单片机教程十一:单片机算术运算指令、单片机逻辑运算类指令

liyf

单片机教程十一:单片机算术运算指令
不带进位位的单片机加法指令
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：将A中的值与其后面的值相加，最终结果否是回到A中。
例：MOV A，#30H
ADD A，#10H
则执行完本条指令后，A中的值为40H。
下面的题目自行练习
MOV 34H，#10H
MOV R0，#13H
MOV A，34H
ADD A，R0
MOV R1，#34H
ADD A，@R1
带进位位的加法指令
ADDC A，Rn
ADDC A,direct
ADDC A,@Ri
ADDC A,#data
用途：将A中的值和其后面的值相加，并且加上进位位C中的值。
说明：由于51单片机是一种8位机，所以只能做8位的数学运算，但8位运算的范围只有0-255，这在实际工作中是不够的，因此就要进行扩展，一般是将2个8位的数学运算合起来，成为一个16位的运算，这样，能表达的数的范围就能达到0-65535。如何合并呢？其实很简单，让我们看一个10进制数的例程：
66+78。
这两个数相加，我们根本不在意这的过程，但事实上我们是这样做的：先做6+8（低位），然后再做6+7，这是高位。做了两次加法，只是我们做的时候并没有刻意分成两次加法来做罢了，或者说我们并没有意识到我们做了两次加法。之所以要分成两次来做，是因为这两个数超过了一位数所能表达的范置（0-9）。
在做低位时产生了进位，我们做的时候是在适当的位置点一下，然后在做高位加法是将这一点加进去。那么计算机中做16位加法时同样如此，先做低8位的，如果两数相加产生了进位，也要“点一下”做个标记，这个标记就是进位位C，在PSW中。在进行高位加法是将这个C加进去。例：1067H+10A0H，先做67H+A0H=107H，而107H显然超过了0FFH，因此最终保存在A中的是7，而1则到了PSW中的CY位了，换言之，CY就相当于是100H。然后再做10H+10H+CY，结果是21H，所以最终的结果是2107H。
带借位的单片机减法指令
SUBB A，Rn
SUBB A,direct
SUBB A,@Ri
SUBB A,#data
设（每个H，（R2）=55H，CY=1，执行指令SUBB A，R2之后，A中的值为73H。
说明：没有不带借位的单片机减法指令，如果需要做不带位的减法指令（在做第一次相减时），只要将CY清零即可。
乘法指令
MUL AB
此单片机指令的功能是将A和B中的两个8位无符号数相乘，两数相乘结果一般比较大，因此最终结果用1个16位数来表达，其中高8位放在B中，低8位放在A中。在乘积大于FFFFFH（65535）时，0V置1（溢出），不然OV为0，而CY总是0。
例：（A）=4EH，（B）=5DH，执行指令
MUL AB后，乘积是1C56H，所以在B中放的是1CH，而A中放的则是56H。
除法指令
DIV AB
此单片机指令的功能是将A中的8位无符号数除了B中的8位无符号数（A/B）。除法一般会出现小数，但计算机中可没法直接表达小数，它用的是我们小学生还没接触到小数时用的商和余数的概念，如13/5，其商是2，余数是3。除了以后，商放在A中，余数放在B中。CY和OV都是0。如果在做除法前B中的值是00H，也就是除数为0，那么0V=1。
加1指令
INC A
INC Rn
INC direct
INC @Ri
INC DPTR
用途很简单，就是将后面目标中的值加1。例：（A）=12H，（R0）=33H，（21H）=32H，（34H）=22H，DPTR=1234H。执行下面的指令：
INC A （A）=13H
INC R2 （R0）=34H
INC 21H （21H）=33H
INC @R0 （34H）=23H
INC DPTR （ DPTR）=1235H
后结果如上所示。
说明：从结果上看INC A和ADD A，#1差不多，但INC A是单字节，单周期指令，而ADD #1则是双字节，双周期指令，而且INC A不会影响PSW位，如（A）=0FFH，INC A后（A）=00H，而CY依然保持不变。如果是ADD A ，#1，则（A）=00H，而CY一定是1。因此加1指令并不适合做加法，事实上它主要是用来做计数、地址增加等用途。另外，加法类指令都是以A为核心的��其中一个数必须放在A中，而运算结果也必须放在A中，而加1类指令的对象则广泛得多，能是寄存器、内存地址、间址寻址的地址等等。
减1指令
减1指令
DEC A
DEC RN
DEC direct
DEC @Ri
与加1指令类似，就不多说了。
综合练习：
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
先写出每步运行结果，然后将以上题目建入，并在软件仿真中运行，观察寄存器及有关单元的内容的变化，是否与自已的预想结果相同。
单片机逻辑运算类指令
对单片机的累加器A的逻辑操作：
CLR A ；将A中的值清0，单周期单字节指令，与MOV A，#00H效果相同。
CPL A ；将A中的值按位取反
RL A ；将A中的值逻辑左移
RLC A ；将A中的值加上进位位进行逻辑左移
RR A ；将A中的值进行逻辑右移
RRC A ；将A中的值加上进位位进行逻辑右移
SWAP A ；将A中的值高、低4位交换。
例：（A）=73H，则执行CPL A，这样进行：
73H化为二进制为01110011，
逐位取反即为 10001100，也就是8CH。
RL A是将（A）中的值的第7位送到第0位，第0位送1位，依次类推。
例：A中的值为68H，执行RL A。68H化为二进制为01101000，按上图进行移动。01101000化为11010000，即D0H。
RLC A，是将（A）中的值带上进位位（C）进行移位。
例：A中的值为68H，C中的值为1，则执行RLC A
1 01101000后，结果是0 11010001，也就是C进位位的值变成了0，而（A）则变成了D1H。
RR A和RRC A就不多谈了，请大家参考上面两个例程自行练习吧。
SWAP A，是将A中的值的高、低4位进行交换。
例：（A）=39H，则执行SWAP A之后，A中的值就是93H。怎么正好是这么前后交换呢？因为这是一个16进制数，每1个16进位数字代表4个二进位。注意，如果是这样的：（A）=39，后面没H，执行SWAP A之后，可不是（A）=93。要将它化成二进制再算：39化为二进制是10111，也就是0001，0111高4位是0001，低4位是0111，交换后是01110001，也就是71H，即113。
练习，已知（A）=39H，执行下列单片机指令后写出每步的结果
CPL A
RL A
CLR C
RRC A
SETB C
RLC A
SWAP A
通过前面的学习，我们已经掌握了相当一部份的单片机指令，大家对这些枯燥的单片机指令可能也有些厌烦了，下面让我们轻松一下，做个实验。
实验五：
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
先让我们将程序写入片中，装进实验板，看一看现象。
看到的是一个暗点流动的现象，让我们来分析一下吧。
前而的ORG 0000H、LJMP START、ORG 30H等我们稍后分析。从START开始，MOV SP，#5FH，这是初始化堆栈，在本程序中有无此句无关紧要，不过我们慢慢开始接触正规的编程，我也就慢慢给大家培养习惯吧。
MOV A，#80H，将80H这个数送到A中去。干什么呢？不知道，往下看。
MOV P1，A。将A中的值送到P1端口去。此时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，通过前面的分析，我们应当知道，此时P1。7接的LED是不亮的，而其它的LED都是亮的，所以就形成了一个“暗点”。继续看，RL A，RL A是将A中的值进行左移，算一下，移之后的结果是什么？对了，是01H，也就是00000001B，这样，应当是接在P1。0上的LED不亮，而其它的都亮了，从现象上看“暗点”流到了后面。然后是调用延时程序，这个我们很熟悉了，让这个“暗点”“暗”一会儿。然后又调转到LOOP处（LJMP LOOP）。请大家计算一下，下面该哪个灯不亮了。。。。。对了，应当是接在P1。1上灯不亮了。这样依次循环，就形成了“暗点流动”这一现象。
问题：
如何实现亮点流动？
如何改变流动的方向？
答案：
1、将A中的初始值改为7FH即可。
2、将RL A改为RR A即可。