汇编语言程序设计及仿真调试.ppt

1/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.2.1 伪指令 一般来说，在汇编语言源程序中用指令助记符编 写的程序，都可以一一对应的产生目标程序。但还 有一些指令，例如指定目标程序或数据存放的起始 地址，给一些指定的标号赋值，在内存中予留工作 单元，表示源程序结束等等。这些指令并不产生目 标程序，不影响程序的执行，仅仅产生供汇编用的 某些指令，以便在汇编时执行一些特殊操作，称之 为伪指令。 4.2 汇编语言程序设计 2/39 增强型8051单片机实用开发技术 1、设置起始地址ORG ORG nn ORG伪指令总是出现在每段源程序或数据块的开始。它可使程序 员把程序、子程序或数据块存放在存贮器的任何位置。 ORG 0000H LJMP MAIN 在实际应用中，一般仅设置中断服务子程序的入口地址和主程 序的起始存放地址，其他的程序或常数依次存放即可，汇编程序 会自动进行存储空间的分配。 2、定义字节DB或DEFB 标号： DB 项或项表 其中项或项表是指一个字节，数或字符串，或以引号括起来的ASC码字符 串（一个字符用ASC码表示，相当于一个字节）。该指令的功能是把项或项表 的数值（字符则用它的ASC码）存入从标号开始的连续单元中。 3/39 增强型8051单片机实用开发技术 常用DB命令在程序存储器中存放数据表格，例如存放数码管显示的十六进制数的 字形码（或称为字模）。例如，共阳极LED显示字模表如下： LEDCode: DB0C0H; 0 DB0F9H; 1 DB0A4H; 2 DB0B0H; 3 DB099H; 4 DB092H; 5 DB082H; 6 DB0F8H; 7 DB080H; 8 DB090H; 9 DB088H; A DB083H; B DB0C6H; C DB0A1H; D DB086H; E DB08EH; F 访问表格常数时，常用MOVC A, A+DPTR指令。 4/39 增强型8051单片机实用开发技术 3、为标号赋值EQU 标号： EQU 项或汇编符号 其功能是将一个数或特定的汇编符号赋给语句中的字符名称 。注意，字符名称为一自定的符号，而不是标号，字符名称后 无“：”。字符名称可用来作数据地址、立即数或者位地址，其 值可以是一个8位数，也可以是16位数。 使用EQU伪指令可以把抽象的数字或地址表示成有一定意义 的符号，增强程序的可读性。需要注意的是，在同一程序中， 用EQU伪指令对标号赋值后，该标号的值在整个程序中不能再 改变。 4、DATA指令 格式： 符号名 DATA 表达式 DATA 指令用于将一个内部 RAM 的地址赋给指定的符号名。 数值表达式的值在00H0FFH之间，表达式必须是一个简单表达 式。如： BUFFER DATA 40H 5/39 增强型8051单片机实用开发技术 5、XDATA指令(Extenal Data) 格式： 符号名 XDATA 表达式 XDATA 指令用于将一个外部 RAM 的地址赋给指定的符号名。 数值表达式的值在0000H0FFFFH之间，对于STC12C5A60S2单 片机，片内集成了1024字节的XRAM，地址范围是 0000H03FFH。表达式必须是一个简单表达式。如： MYDATA XDATA 0020H 6/39 增强型8051单片机实用开发技术 6、定义位命令BIT 格式： 字符名称 BIT 位地址 用于给字符名称定义位地址。如： DOGOUT BIT P3.4 经定义后，允许在指令中用DOGOUT代替P3.4。 DATA、BIT命令可以使用EQU代替，例如，下面的两条命 令是等价的： TCONDATA 88H;中断优先级高位寄存器 TCONEQU 88H;中断优先级高位寄存器 下面的两条命令也是等价的： TF1BIT8FH;TF1的位地址位8FH TF1EQUTCON.7 ;TF1为TCON的第7位 7/39 增强型8051单片机实用开发技术 7、文件包含命令INCLUDE 文件包含命令INCLUDE用于将寄存器定义文件（一般的后缀名 为.INC）包含于当前程序中，与C语言中的#include语句类似。 使用格式为： $INCLUDE (文件名) 例如，为了使用方便，作者把STC12C5A60S2D单片机的寄存 器定义保存在文件STC12C5A.INC中，使用时，可以在程序的开 始处使用下面的命令将其包含到用户程序中： $INCLUDE (STC12C5A.INC) ;包含寄存器定义文件 使用上述命令后，在用户程序中就可以直接使用 STC12C5A60S2单片机的寄存器名称了。例如， MOV BRT,#0FBH ;设置独立波特率发生器的时间常数 8/39 增强型8051单片机实用开发技术 8、条件汇编控制指令 条件汇编控制指令的作用是使源程序中的一部分程序行根据 需要决定是否进行汇编。条件汇编控制伪指令的一般格式: IF 表达式 程序块1 ELSE 程序块2 ENDIF 9、源程序结束 END 标号： END 表达式 END语句是一个结束标志，它告诉汇编程序，该程序段已结束。 因此，该语句必须放在整个程序（包括伪指令）之后。 9/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.2.2 汇编语言程序设计的一般步骤和基本框架 1、汇编语言程序设计的一般步骤 （1）分析课题，确定算法或解题思路； （2）根据算法或思路画出流程图； （3）根据算法要求分配资源，包括内部RAM、定时器、中断等资源的分配。 （4）根据流程图编写程序； （5）不断调试并修改源程序，直到满足系统的要求。 10/39 增强型8051单片机实用开发技术 2、STC12C5A60S2单片机 汇编语言程序的设计框架： $INCLUDE (STC12C5A.INC) ;包含STC12C5A60S2单片机寄存器定义头文件 ;这里可以编写程序中用到的一些符号定义（使用EQU、DATA、BIT等伪指令） ORG0000H LJMPMAIN ;跳转到主程序 ORG0003H LJMPINT0_ISR ;外部中断0入口 ORG000BH LJMPT0_ISR ;定时器0中断入口 ORG0013H LJMPINT1_ISR ;外部中断1入口 ORG001BH LJMPT1_ISR ;定时器1中断入口 ORG0023H LJMPUART1_ISR ;串口1中断入口 ORG002BH LJMPADC_ISR ;ADC中断服务程序入口 ORG0033H LJMPLVD_ISR ;低电压检测中断服务程序入口 ORG003BH LJMPPCA_ISR ;PCA中断服务程序入口 ORG0043H LJMPUART2_ISR ;串口2中断服务程序入口 ORG004BH LJMPSPI_ISR ;SPI中断服务程序入口 ORG0100H MAIN:MOVSP,#70H ;设置堆栈指针（可根据实际情况进行修改） ;初始化内存区域内容 ;设置有关特殊功能寄存器（SFR）的控制字 ;根据需要开放相应的中断控制 MAINLOOP: ;主程序循环 LJMPMAINLOOP 11/39 增强型8051单片机实用开发技术 ;下面是各个中断服务子程序的入口 INT0_ISR: ;外部中断0服务子程序 ;根据需要填入适当的内容 RETI INT1_ISR: ;外部中断1服务子程序 ;根据需要填入适当的内容 RETI T0_ISR: ;定时器0中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容 RETI T1_ISR: ;定时器1中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容 RETI UART1_ISR:;串口1中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI UART2_ISR:;串口2中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI 12/39 增强型8051单片机实用开发技术 ADC_ISR: ;ADC中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI SPI_ISR: ;SPI通信中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI LVD_ISR: ;低电压检测服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI PCA_ISR: ;PCA和PWM中断服务子程序 ;根据需要填入适当的内容（注意中断请求标志位的清零） RETI ;下面可以编写其他子程序或者定义程序中所用的常数 END 13/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.3 典型汇编语言程序设计举例 【例4-1】编程实现下面的比较函数。设变量x存放在R0，求得的y值存入SIGN 单元。 +1 x37 y = -1 x37 0 x=37 解：可以利用CJNE指令和进位位C状态控制转移（JC指令）来实现三分支转移。源程序如下 ： SIGN EQU 50H ORG0000H LJMPMAIN ORG 0100H MAIN: CJNE R0,#37,NOTEQ ;R0中数与37数比较，不相等则转NOTEQ MOV SIGN,#00H ;若比较相等,则SIGN0 LJMP ENDME NOTEQ：JC NEG ;两数不相等,若R037则转NEG MOV SIGN,#01H ;R037时,SIGN+1 LJMP ENDME NEG： MOV SIGN,#0FFH ;R037时,SIGN-1（以补码形式给出） ENDME：NOP END 1、分支程序设计 14/39 增强型8051单片机实用开发技术 所谓查表法，就是把事先计算或测得的数据按一定顺序编制成表格， 查表程序根据被测参数的值或者中间结果，查出最终所需要的结果。它 具有程序简单，执行速度快等优点。 查表程序在计算机控制系统中应用非常广泛。例如，在键盘处理程序 中，查找按键相应的命令处理子程序的入口地址；在LED显示程序中， 获得LED数码管的显示代码；在一些快速计算的场合，根据自变量的值 ，从函数表上查找出相应的函数值以及实现非线性修正、代码转换等等 。 常用MOVC A，ADPTR查找程序存储器空间的代码或常数，每次 传送一个字节。 2、查表程序设计 15/39 增强型8051单片机实用开发技术 当程序处理的对象具有重复性规律时，可以使用循环程序设计。一个 循环表示重复执行一组指令（程序段）。 3、循环程序设计 16/39 增强型8051单片机实用开发技术 例1 延时程序（时钟为6MHz ） 入口：设延时时间N（以0.1ms为单位）送入R0。 出口：延时到，退出程序，无参数传递。 DELAY： MOV R7,#150 ;当时钟为6MHz时，约延时0.1ms LOOP： DJNZ R7,LOOP DJNZ R0,DELAY RET 17/39 增强型8051单片机实用开发技术 （1）多字节十进制BCD码减法 入口：被减数低字节地址存放于R1，减数低字节地址存放于R0，字节数存放于R2。 出口：差（补码）的低字节地址存放于R0，字节数存放于R3。 07H为符号位。0表示结果为正，1表示结果为负。 SUBCD： MOV R3,#00H;差字节数置0 CLR 07H;符号位清0 CLR C;借位位C清0 SUBCD1：MOV A,#9AH SUBB A,R0;相差 ADD A,R1 DA A MOVR0,A INC R0;地址值增1 INC R1 INC R3;差字节增1 CPL C;进位求反，以形成正确借位 DJNZ R2,SUBCD1;未减完继续，减完向下执行 JNCSUBCD2;无借位去SUBCD2返主，否则继续 SETB 07H;差为负置“1”符号位 SUBCD2：RET;返回 其他编程实例，请参见教材 4、定点数运算子程序 18/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.4 利用Keil uVision集成开发环境调试程序 4.4.1 Keil uVision集成开发环境简介 Keil uVision 集成开发环境（IDE，以下简称uVision）是一个基于Windows的 开发平台，包含高效的编辑器、项目管理器和MAKE工具。uVision支持所有的 KEIL 8051工具，包括C编译器、宏汇编器连接/定位器、目标代码、到HEX的转换 器。uVision通过以下特性加速嵌入式系统（单片机应用系统）的开发过程： 全功能的源代码编辑器 器件库用来配置开发工具设置 项目管理器用来创建和维护项目 集成的MAKE工具可以汇编编译和连接用户的嵌入式应用 所有开发工具的设置都是对话框形式的 真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器 高级GDIAGDI接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信 与开发工具手册和器件数据手册和用户指南有直接的链接 19/39 增强型8051单片机实用开发技术 安装完成后的界 面 20/39 增强型8051单片机实用开发技术 安装授权的方法是，在“File”菜单中选择“License Management.”菜单项 ，弹出“License Management”对话框 在这里输入授权号 根据这个号码，向经销 商索取授权号 21/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.4.2 Keil uVision集成开发环境中调试单片机汇编语言程 序的方法 uVision集成开发环境中包括一个项目管理器，它可 以使单片机应用系统设计变得简单。要创建一个应用， 需要按下列步骤进行操作： 1）启动uVision，新建一个项目文件并从器件库中选择 一个器件 2）新建一个源文件并把它加入到项目中 3）针对目标硬件设置工具选项 4）编译项目并生成可以编程到程序存储器的HEX文件 5）下载到单片机中进行仿真调试 22/39 增强型8051单片机实用开发技术 1.启动uVision2并创建一个项目 新建一个项目文件 23/39 增强型8051单片机实用开发技术 选择单片机型号 选择单 片机型号 拷贝启动代码提示 24/39 增强型8051单片机实用开发技术 2新建一个源文件并把它加入到项目中 新文件内容见下页 25/39 增强型8051单片机实用开发技术 【例4-4】 假设晶振频率为6MHz。将STC2C5A60S2单片机片内集成的 外部RAM 0000H000FH单元的内容清零，然后循环从P1.0输出10ms方波 。 $INCLUDE (STC12C5A.INC) ;包含STC12C5A60S2单片机寄存器定义文件 ORG0000H LJMPMAIN ORG0100H MAIN: MOVSP,#70H;设置堆栈指针 MOVDPTR,#0000H MOVR2,#10H CLRA LOOP1:MOVXDPTR,A INCDPTR DJNZR2,LOOP1;将XRAM 0000H000FH单元的内容清零 SETBP1.0 LOOP2:CPLP1.0 LCALLDELAY LJMPLOOP2;输出方波 DELAY: MOVR2,#100 ;10ms延时子程序 DLY_LOOP: MOVR7,#150 LOOP:DJNZR7,LOOP DJNZR2,DLY_LOOP RET END 26/39 增强型8051单片机实用开发技术 保存文件 输入文件名 27/39 增强型8051单片机实用开发技术 加入源程序文件到项目中 选择文件类型， 然后选择文件 加入文件到 源程序组 选择文件类型 28/39 增强型8051单片机实用开发技术 3针对目标硬件设置工具选项 在此设置使用 晶振的频率 29/39 增强型8051单片机实用开发技术 4. 编译项目并生成可以编程到程序存储器的HEX文 件 自动填入与工程名相 通的HEX文件名 选中“Create HEX File”复选框 1）设置编译选项，设置生成HEX文件 30/39 增强型8051单片机实用开发技术 2）编译失败时的提示 双击错误信息行 ，可进行错误定 位 出错的行 3）编译成功时的提示 31/39 增强型8051单片机实用开发技术 5对程序进行软件模拟调试或者下载到单片机中进行仿真调试 选择软件模 拟调试功能 从“Debug”菜单单中选择选择 “Start/Stop debug session”菜单项单项 （快捷键键是Ctrl+F5）， 或者从工具条中单单句“Start/Stop debug session”按钮钮 ，开始模拟调试过拟调试过 程。 掌握常见的调式技术（连续运行、单步运行、单步跳过运行程序 、运行到光 标所在行 、设置断点 、存储器查看、查看变量、查看外围等） 32/39 增强型8051单片机实用开发技术 设置断点的菜单项 存储器查看窗口 插入/删除断 点菜单项 33/39 增强型8051单片机实用开发技术 外部RAM存储器查看窗口 P1口的观察窗口 “Watch”窗口 34/39 增强型8051单片机实用开发技术 4.5 利用ISP工具将程序下载到单片机中验证程 序 1. ISP下载程序的运行过程 35/39 增强型8051单片机实用开发技术 2. 使用ISP工具下载程序的步骤 启动ISP软件 用户根据实际使用效果选择 限制最高通信波特率，如 57600，38400，19200 开发调试时 ，可考虑选择 此项 图4-26 ISP工具启动后的界面 36/39 增强型8051单片机实用开发技术 下载程序时，可以按照下面的步骤进行： （1）从“MCU Type”下拉列表框中选择所使用的单片机的型号，如选择 STC12C5A60S2。 （2）单击“OpenFile/打开文件”按钮，打开要下载的用户程序文件。用户程序文 件的后缀名为.bin或者.hex。 第一次装入文件进缓冲区时，要选中“打开文件前清0缓冲区”复选框， 以清缓冲区。如果要装入几个文件进缓冲区，如EEPROM里的数据文件需要 和应用程序文件同时下载到单片机中时，除每次均要指定缓冲区起始地址外 ，第二次及以后不能清缓冲区。 （3）在COM下拉列表框中选择计算机所用的串行口，如COM1、COM2等。有些 新式笔记本电脑没有RS-232串行口，可买一条USB-RS232转接电缆（在作者 设计的学习套件中，已经将USB-RS232转换功能集成到学习板上，用户不必 再考虑转换问题）。 选择串行口后，根据实际使用效果，从“最高波特率”下拉框中选择限 制最高通信波特率，如57600、38400或者19200等。 37/39 增强型8051单片机实用开发技术 （4）进行时钟源的选择、启动下载的条件以及设置数据Flash区是否清零 。 时钟源选择：选择下次冷启动后，时钟源为“内部R/C振荡器”还 是“外部晶体或时钟”。 启动下载的条件：如果用户系统的P3.0和P3.1连接到了RS-485电 路，推荐选择“下次冷启动P1.0/P1.1 等于0,0才可以下载程序”，这样冷 启动后如P1.0和P1.1不同时为0，单片机直接运行用户程序，免得由于 RS-485总线上的乱码造成单片机反复判断乱码是否为合法，浪费几百ms 的时间。实际上，如果用户系统本身P3.0和P3.1就是做串行口使用，也 建议选择“下次冷启动P1.0/P1.1 等于0,0才可以下载程序”，以便下次冷 启动直接运行用户程序。 “下次下载用户用用程序时将数据Flash区一并擦除”选项用于选 择是否在下载用户程序时，将数据Flash区清零，默认设置是“NO”。 此外，这一步还包括：复位引脚的设置（主要是针对P4.7的设 置