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51单片机的五类指令（二）——算术运算类指令

news 来源：原创 2025/7/5 17:04:59

一、加法指令

（一）不带进位加法指令（ADD）

（二）带进位加法指令（ADDC）

（三）加 1 指令（INC）

（四）十进制调整指令（DA）

二、减法指令

（一）带借位减法指令（SUBB）

（二）减 1 指令（DEC）

三、乘法指令

四、除法指令

单片中寻址是为了找到操作数，而各类指令则是为了对操作数进行操作。本篇文章将介绍51单片机中的第二类指令 —— 算术运算类指令。

51 单片机的算术运算类指令是汇编语言编程里极为重要的一类指令，其主要功能是用于进行数据的算术运算，包括加法、减法、乘法、除法等运算操作。以下是对这些指令的详细介绍。

一、加法指令

在 51 单片机的汇编语言里，算术运算类指令中的加法指令主要包含不带进位加法指令、带进位加法指令、加 1 指令以及十进制调整指令。

（一）不带进位加法指令（ADD）

指令格式：ADD A, <源操作数>。

这类指令是把累加器 A 的内容与源操作数相加，结果存于累加器 A 中。忽略进位：A = A + 源操作数。以下是源操作数寻址方式及示例：

1、寄存器寻址

MOV A, #20H    ; 将立即数20H送入累加器A
MOV R0, #30H   ; 将立即数30H送入寄存器R0
ADD A, R0      ; A = A + R0，结果A = 50H

2、直接寻址

MOV A, #20H    ; 将立即数20H送入累加器A
MOV 30H, #30H  ; 将立即数30H送入直接地址30H单元
ADD A, 30H     ; A = A + (30H)，结果A = 50H

3、寄存器间接寻址

MOV A, #20H    ; 将立即数20H送入累加器A
MOV R0, #30H   ; 将立即数30H送入寄存器R0
MOV @R0, #30H  ; 将立即数30H送入以R0内容为地址的单元（即30H单元）
ADD A, @R0     ; A = A + (@R0)，结果A = 50H

4、立即寻址

MOV A, #20H    ; 将立即数20H送入累加器A
ADD A, #30H    ; A = A + 30H，结果A = 50H

5、解释不带进位

“不带进位” 指的是在执行加法运算时，不考虑进位标志（CY）的值。

进位标志 CY 主要用于记录加法运算中是否产生了进位情况，在不带进位加法指令中，它不会影响当前的加法操作。

例如，当你使用 ADD 指令做两个数相加时，不会把之前运算遗留下的进位值加进来。

MOV A, #0FFH    ; 将立即数0FFH（十进制255）送入累加器A
ADD A, #01H     ; 执行A = A + 1，即255 + 1

执行ADD A, #01H时，0FFH（二进制1111 1111）加上01H（二进制0000 0001），相加结果为1 0000 0000。

由于累加器A是 8 位寄存器，只能存储低 8 位结果，所以A中的值变为00H。而最高位产生的进位（即第 9 位的1）会被记录到进位标志CY中，此时CY会被置为1。

（二）带进位加法指令（ADDC）

指令格式：ADDC A, <源操作数>。

该指令将累加器 A 的内容、源操作数以及进位标志 CY 的值相加，结果存于累加器 A 中。不忽略进位：A = A + 源操作数 + CY。

其源操作数的寻址方式与不带进位的加法指令相同，就不多作阐述。在此以一个产生进位的情况，展示其与不带进位加法指令的不同。

MOV A, #0FFH    ; 将立即数 0FFH（十进制 255）送入累加器 A
SETB CY         ; 设置进位标志 CY 为 1
ADDC A, #01H    ; 执行 A = A + 1 + CY，即 255 + 1 + 1

在此我们需要先设置进位标志，因为是相加之后才产生了CY值的变化，如果一开始值就CY就为0，那么相加时CY就是0，要相加之后，CY才会变为1。

（三）加 1 指令（INC）

指令格式：INC <操作数>。这类指令把指定的操作数加 1，操作数可以是累加器、寄存器、直接地址或寄存器间接寻址的单元。

1、累加器 A 加 1

MOV A, #20H    ; 将立即数20H送入累加器A
INC A          ; A = A + 1，结果A = 21H

2、寄存器加 1

MOV R0, #20H   ; 将立即数20H送入寄存器R0
INC R0         ; R0 = R0 + 1，结果R0 = 21H

3、直接地址单元加 1

MOV 30H, #20H  ; 将立即数20H送入直接地址30H单元
INC 30H        ; (30H) = (30H) + 1，结果(30H) = 21H

4、寄存器间接寻址单元加 1

MOV R0, #30H   ; 将立即数30H送入寄存器R0
MOV @R0, #20H  ; 将立即数20H送入以R0内容为地址的单元（即30H单元）
INC @R0        ; (@R0) = (@R0) + 1，结果(30H) = 21H

（四）十进制调整指令（DA）

1、指令作用

在进行 BCD 码加法运算时，由于计算机是按照二进制规则进行加法运算的，可能会出现结果不符合 BCD 码规则的情况。

DA 指令可以根据累加器 A 的运算结果以及进位标志 CY、辅助进位标志 AC 的状态，对累加器 A 中的内容进行调整，从而得到正确的 BCD 码结果。

2、使用场景

DA 指令通常在使用 ADD 或 ADDC 指令完成 BCD 码加法运算后使用。

例如，在处理与十进制数相关的显示、计算等场景中，如电子时钟的时间显示、财务数据的计算等，会采用 BCD 码来表示十进制数，这时就要使用 DA 指令来保证加法运算结果的正确性。

3、DA 指令的调整规则

若累加器A的低4位大于9或者辅助进位标志AC为1，则累加器A的低4位加6进行调整。

若累加器A的高4位大于9或者进位标志CY 为1，则累加器A的高4位加6进行调整。

4、示例代码

MOV A, #28H    ; 将 BCD 码 28 送入累加器 A
MOV R0, #39H   ; 将 BCD 码 39 送入寄存器 R0
ADD A, R0      ; 执行 BCD 码加法，A = A + R0，即 28 + 39
DA A           ; 对加法结果进行十进制调整

5、代码分析

（1）MOV A, #28H：把 BCD 码 28 存入累加器 A。

（2）MOV R0, #39H：将 BCD 码 39 存入寄存器 R0。

（3）ADD A, R0：进行二进制加法运算，28H + 39H = 61H，但在 BCD 码运算中，低 4 位 8 + 9 = 17，已经超过了 BCD 码一位所能表示的最大数 9，此时结果是错误的。

（4）DA A：执行十进制调整指令。因为低4位大于9，所以低4位加6，即 61H + 06H = 67H，同时产生进位，CY 置为 1，最终得到正确的 BCD 码结果 67，进位 CY 表示十位上的进位 1。

注意：DA 指令只能用于 ADD 或 ADDC 指令之后，对减法运算的结果不能进行调整。

二、减法指令

在 51 单片机的汇编语言里，算术运算类指令中的减法指令主要包含带借位减法指令、减 1 指令。

（一）带借位减法指令（SUBB）

指令格式：SUBB A, <源操作数>。

该指令用于将累加器 A 的内容减去源操作数以及借位标志 CY 的值，结果存于累加器 A 中。此指令常用于多字节减法运算。运算结果：A = A - 源操作数 - CY。

以下是源操作数寻址方式及示例：

1、寄存器寻址

MOV A, #30H    ; 将立即数 30H 送入累加器 A
MOV R0, #20H   ; 将立即数 20H 送入寄存器 R0
CLR CY         ; 清进位标志 CY，使 CY = 0
SUBB A, R0     ; A = A - R0 - CY，结果 A = 10H

2、直接寻址

MOV A, #30H    ; 将立即数 30H 送入累加器 A
MOV 30H, #20H  ; 将立即数 20H 送入直接地址 30H 单元
CLR CY         ; 清进位标志 CY，使 CY = 0
SUBB A, 30H    ; A = A - (30H) - CY，结果 A = 10H

3、寄存器间接寻址

MOV A, #30H    ; 将立即数 30H 送入累加器 A
MOV R0, #30H   ; 将立即数 30H 送入寄存器 R0
MOV @R0, #20H  ; 将立即数 20H 送入以 R0 内容为地址的单元（即 30H 单元）
CLR CY         ; 清进位标志 CY，使 CY = 0
SUBB A, @R0    ; A = A - (@R0) - CY，结果 A = 10H

4、立即寻址

MOV A, #30H    ; 将立即数 30H 送入累加器 A
CLR CY         ; 清进位标志 CY，使 CY = 0
SUBB A, #20H   ; A = A - 20H - CY，结果 A = 10H

5、对标志位的影响

（1）进位标志 CY：若减法运算产生借位，CY 会被置为 1；反之则置为 0。

（2）辅助进位标志 AC：当低四位相减产生借位时，AC 会被置为 1；否则置为 0。

（3）溢出标志 OV：若运算结果超出了有符号数的表示范围（ - 128 到 + 127），OV 会被置为 1；反之则置为 0。

（4）奇偶标志 P：累加器 A 中 “1” 的个数为奇数时，P 置为 1；为偶数时，P 置为 0。

（二）减 1 指令（DEC）

指令格式：DEC <操作数>。

这类指令把指定的操作数减 1，操作数可以是累加器A、寄存器、直接地址或寄存器间接寻址的单元。

1、累加器 A 减 1

MOV A, #20H    ; 将立即数 20H 送入累加器 A
DEC A          ; A = A - 1，结果 A = 1FH

2、寄存器减 1

MOV R0, #20H   ; 将立即数 20H 送入寄存器 R0
DEC R0         ; R0 = R0 - 1，结果 R0 = 1FH

3、直接地址单元减 1

MOV 30H, #20H  ; 将立即数 20H 送入直接地址 30H 单元
DEC 30H        ; (30H) = (30H) - 1，结果(30H) = 1FH

4、寄存器间接寻址单元减 1

MOV R0, #30H   ; 将立即数 30H 送入寄存器 R0
MOV @R0, #20H  ; 将立即数 20H 送入以 R0 内容为地址的单元（即 30H 单元）
DEC @R0        ; (@R0) = (@R0) - 1，结果(30H) = 1FH

三、乘法指令

在 51 单片机的汇编语言里，乘法指令只有一条，即 MUL AB。

1、指令功能

该指令用于将累加器 A 和寄存器 B 中的两个 8 位无符号整数相乘，得到一个 16 位的乘积结果。其中，乘积的低 8 位存放在累加器 A 中，高 8 位存放在寄存器 B 中。

2、示例代码

MOV A, #05H    ; 将立即数 05H 送入累加器 A
MOV B, #03H    ; 将立即数 03H 送入寄存器 B
MUL AB         ; 执行乘法运算，A × B = 05H × 03H = 0FH

3、代码分析

（1）MOV A, #05H：把立即数 05H 传送到累加器 A 中。

（2）MOV B, #03H：将立即数 03H 传送到寄存器 B 中。

（3）MUL AB：执行乘法操作，05H乘以03H，结果为 0FH 。由于结果小于 256，所以高 8 位为 00H，存于寄存器 B 中；低 8 位 0FH 存于累加器 A 中。

4、对标志位的影响

（1）进位标志 CY：执行 MUL AB 指令后，进位标志 CY 总是被清 0，即 CY = 0。这是因为进位信息已经包含在寄存器 B 中，所以 CY 不再用于表示进位情况。

（2）溢出标志 OV：若乘积结果大于 255（即 B 中的值不为 0），则溢出标志 OV 被置为 1；若乘积结果小于等于 255（即 B 中的值为 0），则 OV 被清 0。可以通过判断 OV 的值来确定乘积结果是否超出了 8 位的表示范围。

（3）奇偶标志 P：累加器 A 中 “1” 的个数为奇数时，P 置为 1；为偶数时，P 置为 0。

5、注意事项

（1）MUL AB 指令只能进行 8 位无符号整数的乘法运算。如果需要进行有符号数乘法或者多字节乘法，需要通过软件编程的方式来实现。

（2）在使用乘法指令时，要注意结果的存储和处理，特别是当 OV = 1 时，需要考虑如何处理高 8 位的结果。

四、除法指令

在 51 单片机汇编语言里，除法指令仅有一条，即 DIV AB。

1、指令功能

此指令用于把累加器 A 中的 8 位无符号整数除以寄存器 B 中的 8 位无符号整数，得到的商存于累加器 A 中，余数存于寄存器 B 中。

2、示例代码

MOV A, #0AH    ; 将立即数 0AH（十进制 10）送入累加器 A
MOV B, #03H    ; 将立即数 03H（十进制 3）送入寄存器 B
DIV AB         ; 执行除法运算，A ÷ B = 0AH ÷ 03H

3、代码分析

（1）MOV A, #0AH：把立即数 0AH 传送到累加器 A 中。

（2）MOV B, #03H：将立即数 03H 传送到寄存器 B 中。

（3）DIV AB：执行除法操作，10 ÷ 3 得到商为 3，余数为 1。所以执行完该指令后，累加器 A 中的值变为 03H，寄存器 B 中的值变为 01H。

4、对标志位的影响

（1）进位标志 CY：执行 DIV AB 指令后，进位标志 CY 总是被清 0，即 CY = 0。因为在除法运算里，两数相除不可能产生溢出，所以进位标志不用于表示特定的运算结果信息。

（2）溢出标志 OV：当寄存器B中的值为0时，执行除法操作会产生错误（除数不能为 0），此时溢出标志 OV 会被置为 1；若 B 中的值不为 0，OV 则被清 0。我们可以通过判断 OV 的值来确定除法运算是否合法。

（3）奇偶标志 P：累加器 A 中 “1” 的个数为奇数时，P 置为 1；为偶数时，P 置为 0。

5、注意事项

（1）DIV AB 指令只能进行 8 位无符号整数的除法运算。要是需要进行有符号数除法或者多字节除法，就得通过软件编程的方式来实现。

（2）在使用除法指令之前，要保证寄存器 B 中的值不为 0，否则会使 OV 置 1，导致运算结果错误。你可以在执行除法指令前添加判断逻辑，避免除数为 0 的情况出现。

一、加法指令

（一）不带进位加法指令（ADD）

（二）带进位加法指令（ADDC）

（三）加 1 指令（INC）

（四）十进制调整指令（DA）

二、减法指令

（一）带借位减法指令（SUBB）

（二）减 1 指令（DEC）

三、乘法指令

四、除法指令

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