mcs-51單微機處理指令
MCS-51共111條指令，
指令分類
1、按指令所占的位元組來分：
(1)單位元組指令（49條） 如MOV A，R2，(機器碼11101010)
(2)雙位元組指令（46條） 如MOV A，#0BH，(機器碼74H，
0BH)
(3)三位元組指令（16條） 如MOV 0BH, #0BH ,(機器碼75H,
0BH,0BH)
2、按指令的執行時間來分：（1個機器周期為12個時鐘周期）
(1) 1個機器周期（64條） ，如MOV A，R2 MOV A，#0BH，
(2) 2個機器周期（45條） ，如MOV 0BH, #0BH
(3) 4個機器周期（2條） ，乘、除指令。
指令格式
一、按操作碼和運算元分
1、操作碼：用來規定指令進行什麼操作
如MOV A，#0BH，(機器碼74H，0BH)
其中74H為操作碼，指明“將立即數送入ACC”這種操作；
2、運算元：則是指令操作的對象,有可能是數據,也可能是地址
如MOV A，#0BH，其中#0BH為運算元。
有單位元組指令、雙位元組指令、三位元組不同長度的指令，格式不同： （1）單位元組指令：操作碼、運算元同在一個位元組中。
（2）雙位元組指令：操作碼+運算元。
（3）三位元組指令：操作碼+運算元+運算元。
二、按助記符和運算元分
操作助記符[目的運算元，源運算元]
如MOV A，#0BH，(機器碼74H，0BH)，其中：
(1)MOV為操作助記符, 指明“內部數據傳送”這種操作；
(2)A為目的運算元，指明“數據傳送的目的暫存器”是A；
(3) #0BH為源運算元。
指令系統的定址方式
訪問指令
一、運算元在暫存器中；
如MOV A，Rn ；(Rn)→A，n=0～7
1、4組工作暫存區，共32個工作暫存器。
2、部分特殊功能暫存器，例如A、B 及dptr等。
二、訪問片外數據存儲器
(1)用R0或R1作為間址暫存器，定址範圍為片外低256個位元組；
(2)用DPTR作為間址暫存器，定址範圍為片外64K。
a) MOVX A，@Ri ；i=0或1
若(Ri)=70H，把外部RAM中70H單元的內容送到A
b) MOVX A，@DPTR
若(DPTR)=2000H，把外部RAM中2000H單元的內容送到A
3、堆疊操作指令訪問堆疊區
堆疊專用操作指令PUSH（壓棧）和POP（出棧）使用堆疊
指針（SP）作間址暫存器
指令PUSH(壓棧)和POP(出棧)，無前綴標誌“@”
四、立即(數)定址方式
運算元在指令中直接給出,需在運算元前面加前綴標誌“#”。
如MOV A，#40H，此時立即數在程式存儲單元中。
五、基址暫存器加變址暫存器間址定址方式
1、以DPTR或PC作基址暫存器，以累加器A作為變址暫存器；
2、基址暫存器+變址暫存器形成運算元地址；
3、本定址方式專門針對程式存儲器，定址範圍可達到64KB。
4、本定址方式的指令只有3條：
MOVC A，@A+DPTR
MOVC A，@A+PC
JMP @A+DPTR
前2條又稱查表指令，將程式存儲器單元內容給ACC；
後1條為散轉指令，屬於轉移類指令。
（注）
（1）本定址方式是專門針對程式存儲器的定址方式，定址範圍可達到64KB。
（2）本定址方式的指令只有3條：
MOVC A，@A+DPTR
MOVC A，@A+PC
JMP @A+DPTR
六、位定址方式
89C51有位處理功能，可以對數據位進行操作，
如MOV C，40H是把位40H的值送到進位位C。
定址範圍：
1、內部RAM中的位定址區（20H—2FH），有2種表示方法。
(1) 直接給出位地址，如MOV C，40H；
(2) 單元地址加位數，如MOV C，(28H).0，指的是28H單元中的最低位。
2、SFR中的可定址位（70H—FFH，共83位），有4種表示方法。
(1) 直接給出位地址，如MOV C，0D5H(PSW.5的位地址)；
(2) 直接寫位名稱，如MOV C，F0；
(3) 單元地址加位數，如MOV C， (0D0H).5；
(4) SFR符號加位數，如MOV C， PSW.5。
七、相對定址方式
在相對定址的轉移指令中，給出了地址偏移量“rel”，即
把PC的當前值+ rel 就構成了程式轉移的目的地址。即
目的地址=轉移指令所在的地址+ 轉移指令的位元組數+ rel
偏移量rel是帶符號的8位二進制補碼數,範圍是：–128 ~ +127 ；
注意：PC的當前值是緊接在轉移指令後的下一條指令的PC值。
指令系統分類介紹
指令中符號意義：
DPTR數據指針，可用作16位的數據地址暫存器。
bit內部RAM或特殊功能暫存器中的直接定址位。
C（或Cy）進位標誌位或位處理機中的累加器。
addr11 11位目的地址
addr16 16位目的地址
@ 間接定址暫存器前綴，如@Ri，@A+DPTR
(X)X中的內容。
((X))由X定址的單元中的內容。
→箭頭右邊的內容被箭頭左邊的內容所取代。
Rn 當前暫存器區的8個工作暫存器R0～R7(n=0～7)。
Ri 當前暫存器區中可作間接定址暫存器的2個暫存器R0、R1
(i=0,1)。
Direct直接地址，即8位的內部RAM或特殊功能暫存器的位元組
地址。
#data 包含在指令中的8位立即數。
#data16 包含在指令中的16位立即數。
rel相對轉移指令中的偏移量，為8位的帶符號補碼數。
數據傳送類指令
格式：MOV或MOVX或MOVC <目的運算元>，<源運算元>
將源運算元複製給目的運算元，源運算元不變，而不是“
搬家”。數據傳送類指令不影響標誌位Cy、Ac和OV，影響奇偶標誌位P。
一、以累加器為目的運算元的指令
MOV A, Rn ; (Rn)→A，n=0～7
MOV A, @Ri ; ((Ri))→A,i=0,1
MOV A, direct ;(direct)→A
MOV A, #data ; #data→A
二、以Rn為目的運算元的指令
MOV Rn, A ; (A)→Rn, n=0～7
MOV Rn, direct ;(direct)→Rn, n=0～7
MOV Rn, #data ; #data→Rn, n=0～7
三、以直接地址direct為目的運算元的指令
MOV direct, A ; (A)→direct
MOV direct, Rn ;(Rn)→direct, n=0～7
MOV direct1, direct2;
MOV direct, @Ri ;((Ri))→direct
MOV direct, #data ; #data→direct
注意：暫存器之間不可相互傳送數據；
直接地址之間可相互傳送數據。
直接定址方式（直接給出運算元的單元地址）
定址範圍：
1、內部RAM的128個單元(00-7FH)
2、特殊功能暫存器(80-FFH) ，注意SFR區單元除了以單元地址的形式外，還可用暫存器符號的形式給出，如：
MOV A，80H 與 MOV A，P0是等價的。
直接定址方式是訪問特殊功能暫存器的唯一定址方式
四、以暫存器間接地址為目的運算元的指令
MOV @Ri, A ;(A)→((Ri)),i=0,1
MOV @Ri, direct ;(direct)→((Ri))
MOV @Ri, #data ; #data→((Ri))
五、16位數傳送指令
MOV DPTR, #data16 ; #data16→DPTR
唯一的16位數據的傳送指令,
立即數的高8位送入DPH，
立即數的低8位送入DPL。
六、堆疊操作指令
內部RAM中可以設定一個後進先出(LIFO-Last In First Out)的區域稱作堆疊，堆疊指針SP始終指向堆疊的
棧頂位置。
1、進棧指令 PUSH direct
先將棧指針SP加1，然後把direct中的內容送到SP指示的內部RAM單元中
2、出棧指令 POP direct
SP指示的棧頂(內部RAM單元)內容送入direct位元組單元
中，棧指針SP減1
七、累加器A與外部數據存儲器傳送指令
MOVX A, @DPTR ;((DPTR))→A,讀外部RAM/IO
MOVX A, @Ri ;((Ri))→A,讀外部RAM/IO
MOVX@DPTR, A ;(A)→((DPTR)),寫外部RAM/IO
MOVX@Ri, A ;(A)→((Ri)),寫外部RAM/IO
功能：A與外部RAM存儲器傳送數據，RD*（P3.7）或WR*（P3.6）信號有效。
1、採用DPTR間接定址時，高8位地址（DPH）由P2口輸出，低8位地址（DPL）由P0口輸出。
2、採用Ri（i=0,1）間接定址時，可定址片外256個單元的數據存儲器。Ri內容（地址）由P0口輸出。
3、數據均由P0口輸出。
八、查表指令
用於讀程式存儲器（內外）中的表格數據的指令，僅兩條
，均採用基址暫存器加變址暫存器間接定址方式。
1、MOVC A,@A+PC
(1) 以PC作為基址暫存器，A為變址暫存器；
(2) 兩暫存器的內容相加，得到一個16位的地址；
(3) 取出此地址中的數據，傳送給ACC。
注意：PC中的內容為下一條指令的起始地址,PSEN信號有效（作用同RD*、WR*）。
2、MOVC A，@A+DPTR
(1) 以DPTR 作為基址暫存器，A為變址暫存器；
(2) 兩暫存器的內容相加，得到一個16位的地址；
(3) 取出此地址中的數據，傳送給ACC。
如 (DPTR)=8100H (A)=40H 執行指令
MOVC A, @A+DPTR
執行結果將程式存儲器中8140H的內容送入A。
本指令的執行結果只和指針DPTR及累加器A的內容有關，
與該指令存放的地址及常數表格存放的地址無關，因此表格的
大小和位置可以在64K程式存儲器中任意安排，一個表格可以
為各個程式塊公用。
功能指令
一、位元組交換指令
XCH A, Rn
若(A)=80H,(R7)=08H，執行後(A)=08H,(R7)=80H
XCH A, direct
若(A)=80H,(40H)=F0H，執行後(A)=F0H ,(40H)= 80H
XCH A, @Ri
若(A)=80H , (R0)=6AH, (6AH)=0FH ，
執行後(A)=0FH,(6AH)=80H
二、半位元組交換指令
XCHD A, @Ri 累加器的低4位與內部RAM低4位交換
三、累加器半位元組交換指令
SWAP A
將累加器A的高半位元組和低半位元組互換。
四、算術運算指令
加、減、乘、除指令，都是針對8位二進制無符號數。執行
的結果對Cy、Ac、OV等標誌位有影響，但增1和減1指令不影
響上述標誌。
1、加法指令，目的運算元均為ACC。
ADD A, Rn ;(A)+(Rn)→A，n=0～7
ADD A, direct ;(A)+(direct)→A
ADD A, @Ri ;(A)+((Ri))→A，i=0,1
ADD A, #data ;(A)+#data→A
注意運算結果對各個標誌位的影響：
（1）、如果位7有進位，則進位標誌Cy置“1”，否則清0；
（2）、如果位3有進位，則輔助進位標誌Ac置“1”，否則清0；
（3）、溢出標誌位OV：
如果位6有進位，而位7沒有進位；或者位7有進位，而位6 沒有，則溢出標誌位OV置“1”，否則清0。
OV狀態，只有在帶符號數加法運算時才有意義。
當兩個帶符號數相加時，OV=1，表示加法運算超出了累加器A所能表示的帶符號數的有效範圍。
2、帶進位加法指令
標誌位Cy參加運算，因此是三個數相加。共4條：
ADDC A, Rn ;(A)+(Rn)+C→A，n=0～7 ADDC A, direct ;(A)+(direct)+C→A
ADDC A, @Ri ;(A)+(Ri)+C→A，i=0,1
ADDC A, #data ;(A)+#data+C→A
3、增1（加1）指令（C語言的++ ）
INC A
INC Rn ;n=0～7
INC direct
INC @Ri ;i=0,1
INC DPTR （除立即數以外）
（1）、不影響PSW中的任何標誌（除了INC A 外）。
（2）、INC DPTR
該指令是16位數增1指令。指令首先對低8位指針DPL的內容執行加1的操作，當產生溢出時，就對DPH的內容進行加1操作，不影響標誌Cy的狀態。
4、DA A，十進制調整指令
用於對BCD碼加法運算結果的修正。
兩個BCD碼按二進制相加之後，必須經本指令的調整才能
得到正確的壓縮BCD碼的和數。
調整方法：十進制調整修正，即結果加6調整。具體為：
a) 累加器低4位大於9或輔助進位位Ac=1，則進行低4位加6修正；
b) 累加器高4位大於9或進位位Cy=1，則進行高4位加6修正；
c) 累加器高4位大於9, 低4位大於9, 則高4位和低4位分別加6修正；是否加6是通過執行指令 DA A 來自動實現的。
5、帶借位的減法指令（注意：減法只有帶借位的）
SUBB A, Rn ;(A)-(Rn)- Cy→A，n=0～7
SUBB A, direct ; (A)-(direct)- Cy→A
SUBB A, @Ri ;(A)-((Ri))- Cy→A, i=0,1
SUBB A, #data ;(A)-#data - Cy→A
A的內容減去源運算元和進位標誌Cy的值,結果存在A中。
1、如果位7需借位，則Cy置1，否則清0；
2、如果位3需借位，則Ac置1 ，否則清0；
3、如果位6需借位而位7不需要借位，或者位7需借位，位6
不需借位，則溢出標誌位OV置1，否則清0。
6、減1指令（C語言的－－）
DEC A ；(A)-1→A
DEC Rn ；(Rn)-1→Rn，n=0～7
DEC direct ；(direct)-1→direct
DEC @Ri ；((Ri))-1→（Ri），i=0,1
1、減1指令不影響標誌位。
2、增1/加1指令有INC DPTR，減1無DEC DPTR指令。
7、乘法指令
MUL AB ；A×B→BA
1、積的高位元組在B中，低位元組在A中；
2、如果積大於255，則置“1”溢出標誌位OV
8、除法指令
DIV AB ；A/B→A（商），餘數→B
如果B的內容為“0”（即除數為“0”），則存放結果的A、B中的內容不定，並置“1”溢出標誌位OV。
五、左環移指令RL A
累加器A的內容向左環移一位，Acc.7移入Acc.0 ，不影響標誌。
六、帶進位左環移指令RLC A
累加器A的內容和進位標誌位Cy一起向左環移一位，Acc.7移入進位位Cy，Cy移入Acc.0，不影響其它標誌。
七、右環移指令RR A
累加器A的內容向右環移一位，Acc.0移入Acc.7，不影響標誌。
八、帶進位環移指令RRC A
累加器A的內容和進位標誌Cy一起向右環移一位，Acc.0移入Cy，Cy移入Acc.7。不影響其它標誌。
九、邏輯與指令
ANL A, Rn ; （A）∧（Rn）→A，n=0～7
ANL A, direct ; （A）∧（direct）→A
ANL A, #data ; （A）∧#data→A
ANL A, @Ri ; （A）∧(（Ri）)→A，i=0～1
ANL direct, A ; （direct）∧(A)→direct
ANL direct, #data ; （direct）∧#data→direct
十、邏輯或指令
ORL A, Rn ；(A) ∨(Rn)→A ，n=0～7
ORL A, direct ；(A) ∨(direct)→A
ORL A, #data ；(A) ∨data→A
ORL A, @Ri ；(A) ∨((Ri))→A，i=0,1
ORL direct, A ；(direct) ∨(A)→direct
ORL direct, #data ；(direct) ∨#data→direct
十一、邏輯異或指令
XRL A, Rn ；(A) ♁(Rn)→A
XRL A, direct ；(A) ♁(direct)→A
XRL A, @Ri ；(A) ♁((Ri))→A ,i=0,1
XRL A, #data ；(A) ♁#data→A
XRL direct, A ；(direct) ♁(A)→direct
XRL direct, #data ；(direct) ♁#data →direct
與1相與取反，與0相與不變。
控制轉移指令
一、無條件轉移指令 AJMP addrll （2位元組指令）
2K（地址211）位元組範圍內的無條件跳轉指令。
64K程式存儲器空間分為32個區，每區2K位元組，轉移的目標地址必須與AJMP下一條指令的地址高5位地址碼A15-A11相同。
指令執行時，先PC加2，然後把addrll送入PC.10～PC.0，
PC.15～PC.11保持不變，程式轉移到目標地址。
注意：轉移目標首地址必須在AJMP指令下一條指令地址（PC+2)的2KB範圍內。
二、長跳轉指令 LJMP addr16 （3位元組指令）
64K位元組範圍內的無條件跳轉指令。
指令執行時，把指令的第二和第三位元組分別裝入PC的高位和低位位元組中，無條件地轉向addr16指出的目標地址。
目標地址可以在64K程式存儲器地址空間的任何位置。
注意：短跳轉、長跳轉指令中addrll、addr16直接寫上要轉向的目標地址標號（即符號地址）就可以。
三、相對轉移指令 SJMP rel （雙位元組）
rel為8位帶符號二進制補碼數（-128~+127），實現程式的雙向轉移。
在編寫程式時，直接寫上要轉向的目標地址標號就可以。
四、間接跳轉（散轉）指令JMP @A+DPTR （三位元組）
由A中8位無符號數與DPTR的16位數內容之和來確定。以DPTR內容作為基址，A的內容作變址。
五、條件轉移指令 （雙位元組）
JZ rel ； 如果累加器為“0”，則轉移
jnz rel； 如果累加器非“0”，則轉移
六、比較不相等轉移指令（3位元組指令）
CJNE A, direct, rel
CJNE A, #data, rel
CJNE Rn, #data, rel
CJNE @Ri, #data, rel
1、比較前面兩個運算元（無符號整數）的大小，如果不相等則
轉移，若相等則順序執行下一條指令。
2、如果第一運算元小於第二運算元, 則Cy標誌位置1, 否則清0。
如常把CJNE 第一運算元, 第二運算元, $+3
和JNC rel或JC rel 寫在一塊來判別2個數的大小。
$：本條指令在程式存儲單元的首地址；
$+3：CJNE指令的下一條指令，即JNC rel或JC rel
七、減1不為0轉移指令
djnz Rn, rel ;n=0～7
DJNZ direct, rel
將源運算元內容減1，結果回送到Rn暫存器或direct中去。如果源運算元內容不為0則轉移，為0則順序執行下一條指令。
主要用於控制程式循環。
1、把暫存器Rn或內部RAM的direct單元用作程式循環計數器
2、以減1後是否為“0”作為轉移條件，實現按次數控制循環
八、子程式調用、返回指令
1、短調用指令 ACALL addr11 （雙位元組）
2K範圍內的子程式調用。
2、長調用指令 LCALL addr16 （三位元組）
64K範圍內的子程式調用。
執行本指令時：
（1）斷點地址(調用指令的下一條指令的首地址PC+2或PC+3)
保護
(SP)+1→SP，然後PCL →(SP)
(SP)+1→SP，然後PCH →(SP)
（2）將子程式首地址送入PC，執行子程式
3、子程式返回指令 RET
斷點地址恢復
(SP) →PCH，(SP) - 1→SP
(SP) →PCL ，(SP) - 1→SP
功能：從堆疊中退出PC的高8位和低8位位元組，把棧指針減2，從PC值開始繼續執行程式。不影響標誌位。
4、中斷返回指令 RETI
與RET指令相似，不同之處在於斷點地址恢復，清除中斷回響時被置“1”的51內部中斷優先權暫存器的優先權狀態。
子程式是編程時就已確定的固定位置調用，而中斷服務子程式是由中斷系統控制在特定條件下隨機調用的。
九、空操作指令 NOP，消耗1個機器周期的時間
位操作指令
一、數據位傳送指令
MOV C,bit
MOV bit,C
如MOV C,06H ；(20H).6→Cy
06H是內部RAM 20H位元組位6的位地址。
MOV P1.0,C ；Cy→P1.0
可定址位的具體定義：從20H單元的第一位開始一直到2FH單元的最後一位分別為00H~7FH以及特殊功能暫存器中80H~F7H。
二、位變數修改指令
CLR C ；清“0”Cy
CLR bit ；清“0”bit位
CPL C ；Cy求反
CPL bit ；bit位求反
SETB C ；置“1” Cy
SETB bit ；置“1”bit位
三、位變數邏輯與指令
ANL C,bit ；bit ∧Cy →Cy
ANL C,/bit； ；/ bit ∧Cy →Cy
四、位變數邏輯或指令
ORL C,bit ；bit ∨ Cy →Cy
ORL C,/bit ；/ bit ∨ Cy →Cy
五、條件轉移類指令
JC rel ；如果進位位Cy=1，則轉移
JNC rel ；如果進位位Cy=0，則轉移
JB bit,rel ；如果直接定址位=1，則轉移
JNB bit,rel ；如果直接定址位=0，則轉移
JBC bit,rel ；如果直接定址位=1，則轉移，並對bit位清0
