8单片机第八讲

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1、单片机原理及应用自动化专业适用5.5 算逻运算和移位指令（49条）此指令大多数要用到累加器A来存放一个源操作数，另一个源操作数可以存放在任何一个工作寄存器Rn中或片内的RAM中；也可以是指令码中的一个操作数。算术运算分为:逻辑运算 环移指令 算术运算指令（24）逻辑运算指令（20）位移指令 （5）5.5 算逻运算和移位指令（49条）此指令大多数要用到累加器A来存放一个源操作数，另一个源操作数可以存放在任何一个工作寄存器Rn中或片内的RAM中，也可以是指令码中的一个操作数，一、算术运算指令（24）加法、减法、十进制调整、乘除法。1.加法指令（13）不带CY加法指令（4）ADD A,Rn ;A A

2、+Rn ADD A,direct ;A A+(direct)ADD A,Ri ;A A+(Ri)ADD A,#data ;A A+data 使用时注意以下三点：1）参加运算的两个操作数必须是8位二进制数，并且对PSW中的所有标志位都产生影响；2）用户可以根据编成需要把参加的两个操作数看成是无符号数（0255），也可以看成是带符号的数。若看成是带符号的数，则通常采用补码的形式（-128+127）；例如：无符号 11010011 十进制 211 有符号 11010011 十进制 -45 3）无论看成是有符号的还是无符号的操作数，计算机总是按照带符号的法则运算并产生PSW中标志位。举例：试分析在执行

3、下列指令后，累加器A和PSW中各标志位的变化情况。MOV A,#19H ADD A,#66H 解：2 5 A=0 0 0 1 1 0 0 1 B +)1 0 2 data=0 1 1 0 0 1 1 0 B _ 1 2 7 0 0 1 1 1 1 1 1 1 B 0 0 CP CS CP-最高位进位位，CS-次高位的进位位。OV=CPCS=00=0 举例：试分析在执行下列指令后，累加器A和PSW中各标志位的变化情况。MOV A,#5AH ADD A,#6BH 解：9 0 A=0 1 0 1 1 0 1 0 B +)1 0 7 data=0 1 1 0 1 0 1 1 B _ 1 9 7 0 1

4、 1 0 0 0 1 0 1 B 0 1 CP CS CP-最高位进位位，CS-次高位的进位位。OV=CPCS=01=1 带CY的加法指令（4）ADDC A,Rn ;A A+Rn+Cy ADDC A,direct ;A A+(direct)+Cy ADDC A,#data ;A A+data+Cy ADDC A,Ri ;A A+(Ri)+Cy 主要用于多字节的加法运算中。加1指令（5）INC A ;A A+1 INC Rn ;Rn Rn+1 INC direct ;direct (direct）+1 INC Ri ；(Ri)(Ri)+1 INC DPTR ;DPTR DPTR+1 只有第1条指

5、令对奇偶标志位有影响，其余没有。举例：已知M1和M2单元中存放有两个16位的无符号数X1和X2（低8位在前，高8位在后）试编写出X1+X2并把结果放在M1和M+1单元（低8位在M1单元，高8位在M2单元）的程序，假设两数之和不会超过16位。解：ORG 0500H MOV R0,#M1；X1的起始地址送R0 MOV R1,#M2 ；X2的起始地址送R1 MOV A,R0 ；A X1低8位 ADD A,R1 ；A X1的低8位+X2的低8位，形成Cy MOV R0,A ；和的低8位存M1 INC R0 ；修改地址指针R0 INC R1 ；修改地址指针R1 MOV A,R0 ；A X1的高8位 AD

6、DC A,R1 ；A X1的高8位+X2的高8位+Cy MOV R0,A ；和的高8位存M1+1 SJMP$；停机 END 2.减法指令（8）带Cy的减法指令 SUBB A,Rn ；A A-Rn-Cy SUBB A,direct ；A A-(direct)-Cy SUBB A,Ri ；A A-(Ri)-Cy SUBB A,#data ；A A-data-Cy 使用时应注意以下几点：1）单片机在内部采用加补码的方法进行；2）无论相减的两数是无符号还是带符号，减法的操作 总是按带符号的二进制数进行，对PSW 产生影响；3）减法指令没有不带的Cy 减法指令；4）在实际编程中，一般先用一条清零指令。C

7、LR C ;Cy 0 举例：在执行下列程序后，累加器A和PSW中的各标志位的状态。CLR C MOV A,#52H SUBB A,#0B4H 解：8 2 A=0 1 0 1 0 0 1 0 B -)-7 6 data=1 0 1 1 0 1 0 0 B 1 5 8 1 1 0 0 1 1 1 1 0 B 1 0 CP CS Cy AC F0 RS1 RS0 OV -P 1 1 0 0 0 1 0 1 减1指令 DEC A ；A A-1 DEC Rn ；Rn Rn-1 DEC direct ；direct (direct)-1 DEC Ri ；(Ri)(Ri)-1 第一条指令影响奇偶校验标志位。

8、举例：已知：A=DFH R1=40H R7=19H (30H)=00H (40)=FFH 试分析执行下列程序后累加器A和PSW中各 个标志位的状态如何？DEC A DEC R7 DEC 30H DEC R1 解：A=DEH,P=0 R7=18H,PSW不变 (30H)=FFH,PSW不变 (40H)=FEH,PSW不变 3.十进制调整指令 用于实现BCD运算，指令的格式为：DA A ;若AC=1或A（3-0）9,则A A+06H ;若Cy=1或A（7-4）9,则A A+60H 这条指令在使用时，通常紧跟在加法指令之后，用于对加法执行后在累加器A中的操作结果进行十进制调整。1)BCD加法 两个B

9、CD数相加的结果也是BCD数，但必须通过这条十进制调整指令才能调整为BCD数。2）BCD减法 BCD减法运算必须采用BCD补码运算，变被减数减减数为被减数加减数的补码，然后再对其和进行十进制的加法调整。（1）求BCD 减法的补码，用 9AH-减数；（2）BCD被减数加BCD减数的补数；（3）进行十进制的调整，得到正确的结果。举例：试写出完成85+59的BCD加法程序。解：相应的加法程序为 ORG 1000H MOV A,#85H ;A 85H ADD A,#59H ;A 85+59=DEH DA A ;A 44H,Cy=1 SJMP$;停机 END 其过程：8 5 A=1 0 0 0 0 1

10、0 1 B +)5 9 data=0 1 0 1 1 0 0 1 B_ 1 4 4 0 1 1 0 1 1 1 1 0 B 1 1 0 B-低4位9,加06H _ 1 1 1 0 0 1 0 0 B 1 1 0 -高4位9,加60H _ 1 0 1 0 0 0 1 0 0 B 举例：已知在M1和M2中分别存有被减数91和减数 36，试编程求差并存入M3中。解：ORG 1000H CLR C ；MOV A,#9AH ；BUBB A,M2 ；ADD A,M1 ；DA A ；MOV M3,A ；CLR C ；SJMP$；END 验证过程：1 0 0 1 1 0 1 0 B-两位BCD数的模100 -

11、0 0 1 1 0 1 1 0 B-BCD的减数 _ 0 1 1 0 0 1 0 0 B-减数的补数 +1 0 0 1 0 0 0 1 B-BCD被减数 _ 1 1 1 1 0 1 0 1 B 1 1 0 -加60H进行调整 _ 1 0 1 0 1 0 1 0 1 B 4.乘法和除法指令 乘法和除法指令均为单字节四周期指令，相当于执行4加法指令的时间，指令的格式为 MUL AB ；AB=BA，形成标志 DIV AB ；AB=A-B形成标志 举例：已知两个无符号的乘数分别在30H和31H的单元中，是编出他们相乘并把他们的乘积低8位放在32H单元，高8位放在33H单元中的程序。解：ORG 0100

12、H MOV R0,#30H MOV A,R0 INC R0 MOV B,R0 MUL AB INC R0 MOV R0,A INC R0 MOV R0,B SJMP$END 举例：试编写一个双字节（16位8位）的乘法的子程序。解：被乘数放在（R3）（R4）中，乘数放在（R2）中，结果放在（R7）（R6）（R5）中，编成的根据是：253=(210+5)3=2310+53 MOV A,R2 MOV B,R3 MUL AB MOV R5,A MOV R6,B MOV A,R2 MOV B,R4 MUL AB ADD A,R6 MOV R6,A MOV A,B ADDC A,#00H MOV R7,A

13、 RET 二、逻辑运算指令（20条）包括：逻辑与、逻辑或、逻辑异或、累加器清零与取反。1.逻辑与运算指令（6）ANL A,Rn ；A A Rn ANL A,direct ；A A (direct)ANL A,Ri ；A A (Ri)ANL A,#data ；A A data ANL direct,A ；direct (direct)A ANL direct,#data ；direct (direct)data 举例：已知 R0=30H (30H)=AAH,执行下列程序后，累加器A和 30H单元的内容是什么？MOV A,#0FFH MOV A,0FH ANL A,R0 ANL A,30H MOV

14、 A,#0F0H MOV A,#80H ANL A,R0 ANL 30H,A 2.逻辑或指令（6）ORL A,Rn ；A A Rn ORL A,direct ；A A (direct)ORL A,Ri ；A A (Ri)ORL A,#data ；A A data ORL direct,A ；direct (direct)A ORL direct,#data ；direct (direct)data 举例：已知 A=AAH P1=FFH ,试编程把累加器中的低4位送P1口 的低4位，P1口的高4为不变。解：ORG 0100H MOV R0,A ANL A,#0FH ANL P1,#0F0H OR

15、L P1,A MOV A,R0 SJMP$END 3.逻辑异或指令（6）逻辑异或指令可以用来对某个存储单元或累加器A中的数据进行交换，是其中的某些位变反，而其余位不变。指令格式：XRL A,Rn ；A A Rn XRL A,direct ；A A (direct)XRL A,Ri ；A A (Ri)XRL A,#data ；A A data XRL direct,A ；direct (direct)A XRL direct,#data ；direct (direct)data 举例：已知在外部RAM存储器中的30H单元中，有一数为AAH,让高4位不变，低4位取反，试编程。解：ORG 0100H

16、 MOV R0,#30H MOVX A,R0 XRL A,#0FH MOVX R0,A SJMP$END 4.累加器清零和取反指令 这类指令是单字节单周期的指令，数据传送指令或逻辑与或指令也可以实现清零和取反，但是他们至少需要两个字节。CLR A ；A 0 _ CPL A ；A A举例：已知在30H单元中有一正数X,写出求-X补码的程序。解：ORG 1000H MOV A,30H CPL A INC A MOV 30H,A SJMP$END 举例：若X、Y、和Z的三个输入信号放在X、Y、和Z的单元中，试编出可以模拟下面的电路的程序，输出信号放在F单元中。X Y +F Z 解：用FFH代表逻辑“

17、1”、00H代表逻辑“0”。ORG 1000H MOV A,X ANL A,Y MOV R1,A MOV A,Y XRL A,Z CPL A ORL A,R1 MOV F,A SJMP$END 三、移位指令（5条）移位指令只能对累加器A进行操作。指令格式：A RL A ；A7 A0 A RR A ；A7 A0 A RLC A ；Cy A7 A0 A RRC A ；Cy A7 A0 A SWAP A ；A7A4 A3 A0 举例：已知在M1、M1+1单元中有一个16位的二进制数，M1存低8位，该数要扩大两倍（小于65536）。解：ORG 1000H CLR C MOV R1,#M1 MOV A,

18、R1 RLC A ；低8位操作数左移，低位补0 MOV R1,A ；送回M1单元，Cy中为最高位 INC R1 MOV A,R1 RLC A,MOV R1,A ；送回M1+1单元 SJMP$END 举例：求片外RAM3000H、3001H单元数据的平均值，并传送到3002H的单元。解：ORG 1000H MOVX DPTR,#3000H MOV A,DPTR MOV R0,A INC DPTR MOVX A,DPTR ADD A,R0 RRC A ；带进位Cy右移一位相当 ；于除以2 INC DPTR MOVX DPTR,A SJMP$END5.6控制转移和位操作指令 控制转移指令（17）位操

19、作指令（17）无条件转移（4）有条件转移（13）位传送（2）位置位和复位（4）位运算（6）位控制转移（5）共34条 5.6控制转移和位操作指令 此类指令共34条，主要改变程序计数器PC中的内容为目标，以控制程序执行流向；位操作指令不是以字节为单位对操作数进行操作，而是以字节中的某位为对象进行操作。一、控制转移指令（17）无条件转移指令、条件转移指令、子程序调用和返回指令、空操作指令等。1.无条件转移指令（4）LJMP addr16 ；PC addr16 AJMP addr11 ；PC PC+2,PC10PC0 addr11 SJMP rel ；PC PC+2,PC PC+rel JMP A+D

20、PTR ；PC A+DPTR 第一条指令-长转移指令 第二条指令-绝对转移指令 第三条指令-短转移指令 第四条指令-变址转移寻址指令 （1）长转移指令（64KB范围内转移指令）LJMP addr16 ；PC addr16 长转移指令的功能是把指令码中的addr16送入程序计数器PC中,使单片机在执行下一条指令时无条件转移到addr16处执行程序。可在64KB范围内转移。在编程时，addr16常用符号地址表示：如LOOP、LOOP1、LOOP2等表示。举例：已知单片机的监控程序始址为A0B0H,试问用什么方法使单片机在开机时自动执行监控程序。解：单片机开机时程序计数器总是复位成0000H，在00

21、00H处可放一条长转移指令 LJMP 0A0A0H ；PC A0B0 也就是：(0000H)=02H (0001H)=A0H (0002H)=B0H （2）绝对转移指令（2KB范围内转移指令）AJMP addr11 ；PC PC+2,PC10PC0 addr11 长转移指令为三字节双周期指令，绝对转移指令为双字节双周期指令，11位地址addr11(a10a0)在指令中的分布是：a10 a9 a8 0 0 0 0 1 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0其中：00001B是操作码。在程序设计中，11位地址也可用符号表示，但在上机执行前必须按照上述格式加以代真。绝对转移指令在执行时分两步

22、走：第一步是取指令操作，程序计数器PC中的内容被加1两次；第二步把PC加1两次后的高5位地址PC15PC11和指令码中低11位地址构成目标转移地址：PC15PC11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0其中：a10a0地址范围是 全“0”和全“1”是一个带符号的二进制，绝对转移可在2kB范围内向前或先后转移。如果把单片机64KB 寻址区域划分为32页（每页2KB），则：PC15PC11(00000B11111B)成为页面地址。举例：已知如下绝对转移指令，是分析执行该指令后程序转移到何处？3100H AJMP add11 解：设 addr11=10110100101

23、B，指令码为：a10 a9 a8 操作码 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1即：A1A5H，该指令执行后：PC15PC11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0PC=0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 =35A5H 程序转到 35A5H处执行。（3）短转移指令（-126+129范围内转移指令）短转移指令为双字节双周期指令，短转移指令在执行时分两步走：第一步是取指令操作，程序计数器PC中的内容被加1两次，然后把加1两次后的地址和rel相加作为目标转移地址。也是相对

24、转移指令。SJMP rel ；PC PC+2,PC PC+rel 举例：试分析下列程序，请计算SJMP START指令码中的rel，并分析目标地址的转移范围。ORG 1000H 1000H 7401H START：MOV A，#01H 1002H F8H MOV R0,A 1003H 90CF01H LOOP：MOV DPTR,#0CF01H -1017H 80rel SJMP START -END 解：目标转移地址=源地址+2+rel rel=目标转移地址 源地址 2=1000H -1017H-2 =-25=-25 补=E7H 转移地址的范围：转移地址范围通常以SJMP 指令的始址为参考点（

25、1017H），但实际的参考点是对PC+2而言（1019H），因此，短转移的范围为 -126+129 rel的取值范围为：-128+127（4）变址转移指令 这是一条单字节双周期指令。在指令执行前，先预先把目标转移地址的基址送DPTR，目标转移地址对基地址的偏移量放在累加器A中。JMP A+DPTR ；PC A+DPTR 使用无条件转移指令时，应注意以下两个问题：1）使用转移指令时，指令中的地质和地址偏移量均可采用标号；在汇编成机器码时，必须翻译成二进制或十六进制的代码；2）短转移指令在256个存储单元转移 绝对转移指令在2KB范围内转移 长转移指令在64KB范围内转移。常用的是前两个 2.条件

26、转移指令（8条）指令要判断某种条件是否满足而决定要不要转移的指令，满足是就转移，不满足就继续执行原程序。累加器A判零转移指令 比较条件转移指令 减1条件转移指令 （1）累加器A判零转移指令 JZ rel ；若A=0,则 PC PC+2+rel 若A0,则 PC PC+2 JNZ rel ；若A0,则 PC PC+2+rel 若A=0,则 PC PC+2（2）比较条件转移指令 CJNE A,#data,rel ；若A=data,则 PC PC+3 Adata,则 PC PC+3+rel 形成Cy标志 CJNE A,direct,rel ；若A=(direct),则 PC PC+3 A(direc

27、t),则 PC PC+3+rel 形成Cy标志 CJNE Rn,#data,rel ；若Rn=data,则 PC PC+3 Rndata,则 PC PC+3+rel 形成Cy标志 CJNE Ri,#data,rel ；若(Ri)=data,则 PC PC+3 (Ri)data,则 PC PC+3+rel 形成Cy标志 CJNE A,#data,rel ；若A=data,则 PC PC+3 Adata,则 PC PC+3+rel 形成Cy标志 执行指令时，单片机先把累加器A与立即数data进行比较，若相等，不转移，继续执行原程序，Cy标志也为零；若不相等，则机器自动根据累加器A和立即数data的大小形成Cy标志位；然后程序发生转移。形成Cy标志位的方法是：A data Cy=0 A data Cy=1