第5章80C51单片机汇编语言程序设计

30.04.2020,.,第5章汇编语言程序设计简介,5.1单片机程序设计语言概述5.2汇编语言基本结构,30.04.2020,.,5.1单片机程序设计语言概述,第5章汇编语言程序设计简介,30.04.2020,.,程序设计概述设计语言,最早人们只能用机器语言（二进制）编写程序；为了方便记忆，人们开始用助记符形式的汇编语言编写程序，称为低级语言。然后再用汇编系统将其翻译成机器语言，该过程称为汇编；为了用更接近人的语言编写程序，程序设计师们发明了高级语言，如：BASIC、FORTRAN、PASCAL、C、JAVA然后再用编译系统将其翻译成机器语言，该过程称为编译；机器只能识别机器语言。所以必须用编译系统将高级语言编写的源程序编译成机器语言，用汇编系统将用汇编语言编写的源程序汇编成机器语言；由低级或高级语言构成的程序称为源程序，由机器语言构成的程序称作目标程序；,30.04.2020,.,5.1.1单片机常用的三种程序设计语言,机器语言指直接用机器码编写程序、能够被计算机直接执行的语言。汇编语言指用指令助记符代替机器码的编程语言高级语言广泛应用的高级语言是C语言，每当有新型单片机推出时，都有相配套的C编译器加以支持。高级语言编写程序的缺点是实时性不高，结构不紧凑，编译后占用存储空间比较大，这一点在存储器有限的单片机应用系统中没有优势。,30.04.2020,.,5.1.2汇编语言语句的种类和格式,1.指令种类（1）指令语句每一条指令语句在汇编时都产生一个指令代码机器码。（2）伪指令语句伪指令语句是为汇编服务的。在汇编时没有机器代码与之对应。伪指令语句是控制汇编程序如何完成汇编工作的指示，包括控制汇编程序的输入/输出，定义数据和符号，条件汇编，分配存储空间等。这些指示信息就是伪指令。,30.04.2020,.,源程序目标程序,低级语言,机器语言,汇编,高级语言,机器语言,编译,30.04.2020,.,程序设计实例引入,实例假设一个班有50个人，共有3门选修课：计算机算法服装CAD设计德语请找出：同时选了三门课的同学；,30.04.2020,.,问题的解决,第一步如何在计算机中表示选修某门课的所有同学,选修这门人数,学生的学号,这个过程实际上是设计数据结构的问题,30.04.2020,.,问题的解决,第二步设计思路：找出同时选了三门课的同学,这个过程实际上是设计算法的过程，既构建模型。,30.04.2020,.,重复该过程,第三步：设计流程,30.04.2020,.,几点启示,整体构思；构建整体流程框图；结构合理，流程清晰，简单明了；局部模块化；,30.04.2020,.,为什么要用流程图？,符合人进行逻辑思考的习惯计算机从根本上来说，没有任何逻辑性，所以，你必须告诉它，先做什么，后做什么，遇到什么情况又该做什么，等等流程图设计本身是一个逐步求精的过程，最终将任务划分为若干能由机器指令实现的小模块,30.04.2020,.,伪指令是对汇编过程起控制作用，但本身并没有对应的机器代码的指令。,（1）汇编起始指令ORG指令格式为:ORGnn该指令的作用是指明后面的程序或数据块的起始地址,它总是出现在每段源程序或数据块的开始。式中,nn为16位地址,汇编时nn确定了此语句后面第一条指令或第一个数据的地址,此后的源程序或数据块就依次连续存放在以后的地址内,直到遇到另一个ORG指令为止。,2.伪指令,30.04.2020,.,例:ORG2000HMOVSP,60HMOVR0,2FHMOVR2,0FFHORG伪指令说明其后面程序的目标代码在存储器中存放的起始地址是2000H,即存储器地址目标程序2000H7581602003H782F2005H7AFF,30.04.2020,.,（2）等值指令EQU指令格式:字符名称EQU数字或汇编符号例:PA8155EQU8001H；即给标号PA8155赋值为8001H使指令中的字符名称等价于给定的数字或汇编符号。如果在程序中要多次使用到某一地址,由EQU指令将其赋值给一个字符名称,一旦需要对其进行变动,只要改变EQU命令后面的数字即可。注意：由EQU等值的字符名称必须先赋值后使用,且在同一个源程序中,同一个标号只能赋值一次。,30.04.2020,.,（3）定义字节指令DB指令格式:标号:DB8位二进制数表功能:把8位二进制数表依次存入从标号开始的连续的存储单元中。标号区段可有可无，DB指令之后的8位二进制数表是字节常数或用逗号隔开的字节串，也可以是用引号括起来的ASCII码字符串(一个ASCII字符相当于一个字节)。,30.04.2020,.,例：ORG1000HBUF1:DB38H,7FH,80HBUF2:DB45H,66HORG伪指令指定了标号BUF1的地址为1000H,而DB伪指令是将其后的二进制数表38H,7FH,80H依次存放在1000H,1001H,1002H3个连续单元之中,BUF2也是一个标号,其地址与前一条伪指令连续,即1003H,1004H地址单元中依次存放45H,66H。,30.04.2020,.,（4）定义字指令DW指令格式:标号:DW16位数据表该指令的功能与DB相似,区别仅在于从指定地址开始存放的是指令中的16位数据,而不是字节串。每个16位数据要占两个存储单元,高8位先存,低8位后存,这和MCS-51指令中的16位数据存放顺序是一致的。,30.04.2020,.,DW定义字命令,ORG1500HTABLE：DW7234H，8AH，10H经汇编后（1500H）=72H，（1501H）=34H，（1502H）=00H，（1503H）=8AH，（1504H）=00H，（1505H）=10H，,30.04.2020,.,DS定义存储空间命令,格式：DS表达式功能：在汇编时，从指定地址开始保留DS之后表达式的值所规定的存储单元以备后用。例如：ORG1000HDS08HDB30H，8AH汇编后，从1000H保留8个单元，然后从1008H按DB命令给内存赋值，即（1008H）=30H（1009H）=8AH,30.04.2020,.,BIT位地址符号命令,格式：字符名BIT位地址功能：把BIT后的位地址值赋给字符名。其中字符名不是标号，其后没有冒号，但字符名是必须的。例如：A1BITP1.0A2BIT02H汇编后，P1口第0位的位地址90H就赋给了A1，而A2的值则为02H。,30.04.2020,.,例：分析下段程序，试求2008H200FH单元的内容.,ORG2000HDS08HDB30H，8AH，10，BDW54H，1F80H,（2008H)=30H（2009H)=8AH（200AH)=0AH（200BH)=42H（200CH)=00H（200DH)=54H（200EH)=1FH（200FH)=80H,30.04.2020,.,（5）汇编结束指令END指令格式:标号:END地址或标号格式中标号以及END后面的地址或标号可有可无。功能:提供汇编结束标志。汇编程序遇到END后就停止汇编,对END以后的语句不予处理,故END应放在程序的结束处。,30.04.2020,.,5.2汇编语言基本结构,第5章汇编语言程序设计简介,30.04.2020,.,5.2.1顺序程序设计,例1两个无符号双字节数相加。设被加数存放于内部RAM的40H（高位字节）,41H（低位字节）,加数存放于50H（高位字节）,51H（低位字节）,和数存入40H和41H单元中。,30.04.2020,.,程序如下:START:CLRC;将Cy清零MOVR0,41H;将被加数地址送数据指针R0MOVR1,51H;将加数地址送数据指针R1AD1:MOVA,R0;被加数低字节的内容送入AADDA,R1;两个低字节相加MOVR0,A;低字节的和存入被加数低字节中DECR0;指向被加数高位字节DECR1;指向加数高位字节MOVA,R0;被加数高位字节送入AADDCA,R1;两个高位字节带Cy相加MOVR0,A;高位字节的和送被加数高位字节RET,30.04.2020,.,例2三字节无符号数相加，被加数在内部RAM的50H，51H，52H单元中，加数在内部RAM的53H，54H，55H单元中，和存放在50H，51H和52H单元中，进位存放在位寻址区的00H位中。,MOVR0,#52HMOVR1,#55HMOVA,R0ADDA,R1MOVR0,ADECR0DECR1MOVA,R0ADDCA,R1MOVR0,A,DECR0DECR1MOVA,R0ADDCA,R1MOVR0,ACLRAADDCA,#00HMOVR0,#00HMOVR0,A,30.04.2020,.,例3将两个半字节数合并成一个一字节数。设内部RAM40H#,41H单元中分别存放着8位二进制数,要求取出两个单元中的低半字节,并成一个字节后,存入50H单元中。程序如下:,START:MOVR1,40H;设置R1为数据指针MOVA,R1;取出第一个单元中的内容ANLA,0FH;取第一个数的低半字节SWAPA;移至高半字节INCR1;修改数据指针XCHA,R1;取第二个单元中的内容ANLA,0FH;取第二个数的低半字节ORLA,R1;拼字MOV50H,A;存放结果RET,30.04.2020,.,程序设计概述-基本步骤,题意分析画出流程图分配内存及端口编制源程序仿真、调试程序固化程序,30.04.2020,.,简单程序设计,结构特点：按指令的先后顺序依次执行。例4：将20H单元的两个压缩BCD码拆开变成ASCII码，存入21H、22H单元。(假设20H中的BCD码为00110100),什么是BCD码？什么是ASII码？,0011,压缩BCD码,0011,0011,0100,低四位ASII码,高四位ASII码,30.04.2020,.,方法1：将BCD码除以10H，恰好是将BCD码分别移到了A、B的低4位。然后再各自与30H相或，即成为ASCII码。,方法2：利用半字节交换指令来实现。,30.04.2020,.,ORG0000HMOVA，20HMOVB，#10HDIVABORLB，#30HMOV22H，BORLA，#30HMOV21H，ASJMP$END,简单程序例4-方法1,源程序如下：,0011,0100,PC,PC,00110100,00010000,PC,0011,0000,00000100,PC,00110100,PC,PC,PC,0011,PC,30.04.2020,.,ORG0000HMOVR0，#20HMOVA，#30HXCHDA，R0MOV22H，AMOVA，R0SWAPAORLA,#30HMOV21H,ASJMP$END,简单程序例4-方法2,PC,PC,PC,PC,PC,PC,PC,PC,源程序如下：,0011,00100000,0011,0100,0000,0100,0011,0100,0011,0000,0011,0000,0011,PC,0011,30.04.2020,.,例5：有两组BCD码分别存放在23H、22H单元和33H、32H单元，求它们的和并送入43H、42H单元中去。(高位在前，低位在后),分析:,0011,1000,0110,0101,0001,0001,1000,0111,BCD码83H,BCD码11H,BCD码78H,BCD码56H,30.04.2020,.,例5：有两组BCD码（如：1183H和5678H），分别存放在23H、22H单元和33H、32H单元，求它们的和，并送入43H、42H单元中去。(高位在前，低位在后)解：,30.04.2020,.,ORG0000HMOVA，22HADDA，32HDAAMOV42H，AMOVA，23HADDCA，33HDAAMOV43H，ASJMP$END,30.04.2020,.,ORG2000HCLRCMOVA，22HADDA，32HDAAMOV42H，AMOVA，23HADDCA，33HDAAMOV43H，ASJMP$END,10000011,01010110,00010001,01111000,10000011,01111000,11111011,01100001,00010001,01010110,01100111,01101000,PC,PC,PC,PC,PC,PC,PC,PC,PC,11111011,01100001,PC,01101000,PC,01100111,30.04.2020,.,5.2.2分支程序设计,(a)单分支流程;(b)多分支流程,30.04.2020,.,例3x,y均为8位二进制数,设x存入R0,y存入R1,求解:,MOVA,R0JZloop1;(A)=0时转移JBACC.7,loop2；ACC.7=1转移MOVR1,#1loop1:MOVR1,#0SJMPENDFloop2:MOVR1,#0FFHENDF:RET,30.04.2020,.,例4比较两个无符号数的大小。设外部RAM的存储单元ST1和ST2中存放两个不带符号的二进制数,找出其中的大数存入外部RAM中的ST3单元中。,30.04.2020,.,程序如下：ORG1000HST1EQU2000HST2EQU2100HST3EQU2200HSTART:CLRC;清零CyMOVDPTR,ST1;第一个数的指针MOVXA,DPTR;取第一个数MOVR2,A;保存MOVDPTR,ST2;第二个数的指针MOVXA,DPTR;取第二个数CLRC,30.04.2020,.,SUBBA,R2;两数比较JNCBIG2;若Cy=0，转移；即无借位，(A)(R2)，第2个数大XCHA,R2;第一个数大BIG1:MOVDPTR,ST3MOVXDPTR,A;存大数RETBIG2:MOVXA,DPTR;第二个数大SJMPBIG1RET,30.04.2020,.,散转程序设计,散转程序是分支程序的一种,它可根据运算结果或输入数据将程序转入不同的分支。MCS-51指令系统中有一条跳转指令JMPA+DPTR,用它可以很容易地实现散转功能。该指令把累加器的8位无符号数与16位数据指针的内容相加,并把相加的结果装入程序计数器PC,控制程序转向目标地址去执行。此指令的特点在于,转移的目标地址不是在编程或汇编时预先确定的,而是在程序运行过程中动态地确定的。目标地址是以数据指针DPTR的内容为起始的256字节范围内的指定地址,即由DPTR的内容决定分支转移程序的首地址,由累加器A的内容来动态选择其中的某一个分支转移程序。,30.04.2020,.,例5根据工作寄存器R0内容的不同,使程序转入相应的分支。(R0)=0对应的分支程序标号为PR0;(R0)=1对应的分支程序标号为PR1;(R0)=N对应的分支程序标号为PRN。,30.04.2020,.,程序如下:LP0:MOVDPTR,TAB;取表头地址MOVA,R0ADDA,R0;R0内容乘以2JNCLP1;无进位转移INCDPH;加进位位LP1:JMPA+DPTR;跳至散转表中相应位置TAB:AJMPPR0AJMPPR1AJMPPRN,30.04.2020,.,练习把内部RAM起始地址为data的数据串传送到外部RAM以LOOP为首地址的区域，直到发现“”字符的ASC码为止，同时规定数据串的最大长度为32个字节。,30.04.2020,.,分支程序设计,结构特点:不一定按指令的先后顺序依次运行程序,程序的流向有两个或两个以上分支,根据指定条件选择程序的流向。如实训程序中采用的分支：,30.04.2020,.,分支程序的典型实例,实例：已知30H单元中有一变量X，要求编写一程序按下述要求给Y赋值，结果存入31H单元。X+1，X0Y=0，X=01，X0题意：根据X的不同，程序编写时有三个出口，即有三个分支！,想一想：程序怎么编写？,0000,0011,1000,0011,30.04.2020,.,分支程序实例-三分支程序,开始,XA,A=1,A=A+1,存结果,结束,Y,Y,N,N,程序框图：,A0？,A=0？,30.04.2020,.,分支程序实例-三分支程序,源程序如下：ORG2000HMOVA，30HJZLP1；X=0，转LP1处理JNBACC.7，LP2；X0，转LP2处理MOVA，#0FFH；X0，则Y=1SJMPLP1LP2：ADDA，#01；X0，Y=X+1LP1：MOV31H，A；存结果SJMP$；循环等待，$表示转至本地址，此方法适用于一字节的偏移量,最高位为符号位。,30.04.2020,.,例5.3设内部RAM20H单元和30H单元中分别存放了两个8位的无符号数X、Y，若XY则让P1.0管脚连接的LED亮；若XA,A(DPTR),地址指针增1,地址指针DPTR赋初值,A=0,N,Y,开始,结束,30.04.2020,.,八路彩灯控制程序,要求：（1）D1D8八个彩灯按规定顺序依次点亮（间隔1秒），最后全量；（2）按规定顺序依次熄灭（间隔1秒），最后全灭；（3）八个灯同时点亮，保持1秒；（4）八个灯同时熄灭，保持0.5秒；再将第3、4步重复4遍，最后整个程序再重复N遍。,步骤：（1）绘制流程图（2）编写程序（3）调试程序,30.04.2020,.,参考程序（一）,ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN：MOVR7，#7LOOP:MOVR6，#16MOVR5，#4MOVDPTR，#TABLMOVR4,#0LOOP1:MOVA,R4MOVCA,A+DPTRMOVP1,AINCR4LCALLDELAYLCALLDELAYDJNZR6,LOOP1LOOP2:MOVP1,#0FFHLCALLDELAYLCALLDELAYMOVP1,#00HLCALLDELAYDJNZR5,LOOP2DJNZR7,LOOPSJMP$END,30.04.2020,.,子程序设计,在实际问题中，常常会遇到在一个程序中多次用到相同的运算或操作，若每遇到这些运算或操作，都从头编起，将使程序繁琐、浪费内存。因此在实际中，经常把这种多次使用的程序段，按一定结构编好，存放在存储器中，当需要时，可以调用这些独立的程序段。通常将这种可以被调用的程序段称为子程序。,主要内容：1.主程序与子程序的关系2.子程序嵌套3.子程序的调用与返回,30.04.2020,.,主程序与子程序的关系,主程序MAIN,返回,LCALLSUB,调用子程序,子程序入口地址,RET,实例：实训13中调用延时程序的过程。P82例4.10,30.04.2020,.,ORG0000HMAIN:MOVA,#0FEH；送显示初值LP:MOVR0,#10；送闪烁次数LP0:MOVP1,A；点亮LEDLCALLDELAY；延时MOVP1,#0FFH；熄灭灯LCALLDELAY；延时DJNZR0,LP0RLASJMPLPEND,实例：LED灯的闪烁点亮（一）,30.04.2020,.,子程序嵌套,子程序嵌套(或称多重转子)是指在子程序执行过程中，还可以调用另一个子程序。例4.10,子程序SUB1,主程序MAIN,LCALLSUB1,RET,子程序SUB2,RET,LCALLSUB2,30.04.2020,.,子程序嵌套范例：LED灯闪烁(二),ORG0000HMAIN:MOVA,#0FEH；送显示初值COUN:ACALLFLASH；调闪烁子程序RLA；A左移，下一个灯闪烁SJMPCOUN；循环不止FLASH:MOVR0,#10；送闪烁次数FLASH1:MOVP1,A；点亮LEDLCALLDELAY；延时MOVP1,#0FFH；熄灭灯LCALLDELAY；延时DJNZR0,FLASH1；闪烁次数不够10次，继续RETDELAY:MOVR3,#0FFH；延时子程序DEL2:MOVR4,#0FFHDEL1:NOPDJNZR4,DEL1DJNZR3,DEL2RETEND,30.04.2020,.,子程序的调用与返回,问题：子程序调用、返回到主程序中的正确位置，并接著执行主程序中的后续指令呢？为了解决这个问题，我们采用了堆栈技术。,子程序SUB1,主程序MAIN,RET,子程序SUB2,RET,2010,2013,2110,2113,2100,2200,2013,20,13,PC,2113,13,21,堆栈指针SP,堆栈,LCALLSUB1,LCALLSUB2,21,13,20,13,30.04.2020,.,子程序设计注意事项,(1)要给每个子程序起一个名字,也就是入口地址的代号。(2)要能正确地传递参数。即首先要有入口条件，说明进入子程序时，它所要处理的数据放在何处(如：是放在A中还是放在某个工作寄存器中等)。另外，要有出口条件，即处理的结果存放在何处。(3)注意保护现场和恢复现场。在子程序使用累加器、工作寄存器等资源时，要先将其原来的内容保存起来，即保护现场。当子程序执行完毕，在返回主程序之前，要将这些内容再取出，送还到累加器、工作寄存器等原单元中，这一过程称为恢复现场。,例4.11查表子程序。注意：1.入口参数和出口参数的位置2.现场的保护与恢复。,30.04.2020,.,子程序的参数传递范例：计算平方和c=a2+b2ORG0000H；主程序MOVSP,#3FH；设置栈底MOVA,31H；取数a存放到累加器A中作为入口参数LCALLSQR；计算a2MOVR1,A；出口参数平方值存放在A中MOVA,32H；取数b存放到累加器A中作为出口参数LCALLSQR；计算b2ADDA,R1；求和MOV33H,A；存放结果SJMP$,30.04.2020,.,;子程序：SQR;功能：通过查表求出平方值y=x2;入口参数：x存放在累加器A中;出口参数：求得的平方值y存放在A中;占用资源：累加器A，数据指针DPTRSQR：USHDPH；保护现场，将主程序中DPTR的高八位放入堆栈PUSHDPL；保护现场，将主程序中DPTR的低八位放入堆栈MOVDPTR,#TABLE；在子程序中重新使用DPTR,表首地址DPTRMOVCA,A+DPTR；查表POPDPL；恢复现场，将主程序中DPTR的低八位从堆栈中弹出POPDPH；恢复现场，将主程序中DPTR的高八位从堆栈中弹出RETTABLE:DB0,1,4,9,16,25,36,49,64,81,30.04.2020,.,常用汇编子程序,代码转换例4.13:将二进制转换为BCD码查找程序例4.19:查找关键字。例4.20:查找最大值。,30.04.2020,.,程序名：BINBCD功能：二进制数转换为BCD码入口参数：要转换的二进制数存放在累加器A中（00H-FFH）出口参数：转换后的BCD码存放在B(百位)和A(十位和个位)中BINBCD:PUSHPSWMOVB,#100DIVAB；除