控制转移类指令-章节

控制转移类指令共有17条，分为无条件转移指令、条件转移指令、子程序调用与子程序返回指令。利用这些控制转移指令，可以很方便地控制程序向前或向后跳转，并根据条件判断实现分支程序、循环程序和子程序调用等。

1.无条件转移指令

无条件转移指令有如下4条指令，它们提供了不同的转移范围和寻址方式。

这组指令的功能是无条件转移到指定的地址上开始执行程序。

1）AJMP是绝对转移指令，是双字节指令。指令的机器码由指令提供的11位直接地址addr11和5位指令操作码00001组成，并按下列格式分布：a₁₀a₉a₈00001a₇a₆a₅a₄a₃a₂ a₁a₀。

因此，执行该指令时，先由AJMP指令所在位置的地址PC值加2（该指令字节数）构成当前的PC值，然后把指令中的addr11送入PC₁₀～0，PC₁₅～11不变，形成程序转移的目的地址。

由于addr11是11位地址送入PC的低11位，目标地址的高5位由当前PC值确定，所以该指令只能在2KB范围内进行无条件转移。也就是AJMP将单片机的64K程序存储器空间分为32个区，每个区2KB，程序可转移的位置只能是和当前PC值在同一个2KB的范围内，即转移的目标地址必须与AJMP下一条指令的地址的高5位地址码A₁₅～A₁₁相同，否则将会引起指令执行混乱。

该指令可以向前也可以向后转移，指令执行后不影响状态标志位。

例如，若当前AJMP指令（PC）=3102H，执行指令AJMP 1F0H时，执行过程如下：先把当前PC值加2，（PC）=（PC）+2=3104H=0011000100000100B；再将1F0H（0011111 0000B）送入PC₁₀～0。

结果为（PC）=0011000111110000B=31F0H，程序向后转移到31F0H地址开始执行程序。

例如，若当前AJMP指令（PC）=0302H，执行指令AJMP 1F0H时，执行过程如下：先将当前PC值加2，（PC）=（PC）+2=0304H=0000001100000100B；再将1F0H（0011111 0000B）送入PC₁₀～0。

结果为（PC）=0000000111110000B=01F0H，程序向前转移到01F0H地址开始执行程序。

2）LJMP是长转移指令，指令中提供了16位目标地址addr16，是3字节指令。该指令执行时将指令码的第2和第3字节分别装入程序计数器PC的高位和低位字节中（即PC的高8位为addr₁₅～8，低8位为addr₇～0），可无条件地转向addr16指出的目标地址处开始执行程序。目标地址可以是64K程序存储器地址空间的任何位置。

该指令的缺点是执行时间长，占字节数多。

例如，LJMP 1000H指令执行后，（PC）=1000H，程序跳转到1000H地址开始执行程序。

3）SJMP是无条件相对转移指令，指令中的操作数是相对地址偏移量rel，是双字节指令。rel是一个带符号8位二进制数的补码数，能实现程序向前或向后跳转，转移地址范围为-128～127。若rel为正，则向后转移；若rel为负，则向前转移。该指令执行时，先将PC加2，再将rel偏移量加到PC上，计算出目的地址。计算公式如下：向后转移，目的指令首地址=源指令首地址+2+rel；向前转移，目的指令首地址=源指令首地址+2-（FFH-rel+1）。其中源地址就是SJMP指令所在的地址。

【例3-26】 假设在1042H地址存储了SJMP指令1042H：SJMP　71H，则执行该指令时，（PC）=1042H，rel=71H（正数），目的地址=1042H+2+71H=10B5H，因此该指令执行后，（PC）=10B5H，CPU向后转移到10B5H地址处开始执行程序。

【例3-27】 假设在1042H地址存储了SJMP指令1042H：SJMP C2H。由于C2H是负数的补码，则源码=（FFH-C2H+1）=-3EH，执行该指令时，（PC）=1042H，rel=-3EH（负数），目的地址=1042H+2-3EH=1006H，因此该指令执行后，（PC）=1006H，CPU向前转移到1006H地址处开始执行程序。

在编写程序时，直接写出要转向的目标地址标号即可。例如：

这样程序在汇编时，由汇编程序自动计算和填入偏移量。若手工汇编时，偏移量rel的值则需要程序设计人员计算。

4）JMP是间接跳转指令，是以累加器A的内容为相对偏移量，以DPTR的内容为基地址，在64KB范围内可无条件转移的单字节指令。指令的功能是控制程序跳转到（A）+（DPTR）所指出的地址处开始执行程序。

转移的目的地址可以在程序运行中加以改变。例如，当DPTR的值确定时，根据累加器A的不同值可以实现多分支选择的转移，起到用一条指令完成多条分支指令的功能，常用在通过键盘进行的按键处理上。

该指令执行后，累加器A和DPTR的内容不变，也不会影响标志寄存器PSW。

【例3-28】 要求处理键盘输入的数字键值0～9，假设查得的键值（如02）已送到A中，则可使用JMP指令跳转到不同键值处理的程序入口中。程序指令如下：

以上程序中，利用AJMP指令转移到对应的数字键处理程序，由于AJMP是双字节指令，故应先将A乘以2，再由A中8位无符号数与DPTR中的16位数内容之和来确定键值，处理目的地址，实现键值处理多分支转移。

2.条件转移指令

条件转移指令有8条，当判断指定的某种条件满足时，程序转移执行；条件不满足时，程序仍按原来的顺序继续执行。该类指令采用相对寻址，偏移量是带符号的补码，程序可在以当前PC值为中心的-128～127的范围内向前或向后转移。

（1）累加器判零转移指令

这两条指令是判断累加器是否为零的双字节条件转移指令，当条件满足时，将下一条指令的首地址装入PC，再将带符号的相对偏移量rel加到PC上，计算出目标地址；当条件不满足时，将下一条指令的首地址装入PC，顺序执行下一条指令。

该指令不做任何运算，也不会影响标志。rel作为相对转移偏移量，在程序编写时用标号代替，手工汇编时，偏移量rel的值需要程序设计人员计算。

【例3-29】 将首地址为DAT1的外部RAM数据块传送到单片机内部RAM的DAT2地址处开始存储，如果遇到传送的数据为零，则停止传送。

编程思路：外部数据存储器的数据传送到内部RAM，必须采用累加器A作中转站，每次从外部RAM地址单元中取出一个数据到A，再用JZ指令判断是否为零，如果不为零则传送到内部RAM对应的地址中，直至遇到零数据时停止。参考程序如下：(www.xing528.com)

值得注意的是，程序中用了SJMP LOOP指令，其标号LOOP是指转移到目标地址标号LOOP处的8位相对转移偏移量rel，并非程序的地址标号。而MOVX指令上的LOOP标号指的是程序中的地址标号（表示16位地址单元）。

（2）比较不相等转移指令

比较不相等转移指令有4条，指令格式为

CJNE目的操作数，源操作数，rel

这组指令的功能是先对前面两个规定的操作数比较大小，如果两个数值不相等则转移，否则不转移，程序继续执行下一条指令。4条比较转移指令如下：

这4条指令都是三字节指令，两个操作数按无符号数做减法来比较（减法操作后，两个操作数不变，差值不保留）。如果目的操作数大于或等于源操作数，则置进位标志Cy=0，否则进位标志Cy=1。因此，可以采用CJNE指令来实现三分支转移。

以上4条指令的差别在于操作数寻址方式的不同，但它们均按以下方式操作：如果目的操作数=源操作数，则PC←（PC）+3；如果目的操作数>源操作数，则PC←（PC）+3+rel，Cy=0；如果目的操作数<源操作数，则PC←（PC）+3+rel，Cy=1。

（3）减1不为0转移指令

减1不为0转移指令有如下2条：

这是一组减1操作和条件判断转移两种功能结合在一起的指令。该指令每执行一次，源操作数（Rn或direct）将自减1，结果回送到Rn寄存器或direct单元中，然后判断操作数是否为零，如果结果不为0，则转移到指定的目标地址处执行，否则按顺序执行程序。转移的目的地址可在以当前PC值为中心的-128～127的范围内向前或向后转移。如果操作数为0，则执行该指令后，操作数结果为FFH，不会影响任何标志位。

rel作为相对转移偏移量，是带符号的二进制数补码，在程序编写时以标号代替，手工汇编时，偏移量rel的值则需程序设计人员计算。

这组指令是构成循环程序的重要指令，可以指定一个寄存器或内部RAM单元为计数器，以减1后是否为0作为转移条件，即可实现循环次数控制。

【例3-30】 将内部30H开始的10个无符号单字节数相加，相加结果存储在内部RAM单元中。

编程思路：10个8位无符号数相加后，结果可能得到双字节数。因此，用R3、R2存储累加和（事先置（R3 R2）=00）。采用R0作指针指向30H单元，用R7作计数器控制累加循环次数，初值为10，即10个数相加应加10次。参考程序如下：

3.子程序调用与返回指令

在程序设计中，有时需要多次执行某段程序，通常把这段程序设计成子程序供主程序调用。当调用一个子程序时，CPU暂停执行当前程序（当前程序的地址被压入堆栈），转向该子程序的入口地址开始执行，待子程序执行完毕后（把压入堆栈的地址恢复到PC），使CPU自动返回到原来被中断的位置继续执行。因此，调用子程序时，要使用压栈指令（PUSH）保存被中断位置的地址，子程序返回时，要使用出栈指令（POP）以便恢复原来中断位置的地址，并从该地址处继续执行程序。

子程序调用指令有4条，指令格式如下：

1）ACALL是双字节的绝对调用指令，只能在2KB范围内调用子程序。该指令的执行过程如下：首先程序计数器PC自加2，指向下一条指令的地址，即PC←（PC）+2；将当前PC值压栈保护，先压低字节入栈SP←（SP）+1，（（SP））←（PCL），再压高字节入栈SP←（SP）+1，（（SP））←（PCH）；将指令中的直接地址addr11送入PC的低11位，即PC₁₀～0←ad_- dr11，PC的高5位保存不变，最后根据PC值转向要执行的子程序。

需要注意的是，所调用子程序的首地址必须与ACALL指令中的下一条指令的首地址在同一个2KB区内。也就是说，ACALL指令相当于把单片机的64K程序存储器空间划分为32个区，每个区2KB。用ACALL调用子程序时应在同一个2KB的范围之内，即16位地址的高5位相同，否则将引起程序转移的混乱。

ACALL指令与AJMP跳转指令相似，都是双字节指令，执行该指令时PC要加2才能获得下一条指令地址，指令提供11位目的地址。所不同的是，调用指令应先将PC值压栈，然后将指令中的直接地址送至PC，并转向PC指定的地址处开始执行程序。

【例3-31】 设（SP）=6FH，子程序标号SUB1首地址为130CH，ACALL指令的首地址为10F3H，则执行指令：

结果为（SP）=71H，（70H）=F5H，（71H）=10H，（PC）=130CH。由于ACALL指令首地址的高5位是00010B，因此，在此处可调用1000H～17FFH之间存储的子程序。

2）LCALL是三字节的长调用指令，能在64KB范围内调用子程序。该指令的执行过程如下：首先程序计数器PC自加3，指向下一条指令的地址，即PC←（PC）+3；将当前PC值压栈保护，先压低字节入栈SP←（SP）+1，（（SP））←（PCL），再压高字节入栈SP←（SP）+1，（（SP））←（PCH）；将指令中的直接地址addr16送入PC中，并根据PC值转向要执行的子程序。

LCALL指令与LJMP跳转指令相似，都是三字节指令，执行该指令时PC要加3才能获得下一条指令地址，指令提供16位目的地址。所不同的是，调用指令应先将PC值压栈，然后把直接地址送入PC，并转向PC指定的地址处开始执行程序。

【例3-32】 设（SP）=6FH，子程序标号SUB2首地址为7B16H，LCALL指令的首地址为23DFH，执行指令：

结果为（SP）=71H，（70H）=E2H，（71H）=23H，（PC）=7B16H。

3）RET和RETI是单字节返回指令，指令的功能是从堆栈中连续两次弹出数据送入PC的高8位和低8位字节，恢复PC值，并从PC值指定的地址处开始继续执行程序。该指令的执行过程如下：首先从SP指向的栈顶弹出一个数据送入PC高字节，即PCH←（（SP）），SP←（SP）-1；再弹出一个数据送入PC低字节，即PCL←（（SP）），SP←（SP）-1；最后CPU根据PC值转向执行子程序。

RET与RETI指令操作完全一致，不同之处在于：RET是子程序返回指令，应写在子程序的末尾；而RETI是中断返回指令，应写在中断服务子程序的最后；RETI指令执行后将清除内部中断优先级寄存器（中断响应时被置“1”）的优先级状态，使得已申请的同级或低级中断申请可以被响应。

4.空操作指令

空操作指令只有1条，指令格式：NOP。

空操作指令是一条单字节单周期指令，它控制CPU不作任何操作，只是消耗这条指令执行所需要的时间，不影响任何标志位。常用于产生程序等待或设计准确的延时程序，用来拼凑精确的延时时间。