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第四章 汇编语言程序设计及知识 4.1 编程的步骤、方法和技巧 4.2 汇编语言源程序的编辑和汇编 4.1 编程的步骤、方法和技巧 4.1.1 编程的步骤 4.1.2 编程的方法和技巧 4.1.3 汇编语言程序的基本结构 4.1.1 编程的步骤 n一、分析问题 n二、确定算法 n三、画程序流程图 n四、编写程序 一、分析问题 n对需要解决的问题进行分析，以求对问题由正确 的理解。如， n解决问题的任务是什么？ n工作过程？ n现有的条件，已知数据，对运算的精度和速度方 面的要求？ n设计的硬件结构是否方便编程？ 二、确定算法 n算法是如何将实际问题转化成程序模块来处理。 n在编程以前，先要对几种不同的算法进行分析、 比较，找出最适宜的算法 三、画程序流程图 n程序流程图是使用各种图形、符号、有向线段等来说明程 序设计过程的一种直观的表示。 n流程图步骤分得越细致，编写程序是也越方便。 n画流程图是程序结构设计是采用的一种重要手段。 n一个系统软件有总的流程图（主程序框图）和局部的流程 图。 n流程图常采用的图形和符号。 椭圆框或桶形框：表示程序的开始或结束。 矩形框：表示要进行的工作。 菱形框 ：表示要判断的事情，菱形框内 的表达式表示要判断的内容。 圆圈 ：表示连接点 指向线：表示程序的流向 四、编写程序 n用80c51汇编语言编写的源程序行（一条语句） 包括四个部分，也叫四个字段： 标号：操作码操作数；注释 n 每个字段之间要用分隔符分隔，而每个字段内部不能使 用分隔符。可以用作分隔符的符号：空格“ ”、冒号“：”、 、逗号“，”、分号“；”等。 例：loop：mov a，#00h；立即数00ha 标号 n标号是用户定义的符号地址。 n一条指令的标号是该条指令的符号名字，标号的值是汇编 这条指令时指令的地址。 n标号由以英文字母开始的18个字母或数字组成，以冒 号“：”结尾。 n标号可以由赋值伪指令赋值，如果没有赋值，汇编程序把 存放该指令目标码第一字节的存储单元的地址赋给该标号 ，所以，标号又叫指令标号。 操作码 n操作码是必不可少的。 n它用一组字母符号表示指令的操作码。在80c51 中，由80c51的指令助记符组成。 操作数 n汇编语言指令可能要求或不要求操作数，所以这一字段可能有也可能 没有。 n若有两个操作数，操作数之间用逗号“，”分开。 n操作数包括的内容有： n（1）工作寄存器：由psw.3和psw.4规定的当前工作寄存器区中的 r0r7。 n（2）特殊功能寄存器：21个sfr的名字。 n（3）标号名：赋值标号由汇编指令equ等赋值的标号；指令标号 指令标号指示的指令的第一字节地址是该标号的值。 n（4）常数：可用二进制（b）、十进制、十六进制（h），若常数以 字符开头，前面加0。 n（5）$：用来表示程序计数器的当前值。 n（6）表达式：汇编时，计算出表达式的值填入目标码。 注释 n注释部分不是汇编语言的功能部分，只是用语增 加程序的可读性。 n良好的注释是汇编语言程序编写中的重要组成部 分。 4.1.2 编程的方法和技巧 一、模块化的程序设计方法 二、编程技巧 一、模块化的程序设计方法 1、程序功能模块化的优点 2、划分模块的原则 1、程序功能模块化的优点 n单个模块结构的程序功能单一，易于编写、调试和修改。 n便于分工，从而可使多个程序员同时进行程序的编写和调 试工作，加快软件研制进度。 n程序可读性好，便于功能扩充和版本升级。 n对程序的修改可局部进行，其它部分可以保持不变。 n对于使用频繁的子程序可以建立子程序库，便于多个模块 调用。 2、划分模块的原则 n每个模块应具有独立的功能，能产生一个明确的结果，即 单模块的功能高内聚性。 n模块之间的控制耦合应尽量简单，数据耦合应尽量少，即 模块间的低耦合性。控制耦合是指模块进入和退出的条件 及方式，数据耦合是指模块间的信息交换方式、交换量的 多少及交换频繁程度。 n模块长度适中。20条100条的范围较合适。 二、编程技巧 1、尽量采用循环结构和子程序。 2、尽量少用无条件转移指令。 3、对于通用的子程序，考虑到其通用性，除了用于存放 子程序入口参数的寄存器外，子程序中用到的其他寄存器 的内容应压入堆栈（返回前再弹出），即保护现场。 4、在中断处理程序中，除了要保护处理程序中用到的寄 存器外，还要保护标志寄存器。 5、用累加器传递入口参数或返回参数比较方便，在子程 序中，一般不必把累加器内容压入堆栈。 4.1.3 汇编语言程序的基本结构 一、顺序程序 二、分支程序 三、循环程序 一、顺序程序 n顺序程序是最简单的程序结构，即顺序结 构。 n程序按顺序一条一条地执行指令。 例1：三字节无符号数相加 (50h)(51h)(52h)(50h)(51h)(52h)+(53h)(54h)(55h) mov r0,#52h mov r1,#55h mov a,r0 add a,r1 mov r0,a dec r0 dec r1 mov a,r0 addc a,r1 mov r0,a dec r0 dec r1 mov a,r0 addc a,r1 mov r0,a clr a addc a,#00h mov r0,#20h mov r0,a 把进位结果送到20h单元 (50h)(51h)(52h)(50h)(51h)(52h)+(53h)(54h)(55h) 顺序结构 例2、字节分解 fj: mov a, 30h anl a, #0fh mov 50h, a mov a, 30h anl a, #0f0h mov 51h, a ret 有问题吗？ 二、分支程序 n程序分支是通过条件转移指令实现的，即根据条件对程序 的执行进行判断、满足条件则进行程序转移，不满足条件 就顺序执行程序。 n分支程序又分为单分支和多分支结构。 n多分支程序是首先把分支程序按序号排列，然后按序号值 进行转移。 二、分支程序 n在mcs-51指令系统中，通过条件判断实现单分支程序转 移的指令有：jz、jnz、cjne、djnz等。此外还有以位 状态作为条件进行程序分支的指令，如jc、jnc、jb、 jnb、jbc等。使用这些指令可以完成0、1、正、负，以 及相等、不相等作为各种条件判断依据的程序转移。 n结构如图4-1所示。 图4-1 start: clr c mov dpta,#st1 movx a,dptr mov r2,a inc dptr movx a,dptr subb a,r2 jnc big1 xch a,r2 big0:inc dptr movx dptr,a ret big1: movx a,dptr sjmp big0 单分支举例：外部ram中有st1、st2、st3共3个连续单元 ，要求从st1、st2两个单元中找出大数存入st3中。 （均为无符号数） cjne a,55h,loop1 ajmp fh loop1:jnc jw cjne a,54h,loop2 ajmp fh loop2:jc sw fh: ret 多重单分支举例：温度值ta在a中，内部ram54h放温度下 限，55h放温度上限。根据温度比较，采取jw、sw、fh。 例： 128种分支转移程序。 功能：根据入口条件转移到128个目的地址。 入口：（r3）=转移目的地址的序号00h7fh。 出口：转移到相应子程序入口。 128个子程序首址 jmp_128：mov a，r3 rl a mov dptr，#jmptab jmp a+dptr jmptab：ajmp rout00 ajmp rout01 ajmp rout7f 通过转移指令表实现程序多分支举例 键盘上有3 个键 键值放在a 中 01执行 ds 02执行 xs 03执行 cr mov dptr,#3000h clr c rlc a jmp a+dptr 3000h 3001h 3002h ajmp ds 3003h 3004h ajmp xs 3005h 3006h ajmp cr mov a,r3 mov dptr,#brtab movc a,a+dptr jmp a+dptr brtab: db br0_brtab db br1_brtab db br2_brtab db br3_brtab br0:mov a,r0 sjmp bre br1 :movx a,r0 sjmp bre br2: mov a,r1 anl a,#0fh anl p2,#0fh orl p2,a movx a,r0 br3: mov dpl,r0 mov dph,r1 movx a,dptr bre : sjmp $ 通过数据表实现程序多分支举例，分支序号放在r3中 mov dptr,#brtab mov a,r0 rl a mov r1,a inc a movc a,a+dptr push acc mov a,r1 movc a,a+dptr push acc ret brtab:dw br0 dw br1 dw br127 通过堆栈实现程序多分支举例，分支序号放在r0中,分支程 序入口地址放在bratab表中 子程序返回指令 ret、reti，弹出 断点送给pc，先弹 高8位，后弹低8位 ；dw定义数据字 命令：高8位在前 ，低8位在后 mov dptr,#bs rl a mov r2,a movc a,a+dptr push acc mov a,r2 inc a movc a,a+dptr mov dph,a pop dpl clr a jmp a+dptr bs:db rk0l db rk0h db rk1l db rk1h db rk2l db rk2h 键码放在a中 键码 入口地址 0 rk0 1 rk1 2 rk2 三、循环程序 n在程序运行时，有时需要连续重复执行某段程序 ，可以使用循环程序。其结构包括四部分： 1、置循环初值 2、循环体（循环工作部分） 3、修改控制变量 4、循环控制部分 1、置循环初值 n对于循环程序中所使用的工作单元，在循环开始 时应置初值。 n例如，工作寄存器设置计数初值，累加器a清0， 以及设置地址指针、长度等。 2、循环体（循环工作部分） n重复执行的程序段部分，分为循环工作部分和循 环控制部分。 n循环控制部分每循环一次，检查结束条件，当满 足条件时，就停止循环，往下继续执行其他程序 3、修改控制变量 n在循环程序中，不许给出循环结束条件。 n常见的是计数循环，当循环了一定的次数后，就 停止循环。 n在单片机中，一般用一个工作寄存器rn作为计数 器，对该计数器赋初值作为循环次数。每循环一次 ，计数器的值减1，即修改循环控制变量，当计数 器的置件为0时，就停止循环。 4、循环控制部分 n根据循环结束条件，判断是否结束循环。 n80c51可采用djnz指令来自动修改控制变量并 能结束循环。 置初值 循环体 循环修改 循环控制 退出循环 未完 完 （a） 置初值 循环体 循环修改 循环控制 退出循环 未完 完 （b） 图 循环组织方式流程图 mov r2,#0ffh mov r0,#3fh loop:inc r2 inc r0 cjne r0,#0dh,loop ret 字符串存放在内部ram从40h单元开始的连续单元， 以回车符结束。试统计字符串长度。 把内部ram起始地址为data的数据串传送到外部ram以buffer 为首的区域，直到发现“$”字符为止，数据串最大长度32字节。 mov r0,#data mov dptr,#buffer mov r1,#20h loop: mov a,r0 subb a,#24h jz loop1 movx dptr,a inc dptr inc r0 djnz r1,loop loop1:ret (思考本程序有何问题) 不带符号的n个单字节数，依次存放在外部ram21h开始 的单元中，求其和放在r1r2中，r1放高字节。 mov r0,#21h mov r3,#n mov r1,#00h mov r2,#00h loop:movx a,r0 add a,r2 mov r2,a jnc loop1 inc r1 loop1:inc r0 djnz r3,loop 两个n字节数分别存放在内部ram中，低字节在前，高在后，r0 指定被减数单元地址，r1指定减数单元地址，差放在被减数单元 clr c mov r2,#n loop:mov a,r0 subb a,r1 mov r0,a inc r0 inc r1 djnz r2,loop jc qaz ret 三字节无符号数相加，被加数在内部ram20h22h单元， 加数在2ah2ch单元(低位在前)，和放在被加数单元 mov r0,#20h mov r1,#2ah mov r7,#03h clr c loop:mov a,r0 addc a,r1 mov r0,a inc r0 inc r1 djnz r7,loop clr a addc a,#00h mov r0,a 单循环定时 mov r5,#time loop:nop nop djnz r5,loop 最长定时时间： 25682048us 较长时间定时 mov r5,#time1 loop2:mov r4,#time2 loop1:nop nop djnz r4,loop1 djnz r5,loop2 ret 最大定时： （256421）2562 4 525828us 定时程序举例（假设晶振频率6mhz） mov r0,#time loop:add a,r1 inc dptr djnz r0,loop 定时： 10time(us) 若要求定时24us， 增加nop指令：哑 指令 本程序中add、 inc均作为哑指令出 现 n以一个基本延时程序 满足不同的定时要求 比如设计一个1s的 延时程序进行调用 数据极值查找程序 mov r0,#20h mov r7,#08h mov a,r0 dec r7 loop:inc r0 mov 2ah,r0 cjne a,2ah,chk chk: jnc loop1 mov a,r0 loop1:djnz r7,loop mov 2bh,a here: ajmp here 内部ram20h单元开 始存放8个无符号8位2进制 数，找出其中最大数。 极值查找操作的主要 内容就是进行数据大小比 较。假定在比较过程中，a 放大数，与之比较的另一 个数放在2ah单元中，比 较结束后，最大数送2bh 单元。 四、子程序的设计 步骤： 1、确定子程序名称，即入口标号。 2、确定子程序的输入/输出参数。 3、确定所用的寄存器和存储单元，以便现场保护。断 点保护由指令自动完成。 4、确定子程序的算法，编写源程序。 举例：多字节bcd数加法。 子程序： addb: push psw push acc clr c loop: mov a, r0 addc a, r1 da a mov r0, a inc r0 inc r1 djnz r2, loop pop acc pop psw ret 4字节bcd数相加主程序： movr0, #20h movr1, #30h movr2, #04h lcalladdb 五、查表程序 查表用指令 movc a, a+dptr movc a, a+pc mov dptr, #tab movc a, a+dptr ret tab: db 00, 01, 04, 09, 16 db 25, 36, 49, 64, 81 add a, #1 movc a, a+pc ret tab: db 00, 01, 04, 09, 16 db 25, 36, 49, 64, 81 例：用查表法求（09）的平方 4.2 汇编语言源程序的编辑和汇编 4.2.1 源程序编辑 4.2.2 源程序的汇编 4.2.3 伪指令 4.2.1 源程序编辑 n在微型计算机上，借助编辑软件，编写或 修改汇编语言源程序。如行编辑或屏幕编辑 软件。 4.2.2 源程序的汇编 n汇编：将汇编语言源程序转换为机器码表示的目 标程序的过程。对单片机有： 一、手工汇编 二、机器汇编 三、反汇编 一、手工汇编 n通过手工方式查指令编码表，逐个把助记符指令 “翻译”成机器码，然后把得到的机器码程序键入单 片机，进行调试和运行。 n手工汇编的缺点： 1、偏移量的计算容易出错 2、程序的修改会引起后面指令地址的变化， 转移指令的偏移量也要重新计算。 二、机器汇编 n机器汇编是在计算机上使用交叉汇编程序进行源 程序的汇编。汇编工作由机器自动完成，最后得到 以机器码表示的目标程序。 三、反汇编 n将二进制机器语言程序翻译成汇编语言程序的过 程称反汇编。 n汇编和反汇编的过程如图所示。 源程序 （汇编语言） 目标码 （机器语言） 汇编（汇编程序） 反汇编（汇编程序） 图 汇编和反汇编过程 4.2.3 伪指令 n伪指令不是真正的指令，无对应的机器码，在汇 编时不产生目标程序，只是用来对汇编过程进行某 种控制。 org 汇编起始命令 n格式：org 16位地址 n功能：规定该伪指令后面程序的汇编地址，即汇编后生成 目标程序存放的起始地址。例如： org 2000h start：mov a，#64h n规定了start的地址是2000h，又规定了汇编后的第一 条指令码从2000h开始存放。 end 汇编结束指令 n格式：end n功能：通知汇编程序结束汇编。在end之后所有 的汇编指令均不予以处理。 equ 赋值命令 n格式：字符名称 equ 项（数或汇编符号） n功能：把“项”赋给“字符名称”。 n注意：字符名称不等于标号（其后没有冒号）；其中的项 ，可以是数，也可以是汇编符号。equ赋值过的符号名可 以用作数据、代码地址、位地址或一个立即数。可以是8位 的，也可以是16位的。 n例如： equ 赋值命令 例1： aa equ r1 mov a，aa；aa代表工作寄存器r1 例2： a10 equ 10 dely equ 07ebh mov a，a10；a10作为片内的一个直接地址 lcall dely；dely作为一个16位子程序的 入口地址 data 数据地址赋值命令 n格式：字符名称 data 表达式 n功能：与equ类似，但有以下差别： n1、equ定义的字符名必须先定义后使用，而data定义 的字符名可以后定义先使用。 n2、用equ伪指令可以把一个汇编符号赋给一个名字，而 data只能把数据赋给字符名。 n3、data语句可以把一个表达式的值赋给字符名称，其