單片微型計算機原理及接口技術(shù)-9-指令系統(tǒng)-3

單片微型計算機原理及接口技術(shù)（9）1/37內(nèi)容提綱一位操作指令二控制轉(zhuǎn)移類指令2/37位操作指令一3/37位操作指令簡介位操作指令以位為處理對象，分別完成位傳送、位狀態(tài)控制、位邏輯操作、位條件轉(zhuǎn)移等功能，共有17條?？杀粎R編程序所識別的位地址表示方式如下：1）直接用位地址（十進制或十六進制數(shù)）表示，或?qū)懗晌坏刂繁磉_式表示。2）寫成“字節(jié)地址.位號”的形式。例如0B8H.0，20H.1等。3）位寄存器的定義名稱，如C、EA等。4）對于可位尋址寄存器，使用“字節(jié)寄存器名.位號”的形式。例如P1.0，PSW.4等。5）用戶使用偽指令事先定義過的符號地址。4/37位操作指令簡介表4-4位操作指令的操作碼助記符及對應(yīng)的操作數(shù)操

作功

能操

作

碼操

作

數(shù)備

注位傳送

MOVC,bit或者bit,C源地址和目的地址可互換位狀態(tài)控制位清0CLRC或bitbit表示直接尋址位位取反CPL位置位SETB位邏輯操作邏輯與操作ANLC

∧bit（或/bit）→C/bit表示直接尋址位的非邏輯或操作ORLC∨bit（或/bit）→C位跳轉(zhuǎn)判C轉(zhuǎn)移JCrelrel為相對偏移量JNC判直接尋址位轉(zhuǎn)移JBbit,relJNB為0轉(zhuǎn)移，JB為1轉(zhuǎn)移JNBJBC尋址位為1轉(zhuǎn)移并清0該位5/371.

位數(shù)據(jù)傳送指令

MOV C,bit ;（C）←（bit）MOV bit,C ;（bit）←（C）指令的功能是把第二操作數(shù)所指出的布爾變量送到由第一操作數(shù)指定的布爾變量中。其中一個操作數(shù)必為位累加器（進位標志CY），另一個可以是任何直接尋址位（bit）。指令執(zhí)行結(jié)果不影響其他寄存器或標志。例：設(shè)片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM中（20H）=79H，執(zhí)行指令：

MOVC,07H;07H是位地址，即字節(jié)地址20H的第7位，將使（C）=0。6/372.位狀態(tài)控制指令位狀態(tài)控制指令包括位的清零、取反和置位。（1）位清0指令CLR bit ;（bit）←0CLR C ;（C）←0上述指令可使直接尋址位（bit）或位累加器C清零，不影響其他標志。例： 片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM字節(jié)地址25H的內(nèi)容為34H（00110100B），執(zhí)行指令：

CLR2AH;2AH為字節(jié)地址25H第2位的位地址

25H的內(nèi)容變?yōu)?0H（00110000B）。7/37例：

執(zhí)行指令序列MOV 25H,#5DH ;(25H)=（01011101B）CPL 2BH ;(25H)=（01010101B）CPL P1.2 ;P1.2求反（2）位求反指令CPL bit ;（bit）←（/bit）CPL C ;（C）←（/C）上述指令可把直接尋址位（bit）或位累加器C內(nèi)容取反，不影響其他標志。（3）位置位指令SETBbit ;（bit）←1SETBC ;CY←1例如，輸出口P1原已寫入了49H（01001001B），則執(zhí)行：SETBP1.7將使P1口輸出數(shù)據(jù)變?yōu)镃9H（11001001B）。8/373.位邏輯操作指令位邏輯操作有兩種：位邏輯與，位邏輯或。（1）位邏輯“與”指令ANLC,bit ;（C）∧（bit）ANLC,/bit ;（C）∧（/bit

）上述指令將直接尋址位的內(nèi)容或直接尋址位內(nèi)容取反后（不改變原內(nèi)容）與位累加器C相與，結(jié)果保存在C中。“/bit”表示對將位內(nèi)容取反后再參與位操作?！芭c”邏輯操作示意圖如圖所示。例當位地址（7FH）=1并且累加器中（ACC.7）=1時，進位標志CY置1，否則CY清0，可編程序如下：

MOV C,7FH ;（7FH）=1送CANLC,ACC.7;（C）∧（ACC.7）→（C）9/37（2）位邏輯“或”指令ORLC,bit ;（C）←（C）∨（bit）ORLC,/bit ;（C）←（C）∨（/bit）上述指令把直接尋址位的內(nèi)容或直接尋址位的內(nèi)容取反后（不改變原內(nèi)容）與位累加器C進行邏輯“或”，結(jié)果保存在C中。位邏輯“或”操作的示意圖如圖所示：。例：

位地址7FH中的內(nèi)容和累加器ACC.7中的內(nèi)容相“或”的程序如下：

MOVC,7FHORLC,ACC.7 ;相“或”的結(jié)果存C中。10/374.位條件轉(zhuǎn)移指令

位條件轉(zhuǎn)移指令分為判進位標志C或判直接尋址位狀態(tài)轉(zhuǎn)移兩種。（1）判進位標志C轉(zhuǎn)移指令JC rel ;若（CY）=1，則（PC）←（PC）＋rel，否則順序執(zhí)行。 JNC rel ;若（CY）=0，則（PC）←（PC）＋rel，否則順序執(zhí)行。前一條若進位標志為1，后一條若進位標志為0，可使程序轉(zhuǎn)向目標地址，否則順序執(zhí)行下一條指令。目標地址為第二字節(jié)中的帶符號的偏移量與PC當前值之和，不影響任何標志。11/37

實際應(yīng)用中，一般在rel的位置寫入欲跳轉(zhuǎn)到的標號地址，偏移量由匯編程序自動進行計算。這樣做有兩個好處，一是程序的可讀性好，二是不必進行偏移量的計算。例如，ADDA,#30H;加法指令，影響標志位CJC YESC ;若C=1（有進位），則轉(zhuǎn)YESC，否則，繼續(xù)執(zhí)行

… YESC: … 12/37（2）判直接尋址位轉(zhuǎn)移指令JBbit,rel ;若（bit）=1，（PC）←（PC）+relJNBbit,rel ;若（bit）=0，（PC）←（PC）+relJBCbit,rel ;若（bit）=1，（PC）←（PC）+rel，（bit）←0

上述指令檢測直接尋址位，若位變量為1（第一、三條指令）或位變量為0（第二條指令），則程序轉(zhuǎn)向目標地址去執(zhí)行，否則順序執(zhí)行下條指令。

目標地址為PC當前值（（PC）←（PC）＋3）與第三字節(jié)所給帶符號的相對偏移量之和。測試位變量時，不影響任何標志，前兩條指令不影響原變量值，但后一條指令不管原變量為何值，檢測后即行清0。13/37在實際應(yīng)用中，一般在rel的位置寫入欲跳轉(zhuǎn)到的標號地址，偏移量由匯編程序自動進行計算。例

指令序列：MOV P1,#0CAH ;（P1）←0CAH（11001010B）MOV A,#56H ;（A）←56H（01010110B）JB P1.2,P12SET ;（P1.2）=0不轉(zhuǎn)，繼續(xù)執(zhí)行JNB ACC.3,ACC3CLR ;（ACC.3）=0轉(zhuǎn)ACC3CLR處執(zhí)行P12SET:…… ACC3CLR:……

14/37指令序列：

MOVA,#43H ;A←43H（01000011B）

JBCACC.6,ACC6CLR;ACC.6=1轉(zhuǎn)ACC6CLR,且ACC.6←0 … ACC6CLR:… 執(zhí)行后使程序轉(zhuǎn)向ACC6CLR處，并把ACC.6清0。15/37控制轉(zhuǎn)移類指令二16/37控制轉(zhuǎn)移類指令簡介控制轉(zhuǎn)移類類指令用于控制程序的走向?？刂妻D(zhuǎn)移類指令可分為兩種：一種是程序轉(zhuǎn)移指令，另一種稱為子程序調(diào)用和返回指令。17/371．程序轉(zhuǎn)移指令（1）無條件轉(zhuǎn)移指令無條件轉(zhuǎn)移指令操作碼助記符中的基本部分是“JMP”（轉(zhuǎn)移或者跳轉(zhuǎn)），它表示要把目標地址（要轉(zhuǎn)去的某段程序第一條指令的地址號）送入程序計數(shù)器PC，根據(jù)轉(zhuǎn)移距離和尋址方式不同又可分為LJMP（長轉(zhuǎn)移）、AJMP（絕對轉(zhuǎn)移）、SJMP（相對短轉(zhuǎn)移）和JMP（間接轉(zhuǎn)移）。1）長轉(zhuǎn)移指令LJMPaddr16;（PC）←addr16

指令提供16位目標地址，將指令中第二、第三字節(jié)地址碼分別裝入PC的高8位和低8位中，程序無條件轉(zhuǎn)向指定的目標地址去執(zhí)行，不影響標志位。例：

如果在程序存儲器0000H單元存放一條指令

LJMP0100H

則復位后程序?qū)⑻?100H單元去執(zhí)行。18/372）絕對轉(zhuǎn)移指令AJMPaddrlla10a9a800001a7~a0;（PC）←（PC）+2，（PC11~15）不變;（PC0~10）←addr0~10第二字節(jié)存放的是低8位地址，第一字節(jié)5、6、7位存放著高3位地址a8~a10。指令執(zhí)行時分別把高3位和低8位地址值取出送入程序計數(shù)器PC的低11位，維持PC的高5位（（PC）＋2后的）地址值不變，實現(xiàn)2K范圍內(nèi)的程序轉(zhuǎn)移，如圖所示。AJMP為雙字節(jié)指令，當程序真正轉(zhuǎn)移時PC值已加2了，因此，目標地址應(yīng)與AJMP后面相鄰指令的第一字節(jié)地址在同一2K字節(jié)范圍內(nèi)。如果超過了2K范圍，匯編程序會提示出錯（可以采用多級跳轉(zhuǎn)的方式解決該錯誤）。本指令不影響標志位。跳轉(zhuǎn)范圍有限，很少使用。19/373）相對短轉(zhuǎn)移指令SJMPrel;（PC）←（PC）＋2，（PC）←（PC）＋rel其中，rel為相對偏移量，是一個8位帶符號的數(shù)

指令控制程序無條件轉(zhuǎn)向指定地址。該指定地址由指令第二字節(jié)的相對地址和程序計數(shù)器PC的當前值（執(zhí)行SJMP前的PC值加2）相加形成。由于AJMP和SJMP指令的跳轉(zhuǎn)范圍有限，而LJMP（長轉(zhuǎn)移指令）不受跳轉(zhuǎn)范圍的限制，因此，一般情況下都可使用LJMP指令代替AJMP和SJMP指令。4）間接轉(zhuǎn)移指令JMP@A+DPTR ;（PC）←（A）+（DPTR）該指令把累加器里的8位無符號數(shù)與作為基址寄存器DPTR中的16位數(shù)據(jù)相加，所得的值裝入程序計數(shù)器PC做為轉(zhuǎn)移的目標地址。由于執(zhí)行16位加法，從低8位產(chǎn)生的進位將傳送到高位去。指令執(zhí)行后不影響累加器和數(shù)據(jù)指針中的原內(nèi)容，不影響任何標志。20/37程序轉(zhuǎn)移指令是一條極其有用的多分支選擇轉(zhuǎn)移指令，其轉(zhuǎn)移地址不是匯編或編程時確定的，而是在程序運行時動態(tài)決定的。因此，可在DPTR中裝入多分支轉(zhuǎn)移程序的首地址，而由累加器A的內(nèi)容來動態(tài)選擇其中的某一個分支予以轉(zhuǎn)移，這就可用一條指令代替眾多轉(zhuǎn)移指令，實現(xiàn)以DPTR內(nèi)容為起始的256個字節(jié)范圍的選擇轉(zhuǎn)移。對比C語言中的switch…case語句？21/37例：

要求當（A）=0轉(zhuǎn)處理程序CASE_0，（A）=1轉(zhuǎn)處理程序CASE_1，（A）=2轉(zhuǎn)處理程序CASE_2（A）=3轉(zhuǎn)處理程序CASE_3，（A）=4轉(zhuǎn)處理程序CASE_4。程序代碼如下：MOVDPTR,#JUMP_TABLE ;表首址送入DPTR中MOVA,INDEX_NUMBER ;取得跳轉(zhuǎn)索引號RLA ;將索引號乘以2（由于AJMP指令是2字節(jié)指令）JMP@A+DPTR ;以A中內(nèi)容為偏移量JUMP_TABLE:AJMP CASE_0 ;（A）=0轉(zhuǎn)CASE_0執(zhí)行AJMP CASE_1 ;（A）=1轉(zhuǎn)CASE_1執(zhí)行AJMP CASE_2 ;（A）=2轉(zhuǎn)CASE_2執(zhí)行AJMP CASE_3 ;（A）=3轉(zhuǎn)CASE_3執(zhí)行AJMP CASE_4 ;（A）=4轉(zhuǎn)CASE_4執(zhí)行22/37無條件轉(zhuǎn)移指令跳轉(zhuǎn)小結(jié)注：在實際應(yīng)用中，由于AJMP和SJMP指令的跳轉(zhuǎn)范圍有限，而LJMP（長轉(zhuǎn)移指令）不受跳轉(zhuǎn)范圍的限制，因此一般情況下可以使用LJMP指令代替AJMP和SJMP指令。23/37（2）條件轉(zhuǎn)移指令條件轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行滿足某種特定條件的轉(zhuǎn)移，其目標地址在以下一條指令的起始地址為中心的256字節(jié)范圍中（-128到＋127）。1）累加器判零轉(zhuǎn)移指令JZrel ;累加器為0轉(zhuǎn)移JNZrel ;累加器不為0轉(zhuǎn)移JZ表示累加器的內(nèi)容為0，則轉(zhuǎn)向指定的地址，否則順序執(zhí)行下條指令；JNZ指令剛好相反，只須累加器不等于0，則轉(zhuǎn)向指定地址，否則順序執(zhí)行下條指令。兩條指令均為雙字節(jié)，其中第二條字節(jié)為符號的相對偏移量，PC現(xiàn)行值（PC加2后）與偏移量相加即得轉(zhuǎn)移地址。該指令不改變累加器內(nèi)容，不影響標志位。a)JZrel指令 b)JNZrel指令24/37例如，

MOV A,P0 ;P0口內(nèi)容送累加器A JZ AIS0 ;A不為0，則不跳轉(zhuǎn)，繼續(xù)執(zhí)行；A=0，則跳轉(zhuǎn)到AIS0 DEC A ;A減1AIS0: …25/372）比較轉(zhuǎn)移指令CJNE（目的字節(jié)），（源字節(jié)），relCJNE類指令比較前面兩個操作數(shù)的大小，如果它們的值不相等則轉(zhuǎn)移，相等則繼續(xù)執(zhí)行。該類指令均為三字節(jié)指令，PC當前值（（PC）＋3→

（PC））與指令第三字節(jié)帶符號的偏移量相加即得到轉(zhuǎn)移地址，如果目的字節(jié)的無符號整數(shù)值小于源字節(jié)的無符號整數(shù)值，則置位進位標志，否則清0進位位，指令不影響任何一個操作數(shù)。比較轉(zhuǎn)移指令的源和目的操作數(shù)有4種尋址方式組合：累加器可以和任何直接尋址字節(jié)或立即數(shù)比較，而任何間接尋址RAM單元或工作寄存器能與立即數(shù)比較，如圖所示。CJNE指令的源、目的操作數(shù)關(guān)系26/37比較轉(zhuǎn)移指令有4條：CJNE A,#data8,rel CJNE A,addr8,rel CJNE @Ri,#data8,rel CJNE Rn,#data8,rel例如，設(shè)（R7）=53H，則執(zhí)行下列指令時，將轉(zhuǎn)移到K1執(zhí)行，且CY←1。CJNER7,#68H,NOTEQ;由于(R7)＜68H，轉(zhuǎn)移到NOTEQ執(zhí)行，且CY←1

… ;在此處理相等的情況NOTEQ:JCLESS68 ;因為CY=1，判出(R7)＜68H，轉(zhuǎn)LESS68執(zhí)行

…

LESS68:…27/373）循環(huán)轉(zhuǎn)移指令DJNZ（字節(jié)）,rel

該指令是一條減1與0比較指令，程序每執(zhí)行一次該指令，就把第一操作數(shù)字節(jié)變量減1，結(jié)果送回到第一操作數(shù)中，并判字節(jié)變量是否為0，不為0轉(zhuǎn)移，否則順序執(zhí)行。如果字節(jié)變量值原為00H，則變?yōu)?FFH，不影響任何標志。在循環(huán)轉(zhuǎn)移類指令中，有兩條常用指令：DJNZ addr8,relDJNZ Rn,rel由圖可以看出，循環(huán)轉(zhuǎn)移的目標地址為DJNZ之后相鄰指令的第一個字節(jié)地址與帶符號的相對偏移量相加之和。使用該指令可以很容易地構(gòu)成循環(huán)，只要給直接地址或工作寄存器賦不同初值，就可方便地控制循環(huán)次數(shù)。28/37例，利用DJNZ指令可實現(xiàn)軟件延時。下面的程序可產(chǎn)生50us的軟件延時：DELAY50US: ;@11.0592MHz NOPNOP PUSH30H MOV30H,#181NEXT: DJNZ30H,NEXT POP30H RET29/37多項單字節(jié)數(shù)求和。設(shè)數(shù)組長度放R0，數(shù)組存放首地址在R1中，數(shù)組之和則存在20H單元中，因為是8位字長，所以此和不應(yīng)大于256?？删幊倘缦拢篊LR A ;A清0SUMD: ADD A,@R1 ;相加 INC R1 ;地址指針增1 DJNZ R0,SUMD ;字節(jié)數(shù)減1不為0繼續(xù)加 MOV 20H,A ;結(jié)果存20H單元30/372．子程序調(diào)用和返回指令有兩條調(diào)用指令：LCALL（長調(diào)用）及ACALL（絕對調(diào)用）和一條與之配對的子程序返回指令RET。LCALL和ACALL指令類似于轉(zhuǎn)移指令LJMP和AJMP，不同之處在于它們在轉(zhuǎn)移前，要把執(zhí)行完該指令后PC的內(nèi)容自動壓入堆棧，才做addr16（或addr11）→PC的工作（其中addr16或addr11是子程序的首地址或稱子程序入口地址）。RET指令是子程序返回指令，執(zhí)行時，從堆棧中把原出發(fā)地址彈回PC，讓CPU返回執(zhí)行原主程序。由此可見，RET指令一定在子程序中。31/37（1）長調(diào)用指令LCALLaddr16

;

（PC）

←addr0~15（（SP））←（PC8~15）（SP）←

（SP）+1（（SP））←（PC0~7）（SP）←（SP）+1（PC）←（PC）＋3

長調(diào)用與LJMP一樣提供16位地址，可調(diào)用64K范圍內(nèi)所指定的子程序。

由于為三字節(jié)指令，執(zhí)行時首先（PC）+3→（PC）以獲得下一條指令地址，并把此時PC內(nèi)容壓入（作為返回地址，先壓入低字節(jié)后壓入高字節(jié)）堆棧，堆棧指針SP加2指向棧頂，然后把目標地址addr16裝入PC，轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序。

使用該指令可使子程序在64K范圍內(nèi)任意存放。指令執(zhí)行不影響標志位。例：

LCALL STR

;表示調(diào)用STR子程序32/37（2）絕對調(diào)用指令ACALLaddr11a10a9a810001