MCS－51單片機的算術(shù)運算指令解析

MCS－51具有強大的加、減、乘、除四則算術(shù)運算指令。

1．程序狀態(tài)字PSW

MCS－51有一個程序狀態(tài)字寄存器PSW，用來保存指令執(zhí)行結(jié)果的標志，供程序查訊和判別。PSW是特殊功能寄存器中的一個，其格式如下：

PSW7－－既是布爾處理機的累加器C，又是進位標志CY，如果操作結(jié)果在最高位有進位輸出（加法時）或借位輸入（減法時），置位CY，否則清“0”CY。

AC－－輔助進位（半進位）標志。如果操作結(jié)果的低4位有進位（加法時）或向高4位借位時（減法），置AC，否則清“0”AC，AC主要用于二－十進制數(shù)加法調(diào)整。

OV－－溢出標志。如果操作結(jié)果有進位進入最高位，但最高位沒有產(chǎn)生進位，或者最高位產(chǎn)生進位而低位沒有向最高位進位，這時置位溢出標志位，否則OV清“0”。溢出標志位用于補碼運算，當有符號的數(shù)運算結(jié)果不能用8位二進制數(shù)表示時，OV將置位。

P－－累加器A的奇偶標志位，如果累加器A的8位的模2和為1（奇），則P＝1；否則P＝0。由于P總是表示A的奇偶性，隨著A的內(nèi)容變化的，所以一個值寫入PSW的P位的值不變。

RS1、RS0－－指示當前使用的工作寄存器區(qū)。

F0－－用戶標志位?？勺鳛檐浖酥荆淖饔煤蛢?nèi)部RAM位尋址區(qū)的各位相似。

PSW1－－保留位，對它的操作無效。

2．加法指令

1、不帶進位加法指令

ADD A，#dataADD A，dataADD A，@RiADD A，Rn

工作寄存器、內(nèi)部RAM單元內(nèi)容或立即數(shù)的8位無符號二進制數(shù)和累加器A中數(shù)相加，所得和存放于累加器A中，當和的第3、7位有進位時，分別將AC，CY標志位置1；否則為0。

上述指令的執(zhí)行將影響標志位AC、CY、OV、P。

對于無符號數(shù)，進位標志位CY＝1，表示溢出；CY＝0表示無溢出。帶符號數(shù)運算的溢出取決于第6、7位中有一位產(chǎn)生進位，而另一位不產(chǎn)生進位，溢出標志位OV置“1”否則被清“0”。OV＝1表示兩個正數(shù)相加，和變?yōu)樨摂?shù)，或兩個負數(shù)相加，和變?yōu)檎龜?shù)的錯誤結(jié)果。

源操作數(shù)有四種尋址方式：寄存器、直接、間接和立即數(shù)。

2、帶進位加法指令：

ADDC A，#dataADDC A，dataADDC A，@RiADDC A，Rn

這是四條帶進位的加法指令。將累加器A內(nèi)容加當前CY標志位內(nèi)容，再加無符號單字節(jié)的數(shù)，和存于累加器A中。當運算結(jié)果第3、7位產(chǎn)生進位溢出時，則分別置位AC、CY和OV標志位。本指令執(zhí)行將影響標志位AC、CY、OV、P。

本指令常用于多字節(jié)加法。

3、加1指令：

INC AINC dataINC @RiINC RnINC DPTR

INC指令將指定的內(nèi)容加1，結(jié)果仍存放于原A或原單元中。如原值為0FFH，加1運算后將變成00H，運算結(jié)果不影響標志位。

本指令可對累加器A、工作寄存器RN、RI間址和直接尋址的單元內(nèi)容進行加1運算?？梢奙CS－51加1指令是較豐富的。

注意：當用本指令使輸出并行I／O內(nèi)容加1時，用作輸出口原始值，將從輸出口的數(shù)據(jù)鎖存器中讀入，而不是從輸出口的引腳上讀入。

4、二－十進制調(diào)正指令：

DA A

若［（A0-3）》9］或［（AC）=1），則（A0-3）（A0-3）+06H

本指令是對A的BCD碼加法結(jié)果進行調(diào)正。兩個壓縮型BCD碼按二進制數(shù)相加之后，必須經(jīng)本指令調(diào)正，才能得到壓縮型BCD碼的和數(shù)。

本指令的操作為：若累加器A的低4位數(shù)值大于9或者第3位向第4位產(chǎn)生進位，即AC輔助進位位為1，則需將A的低4位內(nèi)容加6調(diào)正，以產(chǎn)生低4位正確的BCD碼值。如果加0調(diào)正后，低4位產(chǎn)生進位，且高4位均為1時，則內(nèi)部加法將置位CY，反之，它并不清“0”CY標志位。

若累加器A的高4位值大于9或最高進位位CY＝1，則高位4位需加6調(diào)正，以產(chǎn)生高4位的正確BCD碼值。同樣，在加6調(diào)正后產(chǎn)生最高進位，則置位CY，反之，不清“0”CY這時CY的置位，表示和數(shù)BCD碼值大于等于100。這對多字節(jié)十進制加法有用。不影響OV標志。

由此可見，本指令是根據(jù)累加器A的原始數(shù)值和PSW的狀態(tài)，對累加器A進行加O6H、60H或66H的操作。

必須注意：本指令不能簡單地把累加器A中的16進制數(shù)交換成BCD碼，也不能用于十進制減法的調(diào)正。

3．減法指令

MCS－51在MCS－48的基礎(chǔ)上增加了帶借位減法指令，加強了計算機的運算功能。

1、帶借位減法指令：

SUBB A，#dataSUBB A，dataSUBB A，@RiSUBB A，Rn

帶借位減法指令SUBB，從累加器A中減去進位標志位CY和指定的變量，結(jié)果在累加器A中，若第七位有借位，則置位位CY，否則CY清0。若第3位有錯位，則置位輔助進位標志AC，否則清0 AC。若第7和第6位中有一位需借位，而另一位不借位，則置位溢出標志OV。溢出位OV用于帶符號的整數(shù)減法，它表示（OV＝1）一個正數(shù)減負數(shù)結(jié)果為負數(shù)；或一個負數(shù)減正數(shù)結(jié)果為正數(shù)的錯誤結(jié)果。

源操作數(shù)允許有四種尋址方式：寄存器RN，直接地址direct，間址Ri或立即數(shù)。

當在進行單字節(jié)或多字節(jié)減法前，不知道進位標志位CY的值，則應(yīng)在減法指令前先將CY清“0”。

4．乘法指令

MUL AB

乘法指令是MCS－51新增加的，運算速度只需4個機器周期。它大大增加了MCS－51單片機的運算功能，克服了MCS－48系列單片機的不足。

本指令將累加器A和寄存器B中二個8位無符號整數(shù)進行相乘，16位乘積的低8位存于A中，高8位存于B中，如果乘積大于255（0FFH），即B的內(nèi)容不為0時，則置位溢出標志位OV，否則清“0”O(jiān)V。進位標志位CY總是清“0”。

5．除法指令

DIV AB

MCS－51系列單片機增加的除法指令，運算時間亦只需4個機器周期，同樣也增強了MCS－51的運算功能，使它能適用于復雜的且要求運算功能較強的控制系統(tǒng)。除法指令格式：

本指令將累加器A中8位無符號整數(shù)除以B寄存器中8位無符號整數(shù)，所得結(jié)果商的整數(shù)部分存于A中，整數(shù)作數(shù)部分存于寄存器B中。清“0”CY和OV標志位。當除數(shù)（B中內(nèi)容）為00H時，則執(zhí)行結(jié)果將為不定值，即執(zhí)行結(jié)果送往A和B中的為不定值，且置位溢出標志位OV。在任何情況下，均清“0”CY。

6．減一指令

DEC ADEC dataDEC @RiDEC Rn

DEC指令把所指的寄存器內(nèi)容減1，結(jié)果仍送回原寄存器，若原來寄存器的內(nèi)容為00H，則減1后將為FFH，運算結(jié)果不影響任何標志位，該組指令使用了直接、寄存器和寄存器間尋址。同加1指令一樣，在第二條指令中，若直接地址是I／O口，則進行“讀－改－寫”操作。