控制转移指令及偏移量计算实例

1.引言

（1）无条件转移指令

①短转移类指令：

（2）间接转移指令 JMP@A+DPTR；PC←（A）+（DPTR）

（3）有条件转移指令 见2.5.5节中的3。

（4）子程序调用与返回指令

①长调用指令LCALL addr16。

②短调用指令ACALL addr11。

③调用返回RET。

④中断返回RETI。

（5）空操作指令 NOP是空操作，停一个周期，一般用作短时间的延时。

这里以LJMP为例来讲述的概念。

例如，要使单片机在开机后自动执行监控程序（若监控程序的首地址为0A08H），则可用如下指令：

执行LJMP 0A08H指令时的工作过程如图2-26所示。转移指令写在存储单元的前三个单元中，执行该指令后，PC值变为0A08H，之后单片机将从ROM的0A08H单元起执行监控程序。

图2-26 执行LJMP 0A08H指令时的工作过程示意图

2.程序转移指令相对偏移量的计算

（1）PC当前值的概念 能够改变PC值的指令是转移指令，如SJMP、AJMP、LJMP。其中，LJMP是长地址无条件转移指令，此指令能使PC值在16位地址范围内无条件跳转；AJMP是无条件绝对地址转移指令，该指令作用时使PC值在11位地址范围内无条件跳转。LJMP后面一般给一个直接地址或地址标志符，这个地址是16位的绝对地址，地址标志符在编译时是要转化为直接地址的。AJMP也是绝对地址，但它只有11位，适用于短距离转移。为什么设置两条指令呢？LJMP转移16位地址必须为3个字节，AJMP可以缩短成两个字节，目的就是为了省一个字节，在单片机中，有时一个字节的资源是非常宝贵的。

SJMP是相对寻址，什么叫相对呢？这就牵涉到一个偏移量的问题。这种指令的功能是使PC值相对PC当前值偏移一个量rel。例如，单片机执行下面指令：

1017H 8030H SJMP 30H

此时，1017H是SJMP这条指令在存储器里的首地址，是程序编译后确定的。SJMP的汇编码是80H，在执行的时候它是以PC的当前值[（1017+2）H]为基础进行偏移。SJMP 30H这条指令是双字节的，故PC当前值为（1017+2）。第一个字节是操作码80H，第二个字节是操作数30H，也就是相对偏移量。所以当CPU取入相对转移指令SJMP 30H后，PC的当前值就应当是1019H。而在执行此指令后，PC值就变为1019H+30H=1049H，即程序跳转到ROM的1049H单元。指令的相对偏移量rel说明如图2-27所示。

总之，记住一句话，CPU执行某一条指令的时候，PC当前值指向CPU要取用的下一条指令在ROM中的地址。

（2）相对偏移量rel的算法 含有相对偏移量的指令一般为双字节指令。那么，rel=转移目标地址-PC当前值，PC当前值=指令在ROM中地址+2字节。

例如：计算以下程序中“SJMP START”指令中的rel，并分析目标地址的转移范围。

图2-27 指令的相对转移量rel说明图

a）指令执行前 b）指令执行后的程序转移情况

1）计算偏移量rel。跳转的目的是要改变下一条指令的走向。SJMP后面肯定是一个8位的补码的二进制数。既然是补码，那就有正负。正数表示正向转移，就是PC值越来越大。补码能表示的最大范围是-128～+127，这也是它所能跳转的范围。此例的具体情况是：

目标转移地址（START）=1000H

PC当前值=1017H+2H=1019H

PC源地址=1017H，即SJMP所在ROM单元地址

所以，rel=1000H-1019H=-19H（=-25D）(www.xing528.com)

以补码表示：rel=[-25D]_补=E7H

则，SJMP START中的rel汇编成实际偏移量时为E7H。

2）分析。相对转移指令的有效跳转范围为-126～+129D，其理由如下：

补码的范围是-128～+127D，但相对转移时的起始地址PC当前值=相对转移指令首地址+2字节。所以最后的实际有效转移范围（相对源地址）变为：（-128+2）～（+127+2）即，-126D～+129D。相对转移范围说明如图2-28所示。

图2-28 相对转移范围说明

3.条件转移指令

执行条件转移指令时，如指令中规定的条件满足，则进行程序转移，否则程序顺序执行。

（1）比较条件转移指令 比较条件转移指令将两个操作数进行比较，比较结果作为条件来控制程序的转移。是MCS-51指令系统中仅有的4条三操作数指令。

其特点：

①相比较的两个操作数不相等时程序跳转。

②偏移量rel=目标地址-PC当前值。

③比较转移指令为3字节指令，PC当前值=PC+3。

④两个操作数比较后不改变操作数单元内容，但将影响Cy（相当于减法情况）。

第一操作数≥第二操作数时Cy=0；第一操作数<第二操作数时Cy=1。

由以上特点可以看出，比较转移指令的功能表现为程序转移和数值比较。

（2）累加器A判零转移指令 这类指令以累加器A是否为零作为条件来控制程序的转移，共有2条。

例如：片外RAM中DATA1为始地址的数据块以零为结束标志，试编程将之送到以DATA2为始地址的内部RAM区，（设DATA1在0000H—00FFH范围内）。

相应程序为：

计算相对转移偏移量rel说明如图2-29所示，CPU取JZ DONE相对转移指令后的PC当前值=1101H+2=1103H，其转移目标地址=1108H，所以此指令的操作数DONE=rel=目标地址-PC当前值=1108H-1103H=05H。同理：SJMP$指令的rel=目标地址-PC当前值=1108H-110AH=0FEH。

图2-29 计算相对转移偏移量rel说明图

（3）减1条件转移指令

这类指令将减1与条件转移结合在一起，主要用来实现控制程序循环，把减1后结果是否为0作为条件来控制程序的转移，即实现按次数控制程序循环。共有2条指令。

4.间接转移指令

例如：根据R1中的数值执行相应的子程序。

执行过程：第一句“MOV DPTR，#TAB”执行完之后，DPTR中的值就是TAB；假设R1=2（R1中的值可以是通过键盘输入的值），则执行完第二条指令后，A=2；第三条、第四条指令是将A中的值乘以2，即A=4；执行“JMP@A+DPTR”时，根据DPTR=TAB，得A+DPTR=TAB+4，因此执行此句程序后，PC指向TAB+4这个地址继续执行，TAB+4是AJMP S2的首地址，之后程序将跳到S2处执行相应的子程序段。