【導(dǎo)讀】單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)與軟件編程兩部分。在硬件電路設(shè)計(jì)合理的的條件下，還要在編制程序正確的基礎(chǔ)上，單片機(jī)才能按照設(shè)計(jì)者的要求來(lái)完成各種工作。一章MCS—51單片機(jī)硬件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，主要介紹MCS—51指令系統(tǒng)與編程。指令是指揮計(jì)算機(jī)工作的命令，是計(jì)算機(jī)軟件的基本單元。指令有兩種表達(dá)形式。用二進(jìn)制代碼表示的指令稱為機(jī)器碼指令或目標(biāo)代碼指令。式的指令能夠直接被計(jì)算機(jī)硬件識(shí)別執(zhí)行，但不便于記憶。指令才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。如上面的指令MOVA,#00H即為匯編語(yǔ)言指令。是不同的，在很大度上決定了其相應(yīng)的使用功能。對(duì)于操作數(shù)段的組成有的指令可以沒(méi)有，MCS—51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)有立即尋址，寄存器尋址，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于四個(gè)工作寄存器組的編碼如

　　

【正文】 帶 Cy 加 法 SUBB A， Rn A← ARnCy 10011 rrr Cy OV AC 1 1 @Ri A← A(Ri)Cy 1001011i Cy OV AC 1 1 Direct A← A(direct)Cy 95 direct Cy OV AC 2 1 data A← AdataCy 94 data Cy OV AC 2 1 INC A A← A+1 04 P 1 1 Rn Rn← Rn+1 00001rrr 無(wú)影響 1 1 @Ri (Ri)← (Ri)+1 0000011i 無(wú)影響 1 1 Direct (direct)←(direct)+1 05 direct 無(wú)影響 2 1 DPTR DPTR← DPTR+1 A3 無(wú)影響 1 2 減 1 DEC A A← A1 04 P 1 1 Rn Rn← Rn1 00001rrr 無(wú)影響 1 1 @Ri (Ri)← (Ri)1 000011i 無(wú)影響 1 1 Direct (diret)←(diret)1 05direct 無(wú)影響 2 1 乘法 MUL AB BA← AXB A4 0 OV P 1 4 除法 DIV AB A← A/B(商 )， B←余數(shù) 84 0 OV P 1 4 調(diào)整 DA A 十進(jìn)制調(diào)整 D4 Cy AC 1 1 三、邏輯運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算指令共 24條，包括與、或、異或、清零、求反和左右移位等邏輯指令。按操作數(shù)也可分為 單、雙操作數(shù)兩種。邏輯運(yùn)算指令涉及寄存器 A 時(shí)，影響 P，但對(duì) AC、 OV及 CY 沒(méi)有影響。 “ 與 ”指令 本指令共有六條，邏輯與的結(jié)果大部分送回累加器 A，只有最后兩條指令送入直接地址單元中。 格式： ANL A， data ； A←A ∧ data ANL A， Rn ； A←A ∧ Rn ANL A， @Ri ； A←A ∧ (Ri) ANL A， direct ； A←A ∧ (direct) ANL direct， data ； A←direct ∧ data ANL direct， A ； A ←direct ∧ A 功能：前四條將 A 中內(nèi)容與源操作數(shù)所指內(nèi)容進(jìn)行按位與運(yùn)算，并將結(jié)果送入 A 中，且影響奇偶標(biāo)志位。后兩條將直接地址單元中內(nèi)容與操作數(shù)所指內(nèi)容進(jìn)行按位與運(yùn)算，將結(jié)果送入 直接尋址 地址單元中。 例 37： 如果 A=00001111B，（ 40H） =10001111B，當(dāng)執(zhí)行指令 ANL A， 40H 時(shí)， A的內(nèi)容。 解： A=00001111B=0FH 例 38： 將寄存器 A中的壓縮 BCD碼拆分為 2 個(gè)字節(jié)，將 寄存器 A中的低 4 位送到 P1口的低 4 位，寄存器 A中的高 4 位送到 P2 口的低 4 位， P P2 口的高 4 位清 0。 根據(jù)題意得，可編程如下： MOV B， A ； A的內(nèi)容暫存于 B 中 ANL A， 00001111B ；清高 4 位，保留低 4 位 18 MOV P1， A ； A低 4 位 →P1 口 MOV A， B ；取原數(shù)據(jù) ANL A， 11110000B ；保留高 4 位，低 4 位清 0 SWAP A ； A7~4→A3~0 MOV P2， A ； A高 4 位 → P2口 或運(yùn)算指令 或指令共有六條，執(zhí)行指令后的結(jié)果存入累加器或直接地址單元中。 格式： ORL A， data ；Ａ ← Ａ ∨ d ORL A，Ｒ n ；Ａ ← Ａ ∨ Rn ORL A， @Ri ；Ａ ← A ∨ Ｒ i） ORL A， direct ； A← Ａ ∨ (direct) ORL direct，＃ data ； (direct) ← (direct) ∨ data ORL direct， A ； ( direct) ← (direct)∨ A 或指令也常用于修改某工作寄存器、某片內(nèi) RAM 單元、某直接尋址（包括 P0、 PP P3端口）或累加器本身的內(nèi)容，控制修改的數(shù)或累加器中內(nèi)容等。 例 39：如 果 （ A） =12H，（ R0） =71H，（ 71H） =60H，當(dāng)執(zhí)行下列指令后， 求 Ａ中的內(nèi)容。 （１） ORL Ａ，Ｒ ；Ａ =73H ( 2 ) ORL A， @R0 ；Ａ =72H 異或指令 同與、或指令一樣，異或指令有六條，其操作方式與 “與、或 ”指令一樣。 格式： XRL A， data ； A ←A ? data XRL A， Rn ； A ← A ? Rn XRL A， @Ri ； A ←A ? (Ri) XRL A， direct， data ； A←A ? (direct) XRL direct， data ； (direct) ← (direct) ? data XRL direct， A ； (direct) ← (direct) ? A 異或指令也常用于修改某工作寄存器、某片內(nèi) RAM 單元、某直接尋址字節(jié)（包括 P0、P P P3 端口）或累加器本身的內(nèi)容。 例 40：執(zhí)行指令 XRL P1， 00110001B P1=01111001B，則執(zhí)行結(jié)果： P1=01001000B A操作指令 A操作指令共有六條，可以實(shí)現(xiàn)將累加器 A中的內(nèi)容進(jìn)行取反，清零，循環(huán)左、右移，帶 Cy 循環(huán)左右移。 格式及功能（詳見(jiàn)表 24 示意圖）： CLR A ； A → 0 CPL A ； A → A RL A ；循環(huán)左移 RLC A ；帶 Cy 循環(huán)左右移 RR A ；循環(huán)右移 RRC A ；帶 Cy 循環(huán)右移 例 41： 假設(shè) A=5AH、 C=1，執(zhí)行 下面 指令。 （１） CPL A ； A=0A5H 19 （２） CLR A ； A=0 （３） RLA A ； A=0B4H （４） RLC A ； A=0B5H （５） RR A ； A=2DH （６） RRC A ； A=0ADH 對(duì)執(zhí)行 RL 指令來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于把原內(nèi)容乘以 2；對(duì)執(zhí)行 RC 指令，相當(dāng)于把原內(nèi)容除以2。 例 42： 編程實(shí)現(xiàn) 16 位數(shù)的算術(shù)左移。設(shè) 16位數(shù)存放在內(nèi) RAM 40H、 41H 單元，低位在前。 算數(shù)左移是指將操作數(shù)整體左移一位，最低位補(bǔ)充 0。相當(dāng)于完成對(duì) 16 位數(shù)的乘 2 操作。程序如下： CLR C ； Cy 清 0 MOV A， 40H ；取操作數(shù)低 8 位送 A RLC A ；低 8 位左移一位 MOV 40H， A ；送回 MOV A ， 41H ；指向高 8 位 RLC A ；高 8 位左移 MOV 41H， A ；送回 例 43： 設(shè)在外 RAM 2020H 中存放有兩個(gè) BCD 碼，試編一程序?qū)⑦@兩個(gè) BCD 碼分別存到2020H 和 2020H 的低 4 位。 程 序如下： MOV DPTR ， 2020H MOVX A ， @DPTR ；讀外 RAM 2020H 單元中的 BCD 碼 MOV B ， A ；暫存 ANL A ， 0FH ；屏蔽高 4 位，保留低 4 位 MOVX @DPTR ；回存外 RAM2020H 單元 INC DPTR ；指向外 RAM2020H 單元 MOV A ， B ；讀原 BCD 碼 ANL A， 0F0H ；屏蔽低 4 位，保留高 4 位 SWAP A ；高 4 位 → 低 4 位 MOVX @DPTR ,A ；回存外 RAM 2020H 單元 例 44： 在 30H 與 31H 單元有兩個(gè) BCD 碼，現(xiàn)要將它們合并到 30H 單元以節(jié)省內(nèi)存空間。 程序如下： MOV A ， 30H SWAP A ；（ 20H） 3~0→A7~4 ORL A ， 31H ；合并 MOV 30H ， A ；回存 邏輯運(yùn)算類(lèi)指令匯總表（見(jiàn)表 24） 表 2— 4 MCS— 51 型單片機(jī)邏輯運(yùn)算類(lèi)指令 類(lèi) 型 助 記 符 功 能 機(jī) 器 碼 字節(jié)數(shù) 周期數(shù) ANL A, data A←A ∧ data 55 direct 2 1 Rn A←A ∧ Rn 01011 1 1 @ Ri A←A ∧ (Ri) 54 data 2 1 20 與 direct A←A ∧ (direct) 0101011i 1 1 ANL direct, data (direct)←(direct) ∧ data 53 direct data 3 2 A (direct)←(direct) ∧ A 52 direct 2 1 或 ORL A, data A←A ∨ data 45 direct 2 1 Rn A←A ∨ Rn 01001rrr 1 1 @ Ri A←A ∨ (Ri) 44 data 2 1 direct A←A ∨ (direct) 0100011i 1 1 ORL direct, data (direct)←(direct) ∨ data 43 direct data 3 1 A (direct)←(direct) ∨ A 42 direct 2 1 異或 XRL A, data A←A ⊕ data 65 direct 2 1 Rn A←A ⊕ Rn 01101rrr 1 1 @ Ri A←A ⊕ (Ri) 64 data 2 1 direct A←A ⊕ (direct) 0110011i 1 1 XRL direct, data (direct)←(dire ct)⊕ data 63 direct data 3 2 A (direct)←(direct) ⊕ A 62 direct 2 1 循 環(huán) 移 位 RL A ←←←←←←←←← 23 1 1 RLC A ← ←←←←←←←← 33 1 1 RR A →→→→→→→→ 03 1 1 RRC A ← →→→→→→→→ 13 1 1 求反 CPL A A← A F4 1 1 清 0 CLR A A←0 E4 1 1 四 、轉(zhuǎn)移指令 在 MCS— 51 型單片機(jī)中，它具有一定的智能作用，這主要是由于存在控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令。程序轉(zhuǎn)移類(lèi)指令共計(jì)有 16 條，另還有一條 NOP 指令。除 NOP 指令執(zhí)行時(shí)間為 1個(gè)機(jī)器周期外，其它轉(zhuǎn)移指令的執(zhí)行時(shí)間都是兩個(gè)機(jī)器周期。該指令通常包括無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令、比較轉(zhuǎn)移指令、循環(huán)轉(zhuǎn)移指令以及調(diào)用和返回指令。該指令通過(guò)修改 PC 的內(nèi)容來(lái)控制程序的執(zhí)行，提高效率，它一般不影響標(biāo)志位。 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指 令有 4 條。由于指令執(zhí)行的結(jié)果，程序的執(zhí)行順序是必須轉(zhuǎn)移的，所以稱該指令為無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令。 （ 1）短轉(zhuǎn)移指令 格式：