2022年12月12日 | MCS-51单片机指令系统（3）

指令按寻址方式分有 7种寻址方式，直接寻址（direct）、立即寻址（#20H） 、寄存器寻址（Rn）、寄存器间接寻址（@Ri）、相对寻址（rel）、寄存器变址寻址（@A+PC）、位寻址 （ ACC.1）

指令按功能上分有5种 ，传送类指令 、算术运算类指令、逻辑运算及移位类指令、控制转移类指令、位操作类指令。其指令三大属性：功能属性、空间属性（指令站用的字节数）、时间属性（指令执行的机器周期数）。

一、数据传送指令（28）：

使用最频繁的一类指令,通用格式：

MOV <目的操作数>，<源操作数>

属“复制”性质，而不是“搬家”。数据传送类指令不影响标志位：Cy、Ac和OV，影响奇偶标志位P。

1.内部RAM数据传送指令（16条）

（1）以累加器为目的操作数的指令（4条）

MOV A,Rn ; (Rn)→A，n=0～7

MOV A,@Ri ; ((Ri))→A,i=0,1

MOV A,direct ;（direct）→A

MOV A,#data ; #data→A

（2） 以Rn为目的操作数的指令（3条）

MOV Rn,A ; (A)→Rn,n=0～7

MOV Rn,direct ;（direct）→Rn,n=0～7

MOV Rn,#dat ; #data→Rn,n=0～7

功能：是把源操作数的内容送入当前一组工作寄存器区的R0～R7中的某一个寄存器。

（3）以直接地址direct为目的操作数的指令（5条）

MOV direct,A ; (A)→direct

MOV direct,Rn;(Rn)→direct, n=0～7

MOV direct1,direct2;

MOV direct,@Ri ; ((Ri))→direct

MOV direct,#data; #data→direct

功能：把源操作数送入直接地址指出的存储单元。direct指的是内部RAM或SFR的地址。

（4）以寄存器间接地址为目的操作数的指令（3条）

MOV @Ri,A ;(A)→((Ri)),i=0,1

MOV @Ri,direct ; （direct）→((Ri))

MOV @Ri,#data ; #data→((Ri))

（5）16位数传送指令 （1条）

MOV DPTR,#data16 ; #data16→DPTR

唯一的16位数据的传送指令 ,立即数的高8位送入DPH，立即数的低8位送入DPL。

2.堆栈操作指令（2条）

MCS-51内部RAM中可以设定一个后进先出（LIFO-Last In First Out）的区域称作堆栈。堆栈指针SP指出堆栈的栈顶位置。进栈指令

PUSH direct

先将栈指针SP加1，然后把direct中的内容送到栈指针SP指示的内部RAM单元中。

出栈指令

POP direct

SP指示的栈顶（内部RAM单元）内容送入direct字节单元中，栈指针SP减1。

3.累加器A与外部数据存储器传送指令（4）

MOVX A,@DPTR ;((DPTR))→A,读外部RAM/IO

MOVX A,@Ri ;((Ri))→A,读外部RAM/IO

MOVX @DPTR,A;(A)→((DPTR)),写外部RAM/IO

MOVX @Ri,A ;(A)→((Ri)),写外部RAM/IO

功能：读外部RAM存储器或I/O中的一个字节，或把A中一个字节的数据写到外部RAM存储器或I/O中。

注意：RD*或WR*信号有效。

采用DPTR间接寻址，高8位地址（DPH）由P2口输出，低8位地址（DPL）由P0口输出。

采用Ri（i=0,1）间接寻址，可寻址片外RAM的256个单元。Ri内容由P0口输出。

MOV后 “X”表示单片机访问的是片外RAM存储器或I/O。

4.程序ROM数据传送指令查表指令（2条）

用于读程序存储器中的数据表格的指令，均采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式。

（1）MOVC A,@A+PC

以PC作基址寄存器，A的内容作为无符号整数和PC中的内容（下一条指令的起始地址）相加后得到一个16位的地址，该地址指出的程序存储单元的内容送到累加器A。

注意：PSEN*信号有效。

优点：不改变特殊功能寄存器及PC的状态，根据A的内容就可以取出表格中的常数。

缺点：表格只能存放在该条查表指令后面的256个单元之内，表格的大小受到限制，且表格只能被一段程序所利用。

（2）MOVC A,@A+DPTR

以DPTR作为基址寄存器，A的内容作为无符号数和DPTR的内容相加得到一个16位的地址，把由该地址指出的程序存储器单元的内容送到累加器A. 本指令的执行结果只和指针DPTR及累加器A的内容有关，与该指令存放的地址及常数表格存放的地址无关，因此表格的大小和位置可以在64K程序存储器中任意安排，一个表格可为各个程序块公用。

两条指令是在MOV的后面加C，“C”是CODE的第一个字母，即代码的意思。

5.数据交换指令（4条）

（1）整字节数据交换指令（3条）

XCH A,Rn

XCH A,direct

XCH A,@Ri

（2）半字节交换指令：累加器的低4位与内部RAM低4位交换。

XCHD A,@Ri

二、算术操作类指令（24条）

单字节的加、减、乘、除法指令，都是针对8位二进制无符号数。执行的结果对Cy、Ac、OV 三种标志位有影响。但增1和减1指令不影响上述标志。

1．加法指令（4条）

ADD A,Rn ;(A)+(Rn)→A，n=0～7

ADD A,direct ;(A)+(direct)→A

ADD A,@Ri ;(A)+((Ri))→A,i=0,1

ADD A,#data ; (A)+#data→A

一个加数总是来自累加器A，而另一个加数可由不同的寻址方式得到。结果总是放在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，则置“1”进位标志Cy，否则清“0”Cy

（2）如果位3有进位，置“1”辅助进位标志Ac，否则清“0”Ac（Ac为PSW寄存器中的一位）

（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，则溢出标志位OV置“1”，否则清“0”OV。溢出标志位OV的状态，只有在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。

2．带进位加法指令（4条）

标志位Cy参加运算，因此是三个数相加。

ADDC A,Rn ;(A)+(Rn)+C→A，n=0～7

ADDC A,direct ;(A)+(direct)+C→A

ADDC A,@Ri ;(A)+(Ri)+C→A，i=0,1

ADDC A,#data ;(A)+#data+C→A

3．增1指令 （5条）

INC A

INC Rn ;n=0～7

INC direct

INC @Ri ;i=0,1

INC DPTR

不影响PSW中的任何标志。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的操作，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（1条)

用于对BCD码十进制数加法运算结果的内容修正。

指令格式： DA A

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。二进制数的加法运算原则并不能适用于十进制数的加法运算，有时会产生错误结果。

出错原因和调整方法：

BCD码只用了了其中的10个，6个没用到的编码。（1010，1011，1100，1101，1110，1111）为无效码 。凡结果进入或者跳过无效码编码区时，其结果就是错误的。调整的方法是把结果加6调整，即所谓十进制调整修正。

修正方法应是：

（a）累加器低4位大于9或辅助进位位Ac=1，则进行低4位加6修正。

（b）累加器高4位大于9或进位位Cy=1，则进行高4位加6修正。

（c）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。

具体是通过执行指令：DA A 来自动实现的 。

5．带借位的减法指令（4条）

SUBB A,Rn ; （A）-（Rn）- Cy→A，n=0～7

SUBB A,direct ; （A）-（direct）- Cy→A

SUBB A,@Ri;（A）-（(Ri)）- Cy→A, i=0,1

SUBB A,#data ;（A）-#data - Cy→A

从累加器A中的内容减去指定的变量和进位标志Cy的值，结果存在累加器A中。

如果位7需借位则置“1” Cy，否则清“0”Cy；

如果位3需借位则置“1”Ac，否则清“0”Ac；

如果位6需借位而位7不需要借位，或者位7需借位，位6不需借位，则置“1”溢出标志位OV，否则清“0”OV。

6．减1指令（4条）

DEC A ；(A)-1→A

DEC Rn ；(Rn)-1→Rn，n=0～7

DEC direct ；(direct)-1→direct

DEC @Ri ；((Ri))-1→（Ri），i=0,1

减1指令不影响标志位。

7．乘法指令（1条）

MUL AB ；A×B→BA

如果积大于255，则置“1”溢出标志位OV

8．除法指令 （1条）

DIV AB ；A/B→A（商），余数→B

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，并置“1”溢出标志位OV。

三、 逻辑运算指令（25条）

1. 简单逻辑操作指令（2条）

(1) CLR A

功能是累加器A清“0”。不影响Cy、Ac、OV等标志。

(2) CPL A

功能:累加器A的内容按位逻辑取反，不影响标志。

2．左环移指令

RL A

功能是累加器A的8位向左循环移位，位7循环移入位0，不影响标志。

3．带进位左环移指令

RLC A

功能是将累加器A的内容和进位标志位Cy一起向左环移一位，Acc.7移入进位位Cy，Cy移入Acc.0，不影响其它标志。

4．右环移指令

RR A

功能是累加器A的内容向右环移一位，Acc.0移入Acc.7，不影响其它标志。

5．带进位环移指令

RRC A

功能:累加器A的内容和进位标志Cy一起向右环移一位，Acc.0进入Cy，Cy移入Acc.7。

6．累加器半字节交换指令

SWAP A

将累加器A的高半字节（Acc.7～Acc.4）和低半字节（Acc.3～Acc.0）互换。

7．逻辑与指令

ANL A,Rn ; （A）∧（Rn）→A，n=0～7

ANL A,direct ; （A）∧（direct）→A

ANL A,#data ; （A）∧#data→A

ANL A,@Ri ; （A）∧(（Ri）)→A，i=0～1

ANL direct,A ; （direct）∧(A)→direct

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

8.逻辑或指令

ORL A,Rn ；(A)∨（Rn）→A ，n=0～7

ORL A,direct ；(A)∨（direct）→A

ORL A,#data ；(A)∨ data→A

ORL A,@Ri ； (A)∨((Ri))→A，i=0,1

ORL direct,A ；（direct）∨(A)→direct

ORL direct,#data ；（direct）∨#data→direct

9．逻辑异或指令

XRL A,Rn ；(A) ⊕(Rn)→A

XRL A,direct ；(A) ⊕（direct）→A

XRL A,@Ri ；(A)⊕(（Ri）)→A ,i=0,1

XRL A,#data ；(A)⊕#data→A

XRL direct,A ；（direct）⊕（A）→direct

XRL direct,#data；（direct）⊕ #data →direct

四、 控制转移类指令（17条）

1．无条件转移指令

AJMP addrll

2K字节范围内的无条件跳转指令， 64K程序存储器空间分为32个区，每区2K字节，转移的目标地址必须与AJMP下一条指令的地址的高5位地址码A15-A11相同。执行指令时，先PC加2，然后把addrll送入PC.10～PC.0，PC.15～PC.11保持不变，程序转移到目标地址。

本指令是为能与MCS-48的JMP指令兼容而设的。

2．相对转移指令

SJMP rel

实现的程序转移是双向的。在编写程序时，直接写上要转向的目标地址标号就可以。

3．长跳转指令

LJMP addr16

指令执行时把指令的第二和第三字节分别装入PC的高位和低位字节中，无条件地转向addr16指出的目标地址。目标地址可以在64K程序存储器地址空间的任何位置。

4．间接跳转指令

JMP @A+DPTR

由A中8位无符号数与DPTR的16位数内容之和来确定。以DPTR内容作为基址，A的内容作变址。给A赋予不同的值，即可实现程序的多分支转移。

5．条件转移指令

规定的条件满足，则进行转移，条件不满足则顺序执行下一条指令。当条件满足时，把PC装入下一条指令的第一个字节地址，再把带符号的相对偏移量rel加到PC上，计算出目标地址。

JZ rel ；如果累加器为“0”，则转移

JNZ rel ；如果累加器非“0”，则转移

6．比较不相等转移指令

CJNE A,direct,rel

CJNE A,#data,rel

CJNE Rn,#data,rel

CJNE @Ri,#data,rel

比较前面两个操作数的大小，如果它们的值不相等则转移。如果第一操作数（无符号整数）小于第二操作数（无符号整数），则置进位标志位Cy，否则清“0”Cy。

7．减1不为0转移指令

这是一组把减1与条件转移两种功能结合在一起的指令。共两条指令：

DJNZ Rn,rel ;n=0～7

DJNZ direct,rel

将源操作数（Rn或direct）减1，结果回送到Rn寄存器或direct中去。如果结果不为0则转移。允许程序员把寄存器Rn或内部RAM的direct单元用作程序循环计数器。主要用于控制程序循环。以减1后是否为“0”作为转移条件，即可实现按次数控制循环。

8．调用子程序指令

(1)短调用指令

ACALL addrll

与AJMP指令相类似，是为了与MCS-48中的CALL指令兼容而设的。

(2)长调用指令

LCALL addr16

9．子程序的返回指令

RET

执行本指令时：

（SP）→PCH，然后（SP）-1→SP

（SP）→PCL，然后（SP）-1→SP

功能:从堆栈中退出PC的高8位和低8位字节，把栈指针减2，从PC值开始继续执行程序。

10．中断返回指令

RETI

功能:与RET指令相似，两指令不同之处，是本指令清除了中断响应时，被置“1”的MCS-51内部中断优先级寄存器的优先级状态。

11．空操作指令

NOP

五、 位操作指令

1.数据位传送指令

MOV C,bit

MOV bit,C

2．位变量修改指令

CLR C ；清“0”Cy

CLR bit ；清“0”bit位

CPL C ；Cy求反

CPL bit ；bit位求反

SETB C ；置“1” Cy

SETB bit ；置“1” bit位

这组指令将操作数指出的位清“0”、求反、置“1”， 不影响其它标志。

3．位变量逻辑与指令

ANL C,bit ；bit∧Cy→Cy

ANL C,/bit； ；/bit ∧Cy→Cy

4．位变量逻辑或指令

ORL C,bit

ORL C,/bit

5．条件转移类指令

JC rel ；如果进位位Cy=1，则转移

JNC rel ；如果进位位Cy=0，则转移

JB bit,rel ；如果直接寻址位=1，则转移

JNB bit,rel ；如果直接寻址位=0，则转移

JBC bit,rel ；如果直接寻址位=1， 则转移，并清0直接寻址位

读者可根据指令助记符,迅速查到对应的指令代码（手工汇编）。也可根据指令代码迅速查到对应的指令助记符（手工反汇编）。

应熟练地掌握指令表的使用！！！

因为这是使用MCS-51汇编语言进行程序设计的基础。