2018年03月10日 | AT89S51算术运算类指令

　　在AT89S51指令系统中，有单字节的加、减、乘、除法指令，算术运算功能比较强。算术运算指令都是针对8位二进制无符号数的，如要进行带符号或多字节二进制数运算，需编写具体的运算程序，通过执行程序实现。
　　
　　算术运算的结果将使PSW中的进位(Cy)、辅助进位(Ac)、溢出(OV)3种标志位置1或清0，但是增1和减1指令不影响这些标志。
　　
　　1．加法指令
　　
　　共有4条加法运算指令：
　　
　　这4条8位二进制数加法指令的一个加数总是来自累加器A，而另一个加数可由寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和立即数寻址等不同的寻址方式得到。其相加的结果总是放在累加器A中。
　　
　　使用加法指令时，要注意累加器A中的运算结果对各个标志位的影响：
　　
　　(1)如果位7有进位，则进位标志Cy置l，否则Cy清0。
　　
　　(2)如果位3有进位，辅助进位标志Ac置1，否则Ac（Ac为PSW寄存器中的一位）清O。
　　
　　(3)如果位6有进位而位7没有进位，或者位7有进位而位6没有进位，则溢出标志位OV置l，否则OV清0。
　　
　　溢出标志位OV的状态，只有进行带符号数加法运算时才有意义。当两个带符号数相加时，OV=1，表示加法运算超出了累加器A所能表示的带符号数的有效范围（-128～+127），即产生了溢出，表示运算结果是错误的，否则运算是正确的，即无溢出产生。
　　
　　【例3-1】 (A)=53H，(RO)=FCH，执行指令
　　
　　运算式为
　　
　　结果为(A)=4FH，Cy=l，Ac=0，OV=O，P=1（A中l的位数为奇数）。
　　
　　注意：在上面的运算中，由于位6和位7同时有进位，所以标志位OV=O。
　　
　　【例3-2】 (A)=85H，(RO)=20H，(20H)=AFH，执行指令

    运算式为

    结果为(A)=34H，Cy=l，Ac=l，OV=1，P=1。
　　
　　注意：由于位7有进位，而位6无进位，所以标志位OV=1。
　　
　　2．带进位加法指令
　　
　　带进位加法运算的特点是进位标志位Cy参加运算，因此带进位的加法运算是三个数相加。带进位的加法指令共4条：
　　
　　这组带进位加法指令的功能是，指令中不同寻址方式所指定的加数、进位标志与累加器A内容相加，结果存在累加器A中。
　　
　　如果位7有进位，则进位标志Cy置1，否则Cy清0；如果位3有进位输出，则辅助进位标志Ac置l，否则Ac清0；如果位6有进位而位7没有进位，或者位7有进位而位6没有进位，则溢出标志OV置1，否则标志OV清O。
　　
　　【例3-3】 (A)=85H，(20H)=FFH，Cy=l，执行指令
　　
　　运算式为
　　
　　结果为(A)=85H，Cy=l，Ac=l，OV=0，P=l（A中1的位数为奇数）。
　　
　　3．增1指令
　　
　　共有5条增1指令：
　　
　　这组增1指令的功能是把指令中所指出的变量增1，且不影响程序状态字PSW中的任何标志。若变量原来为FFH，加1后将溢出为OOH（仅指前4条指令），标志也不会受到影响。第5条指令“INC DPTR”，是16位数增1指令。指令首先对低8位指针DPL的内容执行加1操j作，当产生溢出时，就对DPH的内容进行加1操作，并不影响标志Cy的状态。
　　
　　4．十进制调整指令
　　
　　十进制调整指令用于对BCD码十进制数加法运算结果的内容进行修正，指令格式为：
　　
　　这条指令的功能是对压缩的BCD码（一个字节存放2位BCD码）的加法结果进行十进制调整。两个BCD码按二进制相加之后，必须经本指令的调整才能得到正确的压缩BCD码的和数。
　　
　　(1)十进制调整问题
　　
　　对于十进制数（BCD码）的加法运算，只能借助于二进制加法指令。然而，二进制数的加法运算原则上并不能适用于十进制数的加法运算，有时会产生错误结果。
　　
　　例如：
　　
　　上述的BCD码运算中：
　　
　　(a)运算结果正确。
　　
　　(b)运算结果不正确，因为十进制数的BCD码中没有1111这个编码。
　　
　　(c)运算结果也不正确，正确结果应为17，而运算结果却是11。
　　
　　这种情况表明，二进制数加法指令不能完全适用于BCD码十进制数的加法运算，因此要对结果进行有条件的修正，这就是所谓的十进制调整问题。
　　
　　(2)出错原因和调整方法 
　　
　　出错的原因在于BCD码是4位二进制编码，共有16个编码，但BCD码只用了其中的10个，剩下6个没用到。这6个没用到的编码(1010，1011，1100，1101，1110，1111)为无效编码。
　　
　　在BCD码的加法运算中，凡结果进入或者跳过无效编码区时，其结果就是错误的。因此1泣BCD码加法运算出错的情况有以下两种：
　　
　　①相加结果大于9，说明已经进入无效编码区。
　　
　　②相加结果有进位，说明已经跳过无效编码区。
　　
　　无论哪一种出错情况，都是因为6个无效编码造成的。因此，只要出现上述两种情况之一，就必须进行调整。调整的方法是把运算结果加6调整，即所谓的十进制调整修正。
　　
　　十进制调整的修正方法如下：
　　
　　①累加器低4位大于9或辅助进位位Ac=l，则进行低4位加6修正。
　　
　　②累加器高4位大于9或进位位Cy=l，则进行高4位加6修正。
　　
　　③累加器高4位为9，低4位大于9，则高4位和低4位分别加6修正。
　　
　　上述十进制调整修正，是通过执行指令“DA A”自动实现的。
　　
　　【例3-4】 (A)=56H，(R5)=67H，把它们看作两个压缩的BCD数，进行BCD数加法。
　　
　　执行指令：
　　
　　由于高4位和低4位分别大于9，所以“DA A”指令要分别加6，来对结果进行修正。
　　
　　结果为(A)=23H，Cy=l。
　　
　　由上可见，56+67=123，结果是正确的。
　　
　　5．带借位的减法指令
　　
　　共有4条指令：
　　
　　这组带借位减法指令是从累加器A中的内容减去指定的变量和进位标志Cy的值，结果存放在累加器A中。
　　
　　如果位7需借位则Cy置l，否则Cy清0；如果位3需借位则Ac置1，否则Ac清0；如果位6需借位而位7不需要借位，或者位7需借位而位6不需借位，则溢出标志位OV置1，否则OV清0。
　　
　　源操作数允许有寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址和立即数寻址方式。
　　
　　【例3-5】 (A)=C9H，(R2)=54H，Cy=l，执行指令
　　
　　运算式为
　　
　　结果为(A)=74H，Cy=0，Ac=0，OV=1（位6向位7借位）。
　　
　　6．减1指令
　　
　　共有4条指令：
　　
　　这组指令的功能是指定的变量减1。若原来为OOH，减1后下溢为FFH，不影响标志位(P标志除外)。
　　
　　【例3-6】 (A)=OFH，(R7)=19H，(30H)=OOH，(Rl)=40H，(40H)=OFFH，执行指令
　　
　　结果为(A)=OEH，(R7)=18H，(30H)=OFFH，(40H)=OFEH，P=l，不影响其他标志。
　　
　　7．乘法指令
　　
　　这条指令的功能是把累加器A和寄存器B中的无符号8位整数相乘，其16位积的低位字节在累加器A中，高位字节在B中。如果积大于255，则溢出标志位OV置1，否则OV清0。进位标志位Cy总是清0。
　　
　　8．除法指令
　　
　　该指令的功能是用累加器A中8位无符号整数（被除数）除以B中8位无符号整数（除数），所得的商（为整数）存放在累加器A中，余数存放在寄存器B中，且Cy和溢出标志位OV清0。如果B的内容为0（即除数为0），则存放结果的A、B中的内容不定，并溢出标志位OV置l。
　　
　　【例3-7】 (A)=FBH，(B)=12H，执行指令
　　
　　结果为(A)=ODH，(B)=11H，Cy=0，OV=O。