)中斷服務(wù)程序中用到的有關(guān)寄存器。

SETBRS0 CLRRS1 ;切換工作區(qū)（這里假設(shè)使用1區(qū)）

…… ;中斷服務(wù)程序?qū)嶓w