【大学课件】单片机原理与接口技术课件 MCS-51汇编语言程序设计.ppt
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1、1,12:01,单片机原理与接口技术,第4章 MCS-51汇编语言 程序设计,http:/ 了解汇编语言编程的基础知识。 (2) 了解汇编语言程序设计的基本步骤和方法。 (3) 了解汇编语言目标程序效率高、占存储空间少、运行速度快、实时性强等特点。 (4) 掌握MCS-51汇编语言的顺序、分支、循环、查表及子程序的结构。 (5) 掌握算术运算、数制转换及标度变换等实用汇编程序的编程方法。,本章教学要求,3,12:01,4.1 程序设计概述 4.1.1 程序设计的步骤 4.1.2 程序设计的方法 4.1.3 汇编语言的规范 4.1.4 汇编语言程序编辑和汇编 4.2 结构化程序设计方法,本 章
2、目 录,4.2.1 顺序结构程序 4.2.2 分支结构程序 4.2.3 循环结构程序 4.2.4 查表程序 4.2.5 子程序 4.3 汇编语言程序设计实例 习题与思考题,4,12:01,4.1 程序设计概述,本章介绍使用MCS-51指令系统编写汇编程序的方法。与高级语言相比,汇编语言具有实时性好、代码效率高、执行速度快以及节约内存空间等优点,同时还可以充分利用机器的硬件结构与功能来操作硬件端口。 本章介绍汇编语言程序编写的一般知识、程序设计的基本步骤和格式,以及各种类型的程序设计,包括顺序程序、分支程序、循环程序、查表程序和子程序等。,5,12:01,4.1.1 程序设计的步骤,MCS-51
3、单片机提供111条指令,它们以指令助记符的形式出现,指令助记符的集合称为汇编语言。 由汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序。 汇编语言源程序必须翻译成机器代码组成的目标程序,机器才能执行。用汇编语言编制程序的过程,称为汇编语言程序设计。,6,12:01,使用汇编语言设计一个程序,大致可分为以下几个步骤: 1) 分析题意,明确要求。 2) 确定算法。 3) 画程序流程图,用图解来描述和说明解题步骤。 4) 分配内存单元,确定程序与数据区的存放地址。 5) 编写源程序。 6) 程序优化。 7) 上机调试、修改和最后确定源程序。,4.1.1 程序设计的步骤,7,12:01,4.1.2 程序设计的方法
4、,1模块化程序设计 2尽量采用循环及子程序结构 3自上而下的程序设计,8,12:01,4.1.3 汇编语言的规范,汇编语言源程序由汇编指令和伪指令两者构成。用汇编语言编写的源程序通常需经过微机汇编程序编译(汇编)成机器码后才能被单片机执行。 为了对源程序汇编,在源程序中必须使用一些“伪指令”。伪指令是便于程序阅读和编写的指令,它即不控制机器的操作也不能被汇编成机器代码,只是为汇编程序所识别的常用符号,并指导汇编如何进行,故称为伪指令。,9,12:01,标号: 助记符 操作数1 ,操作数2 ,操作数3 ;注释 标号:标号是指令地址的标识符号。 有了标号,程序中的其它语句才能访问该语句。有关标号的
5、规定如下。 1) 标号由18个ASCII字符组成。第一个字符必须是字母,其余字符可以是字母、数字或其它特定字符; 2) 标号不能使用该汇编语言已经定义了的符号。如指令助记符、伪指令以及寄存器符号名称等; 3) 标号后边必须跟以冒号。,1汇编指令格式,4.1.3 汇编语言的规范,-标号,10,12:01,操作数:操作数用于给指令的操作提供数据或地址。在一条汇编语句中操作数可能是空白的,也可能包括两项或三项。各操作数间用逗号分隔。操作数字段的内容可能包括工作寄存器、特殊功能寄存器、标号、常数和表达式。 注释:对程序加以说明,是不可执行部分。注释字段必须以分号“;”开头,长度不限,当一行书写不下时,
6、可以换行接着书写,但换行时应注意在开头使用分号“;”。,4.1.3 汇编语言的规范,-操作数,11,12:01,MCS-51系列单片机的常用伪指令有:ORG、 END、EQU、DB、DW、DS和BIT等。,2伪指令,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令ORG,格式:标号: ORG 16位地址 功能:规定程序块或数据块存放的起始地址。 如:ORG 8000H ;规定下面的第一条指令从地址8000H单元开始存放,即标号START的值为8000H START: MOV A, #30H ,(1) 汇编起始伪指令ORG,12,12:01,格式:标号: END 表达式 功能:结束汇编。汇编程序遇到END伪
7、指令后即结束汇编。处于END之后的程序,汇 编程序不予处理。,(2)汇编结束伪指令END,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令END,如: ORG 2000H START: MOV A, #00H END START ;表示标号START开始的 程序段结束。,13,12:01,格式:字符名称 EQU 操作数 功能:将操作数赋予规定的字符名称。,(3)等值伪指令EQU,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令EQU,如: AB EQU 16H DELY EQU 1234H MOV A, AB LCALL DELY,14,12:01,格式:标号: DB 8位二进制数表 功能:DB指令是在程序存储器(R
8、OM)中,从指定的地址单元开始,定义若干个8位内存单元的内容。用来在程序存储器的某一部分存入一组8位二进制数,或者是将一个数据表格存入程序存储器。这个伪指令在汇编以后,将影响程序存储器的内容。,(4)定义字节伪指令DB,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令DB,15,12:01,以上伪指令经汇编以后,将从 1010H开始的若干内存单元赋值:,(1010H)=20H (1011H)=43H (1012H)=25H (1013H)=FFH,其中43H是字符C的ASCII码,FFH是数值-1的补码,十进制数32也换算为16进制数20H。,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令DB的应用,如:ORG 1
9、010H TAB: DB 32, C, 25H, -1,16,12:01,标号: DW 16位二进制数表 功能:DW指令是在程序存储器(ROM)中,从指定的地址单元开始,定义若干个16位数据。一个16位数要占两个存储单元,其中高8位存入低地址单元,低8位存入高地址单元。 例如: ORG 1100H TAB : DW 1234H, 0ABH 10 以上伪指令经汇编以后,将对从1100H开始的若干内存单元赋值。,(5)定义字伪指令DW,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令DW,17,12:01,(1100H)=12H (1101H)=34H (1102H)=00H (1103H)=ABH (110
10、4H)=00H (1105H)=0AH,其数据存储格式如右表所示。 DB、DW伪指令都只对程序存储器(ROM)起作用,不能对数据存储器(RAM)的内容进行赋值或进行初始化工作。,例如:ORG 1100H TAB :DW 1234H, 0ABH 10,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令DW的应用,18,12:01,标号: DS 表达式 功能:从指定(标号)地址开始(无标号时从顺序地址开始),保留指定数目(表达式的值)的字节单元作为备用存储区,供程序运行使用(用于程序存储器)。这些单元的初值均为0。 例如: ORG 2000H TAB: DS 05H 经汇编后,从地址2000H开始预留5个存储单
11、元。,(6)定义存储区伪指令DS,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令DS,19,12:01,字符名称 BIT 位地址 功能:将位地址赋给字符名称。 例如: S BIT P1.0 经汇编后,S符号的值是P1.0的地址90H。,(7)位定义伪指令BIT,4.1.3 汇编语言的规范,-伪指令BIT,20,12:01,4.1.4 汇编语言程序编辑和汇编,1汇编语言源程序编辑,-编写规范,DATA0 EQU 30H ;将30H赋予字符名称DATA0 ORG 4000H ;规定下面程序从4000H单元开始存放 MOV R0, #DATA0 ;30HR0 MOV R1, DATA0 ;(30H)R1 CJ
12、NE R1, #00H, NEXT ;R1000H,则转NEXT HERE: SJMP HERE NEXT: CLR A ;0A LOOP: INC R0 ;(R0)+1R0 ADD A, R0 ;(A)+(R0)A DJNZ R1, LOOP ;(R1)-1R1,R1 0,则转LOOP SJMP HERE END ;汇编到此结束,21,12:01,源程序 地址 目标码 DATA0 EQU 30H ORG 4000H MOV R0, #DATA0 ;4000 7830 MOV R1, DATA0 ;4002 A930 CJNE R1, #00H, NEXT ;4004 B90002 HERE:
13、 SJMP HERE ;4007 80FE NEXT: CLR A ;4009 E4 LOOP: INC R0 ;400A 08 ADD A, R0 ;400B 26 DJNZ R1, LOOP ;400C D9FC SJMP HERE ;400E 80F7 END,2汇编语言源程序的汇编,4.1.4 汇编语言程序编辑和汇编,-源程序汇编,22,12:01,4.2 结构化程序设计方法,在汇编语言程序设计中,普遍采用结构化程序设计方法。采用这种设计方法的主要依据是任何复杂的程序都可由顺序结构、分支结构及循环结构程序等构成。 每种结构只有一个入口和出口,整个程序也只有一个入口和出口。 结构程序设计
14、的特点是程序的结构清晰、易于读写和验证、可靠性高。下面主要介绍结构化程序设计的基本程序设计方法。,-程序结构,23,12:01,4.2.1 顺序结构程序,例4-1 将片内RAM的20H单元中的压缩BCD码拆成两个ACSII码存入21H、22H单元。低4位存在21H单元,高4位存在22H单元。,-顺序结构实例,ORG 2000H MOV A, 20H MOV B, #10H ;除以10H DIV AB ORL B, #30H ;低4位BCD码转换为ASCII码 MOV 21H, B ORL A, #30H ;高4位BCD码转换为ASCII码 MOV 22H, A END,24,12:01,例4-
15、2 设有16位二进制数存放在内部RAM的50H及51H单元中,要求将其算术左移一位(即原数各位均向左移1位,最低位移入0)后仍存放在原单元。试编制相应的程序。,4.2.1 顺序结构程序,-顺序结构实例,ORG 4000H BIHROL: CLR C ;Cy清零 MOV A, 51H ;低8位向左环移1位 RLC A MOV 51H, A MOV A, 50H ;高8位向左环移1位 RLC A MOV 50H, A END,25,12:01,4.2.2 分支程序,分支程序可根据要求无条件或有条件地改变程序执行流向。编写分支程序主要在于正确使用转移指令。分支程序有:单分支结构、双分支结构、多分支结
16、构(散转)。,编写程序,根据x的值求y的值,并放回原单元中。,-分支结构,例4-3 设变量x以补码形式存放在片内RAM的30H单元中,变量y与x的关系是:,26,12:01,4.2.2 分支程序,-分支结构实例,ORG 1000H START: MOV A, 30H JZ NEXT ;x=0,转移 ANL A, #80H ;保留符号位 JZ ED ;x 0 ,转移 MOV A, #05H ;x 0,不转移 ADD A, 30H MOV 30H, A SJMP ED NEXT: MOV 30H, #20H ED: SJMP $,程序如下:,27,12:01,例4-4 128种分支转移程序。根据入
17、口条件转移到128个目的地址。 入口:(R3)转移目的地址的序号00H7FH。 出口:转移到相应于程序入口。,4.2.2 分支程序,-分支结构实例,JMP-128: MOV A, R3 RL A MOV DPTR, #JMPTAB JMP A+DPTR JMPTAB: AJMP ROUT00 ;128个子程序首址 AJMP ROUT01 AJMP ROUT7F,28,12:01,4.2.3 循环程序,典型循环程序包含四部分:初始化部分、循环处理部分、循环控制部分和循环修改部分。下面分别介绍这四个组成部分。 1) 初始化部分:设置循环开始的初始值,为循环做准备。 2) 循环处理部分:循环程序中重
18、复执行的内容。 3) 循环控制部分:判断是否结束循环。 4) 循环修改部分:修改循环参数,为执行下一次循环做准备。,-循环结构,29,12:01,-循环结构,4.2.3 循环程序,先执行后判断,先判断后执行,30,12:01,例4-5 设有一带符号的数组存放在内部RAM以20H为首址的连续单元中,其长度为90,要求找出其中的最大值,并将其存放到内部RAM的1FH单元中,试编写相应的程序。,-循环结构实例,4.2.3 循环程序,31,12:01,分析: 开始时将第一单元内容送A,接着从第二位起依次将其内容x与A比较,如xA,那么将x送A;如果Ax,那么A值不变,直到最后一个单元内容与A比较、操作
19、完毕,则A中就是该数组中的最大数,这里需要解决如何判别两个带符号数A和x的大小。通常可以采用如下的方法:首先判断A和x是否同号,若是同号则进行A-X操作,如差0,那么AX;如果差X(或A);如为负,则A(或x)x(或A)。程序如下:,-循环结构实例,4.2.3 循环程序,32,12:01,-循环结构实例,4.2.3 循环程序,ORG 1000H SCMPPMA: MOV R0, #20H ;置取数指针R0初值 MOV B, #59H ;置循环计数器B初值 MOV A, R0 ;第一个数送A SCLOOP: INC R0 ;修改指针 MOV R1, A ;暂存 XRL A, R0 ;两数符号相同
20、? JB ACC.7, RESLAT ;若相异,则转RESLAT: MOV A, R1 ;若相同,则恢复A中原来值 CLR C ;C清零 SUBB A, R0 ;两数相减,以判断两者的大小,33,12:01,-循环结构实例,4.2.3 循环程序,JNB ACC.7, SMEXT1 ;若A中值为大,则转SMEXT1 CXAHER:MOV A, R0 ;若A中值为小,则将大数送入A SJMP SMEXT2 RESLAT: XRL A, R0 ;恢复A中原值 JNB ACC.7, SMEXT2 ;若A中值为正,侧转SMEXT2 SJMP CXAHER ;若A中值为负,则转CXAHER SMEXT1:
21、 MOV R1,A ;恢复A中原值 SMEXT2: DJNZ B, SCLOOP MOV 1FH, A ;最大者送1FH单元 END,34,12:01,例4-6 将内部RAM中起始地址为data的数据串传送到外部RAM中起始地址为buf的存储区域内,直到发现“$”字符停止传送。 本例结束条件为找到“$”停止传送。 程序如下:,4.2.3 循环程序,-循环结构实例,35,12:01,4.2.3 循环程序,ORG 8000H MOV R0, #DATA ;置源数据区首地址 MOV DPTR, #BUF ;置目的数据区首地址 LOOP0: MOV A, R0 ;取数据 CJNE A, #24H, L
22、OOP1 ;判断是否为$字符 SJMP LOOP2 ;是$,转结束 LOOP1: MOVX DPTR, A ;不是$,执行传送 INC R0 ;修改源地址 INC DPTR ;修改目的地址 SJMP LOOP0 ;传送下一个数据 LOOP2: END,-循环结构实例,36,12:01,例4-7 设8031单片机使用12MHz晶振(机器周期T为ls),试设计延迟100ms的延时程序。,4.2.3 循环程序,ORG 4000H DEYPRG:MOV R5, #100 ;置外循环计数器R5初值为100 LOOP1: MOV R6, #200 ;置2层循环计数器R6初值为200 LOOP2: MOV
23、R7, #248 ;置3层循环计数器R7初值为248 LOOP3: DJNZ R7, LOOP3 ;3层循环计数结束否? DJNZ R6, LOOP2 ;2层循环计数结束否? DJNZ R5, LOOP1 ;外循环计数结束否? RET,37,12:01,在上例程序中采用了多重循环程序,即在一个循环体中又包含了其他的循环程序,这种方法是实现延时程序的常用方法。使用多重循环时,必须注意以下几点。 (1) 循环嵌套,必须层次分明,不允许产生内外层循环交叉; (2) 外循环可以一层层向内循环进入,结束时由里往外一层层退出; (3) 内循环可以直接转入外循环,实现一个循环由多个条件控制的循环结构方式。,
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