《單片機原理及應用系統(tǒng)設計》課件第4章

4.1匯編語言程序設計

4.2C51語言程序設計

習題四第四章單片機程序設計語言4.1.1匯編語言程序設計步驟

根據(jù)要求,采用匯編語言編寫程序的過程稱為匯編語言程序設計。匯編語言程序設計的基本流程如圖4-1所示。4.1匯編語言程序設計圖4-1匯編語言程序設計的基本流程圖4.1.2匯編語言程序結(jié)構(gòu)

單片機匯編程序由主程序、若干子程序和中斷服務程序組成,其總體結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2匯編程序總體結(jié)構(gòu)

1.主程序

單片機主程序一般由一些順序程序組成。主程序通常有兩種結(jié)構(gòu)形式:中斷方式和循環(huán)方式。中斷方式是指主程序根據(jù)中斷處理的標志執(zhí)行不同的功能模塊,如圖4-3(a)所示。循環(huán)方式則指主程序依次調(diào)用各功能模塊，如圖4-3(b)所示。圖4-3匯編語言主程序結(jié)構(gòu)

2.子程序

一般情況下,單片機的子程序都是具有一定功能的程序模塊。子程序的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示,它的子程序名、子程序的具體功能、子程序返回組成。圖4-4程序結(jié)構(gòu)圖

3.中斷服務程序

中斷服務子程序也是具有一定功能的程序模塊,其結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。由圖可以看出,在結(jié)構(gòu)上中斷服務程序與子程序基本相同。但中斷服務程序的進入方式與子程序不同，子程序的進入方式是由主程序或其他子程序進行調(diào)用，其進入時間是可控的。圖4-5中斷服務程序結(jié)構(gòu)4.1.3匯編語言程序設計方法

1.順序程序設計

【例4-1】四字節(jié)(雙字)加法。將內(nèi)部RAM30H開始的4個單元中存放的四字節(jié)十六進制數(shù)和內(nèi)部RAM40H單元開始的四個單元中存放的四字節(jié)十六進制數(shù)相加,結(jié)果存放到40H開始的單元中。 ORG0000H

LJMPMAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序中

MAIN: MOVA,30H

ADDA,40H

MOV40H,A ;最低字節(jié)加法并送結(jié)果

MOVA,31H

ADDCA,41H

MOV41H,A ;第二字節(jié)加法并送結(jié)果

MOVA,32H

ADDCA,42H

MOV42H,A ;第三字節(jié)加法并送結(jié)果

MOVA,33H

ADDCA,43H

MOV43H,A ;第四字節(jié)加法并送結(jié)果,進位位在CY中

END

2.分支程序設計

分支程序設計是指根據(jù)指定的條件選擇程序流向的程序設計方法。

1)簡單分支程序

簡單分支程序在設計中應用最廣,擁有的指令也最多。簡單分支程序結(jié)構(gòu)一般為一個入口、兩個出口。簡單分支程序有兩種典型形式,即并列分支和跳轉(zhuǎn)分支,如圖4-6所示。圖4-6簡單分支程序的典型形式

【例4-2】兩個無符號數(shù)比較。內(nèi)部RAM的20H單元和30H單元各存放了一個8位無符號數(shù),請比較這兩個數(shù)的大小,若(20H)>=(30H),則將P1.0置0;若(20H)<(30H),則將P1.1置0。

X DATA20H ;數(shù)據(jù)地址賦值偽指令DATA Y DATA30H

ORG 0000H

LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序中

MAIN: MOV A,X ;(X)→A

CLR C ;Cy=0

SUBB A,Y ;帶借位減法,A-(Y)-Cy→A

JC L1 ;Cy=1,轉(zhuǎn)移到L1

CLR P1.0 ;Cy=0,(20H)>=(30H),P1.0置0 SJMP FINISH ;直接跳轉(zhuǎn)到結(jié)束等待

L1: CLR P1.1 ;(20H)<(30H),P1.1置0

FINISH:SJMP＄

END

2)多路分支程序

在實際應用中,常常需要從兩個以上的出口中選一個,將這種稱為多分支程序或散轉(zhuǎn)程序。多路分支程序的基本形成如圖4-7所示。圖4-7多路分支程序的典型形式

【例4-3】兩個有符號數(shù)比較。內(nèi)部RAM的20H單元和30H單元各存放了一個8位有符號數(shù),請比較這兩個數(shù)的大小,若(20H)=(30H),則P1.0置0;若(20H)>(30H),則P1.1置0;若(20H)<(30H),則P1.2置0。

X DATA20H

Y DATA30H

ORG 0000H

LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序中

MAIN: MOV A,X

XRL A,Y ;(X)與(Y)進行異或操作

JB ACC.7,NEXT1 ;累加器A的第7位為1,兩個數(shù)

；符號不同,轉(zhuǎn)移到NEXT1

MOV A,X

CJNE A,Y,NEQUAL ;(X)≠(Y),轉(zhuǎn)移到NEQUAL

CLR P1.0 ;(X)=(Y),P1.0置0

SJMP PINISH

NEQUAL: JC XXY ;(X)<(Y),轉(zhuǎn)移到XXY

SJMP XDY ;否則,(X)>(Y),轉(zhuǎn)移到XDY

NEXT1: MOV A,X

JNB ACC.7,XDY ；判斷(x)的最高位D7,以確定

；其正負

XXY: CLR P1.2 ;(X)<(Y),P1.2置0

SJMP FINISH

XDY: CLR P1.1 ；(X)>(Y),P1.1置0

FINISH: SJMP $

END

3.循環(huán)程序設計

循環(huán)程序通常有兩種編制方法：一種是先處理后判斷，另一種是先判斷后處理。如圖4-8所示。圖4-8循環(huán)程序的典型形式

【例4-4】冒泡程序。假設有N個數(shù),它們依次存放于LIST地址開始的存儲區(qū)域中,將N個數(shù)比較大小后,使它們按照由小到大的順序排列,且存放在原存儲區(qū)域中。

編寫該程序的方法:依次將相鄰兩個單元的內(nèi)容作比較,即第一個數(shù)和第二個數(shù)比較,第二個數(shù)和第三個數(shù)比較,……,如果符合從小到大的順序則不改變它們在內(nèi)存中的位置,否則交換它們之間的位置。如此反復比較,直到數(shù)列排序完成為止。由于在比較過程中將小數(shù)向上冒,因此這種算法也稱為“冒泡法”或排序法,它是通過一輪一輪的比較,第一輪經(jīng)過N－1次兩兩比較后,得到一個最大數(shù)。第二輪經(jīng)過N－2次兩兩比較后,得到次大數(shù)。以此類推,每輪比較后得到本輪最小數(shù)，就再不能參加下一輪的兩兩比較，故進入下一輪時，兩兩比較次數(shù)減1。為了加快數(shù)據(jù)排序速度，程序中設置了一個標志位，只要在比較過程中兩數(shù)之間沒有發(fā)生過交換，就表示數(shù)列已按由大至小的順序排列了，便可以結(jié)束比較。設數(shù)列首地址在R0寄存器中,R2為外循環(huán)次數(shù)計數(shù)器,R3為內(nèi)循環(huán)次數(shù)計數(shù)器,R1為交換標志。程序如下:

ORG 8000H

MOV R2,#CNT-1 ;數(shù)列個數(shù)－1

LOOP1: MOV A,R2 ;外循環(huán)計數(shù)值

MOV R3,A ;內(nèi)循環(huán)計數(shù)值

MOV R1,#01 ;交換標志置－1

LOOP2: MOV A,@R0 ;取數(shù)據(jù)

MOV B,A ;暫存B

INC R0

CLR C

SUBB A,@R0 ;兩數(shù)比較

JC LESS ;Xi<X1+1轉(zhuǎn)LESS

MOVA,B ;取大數(shù)

XCH A,@R0 ;兩數(shù)交換位置

DEC R0

MOV @R0,A

INC R0 ;恢復數(shù)據(jù)指針

MOV R1,#02 ;置交換標志為2

LESS: DJNZ R3,LOOP2;內(nèi)循環(huán)計數(shù)減1,判一遍查完？

DJNZ R2,LOOP3 ;外循環(huán)計數(shù)減1,判排序結(jié)束

STOP: RET

LOOP3: DJNZ R1,LOOP1 ;發(fā)生交換轉(zhuǎn)移

SJMP STOP

ORG 50H ;(內(nèi)部RAM)

LIST: DB 0,13,3,90,27,32,11

ONT: EQU 07H

END

4.子程序參數(shù)傳遞

【例4-5】查表子程序。假設a、b均小于10,計算c=a2+b2。其中a事先存在內(nèi)部RAM的31H單元,b事先存在32H單元,把c存入33H單元。

ORG 0000H ;主程序

MOV SP,#3FH;設置棧底

MOV A,31H;取數(shù)a存放到累加器A中作為入口參數(shù)

LCALL SQR

MOV R1,A;出口參數(shù)——平均值存放在A中

MOV A,32H

LCALL SQR

ADD A,R1

MOV 33H,A

SJMP $ ;子程序:SQR

;功能:通過查表求出平均值y=x2

;入口參數(shù):x存放在累加器A中

;出口參數(shù):求得的平均值y存放在A中

;占用資源:累加器A,數(shù)據(jù)指針DPTR

SQR: PUSH DPH ;保護現(xiàn)場,將主程序中DPTR

;的高八位放入堆棧

PUSH DPL ;保護現(xiàn)場,將主程序中

;DPTR的低八位放入堆棧

MOV DPTR,#TABLE ;在子程序中重新使用DPTR,

;表首地址→DPTR

MOVC A,@A+DPTR ;查表

POP DPL ;恢復現(xiàn)場,將主程序中DPTR

；的低八位從堆棧中彈出

POP DPH ;恢復現(xiàn)場,將主程序中DPTR

；的高八位從堆棧中彈出

RET

TABLE: DB 0,1,4,9,16,25,36,49,64,814.1.4匯編語言編程規(guī)范

1.可讀性

可讀性主要是為了使程序結(jié)構(gòu)清晰,便于閱讀。提高程序可讀性應遵循的編程規(guī)范主要有以下幾點：

(1)程序塊使用縮進方式,函數(shù)和標號使用空格縮進,程序段混合使用TAB和空格縮進；

(2)一行最多寫一條語句;

(3)變量定義時,保持對齊,便于閱讀和檢查內(nèi)存的使用情況。例如:

RegLEDLOSS EQU 30H ;VARIABLE

RegLEDRA EQU 31H ;VARIABLE

RUNLED_Flag EQU 32H ;VARIABLE

2.可理解性

(1)程序在必要的地方必須有注釋。例如,如下注釋的意義就不大:

MOVDXCE1COUNTER,#00H

;將DXCE1COUNTER賦值為0

而如下的注釋則給出了額外有用的信息:

JNZPCComm_Err;假如校驗出錯

(2)注釋應與其描述的代碼相近,對單條語句的注釋應放在其上方或右方相鄰位置,不可放在下面,如放于上方則需與其上面的代碼用空行隔開。

(3)頭文件、源文件的頭部,應進行注釋,注釋應列出文件名、目的、功能等必要的項目。

(4)函數(shù)頭部應進行注釋。注釋應列出函數(shù)的目的、功能、輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)等必要的項目,對一些復雜的函數(shù),在注釋中最好提供典型用法。

(5)對重要代碼段的功能必須注釋。提供有用的、額外的信息。并在該代碼段的結(jié)束處加一行注釋表示該段代碼結(jié)束。

(6)對于所有的常量、變量、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聲明(包括數(shù)組、結(jié)構(gòu)、類、枚舉等),如果其命名不是充分自注釋的,在聲明時都必須加以注釋,以說明其含義。

(7)維護代碼時,要更新相應的注釋,刪除無用的注釋。保持代碼、注釋的一致性,避免產(chǎn)生誤解。

3.可維護性

可維護性是指程序的編寫應便于將來修改維護。

4.可測試性

程序的調(diào)試與測試是軟件生存周期中一個很重要的階段,如何對軟件進行較全面、高效的測試并盡可能地找出軟件中的錯誤就成為很關鍵的問題。為了對C51程序結(jié)構(gòu)有一個直觀上的認識,先看一個簡單的C51程序。

【例】Helloworld程序。

*--------------------------------

文件名:HELLO.C

--------------------------------*/

#include〈REG52.H〉/*頭文件,用于定義單片機的片內(nèi)資源*/

#include〈stdio.h〉/*頭文件,用于定義輸入輸出函數(shù)*/

/*-------------------4.2C51語言程序設計

主函數(shù),程序從此處開始執(zhí)行

-------------------*/

Voidmain(void){

while(1){

p1^=0x01; /*每次打印時將P1.0置1*/

printf(″HelloWorld＼n″); /*向串口輸出“HelloWorld”*/

}

}

1.函數(shù)

無論是主函數(shù)還是自定義的其他函數(shù),其格式都是一樣的,為

函數(shù)頭

{

函數(shù)體