51單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算指令

MCS－51具有強(qiáng)大的加、減、乘、除四則算術(shù)運(yùn)算指令。

1．程序狀態(tài)字PSW

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

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

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

OV－－溢出標(biāo)志。如果操作結(jié)果有進(jìn)位進(jìn)入最高位，但最高位沒(méi)有產(chǎn)生進(jìn)位，或者最高位產(chǎn)生進(jìn)位而低位沒(méi)有向最高位進(jìn)位，這時(shí)置位溢出標(biāo)志位，否則OV清“0”。溢出標(biāo)志位用于補(bǔ)碼運(yùn)算，當(dāng)有符號(hào)的數(shù)運(yùn)算結(jié)果不能用8位二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，OV將置位。

P－－累加器A的奇偶標(biāo)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(gè)值寫入PSW的P位的值不變。

RS1、RS0－－指示當(dāng)前使用的工作寄存器區(qū)。

F0－－用戶標(biāo)志位?？勺鳛檐浖?biāo)志，它的作用和內(nèi)部RAM位尋址區(qū)的各位相似。

PSW1－－保留位，對(duì)它的操作無(wú)效。

2．加法指令

1、不帶進(jìn)位加法指令

工作寄存器、內(nèi)部RAM單元內(nèi)容或立即數(shù)的8位無(wú)符號(hào)二進(jìn)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(dāng)和的第3、7位有進(jìn)位時(shí)，分別將AC，CY標(biāo)志位置1；否則為0。

上述指令的執(zhí)行將影響標(biāo)志位AC、CY、OV、P。

對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，進(jìn)位標(biāo)志位CY＝1，表示溢出；CY＝0表示無(wú)溢出。帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算的溢出取決于第6、7位中有一位產(chǎn)生進(jìn)位，而另一位不產(chǎn)生進(jìn)位，溢出標(biāo)志位OV置“1”否則被清“0”。OV＝1表示兩個(gè)正數(shù)相加，和變?yōu)樨?fù)數(shù)，或兩個(gè)負(fù)數(shù)相加，和變?yōu)檎龜?shù)的錯(cuò)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(jìn)位加法指令：

這是四條帶進(jìn)位的加法指令。將累加器A內(nèi)容加當(dāng)前CY標(biāo)志位內(nèi)容，再加無(wú)符號(hào)單字節(jié)的數(shù)，和存于累加器A中。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果第3、7位產(chǎn)生進(jìn)位溢出時(shí)，則分別置位AC、CY和OV標(biāo)志位。本指令執(zhí)行將影響標(biāo)志位AC、CY、OV、P。

本指令常用于多字節(jié)加法。

3、加1指令：

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(yùn)算后將變成00H，運(yùn)算結(jié)果不影響標(biāo)志位。

本指令可對(duì)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(jìn)行加1運(yùn)算?？梢?jiàn)MCS－51加1指令是較豐富的。

注意：當(dāng)用本指令使輸出并行I／O內(nèi)容加1時(shí)，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(jìn)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(duì)A的BCD碼加法結(jié)果進(jìn)行調(diào)正。兩個(gè)壓縮型BCD碼按二進(jìn)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(jìn)位，即AC輔助進(jìn)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(jìn)位，且高4位均為1時(shí)，則內(nèi)部加法將置位CY，反之，它并不清“0”CY標(biāo)志位。

若累加器A的高4位值大于9或最高進(jìn)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(jìn)位，則置位CY，反之，不清“0”CY這時(shí)CY的置位，表示和數(shù)BCD碼值大于等于100。這對(duì)多字節(jié)十進(jìn)制加法有用。不影響OV標(biāo)志。

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

必須注意：本指令不能簡(jiǎn)單地把累加器A中的16進(jìn)制數(shù)交換成BCD碼，也不能用于十進(jìn)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(qiáng)了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算功能。

1、帶借位減法指令：

帶借位減法指令SUBB，從累加器A中減去進(jìn)位標(biāo)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(cuò)位，則置位輔助進(jìn)位標(biāo)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(biāo)志OV。溢出位OV用于帶符號(hào)的整數(shù)減法，它表示（OV＝1）一個(gè)正數(shù)減負(fù)數(shù)結(jié)果為負(fù)數(shù)；或一個(gè)負(fù)數(shù)減正數(shù)結(jié)果為正數(shù)的錯(cuò)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(dāng)在進(jìn)行單字節(jié)或多字節(jié)減法前，不知道進(jìn)位標(biāo)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(yùn)算速度只需4個(gè)機(jī)器周期。它大大增加了MCS－51單片機(jī)的運(yùn)算功能，克服了MCS－48系列單片機(jī)的不足。

本指令將累加器A和寄存器B中二個(gè)8位無(wú)符號(hào)整數(shù)進(jìn)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(shí)，則置位溢出標(biāo)志位OV，否則清“0”O(jiān)V。進(jìn)位標(biāo)志位CY總是清“0”。

5．除法指令

DIV AB

MCS－51系列單片機(jī)增加的除法指令，運(yùn)算時(shí)間亦只需4個(gè)機(jī)器周期，同樣也增強(qiáng)了MCS－51的運(yùn)算功能，使它能適用于復(fù)雜的且要求運(yùn)算功能較強(qiáng)的控制系統(tǒng)。除法指令格式：

本指令將累加器A中8位無(wú)符號(hào)整數(shù)除以B寄存器中8位無(wú)符號(hào)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(biāo)志位。當(dāng)除數(shù)（B中內(nèi)容）為00H時(shí)，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(biāo)志位OV。在任何情況下，均清“0”CY。

6．減一指令

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(lái)寄存器的內(nèi)容為00H，則減1后將為FFH，運(yùn)算結(jié)果不影響任何標(biāo)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(jìn)行“讀－改－寫”操作。