第3章匯編語言程序設(shè)計(jì)

會(huì)計(jì)學(xué)1第3章匯編語言程序設(shè)計(jì)寫入單片機(jī)的目標(biāo)程序有兩種文件格式：

·BIN文件是由編譯器生成的二進(jìn)制文件，是程序的機(jī)器碼.·HEX文件是由INTEL公司定義的一種格式。HEX文件需通過符號(hào)轉(zhuǎn)換程序OHS51進(jìn)行轉(zhuǎn)換

目前很多公司將編輯器、匯編器、編譯器、連接/定位器、符號(hào)轉(zhuǎn)換程序做成集成軟件包，用戶進(jìn)入該集成環(huán)境，編輯好程序后，只需點(diǎn)擊相應(yīng)菜單就可以完成上述的各步，如WAVE、KEIL。第1頁/共42頁匯編的方法：匯編的方法有兩種1.手工匯編：人工查指令表，查出程序中每條指令對(duì)應(yīng)的機(jī)器代碼。早期的計(jì)算機(jī)使用。2.機(jī)器匯編：用計(jì)算機(jī)中的匯編程序?qū)τ脩粼闯绦蜻M(jìn)行匯編。用機(jī)器匯編要提供給匯編程序一些輔助信息，遵循匯編程序的一些約定。這些信息由偽指令設(shè)定。第2頁/共42頁1)確定程序中每條匯編語言指令的指令機(jī)器碼2)確定每條指令在存儲(chǔ)器中的存放地址3)提供錯(cuò)誤信息 4)提供目標(biāo)執(zhí)行文件(*.OBJ/*.HEX)和列表文件(*.LST)

地址 機(jī)器碼 源程序

ORG 2000H 2000H7830 MAIN： MOVR0，#30H2002HE6 MOVA，@R0 …

匯編程序的主要工作：第3頁/共42頁1.機(jī)器指令：指令系統(tǒng)中的全部指令。每條機(jī)器指令都有對(duì)應(yīng)的機(jī)器代碼，可以被CPU執(zhí)行。2.偽指令：匯編控制指令，沒有指令代碼，只用于匯編過程，為匯編程序提供匯編信息。一.匯編語言指令類型3.宏指令

宏匯編功能：將需要反復(fù)多次執(zhí)行的程序段定義成一個(gè)宏指令名（宏定義）。編程時(shí)，可在程序中使用宏指令名來替代被定義的程序段（宏調(diào)用）。第4頁/共42頁宏定義格式：宏調(diào)用格式：

…

宏指令名實(shí)際參數(shù)

…

宏指令名實(shí)際參數(shù)宏指令名MACRO

形式參數(shù)

…

；被定義的程序段

ENDM第5頁/共42頁二．常用偽指令及功能：1.起始指令ORGnn功能：定義程序或數(shù)據(jù)塊的起始地址。指示此語句后面的程序或數(shù)據(jù)塊以nn為起始地址，連續(xù)存放在程序存儲(chǔ)器中。

指令地址機(jī)器碼 源程序

ORG 2000H

2000H7830 MAIN： MOVR0，#30H

2002HE6 MOVA，@R0 … ORG3000H

3000H23 TAB：DB23H，100，‘A’

3001H643002H41第6頁/共42頁2.字節(jié)定義標(biāo)號(hào)：DB（字節(jié)常數(shù)，或字符或表達(dá)式）功能：指示在程序存儲(chǔ)器中以標(biāo)號(hào)為起始地址的單元里存放的數(shù)為字節(jié)數(shù)據(jù)。例如

LN：DB32，’C’，25H，-1；LN～LN+3地址單元依次存放

地址

數(shù)據(jù)LN20LN+143LN+225LN+3FF3.字定義標(biāo)號(hào)：DW（字常數(shù)或表達(dá)式）作用：指示在程序存儲(chǔ)器中以標(biāo)號(hào)為起始地址的單元里存放的數(shù)為字?jǐn)?shù)據(jù)例如：GH

：DW1234H，5678H，08GH1234GH+25678GH+40008第7頁/共42頁5.等值指令標(biāo)號(hào)EQU（數(shù)值表達(dá)式）

定義常量，一般用于為標(biāo)號(hào)或標(biāo)識(shí)符賦值。

例如：X1 EQU2000H

X2 EQU0FH

…

MAIN: MOVDPTR，#X1;DPTR=2000H ADDA，#X2;A=A+0FH4．保留字節(jié)標(biāo)號(hào)：DS（數(shù)值表達(dá)式）作用：

指示在程序存儲(chǔ)器中保留以標(biāo)號(hào)為起始地址的若干字節(jié)單元，其單元個(gè)數(shù)由數(shù)值表達(dá)式指定。例如L1：DS32;從L1地址開始保留32個(gè)存儲(chǔ)單元。第8頁/共42頁6.位定義

標(biāo)號(hào)

BIT[位地址]作用：

同EQU指令，不過定義的是位操作地址。例如

AICBITP1.1。7.匯編結(jié)束END作用：

指示源程序段結(jié)束。

END指令放在程序的最后。第9頁/共42頁3-2匯編語言程序設(shè)計(jì)步驟一.確定方案和計(jì)算方法二.了解應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置、性能指標(biāo)三.建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，確定控制算法和操作步驟四.合理分配存儲(chǔ)器單元和了解I/O接口地址五.編制源程序1.按功能設(shè)計(jì)程序，明確各程序之間的相互關(guān)系2.用流程圖表示程序結(jié)構(gòu)和功能開始1YN?3.程序中用注釋說明指令在程序中的作用，方便閱讀、調(diào)試和修改第10頁/共42頁

順序程序設(shè)計(jì)例3-1編程將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的000EH和000FH單元的內(nèi)容相換。

常用程序結(jié)構(gòu)

順序程序、分支程序、

循環(huán)程序、子程序000EH000FH000EH000FH000EH000FH000EH000FH分析:外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)操作只能用MOVX指令，且只能和A之間傳送，因此必須用一個(gè)中間環(huán)節(jié)作暫存，設(shè)用20H單元。用R0、R1指示兩單元的低八位地址，高八位地址由P2指示。編程過程如下：000EH000FH000EH000FH000EH000FH第11頁/共42頁ORG0000HMOVP2,#0H;送地址高八位至P2口

MOVR0,#0EH;R0=0EHMOVR1,#0FH;R1=OFHMOVXA,@R0;A=(000EH)MOV20H,A;(20H)=(000EH)MOVXA,@R1;A=(000FH)XCHA,20H;A=(000EH),(20H)=(000FH)MOVX@R1,AMOVA,20HMOVX@R0,A;交換后的數(shù)送各單元

SJMP$END第12頁/共42頁3-3順序程序設(shè)計(jì)順序程序(簡(jiǎn)單程序)，程序走向只有一條路徑。如前面介紹的查表法求平方值等第13頁/共42頁例3-3分解壓縮型BCD碼,使其成為非壓縮型BCD碼。ORG0100HMOV R0，#40H ；設(shè)指針MOV A，@R0 ；取一個(gè)字節(jié)MOV R2，A ；暫存ANL A，#0FH ；高四位清0INC R0MOV @R0，A ；保存?zhèn)€位數(shù)據(jù)片內(nèi)RAM42H41H40H65MOV A，R2SWAPA ；十位換到低四位ANL A，#0FHINC R0MOV @R0，A ；保存十位數(shù)據(jù)END0506第14頁/共42頁地址數(shù)據(jù)TAB0TAB+11TAB+24TAB+39TAB+416HTAB+525H例3-5設(shè)變量放在片內(nèi)RAM的20H單元,其值為00H~05H之間,要求編查表程序,查出變量的平方值,并放入片內(nèi)RAM的21H單元。ORG0000HMOVDPTR,#TABMOVA,20HMOVCA,@A+DPTR;查表

MOV21H,ASJMP$TAB2:DB00H,01H,04H,09H,16H,25HEND分析：在程序存儲(chǔ)器安排一張平方表，首地址為TAB，以DPTR指向表首址，A存放變量值，利用查表指令MOVCA，@A+DPTR，即可求得。表中數(shù)據(jù)用BCD碼存放合乎人們的習(xí)慣.如果平方值為兩個(gè)字節(jié)，程序應(yīng)如何編。DPTRA第15頁/共42頁

ORG0100HMOVA，R2

JNBACC.7，N；為正數(shù)？

CPLA ；負(fù)數(shù)變補(bǔ)

INCA

MOVR2，AN：SJMP$ ；結(jié)束3.4分支程序的設(shè)計(jì)

由條件轉(zhuǎn)移指令構(gòu)成程序判斷框部分，形成分支結(jié)構(gòu)3.5.1單分支程序一個(gè)判斷決策框，兩種分支結(jié)構(gòu)圖。條件滿足?N影響條件Y處理段條件滿足?N影響條件Y處理1處理2例1求8位有符號(hào)數(shù)的絕對(duì)值。方法:正數(shù)不變,負(fù)數(shù)變補(bǔ)(按位取反，末位加1)第16頁/共42頁

例2用單片機(jī)加重力傳感器作磅秤，秤出重量后算出行李運(yùn)費(fèi)價(jià)格，其秤出的重量以10kg為1個(gè)計(jì)價(jià)單位G,G已存入40H單元。計(jì)價(jià)方法

為50kg以內(nèi)按3元,50kg以上

分段計(jì)價(jià):50kg按3元計(jì)價(jià)

，超過部分按2元計(jì)價(jià)。

由此列出算式：G×3+(G-5)×2；當(dāng)G＞5M=G×3；當(dāng)G≤53G因重復(fù)使用，先暫存在R2。流程見左,程序如下：第17頁/共42頁ORG0100HFRT：MOVA，40H ；取行李重量計(jì)價(jià)單位G MOVR3，A MOVB，#03H ；運(yùn)費(fèi)M=G×3 MULAB MOVR2，A ；暫存3G

MOVA，R3 ；取回G CJNEA，#05H，L1 ；G≤5? SJMPWETC L1：JC WETC ；是，轉(zhuǎn)至WETC SUBBA，#05H ；否則M=3G+2(G-5)

RLCA ADDA，R2 MOVR2，AWETC：MOV41H，R2 ；存運(yùn)費(fèi)M RET第18頁/共42頁

多分支散轉(zhuǎn)程序的設(shè)計(jì)

有一類分支程序,它根據(jù)不同的輸入條件或不同的運(yùn)算結(jié)果,轉(zhuǎn)向不同的處理程序,稱之為散轉(zhuǎn)程序。有如下兩種設(shè)計(jì)方法：

1.查轉(zhuǎn)移地址表:

將轉(zhuǎn)移地址列成表格，將表格的內(nèi)容作轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。

2.查轉(zhuǎn)移指令表:

將轉(zhuǎn)移到不同程序的轉(zhuǎn)移指令列成表，判斷條件后查表，轉(zhuǎn)到表中指令執(zhí)行。第19頁/共42頁1.利用轉(zhuǎn)移地址表實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移

例3-7

根據(jù)R3的內(nèi)容轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的程序，R3的內(nèi)容為0～n(n<128)，處理程序的入口地址(符號(hào)地址)分別為PR0～PRn。分析：將PR0—PRn入口地址(16位)存在表格中，每一項(xiàng)占兩個(gè)字節(jié)，PRi在表中的偏移量為2i，因此將R3的內(nèi)容乘2即得PRi在表中的偏移地址，從偏移地址2i和2i+1兩個(gè)單元分別取出PRi的高八位地址和低八位地址送DPTR寄存器，用間接轉(zhuǎn)移指令JMP即轉(zhuǎn)移到PRi入口地址執(zhí)行。

這里設(shè)PR0-PRn值

PR0

EQU0110H;用偽指令org定義PRn的具體地址

PR1EQU0220H

PR2EQU0330H第20頁/共42頁ORG0000HMOVA,R3;R3→AADDA,ACC;A*2MOVDPTR,#TABPUSHACCMOVCA,@A+DPTR;取地址表中高字節(jié)MOVB,A;暫存于BINCDPLPOPACCMOVCA,@A+DPTR;取地址表中低字節(jié)MOVDPL,AMOVDPH,B;DPTR＝0220HCLRA;A=0JMP@A+DPTR;轉(zhuǎn)移TAB：DWPR0,PR1,PR2,…..,PRn;轉(zhuǎn)移地址表END01100220..TABTAB+2DPHDPL例如R3=1的操作0220第21頁/共42頁2.利用轉(zhuǎn)移指令表實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移

例3-8設(shè)有五個(gè)按鍵0、1、2、3、4其編碼分別為3AH、47H、65H、70H、8BH，要求根據(jù)按下的鍵轉(zhuǎn)向不同的處理程序，分別為PR0、PR1、PR2、PR3、PR4，設(shè)按鍵的編碼已在B寄存器中，編出程序。分析:將鍵碼排成表，將鍵碼表中的值和B中的鍵編碼比對(duì)，記下在鍵碼表中和B中的鍵編碼相等的序號(hào)，另安排一個(gè)轉(zhuǎn)移表,安排AJMP指令(機(jī)器碼)，因每條AJMP指令占二字節(jié)，將剛才記下的序號(hào)乘2即為轉(zhuǎn)移表的偏移地址，利用JMP@A+DPTR執(zhí)行表內(nèi)的AJMP指令，從而實(shí)現(xiàn)多分支轉(zhuǎn)移，設(shè)JPT的地址為001AH、PR0入口地址為0110H、，參考2.4.2節(jié)，求AJMPPR0的機(jī)器碼

0000000100010000001000010000(2110h)a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第22頁/共42頁AJMPPR0的機(jī)器碼為2110H，PR1入口地址為0220HAJMPPR1的機(jī)器碼為4120H,轉(zhuǎn)移指令表JPT的內(nèi)容如下所示。設(shè)B=65H,鍵值為2:2041JPT+42002JPT+21021JPTAJMPPR0AJMPPR1AJMPPR2TAB3AHTAB+147HTAB+265HTAB+370H轉(zhuǎn)移指令表JPT鍵碼表TAB65HA2B2×AA=1A=2A=065H65H第23頁/共42頁ORG0000HMOVDPTR,#TAB;置鍵碼表首址

MOVA,#0;表的起始位的偏移量為0NEXT:PUSHACCMOVCA,@A+DPTR;A=鍵碼表的編碼

CJNEA,B,AGAN;將B中值和鍵碼表的值比較

POPACCRLA;如相等,序號(hào)乘2得分支表內(nèi)偏移量

MOVDPTR,#JPT;置分支表首址

JMP@A+DPTRAGAN:POPACC;不相等比較下一個(gè)

INCA;序號(hào)加1CJNEA,#5,NEXTSJMP$;鍵碼查完還沒有B中按鍵編碼程序結(jié)束

JPT:AJMPPR0;分支轉(zhuǎn)移表

AJMPPR1AJMPPR2AJMPPR3AJMPPR4TAB:DB3AH,47H,65H,70H,8BH;鍵碼表

END

第24頁/共42頁

當(dāng)程序中的某些指令需要反復(fù)執(zhí)行多次時(shí)，采用循環(huán)程序的方式，這樣會(huì)使程序縮短，節(jié)省存儲(chǔ)單元。循環(huán)程序的類型:第一種先判斷后執(zhí)行：即先判斷是否滿足循環(huán)條件，滿足則執(zhí)行第二種先執(zhí)行后判斷：即循環(huán)執(zhí)行一遍后，再判斷條件是否滿足。3.5循環(huán)程序設(shè)計(jì)第25頁/共42頁例3-9設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)10ms的延時(shí)子程序，已知單片機(jī)使用的晶振為6MHz。

采用循環(huán)實(shí)現(xiàn)軟件延時(shí)，精挑一些指令，通過計(jì)算指令周期，然后乘以循環(huán)次數(shù)。一般采用雙循環(huán)實(shí)現(xiàn)。延時(shí)時(shí)間與兩個(gè)因素有關(guān):晶振頻率和循環(huán)次數(shù)。由于晶振采用6MHz，一個(gè)機(jī)器周期是2μs，可用內(nèi)循環(huán)實(shí)現(xiàn)1ms延時(shí)，外循環(huán)10次即可達(dá)10ms延時(shí)。內(nèi)循環(huán)實(shí)現(xiàn)1ms延時(shí)，內(nèi)循環(huán)的次數(shù)用未知數(shù)MT表示，從附錄A查每條指令機(jī)器周期，計(jì)算程序的執(zhí)行時(shí)間。第26頁/共42頁ORG0020HMOVR0，#0AH；外循環(huán)10次

DL2：MOVR1，#MT；內(nèi)循環(huán)次數(shù)待定

DL1：NOPNOP；空操作指令

DJNZR1，DL1DJNZR0，DL2

RET111122內(nèi)循環(huán)DL1到指令DJNZR1，DL1的計(jì)算：（1+1+2）×2μS×MT=1000μSMT=125=7DH將7DH代入上面程序的MT，計(jì)算總的延時(shí)時(shí)間：

{1+[1+（1+1+2）×125+2]×10}×2μS=10062μS=10.062mS若需要延時(shí)更長(zhǎng)時(shí)間，可以采用多重循環(huán)。機(jī)器周期數(shù)內(nèi)外第27頁/共42頁例3-10編寫多字節(jié)數(shù)×10程序。

內(nèi)部RAM以20H為首址的一片單元中存放著一個(gè)多字節(jié)符號(hào)數(shù)，字節(jié)數(shù)存放在R7中，存放方式為低位字節(jié)在低地址，高位字節(jié)在高地址，要求乘10后的積仍存放在這一片單元中。

分析用R1作該多字節(jié)的

地址指針，部分積的低位仍

存放于本單元，部分積的高

位存放于R2，以便和下一

位的部分積的低位相加。

以R7作字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)。

編程如下：

345H0AH32H28H2BH1EH20BH第28頁/共42頁ORG0000HCLRC；清進(jìn)位位CMOVR1，#20H；R1指示地址

MOVR2，#00H；存積的高八位寄存器R2清0S10：MOVA,＠R1；取一字節(jié)送AMOVB，#0AH；10送BPUSHPSWMULAB；字節(jié)乘10POPPSWADDCA，R2；上次積高八位加本次積低八位

MOV@R1，A；送原存儲(chǔ)單元

MOVR2，B；積的高八位送R2INCR1；指向下一字節(jié)

DJNZR7，S10；未乘完去SH10，否則向下執(zhí)行

MOV@R1，B；存最高字節(jié)積的高位

SJMP$第29頁/共42頁例如1223650989比較大小不交換(0)12236509191223650919交換(1)122309

6519不交換(0)交換(1)12236509191223

091965最大交換(1)不交換(0)12230919651209

2319

65交換(1)120919

23

65不交換(0)交換(1)12230919651209192365最大12091923650912192365091219236509121923650912192365第30頁/共42頁第31頁/共42頁MCS-51單片機(jī)有著優(yōu)異的位邏輯功能,可以方便的實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯運(yùn)算.這種用軟件替代硬件的方法,可以大大簡(jiǎn)化甚至完全不用硬件,但比硬件要多花運(yùn)算時(shí)間。例3-17編寫一程序,以實(shí)現(xiàn)圖3-7中的邏輯運(yùn)算電路.3.6位操作程序設(shè)計(jì)第32頁/共42頁

其中P1.1和P2.2分別是端口線上的信息,TF0和IE1分別是定時(shí)器定時(shí)溢出標(biāo)志和外部中請(qǐng)求標(biāo)志,25H和26H分別是兩個(gè)位地址,運(yùn)算結(jié)果由端口線P1.3輸出。.圖3-4硬件邏輯運(yùn)算電路第33頁/共42頁程序如下：START:MOVC,P2.2ORLC,TF0ANLC,P1.1MOVF0,CMOVC,IE1ORLC,/25HANLC,F0ANLC,/26HMOVP1.3,CSJMP$第34頁/共42頁例3-18

設(shè)累加器A的各位ACC.0～ACC.7分別記為X0～X7，編制程序用軟件實(shí)現(xiàn)下式:

Y=X0X1X2+X0X1X2+X0X1X2X3+X4X5X6X7X0BITACC.0X1BITACC.1X2BITACC.2X3BITACC.3X4BITACC.4X5BITACC.5X6BITACC.6X7BITACC.7第35頁/共42頁ORG0000HMOVC,X0ANLC,X1ANLC,X2MOV00H,C;X0X1X2MOVC,X0ANLC,/X1MOV01H,C;X0X1ANLC,/X2ORLC,00HMOV00H,C

MOVC,X2ANLC,01H

ANLC,X3;X0X1X2X3ORLC,/00HMOV00H,CMOVC,X7ANLC,/X6ANLC,/X5ANLC,/X4;X4X5X6X7ORLC,00H;最終結(jié)果

Y→CSJMP$第36頁/共42頁1.子程序是構(gòu)成單片機(jī)應(yīng)用程序必不可少的部分，通過ACALL和LCALL兩條子程序調(diào)用指令。2.子程序的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省存儲(chǔ)單元，程序結(jié)構(gòu)清晰，易于維護(hù)。3.子程序必須以RET指令結(jié)束。4.在調(diào)用子程序時(shí)，應(yīng)