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。