單片機教程十一:單片機算術(shù)運算指令、單片機邏輯運算類指令

單片機教程十一:單片機算術(shù)運算指令

不帶進位位的單片機加法指令

ADD A,#DATA ;例：ADD A，#10H

ADD A,direct ;例：ADD A，10H

ADD A,Rn ;例：ADD A，R7

ADD A,@Ri ;例：ADD A，@R0

用途：將A中的值與其后面的值相加，最終結(jié)果否是回到A中。

例：MOV A，#30H

ADD A，#10H

則執(zhí)行完本條指令后，A中的值為40H。

下面的題目自行練習

MOV 34H，#10H

MOV R0，#13H

MOV A，34H

ADD A，R0

MOV R1，#34H

ADD A，@R1

帶進位位的加法指令

ADDC A，Rn

ADDC A,direct

ADDC A,@Ri

ADDC A,#data

用途：將A中的值和其后面的值相加，并且加上進位位C中的值。

說明：由于51單片機是一種8位機，所以只能做8位的數(shù)學運算，但8位運算的范圍只有0-255，這在實際工作中是不夠的，因此就要進行擴展，一般是將2個8位的數(shù)學運算合起來，成為一個16位的運算，這樣，能表達的數(shù)的范圍就能達到0-65535。如何合并呢？其實很簡單，讓我們看一個10進制數(shù)的例程：

66+78。

這兩個數(shù)相加，我們根本不在意這的過程，但事實上我們是這樣做的：先做6+8（低位），然后再做6+7，這是高位。做了兩次加法，只是我們做的時候并沒有刻意分成兩次加法來做罷了，或者說我們并沒有意識到我們做了兩次加法。之所以要分成兩次來做，是因為這兩個數(shù)超過了一位數(shù)所能表達的范置（0-9）。

在做低位時產(chǎn)生了進位，我們做的時候是在適當?shù)奈恢命c一下，然后在做高位加法是將這一點加進去。那么計算機中做16位加法時同樣如此，先做低8位的，如果兩數(shù)相加產(chǎn)生了進位，也要“點一下”做個標記，這個標記就是進位位C，在PSW中。在進行高位加法是將這個C加進去。例：1067H+10A0H，先做67H+A0H=107H，而107H顯然超過了0FFH，因此最終保存在A中的是7，而1則到了PSW中的CY位了，換言之，CY就相當于是100H。然后再做10H+10H+CY，結(jié)果是21H，所以最終的結(jié)果是2107H。

帶借位的單片機減法指令

SUBB A，Rn

SUBB A,direct

SUBB A,@Ri

SUBB A,#data

設(shè)（每個H，（R2）=55H，CY=1，執(zhí)行指令SUBB A，R2之后，A中的值為73H。

說明：沒有不帶借位的單片機減法指令，如果需要做不帶位的減法指令（在做第一次相減時），只要將CY清零即可。

乘法指令

MUL AB

此單片機指令的功能是將A和B中的兩個8位無符號數(shù)相乘，兩數(shù)相乘結(jié)果一般比較大，因此最終結(jié)果用1個16位數(shù)來表達，其中高8位放在B中，低8位放在A中。在乘積大于FFFFFH（65535）時，0V置1（溢出），不然OV為0，而CY總是0。

例：（A）=4EH，（B）=5DH，執(zhí)行指令

MUL AB后，乘積是1C56H，所以在B中放的是1CH，而A中放的則是56H。

除法指令

DIV AB

此單片機指令的功能是將A中的8位無符號數(shù)除了B中的8位無符號數(shù)（A/B）。除法一般會出現(xiàn)小數(shù)，但計算機中可沒法直接表達小數(shù)，它用的是我們小學生還沒接觸到小數(shù)時用的商和余數(shù)的概念，如13/5，其商是2，余數(shù)是3。除了以后，商放在A中，余數(shù)放在B中。CY和OV都是0。如果在做除法前B中的值是00H，也就是除數(shù)為0，那么0V=1。

加1指令

INC A

INC Rn

INC direct

INC @Ri

INC DPTR

用途很簡單，就是將后面目標中的值加1。例：（A）=12H，（R0）=33H，（21H）=32H，（34H）=22H，DPTR=1234H。執(zhí)行下面的指令：

INC A （A）=13H

INC R2 （R0）=34H

INC 21H （21H）=33H

INC @R0 （34H）=23H

INC DPTR （ DPTR）=1235H

后結(jié)果如上所示。

說明：從結(jié)果上看INC A和ADD A，#1差不多，但INC A是單字節(jié)，單周期指令，而ADD #1則是雙字節(jié)，雙周期指令，而且INC A不會影響PSW位，如（A）=0FFH，INC A后（A）=00H，而CY依然保持不變。如果是ADD A ，#1，則（A）=00H，而CY一定是1。因此加1指令并不適合做加法，事實上它主要是用來做計數(shù)、地址增加等用途。另外，加法類指令都是以A為核心的��其中一個數(shù)必須放在A中，而運算結(jié)果也必須放在A中，而加1類指令的對象則廣泛得多，能是寄存器、內(nèi)存地址、間址尋址的地址等等。

減1指令

減1指令

DEC A

DEC RN

DEC direct

DEC @Ri

與加1指令類似，就不多說了。

綜合練習：

MOV A，#12H

MOV R0，#24H

MOV 21H，#56H

ADD A，#12H

MOV DPTR，#4316H

ADD A，DPH

ADD A，R0

CLR C

SUBB A，DPL

SUBB A，#25H

INC A

SETB C

ADDC A，21H

INC R0

SUBB A，R0

MOV 24H，#16H

CLR C

ADD A，@R0

先寫出每步運行結(jié)果，然后將以上題目建入，并在軟件仿真中運行，觀察寄存器及有關(guān)單元的內(nèi)容的變化，是否與自已的預想結(jié)果相同。

單片機邏輯運算類指令

對單片機的累加器A的邏輯操作：

CLR A ；將A中的值清0，單周期單字節(jié)指令，與MOV A，#00H效果相同。

CPL A ；將A中的值按位取反

RL A ；將A中的值邏輯左移

RLC A ；將A中的值加上進位位進行邏輯左移

RR A ；將A中的值進行邏輯右移

RRC A ；將A中的值加上進位位進行邏輯右移

SWAP A ；將A中的值高、低4位交換。

例：（A）=73H，則執(zhí)行CPL A，這樣進行：

73H化為二進制為01110011，

逐位取反即為 10001100，也就是8CH。

RL A是將（A）中的值的第7位送到第0位，第0位送1位，依次類推。

例：A中的值為68H，執(zhí)行RL A。68H化為二進制為01101000，按上圖進行移動。01101000化為11010000，即D0H。

RLC A，是將（A）中的值帶上進位位（C）進行移位。

例：A中的值為68H，C中的值為1，則執(zhí)行RLC A

1 01101000后，結(jié)果是0 11010001，也就是C進位位的值變成了0，而（A）則變成了D1H。

RR A和RRC A就不多談了，請大家參考上面兩個例程自行練習吧。

SWAP A，是將A中的值的高、低4位進行交換。

例：（A）=39H，則執(zhí)行SWAP A之后，A中的值就是93H。怎么正好是這么前后交換呢？因為這是一個16進制數(shù)，每1個16進位數(shù)字代表4個二進位。注意，如果是這樣的：（A）=39，后面沒H，執(zhí)行SWAP A之后，可不是（A）=93。要將它化成二進制再算：39化為二進制是10111，也就是0001，0111高4位是0001，低4位是0111，交換后是01110001，也就是71H，即113。

練習，已知（A）=39H，執(zhí)行下列單片機指令后寫出每步的結(jié)果

CPL A

RL A

CLR C

RRC A

SETB C

RLC A

SWAP A

通過前面的學習，我們已經(jīng)掌握了相當一部份的單片機指令，大家對這些枯燥的單片機指令可能也有些厭煩了，下面讓我們輕松一下，做個實驗。

實驗五：

ORG 0000H

LJMP START

ORG 30H

START:

MOV SP,#5FH

MOV A,#80H

LOOP:

MOV P1,A

RL A

LCALL DELAY

LJMP LOOP

delay:

mov r7,#255

d1: mov r6,#255

d2: nop

nop

nop

nop

djnz r6,d2

djnz r7,d1

ret

END

先讓我們將程序?qū)懭肫?，裝進實驗板，看一看現(xiàn)象。

看到的是一個暗點流動的現(xiàn)象，讓我們來分析一下吧。

前而的ORG 0000H、LJMP START、ORG 30H等我們稍后分析。從START開始，MOV SP，#5FH，這是初始化堆棧，在本程序中有無此句無關(guān)緊要，不過我們慢慢開始接觸正規(guī)的編程，我也就慢慢給大家培養(yǎng)習慣吧。

MOV A，#80H，將80H這個數(shù)送到A中去。干什么呢？不知道，往下看。

MOV P1，A。將A中的值送到P1端口去。此時A中的值是80H，所以送出去的也就是80H，因此P1口的值是80H，也就是10000000B，通過前面的分析，我們應(yīng)當知道，此時P1。7接的LED是不亮的，而其它的LED都是亮的，所以就形成了一個“暗點”。繼續(xù)看，RL A，RL A是將A中的值進行左移，算一下，移之后的結(jié)果是什么？對了，是01H，也就是00000001B，這樣，應(yīng)當是接在P1。0上的LED不亮，而其它的都亮了，從現(xiàn)象上看“暗點”流到了后面。然后是調(diào)用延時程序，這個我們很熟悉了，讓這個“暗點”“暗”一會兒。然后又調(diào)轉(zhuǎn)到LOOP處（LJMP LOOP）。請大家計算一下，下面該哪個燈不亮了。。。。。對了，應(yīng)當是接在P1。1上燈不亮了。這樣依次循環(huán)，就形成了“暗點流動”這一現(xiàn)象。

問題：

如何實現(xiàn)亮點流動？

如何改變流動的方向？

答案：

1、將A中的初始值改為7FH即可。

2、將RL A改為RR A即可。