单片机各类指令详解

　　数据传递类指令

　　以累加器为目的操作数的指令

　　MOV A，Rn

　　MOV A，direct

　　MOV A，@Ri

　　MOV A，#data

　　第一条指令中，Rn代表的是R0-R7。第二条指令中，direct就是指的直接地址，而第三条指令中，就是我们刚才讲过的。第四条指令是将立即数data送到A中。

　　下面我们通过一些例子加以说明：

　　MOV A，R1 ；将工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不变。

　　MOV A，30H ；将内存30H单元中的值送入A，30H单元中的值保持不变。

　　MOV A，@R1 ；先看R1中是什么值，把这个值作为地址，并将这个地址单元中的值送入A中。如执行命令前R1中的值为20H，则是将20H单元中的值送入A中。

　　MOV A，#34H ；将立即数34H送入A中，执行完本条指令后，A中的值是34H。

　　以寄存器Rn为目的操作的指令

　　MOV Rn，A

　　MOV Rn，direct

　　MOV Rn，#data

　　这组指令功能是把源地址单元中的内容送入工作寄存器，源操作数不变。

　　以直接地址为目的操作数的指令

　　MOV direct，A 例： MOV 20H，A

　　MOV direct，Rn MOV 20H，R1

　　MOV direct1，direct2 MOV 20H，30H

　　MOV direct，@Ri MOV 20H，@R1

　　MOV direct，#data MOV 20H，#34H

　　以间接地址为目的操作数的指令

　　MOV @Ri，A 例：MOV @R0，A

　　MOV @Ri，direct MOV @R1，20H

　　MOV @Ri，#data MOV @R0，#34H

　　十六位数的传递指令

　　MOV DPTR，#data16

　　8051是一种8位机，这是唯一的一条16位立即数传递指令，其功能是将一个16位的立即数送入DPTR中去。其中高8位送入DPH（083H），低8位送入DPL（082H）。例：MOV DPTR，#1234H，则执行完了之后DPH中的值为12H，DPL中的值为34H。反之，如果我们分别向DPH，DPL送数，则结果也一样。如有下面两条指令：MOV DPH，#35H，MOV DPL，#12H。则就相当于执行了MOV DPTR，#3512H。

　　累加器A与片外RAM之间的数据传递类指令

　　MOVX A，@Ri

　　MOVX @Ri，A

　　MOVX #9; A，@DPTR

　　MOVX @DPTR，A

　　说明：

　　1）在51中，与外部存储器RAM打交道的只可以是A累加器。所有需要送入外部RAM的数据必需要通过A送去，而所有要读入的外部RAM中的数据也必需通过A读入。在此我们可以看出内外部RAM的区别了，内部RAM间可以直接进行数据的传递，而外部则不行，比如，要将外部RAM中某一单元（设为0100H单元的数据）送入另一个单元（设为0200H单元），也必须先将0100H单元中的内容读入A，然后再送到0200H单元中去。

　　2）要读或写外部的RAM，当然也必须要知道RAM的地址，在后两条指令中，地址是被直接放在DPTR中的。而前两条指令，由于Ri（即R0或R1）只是一个8位的寄存器，所以只提供低8位地址。因为有时扩展的外部RAM的数量比较少，少于或等于256个，就只需要提供8位地址就够了。

　　3）使用时应当首先将要读或写的地址送入DPTR或Ri中，然后再用读写命令。

　　例：将外部RAM中100H单元中的内容送入外部RAM中200H单元中。

　　MOV DPTR，#0100H

　　MOVX A，@DPTR

　　MOV DPTR，#0200H

　　MOVX @DPTR，A

　　程序存储器向累加器A传送指令

　　MOVC A，@A+DPTR

　　本指令是将ROM中的数送入A中。本指令也被称为查表指令，常用此指令来查一个已做好在ROM中的表格（类似C语言中的指针）

　　说明：

　　此条指令引出一个新的寻址方法：变址寻址。本指令是要在ROM的一个地址单元中找出数据，显然必须知道这个单元的地址，这个单元的地址是这样确定的：在执行本指令立脚点DPTR中有一个数，A中有一个数，执行指令时，将A和DPTR中的数加起为，就成为要查找的单元的地址。

　　1）查找到的结果被放在A中，因此，本条指令执行前后，A中的值不一定相同。

　　例：有一个数在R0中，要求用查表的方法确定它的平方值（此数的取值范围是0-5）

　　MOV DPTR，#TABLE

　　MOV A，R0

　　MOVC A，@A+DPTR

　　TABLE： DB 0，1，4，9，16，25

　　设R0中的值为2，送入A中，而DPTR中的值则为TABLE，则最终确定的ROM单元的地址就是TABLE+2，也就是到这个单元中去取数，取到的是4，显然它正是2的平方。其它数据也可以类推。

　　标号的真实含义：从这个地方也可以看到另一个问题，我们使用了标号来替代具体的单元地址。事实上，标号的真实含义就是地址数值。在这里它代表了，0，1，4，9，16，25这几个数据在ROM中存放的起点位置。而在以前我们学过的如LCALL DELAY指令中，DELAY 则代表了以DELAY为标号的那段程序在ROM中存放的起始地址。事实上，CPU正是通过这个地址才找到这段程序的。

　　可以通过以下的例子再来看一看标号的含义：

　　MOV DPTR，#100H

　　MOV A，R0

　　MOVC A，@A+DPTR

　　ORG 0100H.

　　DB 0，1，4，9，16，25

　　如果R0中的值为2，则最终地址为100H+2为102H，到102H单元中找到的是4。这个可以看懂了吧？

　　那为什么不这样写程序，要用标号呢？不是增加疑惑吗？

　　答：如果这样写程序的话，在写程序时，我们就必须确定这张表格在ROM中的具体的位置，如果写完程序后，又想在这段程序前插入一段程序，那么这张表格的位置就又要变了，要改ORG 100H这句话了，我们是经常需要修改程序的，那多麻烦，所以就用标号来替代，只要一编译程序，位置就自动发生变化，我们把这个麻烦事交给计算机��指PC机去做了。

　　堆栈操作

　　PUSH direct

　　POP #9; direct

　　第一条指令称之为推入，就是将direct中的内容送入堆栈中，第二条指令称之为弹出，就是将堆栈中的内容送回到direct中。推入指令的执行过程是，首先将SP中的值加1，然后把SP中的值当作地址，将direct中的值送进以SP中的值为地址的RAM单元中。例：

　　MOV SP，#5FH

　　MOV A，#100

　　MOV B，#20

　　PUSH ACC

　　PUSH B

　　则执行第一条PUSH ACC指令是这样的：将SP中的值加1，即变为60H，然后将A中的值送到60H单元中，因此执行完本条指令后， 内存60H单元的值就是100，同样，执行PUSH B时，是将SP+1，即变为61H，然后将B中的值送入到61H单元中，即执行完本条指令后，61H单元中的值变为20。

　　POP指令的执行是这样的，首先将SP中的值作为地址，并将此地址中的数送到POP指令后面的那个direct中，然后SP减1。

　　接上例：

　　POP B

　　POP ACC

　　则执行过程是：将SP中的值（现在是61H）作为地址，取61H单元中的数值（现在是20），送到B中，所以执行完本条指令后B中的值是20，然后将SP减1，因此本条指令执行完后，SP的值变为60H，然后执行POP ACC，将SP中的值（60H）作为地址，从该地址中取数（现在是100），并送到ACC中，所以执行完本条指令后，ACC中的值是100。

　　这有什么意义呢？ACC中的值本来就是100，B中的值本来就是20，是的，在本例中，的确没有意义，但在实际工作中，则在PUSH B后往往要执行其他指令，而且这些指令会把A中的值，B中的值改掉，所以在程序的结束，如果我们要把A和B中的值恢复原值，那么这些指令就有意义了。

　　还有一个问题，如果我不用堆栈，比如说在PUSH ACC指令处用MOV 60H，A，在PUSH B处用指令MOV 61H，B，然后用MOV A，60H，MOV B，61H来替代两条POP指令，不是也一样吗？是的，从结果上看是一样的，但是从过程看是不一样的，PUSH和POP指令都是单字节，单周期指令，而MOV指令则是双字节，双周期指令。更何况，堆栈的作用不止于此，所以一般的计算机上都设有堆栈，而我们在编写子程序，需要保存数据时，通常也不采用后面的方法，而是用堆栈的方法来实现。

　　例：写出以下程序的运行结果

　　MOV 30H，#12

　　MOV 31H，#23

　　PUSH 30H

　　PUSH 31H

　　POP 30H

　　POP 31H

　　结果是30H中的值变为23，而31H中的值则变为12。也就两者进行了数据交换。从这个例子可以看出：使用堆栈时，入栈的书写顺序和出栈的书写顺序必须相反，才能保证数据被送回原位，否则就要出错了。

　　算术运算类指令

　　1） 加法

　　a） 不带进位加法

　　影响程序状态字标志位PSW中的CY（CY是进位标志位，即和的D7为有进位时（CY）=1，否则，（CY）= 0）、AC（AC为辅助进位标志位，当D3为有进位时为1，否则为0）、OV（和的D7和D6为只有一个进位时为1，否则为0）和P（当累加器ACC中的１为奇数时为１，否则为０）

　　例如：（A）＝　８４H，（３０H）＝　８DH，执行指令　ADD　A，３０H　结果A＝１１H

　　b） 带进位加法

　　影响的程序状态字标志位与不带进位的加法相同。表达形式为ＡＤＤＣ　　A，Rｎ

　　c） 增一

　　例如：INC　A　　A的数值自加一

　　d） 十进制调整

　　当累加器A中的低４位数出现了非ＢＣＤ码或第四位产生进位时，应在第四位加六调整，以产生第四位正确的BCD码结果。

　　当累加器A中的高４位数出现了非ＢＣＤ码或第四位产生进位时，应在第四位加六调整，以产生第四位正确的BCD码结果。

　　例如：（A）＝　０１０１　０１１０B　（R２）＝　０１１０　０１１１B

　　ADD　A，R２　　　　　DA A 结果为123

　　2） 减法

　　a） 带错位减法

　　要是想实现不带错位减法只需要在每次执行带错位减法之前给CY清零即可。

　　例如：（A）= C9H，（R2）= 54H，CY = 1。执行 SUBB A，R2之后结果为A-CY-R2。

　　b） 减一

　　例如：DEC A A自减一。

　　3） 乘法

　　乘法运算之后第八位放在累加器A中，高八位放在寄存器中。

　　例如：（A）= 50H，（B）= A0H。执行指令 MUL AB后（A）= 00H，（B）= 32H

　　4） 除法

　　该指令的功能是将累加器A中的无符号8位二进制数除以B中的无符号8位二进制数，商的整数部分放在累加器A中，余数部分放在寄存器B中。

　　例如：（A）= FBH，（B）= 12H，执行指令 DIV AB后，（A） = 0DH，B = 11H。

　　3、 逻辑运算和循环类指令

　　1、 逻辑与ANL：例如：（A）= C3H，（R0）= AAH，执行指令 ANL A，R0后，（A）= 82H。

　　2、 逻辑或ORL例如：（A）= C3H，（R0）= 55H，执行指令 ORG A ，R0后，（A）= D7H。

　　3、 逻辑异或XRL：例如：（A）= C3H，（R0）= AAH，执行指令 XRL A，R0后（A）= 69H。

　　4、 累加器清0：例如：执行指令CLR A，那么无论累加器A之前是什么值，执行这条指令后都为0。

　　5、 累加器取反：例如：CPL A 那么累加器A = A非。

　　6、 循环移位：RR循环右移；RL循环左移；有时候循环移位可以很方便的把原来的数据乘以2。

　　4、控制转移类指令

　　a） 无条件转移指令

　　1. 短跳转指令：AJPM　addr11；程序跳转到addr11指示的地址处。

　　2. 长跳转指令：LJPM addr16；程序跳转到addr16指示的地址处。

　　3. 相对跳转指令：SJMP rel; 程序跳转到rel相对地址处。

　　4. 散转移跳转指令：JMP @A+DPTR；程序跳转到变址指出的地址处。

　　b） 条件转移指令

　　1. 判０跳转指令：JZ　 rel; A为0，程序跳转到rel的相对地址出；

　　JNZ rel; A不为0，程序跳转到rel的相对地址出；

　　2. 比较不等跳转指令：例如：CJNE A，#data; A的内容与data的内容不等则跳转。

　　3. 减一不为0跳转指令：例如：DJNZ Rn；Rn内容减一不为零则跳转。

　　4. 子程序跳转：ACALL addr11;调用addr11 处理子程序；

　　LCALL addr16;调用addr16处理子程序；

　　5. 返回：RET：子程序返回； RETI：中断返回

　　6. NOP：空操作，耗时一个机器周期。

　　5、位操作指令

　　MCS-51单片机的硬件结构中，有一个位处理器（又称布尔处理器），它有一套位变量处理的指令集。在进行位处理时，CY（就是我们前面讲的进位位）称“位累加器”。有自已的位RAM，也就是我们刚讲的内部RAM的20H-2FH这16个字节单元即128个位单元，还有自已的位I/O空间（即P0.0…。.P0.7，P1.0…….P1.7，P2.0……。.P2.7，P3.0……。.P3.7）。当然在物理实体上它们与原来的以字节寻址用的RAM，及端口是完全相同的，或者说这些RAM及端口都可以有两种用法。

　　首先，我们想要处理位操作，那么，我们必须知道两个关键字；1、bit代表一个位。2、C相当于A不过只能代表一个bit。

　　a） 位传送：其实和MOV的普通用法没有什么区别，只是每次只传送一个bit。例如：C=1、（P3）= 1100 0101B、（P1）= 0011 0101B。执行一下指令：

　　MOV P1.3，C

　　MOV C，P3.3

　　MOV P1.2，C

　　结果为：C=0，P3内容不变，P1的内容变为0011001B。

　　b） 位状态子设置：

　　1、位清零：CLR C或bit可以实现给累加器C和地址内容清零。

　　2、位置位：SETB C或bit可以实现给累加器C和地址内容设置为1。

　　c） 位逻辑运算：

　　1、位逻辑“与”：ANL C，bit 执行这条指令之后bit的值不发生改变，把与的结果送给累加器C。

　　2、为逻辑“或”：ORL C，bit 执行这条指令之后bit的值不发生改变，把或的结果送给累加器C。

　　3、位取反：CPL C；

　　d） 位跳转指令（条件转移）

　　1、判断C：JC C为0跳转

　　JNC C为0不跳转

　　第一条指令的功能是如果CY等于1就转移，如果不等于1就顺序执行。那么转移到什么地方去呢？我们可以这样理解：JC 标号，如果等于1就转到标号处执行。这条指令我们在上节课中已讲到，不再重复。

　　第二条指令则和第一条指令相反，即如果CY=0就转移，不等于0就顺序执行，当然，我们也同样理解： JNC 标号

　　2、判断bit： JB bit 位为1跳转

　　JBC bit 位为1跳转，同时把bit清零

　　JNB bit 位不为1跳转

　　第一条指令是如果指定的bit位中的值是1，则转移，否则顺序执行。同样，我们可以这样理解这条指令：JB bit，标号

　　第二条指令请大家先自行分析

　　下面我们举个例子说明：

　　ORG 0000H

　　LJMP START

　　ORG 30H

　　START：MOV SP，#5FH

　　MOV P1，#0FFH

　　MOV P3，#0FFH

　　L1： JNB P3.2，L2 ;P3.2上接有一只按键，它按下时，P3.2=0

　　JNB P3.3，L3 ;P3.3上接有一只按键，它按下时，P3.3=0

　　LJM P L1

　　L2： MOV P1，#00H

　　LJMP L1

　　L3： MOV P1，#0FFH

　　LJMP L1

　　END

　　把上面的例子写入片子，看看有什么现象………

　　按下接在P3.2上的按键，P1口的灯全亮了，松开或再按，灯并不熄灭，然后按下接在P3.3上的按键，灯就全灭了。这像什么？这不就是工业现场经常用到的“启动”、“停止”的功能吗？

　　怎么做到的呢？一开始，将0FFH送入P3口，这样，P3的所有引线都处于高电平，然后执行L1，如果P3.2是高电平（键没有按下），则顺序执行JNB P3.3，L3语句，同样，如果P3.3是高电平（键没有按下），则顺序执行LJMP L1语句。这样就不停地检测P3.2、P3.3，如果有一次P3.2上的按键按下去了，则转移到L2，执行MOV P1，#00H，使灯全亮，然后又转去L1，再次循环，直到检测到P3.3为0，则转L3，执行MOV P1，#0FFH，例灯全灭，再转去L1，如此循环不已。

　　改程序还可以用JB来写.

　　位寻址区

　　在8031中，有一部份RAM和一部份SFR是具有位寻址功能的，也就是说这些RAM的每一个位都有自已的地址，可以直接用这个地址来对此进行操作。

　　内部RAM的20H-2FH这16个字节，就是8031的位寻址区。看图1。可见这里面的每一个RAM中的每个位我们都可能直接用位地址来找到它们，而不必用字节地址，然后再用逻辑指令的方式。

　　可以位寻址的特殊功能寄存器

　　8031中有一些SFR是可以进行位寻址的，这些SFR的特点是其字节地址均可被8整除，如A累加器，B寄存器、PSW、IP（中断优先级控制寄存器）、IE（中断允许控制寄存器）、SCON（串行口控制寄存器）、TCON（定时器/计数器控制寄存器）、P0-P3（I/O端口锁存器）。以上的一些SFR我们还不熟，等我们讲解相关内容时再作详细解释。