算术运算指令共有24条，算术运算主要是执行加、减、乘、除法四则运算。另外MCS-51指令系统中有相当一部分是进行加、减1操作，BCD码的运算和调整，我们都归类为运算指令。虽然MCS-51单片机的算术逻辑单元ALU仅能对8位无符号整数进行运算，但利用进位标志C，则可进行多字节无符号整数的运算。同时利用溢出标志，还可以对带符号数进行补码运算。需要指出的是，除加、减1指令外，这类指令大多数都会对PSW（程序状态字）有影响。这在使用中应特别注意。
[1].
加法指令（4条）
这4条指令的作用是把立即数，直接地址、工作寄存器及间接地址内容与累加器A的内容相加，运算结果存在A中。
ADD A,#Data ;（A）+#Data→（A） 累加器A中的内容与立即数#Data相加，结果存在A中
ADD A,Data ;（A）+（Data）→（A） 累加器A中的内容与直接地址单元中的内容相加，结果存在A中
ADD A,Rn ;（A）+（Rn）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器Rn中的内容相加，结果存在A中
ADD A,@Ri ;（A）+（（Ri））→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器Ri所指向地址单元中的内容相加，结果存在A中
[2].
带进位加法指令（4条）
这4条指令除与[1]功能相同外，在进行加法运算时还需考虑进位问题。
ADDC A,Data ;（A）+（Data）+（C）→（A） 累加器A中的内容与直接地址单元的内容连同进位位相加，结果存在A中
ADDC A,#Data ;（A）+#Data +（C）→（A） 累加器A中的内容与立即数连同进位位相加，结果存在A中
ADDC A,Rn ;（A）+Rn+（C）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器Rn中的内容、连同进位位相加，结果存在A中
ADDC A,@Ri ;（A）+（（Ri））+（C）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器Ri指向地址单元中的内容、连同进位位相加，结果存在A中
[3].
带借位减法指令（4条）
这组指令包含立即数、直接地址、间接地址及工作寄存器与累加器A连同借位位C内容相减，结果送回累加器A中。
这里我们对借位位C的状态作出说明，在进行减法运算中，CY=1表示有借位，CY=0则无借位。OV=1声明带符号数相减时，从一个正数减去一个负数结果为负数，或者从一个负数中减去一个正数结果为正数的错误情况。在进行减法运算前，如果不知道借位标志位C的状态，则应先对CY进行清零操作。
SUBB A,Data ;（A）-（Data） - （C）→（A） 累加器A中的内容与直接地址单元中的内容、连同借位位相减，结果存在A中
SUBB A,#Data ;（A）-#Data -（C）→（A） 累加器A中的内容与立即数、连同借位位相减，结果存在A中
SUBB A,Rn ;（A）-（Rn） -（C）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器中的内容、连同借位位相减，结果存在A中
SUBB A,@Ri ;（A）-（（Ri）） -（C）→（A） 累加器A中的内容与工作寄存器Ri指向的地址单元中的内容、连同借位位相减，结果存在A中
[4].
乘法指令（1条）
这个指令的作用是把累加器A和寄存器B中的8位无符号数相乘，所得到的是16位乘积，这个结果低8位存在累加器A，而高8位存在寄存器B中。如果OV=1，说明乘积大于FFH，否则OV=0，但进位标志位CY总是等于0。
MUL AB ;（A）×（B）→（A）和（B） 累加器A中的内容与寄存器B中的内容相乘，结果存在A、B中
[5].
除法指令（1条）
这个指令的作用是把累加器A的8位无符号整数除以寄存器B中的8位无符号整数，所得到的商存在累加器A，而余数存在寄存器B中。除法运算总是使OV和进位标志位CY等于0。如果OV=1，表明寄存器B中的内容为00H，那么执行结果为不确定值，表示除法有溢出。
DIV AB ;（A）÷（B）→（A）和（B） 累加器A中的内容除以寄存器B中的内容，所得到的商存在累加器A，而余数存在寄存器B中。
[6].
加1指令（5条）
这5条指令的的功能均为原寄存器的内容加1，结果送回原寄存器。上述提到，加1指令不会对任何标志有影响，如果原寄存器的内容为FFH，执行加1后，结果就会是00H。这组指令共有直接、寄存器、寄存器减间址等寻址方式：
INC A ;（A）+1→（A） 累加器A中的内容加1，结果存在A中
INC Data ;（Data）+1→（Data） 直接地址单元中的内容加1，结果送回原地址单元中
INC @Ri ;（（Ri））+1→（（Ri）） 寄存器的内容指向的地址单元中的内容加1，结果送回原地址单元中
INC Rn ;（Rn）+1→（Rn）寄存器Rn的内容加1，结果送回原地址单元中
INC DPTR ;（DPTR）+1→（DPTR）数据指针的内容加1，结果送回数据指针中
在INC Data这条指令中，如果直接地址是I/O，其功能是先读入I/O锁存器的内容，然后在CPU进行加1操作，再输出到I/O上，这就是“读—修改—写”操作。
[7].
减1指令（4条）
这组指令的作用是把所指的寄存器内容减1，结果送回原寄存器，若原寄存器的内容为00H，减1后即为FFH，运算结果不影响任何标志位，这组指令共有直接、寄存器、寄存器间址等寻址方式，当直接地址是I/O口锁存器时，“读—修改—写”操作与加1指令类似。
DEC A ;（A）-1→（A）累加器A中的内容减1，结果送回累加器A中
DEC Data ;（Data）-1→（Data）直接地址单元中的内容减1，结果送回直接地址单元中
DEC @Ri ;（（Ri））-1→（（Ri））寄存器Ri指向的地址单元中的内容减1，结果送回原地址单元中
DEC Rn ;（Rn）-1→（Rn）寄存器Rn中的内容减1，结果送回寄存器Rn中
[8].
十进制调整指令（1条）
在进行BCD码运算时，这条指令总是跟在ADD或ADDC指令之后，其功能是将执行加法运算后存于累加器A中的结果进行调整和修正。
DA A |
