機械系統(tǒng)微機控制4

1、機械系統(tǒng)微機控制王志剛機械系機電教研室2021年12月5日12時06分第第3 3章章 MCS-51MCS-51系列單片機的指令系統(tǒng)系列單片機的指令系統(tǒng) 3.1 指令系統(tǒng)簡介 3.2 尋址方式 3.3 數(shù)據傳送類指令 3.4 算術運算類指令 3.5 邏輯運算及移位類指令 3.6 控制轉移類指令 3.7 位操作類指令機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制31 指令系統(tǒng)概述指令系統(tǒng)概述 指令是規(guī)定計算機進行某種操作的命令。一臺計算機所能執(zhí)行的指令集合稱為該計算機的指令系統(tǒng)。 311 指令概述 計算機內部只識別二進制數(shù)。因此，能被計算機直接識別、執(zhí)行的指令是使用二進制編碼表示的指令，這種指令被稱為機器語言指

2、令。 MCS-51系列單片機指令系統(tǒng)共有111條指令，按功能劃分，可分為五大類：1）數(shù)據傳送類指令（29條）；2）算術運算類指令（24條）； 3）邏輯運算及移位類指令（24條）；4）控制轉移類指令（17條）；5）位操作類指令（17）。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制312 指令格式指令格式一條完整的指令格式如下：標號： 操作碼 操作數(shù) ；注釋標號標號是該指令的起始地址，是一種符號地址。標號可以由18個字符組成，第一個字符必須是字母，其余字符可以是字母、數(shù)字或其他特定符號。標號后跟分界符“：”。操作碼指令的助記符。它規(guī)定了指令所能完成的操作功能。操作數(shù)指出了指令的操作對象。操作數(shù)可以是一個具體的

3、數(shù)據，也可以是存放數(shù)據的單元地址，還可以是符號常量或符號地址等。多個操作數(shù)之間用逗號“，”分隔。 注釋為了方便閱讀而添加的解釋說明性的文字， 用“；”開頭。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 313 指令中常用符號說明指令中常用符號說明 Rn 當前選中的工作寄存器組中的寄存器R0R7之一， 所以n=07。 Ri 當前選中的工作寄存器組中可作地址指針的寄存器R0、R1，所以i=0、1。 #data 8位立即數(shù)。 #data16 16位立即數(shù)。 direct 內部RAM的8位地址。即可以是內部RAM的低128個單元地址，也可以是特殊功能寄存器的單元地址或符號。在指令中direct表示直接尋址方式。

4、addr11 11位目的地址，只限于在ACALL和AJMP 指令中使用。 addr16 16位目的地址，只限于在LCALL和LJMP 指令中使用。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 re l補碼形式表示的8位地址偏移量，在相對轉移指令中使用。bit 表示片內RAM位尋址區(qū)或可位尋址的特殊功能寄存器的位地址； 間接尋址方式中間址寄存器的前綴標志；C 進位標志位，它是布爾處理機的累加器，也稱之為位累加器；/ 加在位地址的前面，表示對該位先求反再參與操作，但不影響該位的值；（x）由x指定的寄存器或地址單元中的內容；（x）由x所指寄存器的內容作為地址的存儲單元的內容；$ 表示本條指令的起始地址； 表示指

5、令操作流程，將箭頭右邊的內容送到箭頭左邊的單元中。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制32 尋址方式尋址方式 尋址就是尋找操作數(shù)的地址，尋址方式則指出尋找操作數(shù)地址的方式方法。 MCS-51系列單片機提供了七種尋址方式。 321 立即尋址立即尋址 所謂立即尋址就是在指令中直接給出操作數(shù)。通常把出現(xiàn)在指令中的操作數(shù)稱為立即數(shù)。為了與直接尋址指令中的直接地址相區(qū)別，在立即數(shù)前面加“#”標志。例如： MOV A，#3AH 其中3AH就是立即數(shù)，該指令功能是將3AH這個數(shù)本身送入累加器A中。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 322 直接尋址直接尋址在指令中直接給出操作數(shù)地址，這就是直接尋址方式。例如：M

6、OV A，3AH其中3AH就是表示直接地址， 其操作示意圖如圖3-1所示， 直接尋址方式可訪問以下 存儲空間：內部RAM低128個字節(jié)單元。特殊功能寄存器。應注意：直接尋址是訪問特殊功能寄存器的唯一方法。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 323 寄存器尋址寄存器尋址 寄存器尋址即寄存器的內容就是操作數(shù)。因此在指令的操作數(shù)位置上指定了寄存器就能得到操作數(shù)。MOV A，R0 MOV R2，A 前一條指令是將R0寄存器的內容送到累加器A中。 后一條是把累加器A中的內容傳送到R2寄存器中。 采用寄存器尋址方式的指令都是一字節(jié)的指令，可以作寄存器尋址的寄存器有：R0R7、A、B寄存器和數(shù)據指針DPTR機

7、械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 324 寄存器間接尋址寄存器間接尋址 所謂寄存器間接尋址就是以寄存器中的內容作為RAM地址，該地址中的內容才是操作數(shù)。 寄存器前加寄存器前加“”標志，表示間接尋址。標志，表示間接尋址。 例如：MOV A，R0 其操作示意圖如圖3-2所示。 此時R0寄存器的內容3AH 是操作數(shù)地址，內部RAM的 3AH單元的內容65H才是操 作數(shù)，把該操作數(shù)傳送到 累加器A中，結果A=65H。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 能用于間接尋址的寄存器有能用于間接尋址的寄存器有R0R0，R1R1，DPTRDPTR，SPSP。其中其中R0R0、R1R1必須是工作寄存器組中的寄存器。必須

8、是工作寄存器組中的寄存器。SPSP僅用于堆棧操作。僅用于堆棧操作。間接尋址可以訪問的存儲器空間包括內部RAM和外部RAM。內部RAM的低128個單元采用R0、R1作為間址寄存器外部RAM：一是采用R0、R1作為間址寄存器，可尋址256個單元。二是采用16位的DPTR作為間址寄存器，可尋址外部RAM的整個64KB地址空間。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制例如：例如： MOV R0，A ；內部；內部RAM(R0)A （a） （b） MOVX DPTR，A；外部；外部RAM(DPTR)A其指令操作過程示意圖如上圖（其指令操作過程示意圖如上圖（b）所示）所示。 其指令操作過程示意圖如下圖（其指令操作過

9、程示意圖如下圖（a a）所示。）所示。片外片外RAM2000HDPTR30HA2000H30H片內片內RAM30HR034HA30H34H機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制v對于52子系列的單片機，其內部RAM是256個字節(jié)，其高128字節(jié)地址與特殊功能寄存器的地址是重疊的，在使用上，對52子系列的高128B RAM，必須采用寄存器間接尋址方式訪問，對特殊功能寄存器則必須采用直接尋址方式訪問。v325 變址尋址變址尋址v變址尋址是以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作變址寄存器，并以二者內容相加形成的16位地址作為操作數(shù)地址（ROM中地址）。v例如：例如：vMOVC A，A+DPTR ；A

10、（A）+DPTR） MOVC A，A+PC ；A （A）+（PC）機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制第一條指令的功能將A的內容與DPTR的內容之和作為操作數(shù)地址，把該地址中的內容送入累加器A中，如圖3-3所示。 第二條指令的功能將A的內容與PC的內容之和作為操作數(shù)地址，把該地址中的內容送入累加器A中。這兩條指令常用于訪問程序存儲器中的數(shù)據表格。且都為一字節(jié)指令。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 326 相對尋址相對尋址 相對尋址即將程序計數(shù)器PC的當前值與指令中給出的偏移量rel相加，其結果作為轉移地址送入PC中。相對尋址能修改PC的值，故可用來實現(xiàn)程序的分支轉移。PC當前值是指正在執(zhí)行指令當前

11、值是指正在執(zhí)行指令的下一條指令的地址。的下一條指令的地址。rel是一個帶符號的8位二進制數(shù)，取值范圍-128+127。2000H：SJMP 54H這是無條件相對轉移指令，雙字節(jié)指令，指令代碼80H、54H；其中54H是偏移量。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 327 位尋址位尋址 在指令的操作數(shù)位置上直接給出位地址，這種尋址方式稱為位尋址。 MCS-51系列單片機的特色之一是具有位處理功能，可對尋址的位單獨進行各種操作。 例如：MOV C，30H 該指令的功能是把位地址30H中的值（0或1）傳送到位累加器CY中。 51系列單片機的內部RAM有兩個區(qū)域可以位尋址：一個是位尋址區(qū)20H2FH單元的

12、128位，另一個是字節(jié)地址能被8整除的特殊功能寄存器的相應位。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制在MCS-51系列單片機中，位地址有以下幾種表示方式：（1）直接使用位地址。對于20H2FH共16個單元的128位，其位地址編號是00H7FH，例如，20H單元的07位的位地址為00H07H。（2）用單元地址加位序號表示。如25H.5表示25H單元的D5位（位地址是2DH），而PSW中的D3可表示為D0H.3。這種表示方法可以避免查表或計算，比較方便。（3）用位名稱表示。特殊功能寄存器中的可尋址位均有位名稱，可以用位名稱來表示該位。如可用RS0表示PSW中的D3位：D0H.3（4）對特殊功能寄存器可直

13、接用寄存器符號加位序號表示。如PSW中的D3位，又可表示為PSW.3。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 數(shù)據傳送類指令的功能是把源操作數(shù)傳送到目的操作數(shù)，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)被源操作數(shù)所代替。 331 內部內部RAM數(shù)據傳送指令數(shù)據傳送指令 內部RAM的數(shù)據傳送類指令是指累加器、寄存器、特殊功能寄存器、RAM單元之間的數(shù)據相互傳送。 1以累加器以累加器A為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令 MOV A，#data ；A data MOV A，direct ；A (direct) MOV A，Rn ；A (Rn) MOV A，Ri ；A (（Ri）) 這組指令的功能是將源操作

14、數(shù)所指定的內容送入累加器A中。33 數(shù)據傳送類指令數(shù)據傳送類指令機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制2以寄存器以寄存器Rn為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令 MOV Rn，A ；Rn (A) MOV Rn，#data ；Rn data MOV Rn，direct ；Rn (direct) 這組指令的功能是將源操作數(shù)所指定的內容送到當前工作寄存器組R0R7中的某個寄存器中。 注意：沒有“MOV Rn，Rn”指令， 也沒有“MOV Rn， Ri”指令。例例3-1 （A）=50H，（R1）=10H，（R2）=20H， （R3）=30H，（30H）=4FH，執(zhí)行下述指令： MOV R1，

15、A ；R1 （A） MOV R2，30H ；R2 （30H） MOV R3，#85H ；R3 85H 執(zhí)行后：（R1）=50H,（R2）=4FH,（R3）=85H。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制3以直接地址為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令以直接地址為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令 MOV direct，A ；direct (A) MOV direct，#data ；direct data MOV direct1，direct2 ；direct1 (direct2) MOV direct，Rn ；direct (Rn) MOV direct，Ri ；direct (（Ri）) 這組指令的功能是將源操作數(shù)所

16、指定的內容送入由直接地址direct所指定的片內存儲單元。 例例3-2 已知：（R0）=60H，（60H）=72H， MOV 40H，R0 ；（40H）（60H）指令執(zhí)行過程如圖3-5所示。執(zhí)行結果為：（40H）=72H機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制4以間接地址以間接地址Ri為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令 MOV Ri ，A ；（Ri） （A） MOV Ri ，#data ；（Ri） data MOV Ri , direct ；（Ri） （direct） 這組指令的功能是把源操作數(shù)所指定的內容送入以R0或R1為地址指針的片內RAM單元中。源操作數(shù)可采用寄存器尋址、立即尋

17、址和直接尋址3種方式。 注意：沒有“MOV Ri ，Rn”指令。例例3-3 已知：（R1）=30H,（A）=20H，執(zhí)行指令： MOV R1 ，A ；（30H）（A） 執(zhí)行結果為：（30H）=20H。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制5以以DPTR為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令為目的操作數(shù)的數(shù)據傳送指令 MOV DPTR ，#data16 ；DPTR data16 這是MCS-51系列單片機指令系統(tǒng)中唯一的一條16位立即數(shù)傳送指令，其功能是將外部存儲器（RAM或ROM）某單元地址作為立即數(shù)送到DPTR中，立即數(shù)的高8位送DPH，低8位送DPL。 在學習、使用上述各條指令時，需注意以下幾點：（1）要區(qū)

18、分各種尋址方式的含義，正確傳送數(shù)據。（2）所有傳送指令都不影響標志位。這里所說的標志位是指CY、AC、和OV。涉及到累加器A的將影響奇偶標志位P。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制（3）估算指令的字節(jié)數(shù)：凡是指令中既不包含直接地址、又不包含8位立即數(shù)的指令均為一字節(jié)指令；若指令中包含一個直接地址或8位立即數(shù)，則指令字節(jié)數(shù)為2，若包含兩個這樣的操作數(shù)，則指令字節(jié)數(shù)為3。例3-4 若（R0）=30H，（30H）=50H，執(zhí)行指令： MOV A，R0 ；（A）=30H （一字節(jié)） MOV A，30H ；（A ）=50 H （二字節(jié)） MOV A，#30H ；（A ）=30H （二字節(jié)） MOV 30H

19、 ，#0FH ；（30H ）=0FH （三字節(jié)） MOV DPTR，#2000H ；(DPH) =20H , (DPL)=00H (三字節(jié)) 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 332 訪問外部訪問外部RAM的數(shù)據傳送指令的數(shù)據傳送指令CPU與外部RAM或I/O口進行數(shù)據傳送，必須采用寄存器間接尋址的方式，并通過累加器A來傳送。這類指令共有四條： MOVX A ，DPTR ；A（DPTR） MOVX DPTR ，A ；（DPTR）A OVX A ，Ri ；A（Ri） MOVX Ri ，A ；（Ri）A 前兩條指令是以DPTR作為間址寄存器， DPTR是16位地址指針，因此其尋址范圍可達片外RAM

20、 64KB空間。 后兩條指令是以R0或R1作為間址寄存器，R0或R1是8位地址指針，因此其尋址范圍僅限于外部RAM 256個字節(jié)單元。 該組指令的功能：在DPTR或R0、R1所指定的外部RAM單元與累加器A之間傳送數(shù)據。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 例例3-5 試編程，將片外RAM的2000H單元內容送入片外RAM的0200H單元中；解：片外RAM與片外RAM之間不能直接傳送數(shù)據，需通過累加器A傳送，另外，當片外RAM地址值大于FFH時，需用DPTR作為間址寄存器。編程如下： MOV DPTR ，#2000H ；源數(shù)據地址送DPTR MOVX A ，DPTR ；從外部RAM中取數(shù)送A MO

21、V DPTR ，#0200H ；目的地址送DPTR MOVX DPTR ，A ；A中內容送外部RAM 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制333 程序存儲器向累加器程序存儲器向累加器A傳送數(shù)據指令傳送數(shù)據指令 MOVC A， A+DPTR ；A（(A)+(DPTR)） MOVC A， A+PC ；A（(A)+(PC)） 兩條指令適合于查閱在ROM中建立的數(shù)據表格，也稱作查表指令，實現(xiàn)的功能完全相同，但使用中有一點差異。 第一條指令采用DPTR作為基址寄存器。使用前可將16位地址送入DPTR中，實現(xiàn)在64KBROM空間向累加器A的數(shù)據傳送。數(shù)據表格可存放在64KBROM的任意位置，因此這條指令稱為遠

22、程查表指令。 第二條指令是以PC作為基址寄存器。程序中PC值是確定的，為下一條指令的地址，不是表格首地址，使基址與實際要讀取的數(shù)據表格首地址不一致，這樣A+PC與實際要訪問的單元地址就不一致，因此,使用該指令之前要用一條加法指令進行地址調整。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 由于PC的內容不能隨意改變，所以只能借助于A來進行調整，即通過對累加器A加一個數(shù)，使得A+PC和所讀ROM單元地址一樣。 例例3-6 若在外部ROM中2000H單元存放（09）的平方 值0，1，4，9，81，要求根據累加器A中的值（09）來查找所對應的平方值，并存入60H單元中。解： 用DPTR作基址寄存器： MOV DP

23、TR，#2000H ；表格首地址送DPTR MOVC A，A+DPTR ；根據表格首地址及A中值確定地 址，取數(shù)送A。 MOV 60H ，A ；存結果此處（A）+（DPTR）之和為所查平方值所存地址。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制v 用PC作為基址寄存器：在MOVC指令之前先用一條加法指令進行地址調整： 1FFAH ADD A ，# data ；(A)+data 作地址調整 1FFCH MOVC A ，A+PC ；(A)+data+（PC）確定查表地址，取數(shù)送A。 1FFDH MOV 60H ，A ；存結果 1FFFH RET 2000H：DB 0，1，4，9，16，25，36，81執(zhí)行M

24、OVC指令時，PC已指向下一條指令地址，很顯然，PC的內容不是要查找的表格首地址2000H，二者之間存在地址差,這個地址差就是MOVC下邊的指令與數(shù)據表格首地址之間，其他指令所占的字節(jié)數(shù)之和。在本例中，地址差是03,即data=03H。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 334 數(shù)據交換指令數(shù)據交換指令 數(shù)據交換指令共有五條，可完成累加器和內部RAM單元之間的整字節(jié)或半字節(jié)交換。1整字節(jié)交換指令 整字節(jié)交換指令有三條，完成累加器A與內部RAM單元內容的整字節(jié)交換。 XCH A，Rn ；( A) (Rn) XCH A，direct ；(A)(direct） XCH A，Ri ；(A)(（Ri）)2

25、半字節(jié)交換指令 XCHD A，Ri ；(A)30(（Ri）)30 低半字節(jié)交換，高半字節(jié)不變。 3累加器高低半字節(jié)交換指令 SWAP A ；(A)74(A)30機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 例例3-7 試試編程，將外部RAM 1000H單元中的數(shù)據與內部RAM 6AH單元中的數(shù)據相互交換。 解：數(shù)據交換指令只能完成累加器A和內部RAM單元之間的數(shù)據交換，要完成外部RAM與內部RAM之間的數(shù)據交換，需先把外部RAM中的數(shù)據取到A中，交換后再送回到外部RAM中。編程如下。 MOV DPTR ，#1000H ；外部RAM地址送DPTR MOVX A ，DPTR ；從外部RAM中取數(shù)送A XCH

26、A ，6AH ；A與6AH地址中的內容交換 MOVX DPTR ,A ；交換結果送外部RAM機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制335 堆棧操作指令堆棧操作指令所謂堆棧是在片內所謂堆棧是在片內RAMRAM中按中按“先進后出，后進先出先進后出，后進先出”原則原則設置的專用存儲區(qū)。數(shù)據的進棧出棧由指針設置的專用存儲區(qū)。數(shù)據的進棧出棧由指針SPSP統(tǒng)一管理。統(tǒng)一管理?？蓪崿F(xiàn)對數(shù)據或斷點地址的保護，堆棧的操作有如下兩可實現(xiàn)對數(shù)據或斷點地址的保護，堆棧的操作有如下兩條專用指令：條專用指令： PUSH direct ；SP (SP)+1，(SP)(direct) POP direct ；direct (SP)

27、，SP (SP)-1前一條指令是進棧指令進棧指令，其功能是先將棧指針SP的內容加1，使它指向棧頂空單元，然后將直接地址direct單元的內容送入棧頂空單元。后一條指令是出棧指令出棧指令，其功能是將SP所指的單元內容送入直接地址所指出的單元中，然后將棧指針SP的內容減1，使之指向新的棧頂單元。注意：進棧、出棧指令只能以直接尋址方式來取得操作數(shù)，不能用累加器或工作寄存器Rn作為操作數(shù)。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 算術運算類指令可以完成加、減、乘、除等各種操作，全部指令都是都是8位數(shù)運算指令位數(shù)運算指令。如果需要作16位數(shù)的運算則需編寫相應的程序來實現(xiàn)。 算術運算類指令大多數(shù)要影響到程序狀態(tài)字

28、寄存器PSW中的溢出標志OV、進位（借位）標志CY、輔助進位標志AC和奇偶標志位P。 341 加法指令加法指令 ADD A ，# data ；A (A)+data ADD A ，direct ；A (A)+（direct） ADD A ，Rn ；A (A)+（Rn） ADD A ，Ri ；A (A)+（(Ri)） 34 算術運算類指令算術運算類指令機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制v這組指令的功能是把源操作數(shù)所指出的內容與累加器A的內容相加，其結果存放在A中。v該組指令對PSW中各標志位的影響情況如下：進位標志CY：如D7位向上有進位，則CY=1； 否則CY=0。半進位標志AC：如D3位向上有進

29、位，AC=1； 否則AC=0。溢出標志OV：若D7、D6位只有一個向上有進位，OV=1；若D7、D6同時有進位或同時無進位時，OV=0。奇偶標志P：當A中“1”的個數(shù)為奇數(shù)時，P=1；為偶數(shù)時，P=0。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 例例3-8 設A=94H，（30H）=8DH， 執(zhí)行指令 ADD A，30H，操作如下： 1 0 0 1 0 1 0 0 + ）1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1結果(A)=21H ；(CY)=1； (AC)=1 ；(OV)=1；(P)=0參加運算的兩個數(shù)，可以是無符號數(shù)（0255），也可以是有符號數(shù)（128+127）。 上例中，

30、若把94H、8DH看作無符號數(shù)相加，結果中CY=1，表示運算結果發(fā)生了溢出（結果超出了8位），此時溢出的含義是向高位產生進位，所以確定結果時不能只看累加器A的內容，而應該把CY的值加到高位上，才可得到正確的結果。即結果為121H；若把94H、8DH看作有符號數(shù)（補碼表示的），結果中OV=1，它表示運算結果發(fā)生了溢出，A中的值是個錯誤的結果。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 342 帶進位加法指令帶進位加法指令 ADDC A ，# data ；A (A)+ data +（CY） ADDC A ，direct ；A (A)+（direct）+（CY） ADDC A ，Rn ；A (A)+（Rn）+

31、（CY） ADDC A ，Ri ；A (A)+（(Ri)）+（CY） 這組指令的功能是把源操作數(shù)所指出的內容與累加器A的內容相加、再加上進位標志CY的值，其結果存放在A中。 運算結果對PSW標志位的影響與ADD指令相同。 需要說明的是，這里所加的進位標志CY的值是在該指令執(zhí)行之前已經存在的進位標志值，而不是執(zhí)行該指令過程中產生的進位標志值。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制例例3-9 設（A）=AEH，（R1）=81H，（CY）=1。執(zhí)行指令 ADDC A，R1，則操作如下： 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 +） 1 （CY） 1 0 0 1 1 0 0 0 0

32、 結果（A）=30H，（CY）=1，（OV）=1， （AC）=1，（P）=0 帶進位加法指令主要用于多字節(jié)數(shù)的加法運算。因低位字節(jié)相加時可能產生進位，而在進行高位字節(jié)相加時，要考慮低位字節(jié)向高位字節(jié)的進位，因此，在進行高位字節(jié)相加時必須使用帶進位的加法指令。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 例例3-10 設有兩個無符號16位二進制數(shù)，分別存放在30H、31H單元和40H、41H單元中（低8位先存），寫出兩個16位數(shù)的加法程序，將和存入50H、51H單元。（設和不超過16位） 解： 由于不存在16位數(shù)的加法指令，所以只能先加低8位，后加高8位，而在加高8位時要連低8位相加的進位一起相加，編程如下

33、： MOV A ，30H ；取一個加數(shù)的低字節(jié)送A中 ADD A ，40H ；兩個低字節(jié)數(shù)相加 MOV 50H ，A ；結果送50H單元 MOV A ，31H ；取一個加數(shù)的高字節(jié)送A中 ADDC A ，41H ；高字節(jié)數(shù)相加，同時加低字節(jié)產生的進位 MOV 51H ，A ；結果送51H單元 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 343 帶借位減法指令帶借位減法指令 SUBB A ，# data ；A (A) - data -（CY） SUBB A ，direct ；A (A) -(direct)-（CY） SUBB A ，Rn ；A (A) (Rn)-（CY） SUBB A ，Ri ；A (A)

34、 -（(Ri)）-（CY）減法指令對PSW中各標志位的影響情況如下：借位標志CY：如D7位向上需借位，則CY=1；否則CY=0。半借位標志AC：如D3位向上需借位，AC=1；否則AC=0。溢出標志OV：若D7、D6位只有一個向上有借位，OV=1；若若D7、D6位同時有借位或同時無借位時，OV=0。奇偶標志P：當A中“1”的個數(shù)為奇數(shù)時，P=1；為偶數(shù)時， P=0。注：減法運算只有帶借位減法指令，而沒有不帶借位的減注：減法運算只有帶借位減法指令，而沒有不帶借位的減法指令。若要進行低字節(jié)的減法運算，應該先用指令將法指令。若要進行低字節(jié)的減法運算，應該先用指令將CY清清0，然后再執(zhí)行，然后再執(zhí)行SU

35、BB指令。指令。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制例例3-11 設（A）=DBH，（R4）=73H，（CY）=1。執(zhí)行指令 SUBB A，R4 則操作如下： 1 1 0 1 1 0 1 1 (DBH) 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 (73H) 1 0 0 0 1 1 0 1 (-73H補碼)） 1 (CY) +) 1 1 1 1 1 1 1 1 (-1補碼) 0 1 1 0 0 1 1 1 10 0 1 1 0 0 1 1 1 （a）常規(guī)減法 （b）減法變補碼相加結果：(A)=67H，(C)=0，(AC)=0，(OV)=1，(P)=1。由上述二式可見兩種算法的最

36、終結果是一樣的。在此例中，若DBH和73H是兩個無符號數(shù)，則結果67H是正確的；反之，若為兩個帶符號數(shù)，則由于產生（OV=1），使得結果是錯誤的，因為負數(shù)減正數(shù)其結果不可能是正數(shù)，OV=1，就指出了這一錯誤。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制344 加加1指令指令 INC A ；A (A)+ 1 INC direct ；direct （direct）+ 1 INC Rn ；Rn (Rn)+ 1 INC Ri ；Ri (Ri)+ 1 INC DPTR ；DPTR (DPTR)+ 1這組指令的功能是將操作數(shù)所指定單元的內容加1。345 減減1指令指令 DEC A ；A (A)-1 DEC dire

37、ct ；direct （direct）-1 DEC Rn ；Rn (Rn)-1 DEC Ri ；Ri (Ri)-1這組指令的功能是將操作數(shù)所指定單元的內容減1。加1、減1指令均不影響PSW中的OV、CY、AC標志。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 346 乘、除法指令乘、除法指令 1乘法指令乘法指令 MUL AB ；BA（A）（B）指令功能：把累加器A和寄存器B中的兩個8位無符號數(shù)相乘，所得所得16位乘積的低位乘積的低8位放在位放在A中，高中，高8位放在位放在B中中。乘法指令執(zhí)行后會影響三個標志：若乘積小于FFH（即B的內容為0），則OV=0，否則OV=1。CY=0，奇偶標志P仍按A中1的奇偶

38、性來確定。例例3-12 已知（A）=80H，（B）=32H， 執(zhí)行指令 MUL AB結果：(A)=00H，(B)=19H，OV=1，CY=O，P=0。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制2除法指令除法指令 DIV AB ；A（A）（B）之商， B（A）（B）之余數(shù)功能：對兩個8位無符號數(shù)進行除法運算。其中被除數(shù)被除數(shù)存放在累加器存放在累加器A中，除數(shù)存放在寄存器中，除數(shù)存放在寄存器B中中。執(zhí)行后，商商存于累加器存于累加器A中，余數(shù)存于寄存器中，余數(shù)存于寄存器B中中。除法指令執(zhí)行后也影響三個標志：若除數(shù)為0（即B=0）時，OV=1，表示除法沒有意義；若除數(shù)不為0，則OV=0，表示除法正常進行。CY=

39、0，奇偶標志P仍按A中1的奇偶性來確定。例例3-13 已知：(A)=87H(135D)，(B)=0CH(12D)， 執(zhí)行指令 DIV AB結果(A)=0BH，(B)=03H，OV=0，CY=O，P=1。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制解 MOV A,#D1 MOV B, #D2 MUL AB ；計算D1D2 MOV R2,A ；暫存D1D2的結果 MOV R3,B MOV A,#D3 MOV B,#D4 DIV AB ；計算D3/D4 ADD A,R2 ；乘積的低位與商相加 MOV R2,A ；存F低位 MOV A,R3 ADDC A,#0 ；乘積的高位與低位和的進位相加 MOV R3,A

40、；存F高位在R3中例3-14 編程實現(xiàn)下列運算：FD1D2+D3/D4 ,其中D1、D2、D3、D4都為非0的8位二進制無符號數(shù)。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 347 十進制調整指令十進制調整指令格式: DA A功能：對A中剛進行的兩個BCD碼的加法結果自動進行修正。該指令只影響進位標志CY。所謂BCD碼就是采用四位二進制編碼表示的十進制數(shù)。四位二進制數(shù)共有十六個編碼，BCD碼是取它前十個的編碼00001001來代表十進制數(shù)的09，這種編碼簡稱為BCD碼。如果兩個BCD碼數(shù)相加，結果也是BCD碼，則該加法運算稱為BCD碼加法。在單片機中沒有專門的BCD碼加法指令，要進行要進行BCD碼加法運

41、算，也要使用加法指令碼加法運算，也要使用加法指令ADD或或ADDC。然而計算機在執(zhí)行ADD或ADDC指令時，是按照二進制規(guī)則進行的，對于4位二進制數(shù)是按逢16進位，而BCD碼是逢十進位的，二者存在進位差。因此用ADD或ADDC指令進行BCD碼相加時，可能會出現(xiàn)錯誤。使用DA A能對運算結果自動進行修正。使用方法使用方法:在上述加法指令后面緊跟一條在上述加法指令后面緊跟一條DA A指令。指令。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制例例3-15 試編寫程序，實現(xiàn)95+59的BCD碼加法，并將結果存入30H、31H單元。 MOV A ，#95H ；95的BCD碼數(shù)送A中 ADD A ，#59H ；兩個BC

42、D碼相加，結果在A中 DA A ；對相加結果進行十進制調整 MOV 30H ，A ；十位個位的BCD碼之和送30H MOV A ，#00H ；A清0 ADDC A ，#00H ；加進位（百位的BCD碼） DA A ；BCD碼相加后，用調整指令 MOV 31H ，A ；存進位第一次執(zhí)行DA A指令的結果：A=54H，CY=1，最終結果：（31H）=01H，（30H）=54H。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 1 0 0 1 0 1 0 1 (95H) + 0 1 0 1 1 0 0 1 (59H) 1 1 1 0 1 1 1 0低四位大于低四位大于9 9或或D3D3位向位向D4D4位有位有進位加

43、進位加6H6H調整調整高四位大于高四位大于9 9或或D7D7位向高位有位向高位有進位加進位加6H6H調整調整 + 0 1 1 0 0 1 1 0 (66H) (Cy) 1 0 1 0 1 0 1 0 0 (54H)機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 若要進行BCD碼減法運算，也應該進行調整，但不存在十進制減法調整指令，因此可將減法改為可將減法改為加法加法：加減數(shù)的補數(shù)。 兩位十進制數(shù)是對100取補的. 例如減法 60-30=30，也可以改為補數(shù)相加： 60+（100-30）=130 去掉進位，就能得到正確的結果。 例例3-16 編寫程序實現(xiàn)十進制減法，計算87-38=49。 CLR C ；減法之

44、前，先清CY位 MOV A ，#9AH ；9AH（即100）送A中 SUBB A ， #38H ；做減法，38的補數(shù)送A中 ADD A ，#87H ；38的補數(shù)與87做加法， DA A ；對相加結果進行調整。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制分析： 減數(shù)求補數(shù) 與被減數(shù)相加 1 0 0 1 1 0 1 0 (9AH) 0 1 1 0 0 0 1 0 (62H) -) 0 0 1 1 1 0 0 0 (38H) +) 1 0 0 0 0 1 1 1 (87H) 0 1 1 0 0 0 1 0 (62H) 1 1 1 0 1 0 0 1 (E9H) 十進制調整 1 1 1 0 1 0 0 1 +)

45、0 1 1 0 0 0 0 0 (60H)1 0 1 0 0 1 0 0 1去掉進位，取調整結果的低8位，即得結果為十進制數(shù)49，顯然是正確的結果 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 邏輯運算的特點：按位進行操作。 邏輯運算包括與、或、異或三種，此外還有移位指令以及對累加器A清零和求反指令。 351 邏輯與運算指令邏輯與運算指令 ANL A ，#data ；A (A)data ANL A ，direct ；A (A)(direct) ANL A ，Rn ；A (A)(Rn) ANL A ，Ri ；A (A)（(Ri)） ANL direct ，A ；direct (direct)(A) ANL

46、direct ，#data ；direct (direct)data 指令應用：用于將某些位屏蔽(即使之為0)。 方法是：將要屏蔽的位和方法是：將要屏蔽的位和“0”相與，相與， 保留不變的位同保留不變的位同“1”相與。相與。 35 邏輯運算及移位類指令邏輯運算及移位類指令機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 352 邏輯或運算指令邏輯或運算指令 ORL A ，#data ；A (A)data ORL A ，direct ；A (A) (direct) ORL A ，Rn ；A (A) (Rn) ORL A ，Ri ；A (A) （(Ri)） ORL direct ，A ；direct (direc

47、t) (A) ORL direct ，#data ；direct (direct) data 指令應用：用于將某些位置位(即使之為1)。 方法是：將要置位的位和將要置位的位和“1”相或，相或， 要保留不變的位同要保留不變的位同“0”相或。相或。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 353 邏輯異或運算指令邏輯異或運算指令 XRL A ，#data ；A (A)data XRL A ，direct ；A (A) ( direct) XRL A ，Rn ；A (A) (Rn) XRL A ，Ri ；A (A) （(Ri)） XRL direct ，A ；direct (direct) (A) XRL

48、direct ，#data ；direct (direct) data 指令應用：用于將某些位取反。 方法是：將需求反的位同將需求反的位同“1”相異或，相異或， 要保留的位同要保留的位同“0”相異或相異或。 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制v例例3-17 將累加器A的低4位送到P1口的低4位輸出，而 P1的高4位保持不變。v解：這種操作不能簡單地用MOV指令實現(xiàn)，而可以借助與、或邏輯運算。編程如下： ANL A ，#0FH ；屏蔽A 的高4位，保留低4位 ANL P1 ，#0F0H ；屏蔽P1的低4位，保留高4位 ORL P1 ，A ；通過或運算，完成所需操作v例例3-18 試編程，使內部RA

49、M 30H單元中的低2位清0，高2位置1，其余4位取反。v解：ANL 30H ，#0FCH ；30H單元中低2位清0 ORL 30H ，#0C0H ；30H單元中高2位置1 XRL 30H ，#3CH ；30H單元中間4位變反機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 354累加器清零、取反指令累加器清零、取反指令 累加器清零指令： CLR A ；A 0 累加器按位取反指令： CPL A ；A （ ） 清零和取反指令只有累加器A才有，它們都是一字節(jié)指令，如果用其他方式來達到清零或取反的目的，則都為二字節(jié)的指令。 MCS-51系列單片機只有對A的取反指令，沒有求補指令。若要進行求補操作，可按“求反加1”來

50、進行。 以上所有的邏輯運算指令，對CY、AC和OV標志都沒有影響，只在涉及到累加器A時，才會影響奇偶標志P。A機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 355 循環(huán)移位指令循環(huán)移位指令移位指令只能對累加器A進行移位，共有循環(huán)左移、循環(huán)右移、帶進位的循環(huán)左移和右移四種。循環(huán)左移 RL A ；A i+1A i ，A 0 A 7循環(huán)右移 RR A ；A i A i+1，A 7 A 0 帶進位循環(huán)左移 RLC A ；A 0CY，A i+1 A i，CYA 7 帶進位循環(huán)右移 RRC A ；A 7CY，A iA i+1，CYA 0 前兩條指令的功能分別是將累加器A的內容循環(huán)左移或右移一位；執(zhí)行后僅影響PSW中的

51、P標志；后兩條指令的功能分別是將累加器A的內容帶進位位帶進位位CY一起循環(huán)左移或右移一位；執(zhí)行后影響PSW中的進位位CY和奇偶標志位P。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制以上移位指令，可用圖形表示，如圖3-6 所示。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制舉例：舉例：例例3-193-19：設（：設（A A）=08H=08H，分析下面程序執(zhí)行結果：，分析下面程序執(zhí)行結果：（1 1）RL A RL A ；A A的內容左移一位，結果（的內容左移一位，結果（A A）=10H=10H RL A RL A ；A A的內容左移一位，結果（的內容左移一位，結果（A A）=20H=20H RL A RL A ；A A的內

52、容左移一位，結果（的內容左移一位，結果（A A）=40H=40H 即左移一位，相當于原數(shù)乘即左移一位，相當于原數(shù)乘2 2（原數(shù)小于（原數(shù)小于80H80H時）。時）。（2 2）RR A RR A ；A A的內容右移一位，結果（的內容右移一位，結果（A A）=04H=04H RR A RR A ；A A的內容右移一位，結果（的內容右移一位，結果（A A）=02H =02H RR A RR A ；A A的內容右移一位，結果（的內容右移一位，結果（A A）=01H=01H 即右移一位，相當于原數(shù)除即右移一位，相當于原數(shù)除2 2（原數(shù)為偶數(shù)時）。（原數(shù)為偶數(shù)時）。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制例例3-

53、213-21 分析下列程序段實現(xiàn)的功能：分析下列程序段實現(xiàn)的功能： MOV A, directMOV A, direct RL A RL A MOV R1 MOV R1，A A RL A RL A RL A RL A ADD A ADD A，R1R1 MOV direct MOV direct，A A該程序實現(xiàn)的功能是將存貯單元的數(shù)乘以該程序實現(xiàn)的功能是將存貯單元的數(shù)乘以1010。；取數(shù)設為；取數(shù)設為Y Y；Y Y2 2；（；（R1R1）2Y2Y；2Y2Y2 2；4Y4Y2 2；8Y+2Y8Y+2Y；存數(shù)；存數(shù)10Y10Y例例3-203-20 將將20H20H單元存放的無符號數(shù)除單元存放的無符

54、號數(shù)除2 2。解解 ADD AADD A，#0 #0 ；C C清零清零 MOV AMOV A，20H20H RRC A RRC A MOV 20H MOV 20H，A A機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制36 控制轉移類指令控制轉移類指令 51系列單片機有比較豐富的控制轉移指令，包括無條件轉移指令、條件轉移指令和子程序調用及返回指令。這類指令的特點：自動改變PC的內容，使程序發(fā)生轉移。 361 無條件轉移指令無條件轉移指令 有四條無條件轉移指令，提供了不同的轉移范圍?？墒钩绦驘o條件地轉到指令所提供的地址上去。 1長轉移指令 LJMP addr16 ；PC addr16 功能：把指令中給出的16位

55、目的地址addr16送入程序計數(shù)器PC，使程序無條件轉移到addr16處執(zhí)行。 1616位地址可尋址位地址可尋址64KB ROM64KB ROM，故稱為長轉移指令，長轉移指令是是三字節(jié)指令，依次是操作碼、高8位地址、低8位地址。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 2絕對轉移指令 AJMP addr11 ；PC (PC) + 2, PC100addr11這是一條二字節(jié)指令，其指令格式為： 0 0 0 0 1 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 指令中提供了11位目的地址，其中 a7a0 在第二字節(jié)，a10a8 則占據第一字節(jié)的低3位，而00001是這條指令特有的操作

56、碼，占據第一字節(jié)的高5位。絕對轉移指令的執(zhí)行分為兩步：第一步，取指令。此時PC自身加2指向下一條指令的起始地址（稱為PC當前值）。第二步，用指令中給出的11位地址替換PC當前值的低11位，PC高5位保持不變，形成新的PC值即轉移的目的地址。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制11位地址的范圍為0000000000011111111111，即可轉移的范圍是2KB。轉移可以向前也可以向后，如圖3-7 所示。但要注意轉移到的位置是與PC+2的地址在同一個2K區(qū)域，機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 例例3-19 分析下面絕對轉移指令的執(zhí)行情況。 1234H：AJMP 0781H 分析：分析：在指令執(zhí)行前，

57、（PC）=1234H；取出該指令后，(PC)+2 形成PC當前值，它等于1236H，即0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 B，指令執(zhí)行過程：用指令給出的11位地址 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 B替換PC當前值的低11位，即新的PC值為1781H，所以指令執(zhí)行結果就是轉移到1781H處執(zhí)行程序。 應注意：只有轉移的目的地址與PC當前值在2K范圍之內時，才可使用AJMP指令，超出2K范圍，應使用長轉移指令LJMP。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 3 3短轉移指令短轉移指令 SJMP rel ；PC (PC) + 2,PC (PC) + rel SJMP

58、是無條件相對轉移指令，該指令為雙字節(jié)，relrel是相對轉移偏移量。是相對轉移偏移量。指令的執(zhí)行分兩步完成：第一步，取指令。此時PC自身加2形成PC的當前值。第二步，將PC當前值與偏移量rel 相加形成轉移的目的地址送PC中。即：目的地址=（PC）+2 + relrel其范圍為128+127，這條指令的優(yōu)點是：指令給出的是相對轉移地址，不具體指出地址值。當程序地址發(fā)生變化時，只要相對地址不發(fā)生變化，該指令就不需要作任何改動。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制v4變址尋址轉移指令變址尋址轉移指令(稱散轉指令、間接轉移指令) JMP A+DPTR ；PC (A)+(DPTR) v指令的功能：把累加器

59、A中的8位無符號數(shù)與基址寄存器DPTR中的16位地址相加，所得的和作為目的地址送入PC。v該指令特點：轉移地址可以在程序運行中加以改變。例如，在DPTR中裝入多分支轉移指令表的首地址，而由累加器A中的內容來動態(tài)選擇應轉向哪一條分支，實現(xiàn)由一條指令完成多分支轉移的功能。v例例3-20 設累加器A中存有用戶從鍵盤輸入的鍵值03，鍵處理程序分別存放在KPRG0、KPRG1、KPRG2、KPRG3位置處，試編寫程序：根據用戶輸入的鍵值，轉入相應的鍵處理程序。機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制MOV DPTR，#JPTAB ；轉移指令表首地址送DPTR RL A ；鍵值2，AJMP指令占2個字節(jié) JMP

60、A+DPTR ；JPTAB+2鍵值，和送PC中，則程序轉移到表中某一位置去執(zhí)行AJMP指令JPTAB：AJMP KPRG0 AJMP KPRG1 AJMP KPRG2 AJMP KPRG3 KPRG0： KPRG1： KPRG2： KPRG3： 機械系統(tǒng)微機控制機械系統(tǒng)微機控制 362 條件轉移指令條件轉移指令 條件轉移指令是指當某種條件滿足時，轉移才進行；而條件不滿足時，程序就按順序往下執(zhí)行。 條件轉移指令的共同特點是：（1）所有的條件轉移指令都屬于相對轉移指令，轉移范圍相同，都在以PC當前值為基準的256B范圍內（-128+127）；（2）計算轉移地址的方法相同： 轉移地址=PC當前值 +