8051指令系统

本节将列举 51 中的汇编指令。我就不解释什么是汇编语言了，直接介绍格式。汇编程序是文本文件格式，文件类型一般是 .asm，文件中每一行是一条语句，每条语句可以分成 4 部分：

[标号:] [操作码] [操作数] [;注释]

标号和注释不是必须的，可以不写。

51 一共有 111 条指令，按功能分可以分为：

功能	数目
数据传送指令	28
算术运算指令	24
逻辑运算及移位指令	25
控制转移指令	17
位操作指令（布尔操作）	17

我们规定如下符号，方便后续讲解。这些不用死记，看多就懂了：

符号	解释
Rn(n=0-7)	当前选中的工作寄存器组R0-R7。包括特殊功能寄存器。
Ri(i=0,1)	作为地址指针的两个工作寄存器R0，R1。
#data	8位立即数
#data16	16位立即数
direct	8位片内RAM单元（包括SFR）的直接地址。
addr11	11位目的地址，用于ACALL和AJMP指令中。
addr16	16位目的地址。用于LCALL和LJMP指令中。
rel	补码表示的8位地址偏移量。范围：-128-+127D
bit	片内RAM或SFR的直接寻址位地址。
@	间接寄存器的符号
/	位操作指令中对该位先取反再参与操作，不影响原值。
(×)	×中的内容（相当于直接寻址）。
((×))	×指出的地址单元中的内容（相当于间接寻址）
→	指令操作流程方向

寻址方式

程序需要对“数”操作，而数从哪里来呢？有如下七种方式：

寻址方式	源操作数寻址空间
立即数寻址	程序存储器ROM
直接寻址	片内RAM低128B、特殊功能寄存器
寄存器寻址	工作寄存器R0-R7、A、B、C、DPTR
寄存器间接寻址	片内RAM低128B、片外RAM
变址寻址	程序存储器（@A+PC,@A+DPTR）
相对寻址	程序存储器256B范围（PC+偏移量）
位寻址	片内RAM的20H-2FH字节地址、部分SFR

数据传送指令

数据传送指令就是高级语言中的“赋值”，根据赋值的对象，分为如下几类：

以 A 为目的的操作数

MOV A, Rn
MOV A, direct
MOV A, @Ri
MOV A, #data

xch A, Rn
xch A, direct
xch A, @Ri
xchd A, @Ri ;低半字节交换

以寄存器为目的操作数
```
MOV Rn, A
MOV Rn, direct
MOV Rn, #data
```

以直接地址为目的操作数

MOV direct, A
MOV direct, Rn
MOV direct, direct
MOV direct, @Ri
MOV direct, #data

以间接地址为目的操作数

MOV @Ri, A
MOV @Ri, direct
MOV @Ri, #data

访问片外RAM

MOVX A, @Ri
MOVX @Ri, A
MOVX A,@DPTR
MOVX @DPTR,A

十六位传送指令
```
MOV DPTR,#data16
```
读程序存储器的数据
```
MOVC A, @A+PC
MOVC A，@A+DPTR
```

此外，还有栈操作（注意栈指针指向栈顶元素）：

PUSH（入栈）指令,堆栈指针自动加1
```
PUSH direct
```
POP（出栈）指令，堆栈指针自动减1
```
POP direct
```

算术运算指令

加法

不带进位的加法，前面加后面，加完后结果放到 A 中

ADD A, Rn ; A-Rn→A，下同
ADD A, direct
ADD A, @Ri
ADD A, #data

带进位的加法，还会加上 PSW 中的 C 位，加完后结果放到 A 中
```
ADDC A, Rn
ADDC A, direct
ADDC A, @Ri
ADDC A, #data
```
加 1 指令 （注意：加 1 和减 1 指令不影响 C 标志位）
```
INC A
INC Rn
INC direct
INC @Ri
INC DPTR
```

减法

带借位的减法，前面减后面，减完后结果放到 A 中
```
SUBB A, Rn
SUBB A, direct
SUBB A, @Ri
SUBB A, #data
```
减 1 指令 （注意：加 1 和减 1 指令不影响 C 标志位）
```
DEC A
DEC Rn
DEC direct
DEC @Ri
```

乘法和除法

乘法：将累加器A和寄存器B中两个无符号数相乘，所得16位积的低字节存放在A中，高字节存放中B中。
```
MUL AB
```
A中内容除以B中内容，整数商存于A中，余数存于B中。
```
DIV AB
```

十进制调整指令

调整累加器内容为BCD码。
```
DA A
```

这个指令并不是将二进制转为 BCD 的，而是说如果两个 BCD 相加，那么 DA A 能将结果调整为 BCD。也就是说，DA A 一定要紧跟在 ADD、ADDC 后面使用。

低四位
- 如果 A 的低四位小于等于 9，那么就已经是 BCD 了；反之，如果是大于 9，比如说 0AH，那么就加上 6，变成 11H，这样低四位就是 BCD 了
- 还有一种特殊情况，如果 AC flag=1，那么低四位也会加 6
- 注意，加 6 后会向高四位进 1
高四位
- 高四位基本上与低四位的情况一致，如果大于 9 或 C flag=1，那么高四位加 6，如果有进位，那么就将 C 置 1，但不会影响 OV

示例用法：

设(A)=55H, (30H)=66H
执行 ADD A，30H 后 (A)=0BBH, C=0
再执行 DA A 后 (A)=21H,C=1
相当十进制的55+66=121

逻辑操作指令与移位

清零，只影响标志位P
```
CLR A
```
取反，不影响标志位
```
CPL A
```
移位
- 非循环移位（算数移位）：舍弃多的一位，并在另一边补 0
```
RL A ; 左移
RR A ; 右移
```
- 循环移位：将累加器A的内容连同进位位CY一起循环移位，多的一位移到 CY，然后将原来 CY 补回另一边
```
RLC A ; 左移
RRC A ; 右移
```
半字节交换：将累加器A的高低两半字节交换
```
SWAP A
```

与

ANL A，Rn
ANL A，direct
ANL A, @Ri
ANL A, @Ri
ANL direct, A
ANL direct,#data

或

ORL A，Rn
ORL A，direct
ORL A, @Ri
ORL A, @Ri
ORL direct, A
ORL direct,#data

异或

XRL A，Rn
XRL A，direct
XRL A, @Ri
XRL A, @Ri
XRL direct, A
XRL direct,#data

控制转移指令

空操作
```
NOP
```

无条件转移指令

AJMP Addr11 ; 短转移，在2KB范围内跳转
LJMP Addr16 ; 长转移，在64KB范围内跳转
SJMP Rel ; 相对转移，在256字节内跳转
JMP @A+DPTR ; 间接转移

条件转移指令

将 A 与 0 比较

JZ Rel ; 当累加器A的内容为0时跳转到Rel
JNZ Rel ; 当累加器A的内容不为0时跳转到Rel

将 A 与其他数比较

CJNE A, Rn, Rel ; A与Rn不相等则跳转到Rel
CJNE A, #data, Rel ; A与data不相等则跳转到Rel
CJNE Rn, #data, Rel ; Rn与data不相等则跳转到Rel
CJNE @Ri, #data, Rel ; @Ri与data不相等则跳转到Rel

减一后与 0 比较

DJNZ Rn, Rel ; Rn先减1，当Rn=0往下执行，否则跳转到rel
DJNZ direct, Rel ; direct先减1，当direct=0往下执行，否则跳转到rel

调用与返回指令

ACALL addr ; 短调用，2KB范围
LCALL addr ; 长调用，64KB范围
RET ; 从子程序返回
RETI ; 中断返回

位操作类指令

位地址的表示方式：

直接写位地址：如0D4H;
点操作符号：如PSW.4或(0D0H).4;
位名称方式：如RS1；
用户定义方式：Speaker bit P0.3

位操作类指令：

位数据传送
```
MOV C, bit
MOV bit, C
```

位清零、置位、取反

CLR  C ; 清零
CLR  bit
SETB C ; 置位
SETB bit
CPL  C ; 取反
CPL  bit

位逻辑运算

ANL  C, bit ; C与bit的值进行逻辑“与”操作，结果在C中
ANL  C, /bit ; 和上面类似，/表示取反
ORL  C, bit ; 
ORL  C, /bit ; 

位条件转移

JC  rel ; 当C=1时跳转
JNC rel ; 当C=0时跳转
JB bit, rel ; 当bit=1时跳转
JNB bit, rel ; 当bit=0时跳转
JBC bit, rel ; 当bit=1时跳转，同时清除bit

伪指令

① ORG：

格式：ORG 地址（16进制表示）
作用：用于指明程序或数据从程序存储空间的什么位置开始存放。ORG伪指令后的地址是程序或数据的起始地址。

例：

ORG 1000H（指明后面的程序从程序存储器的1000H单元开始存放）
START：MOV A，#7FH

② DB：

格式：[标号:] DB 项或项表
作用：用于定义字节数据，可以定义一个字节也可以定义多个字节。定义多个字节时，两两之间用逗号隔开，定义时多个字节是在存储器中连续存放的。

例：

ORG 3000H
TAB1： DB 12H，34H
DB '5','A','abc'

③ DW

格式：[标号:] DW 项或项表
作用：与DB相似，但用于定义字数据。项或项表所定义的一个字在存储器中占两个字节。汇编时，机器自动按高字节在前、低字节在后存放，即高字节存放在低地址单元，低字节存放在高地址单元。

例：

ORG 3000H
TAB2：DW 1234H, 5678H

④ DS

格式：[标号:] DS 数值表达式
作用：用于在存储器中保留一定数量的字节单元。保留存储单元空间是为了以后存放数据使用。保留的字节单元数由表达式的值决定。

例： 

ORG 3000H
TAB1: DB 12H, 34H
      DS 4H
      DB '5'

⑤ EQU

格式：EQU 项
作用：将指令中项的值赋予EQU前面的符号。项可以是常数、地址标号或表达式。

例：

TAB1 EQU 1000H
TAB2 EQU 2000H

结果：TAB1的值为1000H，TAB2的值为2000H。

⑥ DATA

格式：符号 DATA 直接字节地址
作用：用于给片内RAM字节单元地址赋予DATA前面的符号，符号以字母开头，同一单元地址可以赋予多个符号。赋值后可用该符号代替DATA后面的片内RAM字节单元地址（有点像C里面的define）

例：

RESULT DATA 60H （RESULT代表片内RAM的60H单元）
 ....
MOV RESULT , A 

⑦ XDATA

格式：符号 XDATA 直接字节地址
作用：与DATA基本相同，不同点是对片外RAM的字节单元

⑧ bit

格式：符号 bit 位地址
作用：用于给位地址赋予符号，经赋值后可用该符号代替bit后面的位地址。

例：

PLG bit F0
AL  bit P1.0

⑨ END

格式：放于程序最后位置，指明程序的结束位置。

指令对比

影响 PSW 的指令

下表中，0 表示置零，1 表示置 1，x 表示根据结果置位

	C	OV	AC		C
`ADD`	x	x	x	`CLRC`	o
`ADDC`	x	x	x	`CPLC`	x
`SUBB`	x	x	X	`ANL C,bit`	X
`MUL`	o	x		`ANL C,/bit`	X
`DIV`	o	x		`ORL C,bit`	X
`DA`	x			`ORL C,bit`	X
`RRC`	x			`MOV C,bit`	X
`RLC`	x			`CJNE`	x
`SETB C`	1

参考

https://www.keil.com/dd/docs/datashts/intel/ism51.pdf

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