单片机指令系统DOC.docx

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单片机指令系统DOC

指令系统

数据传送指令

数据传送指令包括数据的传送、交换、堆栈数据的压入与弹出，是最基本、使用率最高的一类指令。

助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP共八种。

1．MOV类指令及功能（16条）

这类指令的功能是从源操作数到目的操作数的数据传送。

MOV A,Rn    ；Rn→A，寄存器Rn的内容送到累加器A

MOV A,direct   ；（direct）→A，直接地址中的内容送A

MOV A,@Ri    ；（Ri）→A，Ri间址的内容送A

MOV A,#data   ；data→A，立即数送A

MOV Rn,,A    ；A→Rn，累加器A中的内容送寄存器Rn

MOV Rn,direct   ；（direct）→Rn；直接地址中的内容送Rn

MOV Rn,#data   ；data→Rn；立即数送Rn

MOV direct,A   ；A→（direct），A中的内容送入直接地址中

MOV direct,Rn   ；Rn→（direct），寄存器内容送入直接地址中

MOV direct,direct  ；（direct）→（direct），源操作数直接地址的内容送入

；目的操作数的直接地址中

MOV direct,@Ri  ；（Ri）→（direct），Ri间址内容送入直接地址中

MOV direct,#data  ；data→（direct），立即数送入直接地址中

MOV @Ri,A    ；A→（Ri），A中内容送到Ri间址单元中

MOV @Ri,direct  ；（direct）→（Ri），直接地址中内容送入Ri间址单元中

MOV @Ri,#data   ；data→（Ri），立即数送入Ri间址单元中

MOV DPTR,#data16     ；data16→DPTR，16位常数送入数据指针DPTR中，高8

；位送入DPH，低8位送入DPH，低8位送入DPL中

从上述指令可以看出目的操作数有A累加器、Rn寄存器、直接地址direct及间接地址@Ri，源操作数除此之外还多一种立即数data。

例1 R0中有常数30H，而30H地址中有常数50H

执行MOVA,R0后，A＝30H，R0不变。

执行MOVA,@R0后A＝50H，而不是30H，这条指令的功能是把R0中内容为地址的单元的书送入A，R0中是30H也就是把30H地址中内容50H送入A。

例2 若（40H）＝20H，（50H）＝30H

执行MOV40H,50H;（50H）→（40H）

结果：

（40H）＝30H，50H地址中内容仍为30H。

例3 若A＝40H，R0＝30H，

执行MOV@R0,A             ；A→（R0）

结果:

（30H）＝40H，A与R0皆不变，即A＝40H，R0＝30H。

该指令功能是把A中内容送入R0间址单元即R0中内容为地址的单元。

例4 执行MOVDPTR,#2040H         ；2040H→DPTR

结果：

DPH=20H,DPL=40H

DPTR是片外RAM地址指针，只有这一条指令是传送16位数据。

2．MOVC类指令及功能（2条）

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

MOVCA,@A+DPTR                 ；（A+DPTR）→A

功能：

该类属于查表指令，利用这两条指令很方便地查找放在程序存储器中数据表格的内容。

例1 程序

  1000H MOVA,#10H      ；10H→A

  1002H MOVCA,@A+PC      ；PC+1→PC，PC=1003H，（A+PC）=（10H+1003H）→A

  ．．．

  1010H 02H

  1011H 04H

  1012H 06H

  1013H 08H

程序执行结果：

A＝08H

用MOVCA,@A+PC指令需注意两点：

1）指令中的PC是执行完本条指令后的PC值，即PC等于本条指令地址加1。

2）A是修正值，它等于查表指令和欲查数据相间隔字节数。

A的范围是0～255，一次该指令只能查找本指令后的256B范围内的表格，故称为近程查表。

例2 程序

  1000H MOVA,#01H    ；01H→A

  1002H MOVDPTR,#6000H   ；6000H→DPTR

  1005H MOVCA,@A+DPTR  ；（A+DPTR）=（01H+6000H）=（6001H）→A

  ．．．

6001H 0AH

  6002H 0BH

  6003H 0CH

  6004H 0DH

程序执行结果：

A＝0AH，查到了地址为6001H单元中的数据。

用MOVCA,@A+DPTR指令查表特点：

A,DPTR都可以改变，因此可在64KB范围内查表，故称为远程查表。

这条指令更方便。

3．MOVX类指令（4条）

MOVXA,@DPTR        ；（DPTR）→A,DPTR间址单元内容送A

MOVX@DPTR,A        ；A→（DPTR）,A中内容送入DPTR间址单元

MOVXA,@Ri         ；（Ri）→A,Ri间址单元内容送A

MOVX@Ri,A         ；A→（Ri）,A中内容送Ri间址单元

MOVX类指令功能：

这四条指令专门用来与外部数据存储区传送数据。

CPU与外部RAM传送数据时只能用间接寻址方式。

例1 把外部数据存储单元2000H中的数据送到4000H单元中，设2000H中有数据30H。

      程序            各条指令执行结果

       MOVDPTR,#2000H        ；2000HDPTR,DPTR=2000H

       MOVXA,@DPTR         ；（DPTR） A即（2000）A，A=30H

       MOVDPTR,#4000H      ；4000H→DPTR,DPTR=4000H

       MOVX@DPTR,A         ；A→（DPTR）即A→（4000H）,（4000H）=30H

例2 把内部RAM50H单元数据送到片外20H单元，设50H中单元存有数据10H。

      程序               各条指令执行结果

       MOVA,50H             ；（50H）各条指令执行结果A,A=10H

       MOVR0,#20H         ；20H→R0,R0=20H

       MOVX@R0,A         ；A→（R0）即A→（20H）则20H＝10H

注意：

与外部RAM传送数据时，地址小于256B用Ri间址，大于256B时用DPTR间址。

4．交换指令

      XCHA,Rn            ；RnA,Rn与A内容交换

      XCHA,direct           ；（direct） A,直接地址内容与A内容交换

      XCHA,@Ri        ；（Ri） A，Ri间址内容与A内容交换

      XCHDA,@Ri        ；（Ri.3～Ri.0）A.3～A.0,Ri间址内容低4

位与A中低4位内容交换

      SWAP A         ；A.3～A.0 A.7～A.4,A中高4位与低4位

交换

例 若R0=30H,A=F0H,（30H）=46H

执行   XCHA,R0              ；结果：

A=30H,R0=F0H,R0与A内容交换

 执行   XCHA,@R0              ；结果：

A=46H,（30H）=F0H,R0中不变，

；实际上是（R0）A即（30H）A

 若执行 XCHDA,@R0              ；结果：

A=F6H,（30）H=40H

                   ；A与（30H）中低4位交换，高4位不变

  执行 SWAPA               ；结果：

A=0FH,高低4位互换

5．堆栈操作指令（2条）

 PUSH、POP属堆栈操作指令，其功能是把直接地址中的内容压入堆栈保存，或从堆栈中取出（弹出）数据到直接地址中。

        PUSH direct    ；SP+1→SP,（direct）→（SP）

                ；直接地址内容压入堆栈顶

        POP  direct    ；（SP）→（direct）,SP-1→SP

                ；堆栈栈顶内容弹出到直接地址

 注意：

堆栈是用户自己设定的内部RAM中的一块专用存储区，使用堆栈时一定先设堆栈指针。

堆栈遵循后进先出的原则安排数据。

压入数据时SP先加1，再压入；弹出时，先弹出数据，SP再减1。

例 设堆栈指针为30H，为保护现场把A和B中的内容压入堆栈保护，然后根据需要再把两者弹出。

设A中为30H，B中为01H。

      程序       执行结果

       MOV  SP,#30H  ；30H→SP,SP=30H设堆栈指针为30H

       PUSH ACC       ；SP+1→SP=31H,A→（SP）即A→（31H）,（31H）=30H

       PUSH B    ；SP+1→SP=32H,B→（SP）即B→（32H）,（32H）=01H

       POP  B    ；SP→B即（32H）→B,B=01H,SP-1→SP=31H

       POP ACC    ；SP→A即（31H）→A,A=30H,SP-1→SP=30H

从此例可以看出压入、弹出过程SP的变化规律

算术运算指令

算术运算指令的主要功能是实现算术加、减、乘、除等运算。

1．ADD类指令是不带进位的加法运算指令（4条）。

ADDA,Rn         ；A+Rn→A,A与Rn寄存器内容相加，结果送到A中

ADDA,direct        ；（direct）+A→A,A与直接地址内容相加，和送A

ADDA,@Ri     ；（Ri）+A→A,A与Ri间址内容相加，和送A

ADDA,#data        ；data+A→A,A与立即数相加，和送A

注意：

ADD类指令相加结果均在A中，相加后源操作数不变。

若A中最高位有进位，Cy置1；若半加位有进位，AC置1。

A的结果还影响奇偶标志位P。

例 A=30H,R0=10H

执行 ADDA,R0  结果：

A=40H,R0=10H，标志位P=1,Cy=0,OV=0,AC=0

2．ADDC类指令（带进位加法4条）

ADDCA,Rn     ；A+Rn+Cy→A, A与Rn内容、进位状态相加，和送

到A中

ADDCA,direct    ；（direct）+Cy+A→A,A与直接地址中内容、进位状态

相加，和送A

ADDCA,@Ri     ；（Ri）+Cy+A→A, A与Ri间址单元中内容、进位状态

相加，和送A

      ADDCA,#data        ；data+Cy+A→A, A与 立即数、进位状态相加，和送A

与ADD类指令的区别是，ADDC指令相加时连同进位标志Cy内容一起相加，主要用于多字节加法中的高位字节的相加，而最低位字节相加用ADD指令。

进位位Cy加到字节的最低位。

例 编写计算1234H+0FE7H的程序，将结果存入内部RAM的41H和40H单元，40H存低8位，41H存高8位。

     程序

      MOVA,#34H   ；被加数低8位数34H送A

      ADDA,#0E7H   ；加数低8位数E7H与之相加，A=1BH,Cy=1

      MOV40H,A   ；A→40H即34H+E7H结果存入40H中（40H=1BH）

      MOVA,#12H   ；被加数高8位数12H送A

      ADDCA,#0FH   ；加数高8位0FH和Cy与A相加，A=22H

      MOV41H,A   ；高8位与进位位之和存入41H中（41H）=22H

          ；总和为221BH，总结果在41H，40H单元中

3．SUBB类指令（4条）

 SUBB类指令是带借位减法指令，其功能是将A中被减数减去源操作数指出的内容，再减去借位标志Cy（原进位标志）状态，差值在A中。

SUBBA,Rn    ；A-Rn-Cy→A ,A减寄存器Rn内容及进位标志

    SUBBA,direct   ；A-（direct）-Cy→A,A减直接地址内容和进位标志

    SUBBA,Ri    ；A-（Ri）-Cy→A, A减Ri间址单元内容和进位位标志

    SUBBA,#data   ；A-data-Cy→A, A减立即数和进位标志

说明：

1）多字节减法时，低位相减有借位则把Cy置1，否则Cy为0。

2）MCS-51系列指令中没有不带借位的减法指令，所以在单字节或低位字节减法时用SUBB类指令前要先将Cy清0。

3）减去一个数实际上是加上这个数的相反数（负数），减法运算常常用补码相加方式。

4．MUL（乘）和DIV（除）指令

 乘法指令只有一条：

MUL AB         ；A×B→B和A，结果16位，高8位存入B，低8位在A中

 若乘积大于FFH则将溢出标志OV置1。

 除法指令也只有一条：

DIV AB             ；A÷B商→A，余数→B

 注意：

当除数为0时结果不确定，则溢出将OV置1。

5．INC（加1）和DEC（减1）类指令

 加1类指令共5条，其功能是将操作数内容加1。

INC A     ；A+1→A,A加1

INC  Rn       ；Rn+1→Rn,Rn中内容加1

INC  direct      ；（direct）+1→（direct）,直接地址中内容加1

INC @Ri       ；（Ri）+1→（Ri）,Ri间址中的内容加1

INC  DPTR    ；DPTR+1→DPTR,数据指针加1

例 判断INCR0和INC@R0两条指令结果，比较两者的区别。

设R0＝30H，（30H）=00H。

 执行 INC  R0          ；R0+1=30H+1→R0,结果R0=31H

 执行 INC  @R0          ；（R0）+1=（30H）+1→（R0），结果（30H）=01H,R0中内

容不变，仍为30H

 减1类指令共4条，其功能是将操作数指定单元内容减1。

      DEC A     ；A-1→A,A中内容减1

      DEC Rn       ；Rn-1→Rn,Rn中内容减1

      DEC direct    ；（direct）-1→（direct）,直接地址中内容减1

      DEC @Ri       ；（Ri）-1→（Ri）,Ri间址中的内容减1

 操作过程与加1指令类似，这里不再举例。

6．十进制加法调整指令（1条）

      DA  A

 功能：

在加法指令后，把A中二进制码自动调整成BCD码。

例  MOV A,#05H      ；05H→A

      ADD A,#08H      ；05H+08H→A=0DH

      DA  A       ；结果调整A=13H,即是13的BCD码

 注意：

DAA指令只能跟在ADD或ADDC加法指令后，不适用于减法。

逻辑运算指令

1．ANL类指令（6条）

ANL类是逻辑与指令，其功能是将源操作数作数内容和目的操作数内容按位相“与”，结果存入目的操作数指定单元中，源操作数不变。

ANLA,Rn       ；A∩Rn→A

ANLA,direct      ；A∩（direct）→A

ANLA,@Ri      ；A∩（Ri）→A

ANLA,#data      ；A∩data→A

ANLdirect,A      ；（direct）∩A→（direct）

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

例 设A=F6H,（30H）=0FH

执行 ANLA,30H         ；A∩（30H）→A

操作如下：

 11110110 （F6H）

∩ 00001111 （0FH）  注意：

按位相“与”

   00000110 （06H）

结果：

A=06H,30H地址内容不变，即（30H）=0FH

若执行ANL30H,A         ；（30H）∩A→（30H）

操作同上，结果放在30H地址中，A中内容不变，即（30H）=06H,A=F6H。

2．ORL类指令（6条）

ORL类指令是逻辑或指令，其功能是将源操作数作数内容和目的操作数内容按位逻辑“或”，结果存入目的操作数指定单元中，源操作数不变。

ORLA,Rn    ；A∪Rn→A

ORLA,direct      ；A∪（direct）→A

      ORLA,@Ri    ；A∪（Ri）→A

      ORLA,#data      ；A∪data→A

      ORLdirect,A      ；（direct）∪A→（direct）

      ORLdirect,#data     ；（direct）∪data→（direct）

 “或”运算和“与”运算过程类似，这里不再举例。

3．XRL类指令（6条）

 XRL类是异或指令，其功能是将两个操作数指定内容按位“异或”，结果存于目的操作数指定单元中。

“异或”原则是相同为“0”，相异为“1”。

XRLA,Rn       ；A⊕Rn→A

      XRLA,direct      ；A⊕（direct）→A

       XRLA,@Ri    ；A⊕（Ri）→A

      XRLA,#data      ；A⊕data→A

      XRLdirect,A      ；（direct）⊕A→（direct）

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

例 （50H）=05H

 执行 XRL50H,#06H            ；（50H）⊕06H→（50H）

 操作如下：

    00000101 （05H）

⊕ 00000110 （06H）

       00000011 （03H）

结果：

（50H）=03H

4．循环移位指令（4条）

 循环移位指令的功能是将累加器A中内容循环位移或者和进位位一起移位。

例 A=01H,Cy=1

若执行一次 RRC A后，结果为：

A=10000000B Cy=1

若执行一次 RLC A后，结果为：

A=00000011B Cy=0

5．取反、清0指令

    CPL A                 ；累加器内容按位取反。

如果1就变0，如果0就变1

    CLR A                 ；累加器A清0

控制转移类指令

计算机运行过程中，有时因为操作的需要，程序不能按顺序逐条执行指令，需要改变程序运行方向，即将程序跳转到某个指定的地址再顺序执行下去。

控制转移类指令的功能就是根据要求修改程序计数器PC的内容，以改变程序运行方向，实现转移。

控制转移类指令可分为：

无条件转移、条件转移、绝对转移、相对转移和调用、返回指令。

下面我们将分类介绍。

1．无条件转移指令（4条）

LJMP  add16         ；add16→PC，无条件跳转到add16地址，可在64KB范围内

转移，称为长转移指令

AJMP  add11        ；add11→PC，无条件转向add11地址，在2KB范围内转移

SJMP  rel         ；PC＋2＋rel→PC，相对转移，rel是偏移量，8位有符号

数，范围－128～127，即可向后跳转128，向前可跳转127

JMP   @A+DPTR        ；A+DPTR→PC，属散转指令，无条件转向A与DPTR内容相

加后形成的新地址

例1 执行指令

LJMP  9100H

不管这条指令存放在哪里，执行时将使程序转移到9100H,和AJMP，SJMP指令是有差别的。

例2 程序

2000H  MOV  R0,#10H  ；10H→PC

2002H  SJMP 03H   ；PC+2+rel=2002H+2+03H=2007H→PC

 ┇       ┇

2006H    ┇

2007H    ┇

 从说明中可见，执行SJMP 03H指令后，马上跳转到2007H地址执行程序。

2．条件转移指令（8条）

条件转移指令是根据某种特定条件转移的指令。

条件满足时转移，条件不满足时则顺序

执行下面的指令。

JZ  rel         ；A=0转向PC+2+rel→PC，A≠0顺序执行

JNZ rel         ；A≠转向PC+2+rel→PC，A＝0顺序执行

CJNEA,direct,rel    ；A≠（direct）转向PC+3+rel→PC且当A>（direct），Cy=0

；当A<（direct），Cy=1

；否则A=（direct），PC+3→PC即顺序执行

CJNEA,#data,rel     ；AdataP转向PC+3+rel→PC且当A>data，Cy=0

；当A

；A=data，PC+3→PC顺序执行

CJNZ Rn,#data,rel ；Rn≠data转向PC+3+rel→PC

；且当Rn>data，Cy=0,当Rn

；Rn=data，PC+3→PC顺序执行

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

；且当（Ri）>data，Cy=0，当（Ri）

；（Ri）=data，PC+3→PC顺序执行

DJNZ Rn,rel     ；Rn－1→Rn，Rn≠0转向PC+2+rel→PC

；Rn=0，PC+2→PC顺序执行

DJNZdirect,rel    ；（direct）－1→（direct），（direct）≠0转向PC+2+rel

→PC

；（direct）=0，PC