單片機原理及應(yīng)用教學(xué)課件第4章匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)3rev1

1、單片機原理與應(yīng)用Principles and Applications of Micro-controller汽車與交通工程學(xué)院Email：Tel:講：陳林林聊城大學(xué)第1頁，共32頁。第4章 MCS-51匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ)程序設(shè)計的步驟和偽指令。源程序、目標(biāo)代碼、編輯和匯編的基本概念。順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序的設(shè)計。算術(shù)運算和數(shù)碼轉(zhuǎn)制程序設(shè)計 。第2頁，共32頁。本章主要內(nèi)容 4.1 匯編語言程序設(shè)計基礎(chǔ) 4.2 順序程序設(shè)計 4.3 分支程序設(shè)計 4.4 循環(huán)程序設(shè)計 4.5 子程序設(shè)計 4.6 算術(shù)運算和數(shù)碼轉(zhuǎn)制程序設(shè)計第3頁，共32頁。4.1 匯編

2、語言程序設(shè)計基礎(chǔ) 1. 機器語言4.1.1 程序設(shè)計語言簡介2. 匯編語言用二進制編碼表示每條指令。計算機能夠直接執(zhí)行用機器語言編出的機器碼程序。不同種類的計算機，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完全相同，它的機器碼指令也不一定相同。符號化的機器語言。它用一些容易理解和記憶的符號代替機器碼指令，又稱為助記符語言，助記符指令與機器碼指令一一對應(yīng)。不同結(jié)構(gòu)的計算機，匯編指令不相同。第4頁，共32頁。4.1.1 程序設(shè)計語言簡介匯編語言和特點：對比機器碼，匯編語言克服了機器語言的缺點，方便了用戶記憶指令和編寫程序，但用匯編語言編寫的源程序需用匯編程序“翻譯”成機器碼后方可執(zhí)行。采用匯編語言編寫程序，可以直接訪問和操

3、作單片機中的寄存器及存儲器單元，對數(shù)據(jù)的處理表述的非常具體。因此，在計算機實時測試和控制領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。接近自然語言和數(shù)學(xué)語言的算法語言，具有直觀、通用等特點。不象機器語言和匯編語言編寫程序需要完全了解CPU硬件結(jié)構(gòu)，且程序不能移植。 3.高級語言第5頁，共32頁。4.1.2 匯編語言程序設(shè)計步驟1分析問題，確定算法程序設(shè)計中最重要的一步。設(shè)計人員必須認(rèn)真、仔細地考慮系統(tǒng)需要解決的各種問題以及將來系統(tǒng)功能的進一步擴展，明確知道程序要解決的問題和接收、處理、發(fā)送的數(shù)據(jù)范圍以及使用什么樣的算法。 2畫流程圖流程圖是用各種圖形、符號、有向線段來直觀地表示程序執(zhí)行的步驟和順序。它可使人們通過流程

4、圖的基本線索，對全局有完整的了解。 第6頁，共32頁。4.1.2 匯編語言程序設(shè)計步驟4調(diào)試、測試程序調(diào)試是利用仿真器等開發(fā)工具，采用單步、設(shè)斷點、連續(xù)運行等方法排除程序中的錯誤，完善程序的功能。3編寫匯編語言源程序根據(jù)流程圖用匯編語言指令實現(xiàn)流程圖的每一個步驟，從而編寫出匯編語言的源程序。第7頁，共32頁。4.1.3 偽指令 1. 匯編起始偽指令ORG格式：ORG 16位地址功能：規(guī)定該指令后面的源程序匯編后所產(chǎn)生的目標(biāo)程序存放的起始地址。 例4.1 ORG 2000HMAIN：MOV A，#50H2.匯編結(jié)束偽指令END格式： END 功能：通知匯編程序結(jié)束匯編。匯編時遇到END指令，則結(jié)

5、束所有匯編工作，而END之后的所有指令將不予處理。第8頁，共32頁。4.1.3 偽指令 3. 賦值偽指令EQU格式：字符名稱 EQU 賦值項 功能：把該偽指令右邊的值賦項給左邊用戶定義的符號。 例4-3 COUNT EQU 64H MOV A，COUNT ；A(64H)注意：使用EQU偽指令時，必須先賦值，后使用，故該指令通常放在程序開頭。而賦值后的“字符”，其值在整個程序中不改變，并可多次使用。 第9頁，共32頁。4.1.3 偽指令 4. 定義數(shù)據(jù)字節(jié)偽指令DB 格式：標(biāo)號： DB 字節(jié)數(shù)據(jù)表 功能：從指定的地址單元開始，定義若干個字節(jié)的數(shù)據(jù)或ASCII碼字符 。 例4-4 ORG 2000

6、HTAB：DB 99H，00H，01H，02H，03H，04HSTR：DB ABC 以上偽指令經(jīng)匯編后在程序儲存器中的2000H2008H單元的內(nèi)容為：99H、00H、01H、02H、03H、04H、41H、42H、43H。第10頁，共32頁。4.1.3 偽指令 5. 定義數(shù)據(jù)字節(jié)偽指令DW 格式：標(biāo)號： DW 16 位數(shù)據(jù)表 功能：從指定的地址單元開始，定義若干個字?jǐn)?shù)據(jù)（16位）。 例4-5 ORG 2000H TAB：DW 1234H，50H，CD以上偽指令經(jīng)匯編后，程序存儲器中的2000H2005H單元的內(nèi)容為：12H、34H、00H、50H、43H、44H。第11頁，共32頁。4.1.

7、3 偽指令 6. 數(shù)據(jù)地址賦值偽指令DATA格式：標(biāo)號 DATA 表達式功能：把由表達式指定的數(shù)據(jù)地址或代碼地址賦予規(guī)定的標(biāo)號。DATA偽指令的功能和EQU偽指令相似，但DATA偽指令所定義的符號可先使用后定義。在程序中它常用來定義數(shù)據(jù)地址。該語句一般放在程序的開頭和末尾。 第12頁，共32頁。4.1.3 偽指令 7.定義存儲區(qū)偽指令DS 格式：標(biāo)號： DS 表達式功能：從指定的地址單元開始，保留由表達式指定的若干字節(jié)空間，以備程序使用。 例4-6 ORG 2000H DS 05 DB 11H，22H，33H以上偽指令經(jīng)匯編后從2000H單元開始，保留5個字節(jié)的存儲單元，從2005H單元開始連

8、續(xù)存放11H，22H，33H代碼。 第13頁，共32頁。4.1.3 偽指令 8.位地址賦值偽指令BIT格式：字符名稱 BIT 位地址功能：把位地址賦予規(guī)定的字符名稱，常用于定義位符號地址。例4-7 AA BIT P1.7 BB BIT P1.6匯編后P1.7和P1.6（位地址）賦給變量AA和BB，在程序中就可以把AA和BB作為位地址使用。上面介紹了MCS-51單片機匯編語言中常用的偽指令。在編寫匯編語言源程序時，必須嚴(yán)格按照匯編語言的規(guī)范書寫。 第14頁，共32頁。4.2 順序程序設(shè)計順序程序（又稱簡單程序）是一種最簡單、最基本的程序。程序按編寫的順序從第一條指令開始執(zhí)行，直到最后一條指令為止

9、。計算機是按指令在存儲器中存放的先后次序來順序執(zhí)行程序的。它會在PC控制下順序執(zhí)行。這種程序雖然簡單，但它是構(gòu)成復(fù)雜程序的基礎(chǔ)。例4-9 將兩個半字節(jié)數(shù)合并成一個一字節(jié)數(shù)。設(shè)內(nèi)部RAM的40H、41H單元中分別存放著8位二進制數(shù)。要求取出兩個單元中的低半字節(jié)、合并成一個字節(jié)后，存42H單元。第15頁，共32頁。 ORG 0000HSTART：MOV R1，#40H MOV A，R1 ANL A，#0FH SWAP A INC R1 XCH A，R1 ANL A，#0FH ORL A，R1 INC R1 MOV R1，A RET END4.2 順序程序設(shè)計第16頁，共32頁。例4-10 拆字程序

10、：將40H單元中的內(nèi)容拆開后分別送41H、42H單元中。 ORG 0000HSTART：MOV R1，#40H MOV A，R1 MOV B，A ；暫存B中 ANL A，#0FH ；取第一個半字節(jié) INC R1 MOV R1，A ；存放第一個半字節(jié) MOV A，B SWAP A ANL A，#0FH ；取第二個半字節(jié) INC R1 MOV R1，A ；存放第二個半字節(jié) END4.2 順序程序設(shè)計第17頁，共32頁。4.3 分支程序設(shè)計分支程序條件分支無條件分支LJMP、AJMP單分支多分支JZ、JNZCJNZ、DJNZ等JNC、JB、JNB、JBC等第18頁，共32頁。4.3 分支程序設(shè)計例4

11、-11 兩個無符號數(shù)比較大小設(shè)兩個連續(xù)外部RAM單元ST1和ST2中存放無符號的二進制數(shù)，找出其中的大數(shù)存入ST3單元中。用減法指令SUBB來比較兩數(shù)的大小。執(zhí)行該指令前，先把進位位清零。通過借位（CY）的狀態(tài)判斷兩數(shù)的大小。設(shè)兩個數(shù)X和Y，當(dāng)XY時，（CY）0；XY ，（CY）1 。用減法指令比較大小，會破壞累加器中的內(nèi)容，故作減法前先保存累加器中的內(nèi)容。執(zhí)行JNC指令后，形成了分支。執(zhí)行SJMP指令后，實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。第19頁，共32頁。 ORG 8000H ST1 EQU 8040H START1：CLR C MOV DPTR，#ST1 MOV XA，DPTR MOV R2，A INC

12、DPTR MOV XA，DTPR SUBB A，R2 JNC BIG1 XCH A，R2BIG0： INC DPTR MOVX DPTR，A4.3 分支程序設(shè)計 SJMP $BIG1：MOV XA，DPTR SJMP BIG0 END第20頁，共32頁。例4-12 將ASCII碼表的ASCII碼轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)，如果ASCII碼不能轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，用戶標(biāo)志位置1。由ASCII碼表可知，30H39H為09的ASCII碼，41H46H為AF的ASCII碼。在這一范圍內(nèi)的ASCII碼減30H或37H就可以獲得對應(yīng)的十六進制數(shù)。設(shè)ASCII碼放在累加器A中，轉(zhuǎn)換結(jié)果放回A中。流程圖如右圖所示。4.3

13、 分支程序設(shè)計第21頁，共32頁。4.3 分支程序設(shè)計 ORG 0000HSTART：CLR C SUBB A，#30H JC NASC CJNE A，#0AH，MMMM： JC ASC SUBB A，#07H CJNE A，#0AH，NNNN： JC NASC CJNE A，#10H，LLLL： JC ASCNASC： SETB F0ASC： RET END第22頁，共32頁。4.4 循環(huán)程序設(shè)計在程序設(shè)計中，只有簡單程序和分支程序是不夠的。因為簡單程序，每條指令只執(zhí)行一次，而分支程序則根據(jù)條件的不同，會跳過一些指令，執(zhí)行另一些指令。它們的特點是，每一條指令至多執(zhí)行一次。在處理實際事務(wù)時，有

14、時會遇到多次重復(fù)處理的問題，用循環(huán)程序的方法來解決就比較合適。循環(huán)程序中的某些指令可以反復(fù)執(zhí)行多次。采用循環(huán)程序，使程序縮短，節(jié)省存儲單元。重復(fù)次數(shù)越多，循環(huán)程序的優(yōu)越性就越明顯。但是并不節(jié)省程序的執(zhí)行時間。由于要有循環(huán)準(zhǔn)備、結(jié)束判斷等指令，循環(huán)程序執(zhí)行速度要比簡單程序稍慢些。第23頁，共32頁。4.4.1 循環(huán)程序結(jié)構(gòu)1. 循環(huán)程序的組成 初始化部分：為循環(huán)程序做準(zhǔn)備。如設(shè)置循環(huán)次數(shù)計數(shù)器的初值，地址指針置初值，為循環(huán)變量賦初值等。處理部分：為反復(fù)執(zhí)行的程序段，是循環(huán)程序的實體。修改部分：每執(zhí)行一次循環(huán)體后，對指針做一次修改，使指針指向下一數(shù)據(jù)所在位置，為進入下一輪處理做準(zhǔn)備。控制部分：根據(jù)

15、循環(huán)次數(shù)計數(shù)器的狀態(tài)或循環(huán)條件，檢查循環(huán)能否繼續(xù)執(zhí)行，若循環(huán)次數(shù)已達到或循環(huán)條件不滿足，應(yīng)控制退出循環(huán)，否則繼續(xù)循環(huán)。通常處理、修改、控制部分又稱為循環(huán)體。結(jié)束部分：分析及存放執(zhí)行結(jié)果。第24頁，共32頁。4.4.1 循環(huán)程序結(jié)構(gòu)2. 循環(huán)程序的結(jié)構(gòu) 先進入處理部分，再控制循環(huán)。即至少執(zhí)行一次循環(huán)體。先控制循環(huán)，后進入處理部分。即先根據(jù)判斷結(jié)果，控制循環(huán)的執(zhí)行與否，有時可以不進入循環(huán)體就退出循環(huán)程序。第25頁，共32頁。4.4.2 循環(huán)程序設(shè)計1. 單循環(huán)程序 循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)程序例4-14 工作單元清零。將40H為起點的8個單元清0。注：此程序的前24句為設(shè)定循環(huán)初值，57句為循環(huán)體。 O

16、RG 0000HCLEAR：CLR A MOV R0，#40H MOV R7，#08 LOOP： MOV R0，A INC R0 DJNZ R7，LOOP END第26頁，共32頁。4.4.2 循環(huán)程序設(shè)計1. 單循環(huán)程序 循環(huán)次數(shù)已知的循環(huán)程序例4-14 工作單元清零。將外部2000H開始的50個RAM單元清零。注：本例中循環(huán)次數(shù)已知，用R2作循環(huán)次數(shù)計數(shù)器，用DJNZ指令修改計數(shù)器值，并控制循環(huán)的結(jié)束與否。 ORG 0000H MOV DPTR，#2000H CLEAR：CLR A MOV R2，#32H LOOP：MOVX DPTR，A INC DPTR DJNZ R2，LOOP END

17、第27頁，共32頁。4.4.2 循環(huán)程序設(shè)計循環(huán)次數(shù)未知的循環(huán)程序例4-17 測試字符串長度設(shè)有一串字符依次存放在從50H單元開始的連續(xù)單元中，該字符串以回車符為結(jié)束標(biāo)志，測得的字符串長度存入R2中。 ORG 0000HCONT ：MOV R2，#00H MOV R0，#50HNT：CJNE R0，#0DH，LP RETLP：INC R0 INC R2 SJMP NT END待測字符以ASCII碼形式存放在RAM中，回車符的ASCII碼為0DH，程序中用一條“CJNE R0，#0DH，LP”指令實現(xiàn)字符比較及控制循環(huán)任務(wù)的結(jié)束。 第28頁，共32頁。4.4.2 循環(huán)程序設(shè)計2. 多循環(huán)程序 例

18、4-18 試編寫延時程序。延時程序與MCS-51執(zhí)行指令的時間有關(guān)，如果使用6 MHz晶振，一個機器周期為2s，計算出執(zhí)行一條指令以至一個循環(huán)所需要的時間，給出相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)，便能達到延時的目的。DEL： MOV R5，#100DEL0：MOV R6，#200DEL1：MOV R7，#248 NOPDEL2：DJNZ R7，DEL2 ； DJNZ R6，DEL1 ； DJNZ R5，DEL0 ； RET第29頁，共32頁。4.4.2 循環(huán)程序設(shè)計它是一個三重循環(huán)程序，利用程序嵌套的方法對時間進行延遲是程序設(shè)計中常用的方法。使用多重循環(huán)程序時，必須注意以下幾點：（1）循環(huán)嵌套，必須層次分明，不允許產(chǎn)生內(nèi)外層循環(huán)交叉。（2）外循環(huán)可以一層層向內(nèi)循環(huán)進入，結(jié)束時由里往外一層層退出。（3）內(nèi)循環(huán)體可