第四章程序设计基础.ppt

第四章程序设计的基础是，在4.1MCS-51单片机组件语言的伪命令MCS-51单片机组件中，除了上述命令系统中的111个命令以外，还有其他种类的命令，这样的命令称为伪命令。 例如，程序的开头有ORG，程序的末尾有END等。 这些指令不会在汇编后生成机器代码，但只是在程序进行汇编时向汇编软件提供程序中的特殊信息。 例如，程序的开始、定义的数据、表的保存位置等。 下面，在单片机的汇编语言程序的设计中，常用的伪指令有以下种类：1.伪指令ORGORG伪指令的功能规定其下面的源程序和数据的开头地址的格式： ORGAddrl6.例如： ORG2000HSTART:MOVA 一般而言，ORGAddrl6表示源程序或数据块的开头地址。 允许在某个程序中多次使用ORG命令，规定不同的程序段或块的开始位置，规定从地址小的到地址大的不允许重复。 2 .结束假指令END，将假指令END用于指示源程序到目前为止的所有结束，如果汇编时汇编程序检测到源程序中的该指令，则认为源程序到目前为止。 未装配END后面的指令。 因此，源程序只有一个END语句，位于整个程序的末尾。 3 .指派伪指令EQU的格式：字符名EQU常量或汇编符号EQU伪指令的功能应当注意：给字符名赋予常量和汇编符号： (1)字符名不等于符号，不用“:”分隔： (2)不同于mov转发指令，用equal分配的常量和汇编(3)如果使用对整个程序有效的equal伪命令，则在(4)分配值之后，可以将用equal给出的符号名称用作数据地址、代码地址、比特地址或即时随机数。 第八名或第十六名都可以。 例如，ABCEQU30HDLYEQU8034HMOVA，ABCLCALLDLY，其中ABC表示30H的存储单元。 DLY定义16位地址，实际上是子例程的条目地址。 4 .定义字符指令DB的格式： DB8比特二进制常数表DB伪指令的功能是存储在ROM的指定地址单元到DB的后面的数据，并且是用逗号分隔的字节串，或者是用单引号引起的ASCII字符串。 例如，定义了org 2000 hdb 54 htab:db0b7h 34 h 96 hstr:db6 ab，4 .字符指令db，并且组件： (2000 h )=54 h (2001 h )=b7h (2002 h )=34 h (2003 h )=96 h (2004 h )=36 h (2005 h ) 5 .定义字伪指令DW，格式： DW16位数据表使用此指令在程序存储器的连续单元中定义指定地址的2字节数据。 例如，在ORG1000HTAB:DW3456H，7BH，10H汇编之后(1000 h )=34h (1001 h )=56h (1002 h )=00h (1003 h )=7bh (1004 h )=00h (1005 h )=10h，6 .存储空间伪指令DS定义格式例如，在组装org 1000hdb 30 h之后，保持1000 h至8个单元，(1008H)=30H。 注意：以上DB、DW、DS仅在程序存储器中发挥作用，无法初始化数据存储器。 另外，7 .比特地址符号命令BIT、格式：字符名BIT比特地址具有对字符名赋予跟随BIT的比特地址值的功能。 例如A1BITP1.0A2BITP1.1SETBA1； (P1.0)1CLRA2； (p 1.1 )0，4.2汇编语言程序的基本结构，汇编语言程序一般有4种结构形式：顺序结构，分支结构，循环结构利用子程序结构。 1、顺序结构、顺序结构是最简单的程序结构，其特征：程序中的句子从前到后按顺序执行，到最后，没有该程序中的分支、循环、子例程调用。 2 .分支程序、分支程序通过条件分支指令被实现，根据程序执行中的条件来判断程序，当满足条件时分支程序，当不满足条件时依次执行。 对于MCS-51单片机，能够实现分支转移的指令有JZ、JNZ、CJNE、DJNZ或位状态条件判定指令JC、JNC、JB、JNB等。这些命令条件判断用命令系统进行了说明。 分支程序还分为单分支和多分支结构：2 .分支程序，(1)单分支程序。 单分支程序使用上述条件分支指令实现。 示例4.1:假设在内部RAM40H和41H的单元中存在两个无符号数，并且现在请求较大的一个用于40H而较小的一个用于41H。 另外，2 .分支程序、源程序将MOVA、40HCLRCSUBBA41HJNCWAITMOVA、40HXCHA、41HMOV40H、AWAIT:SJMPWAIT、2 .分支程序、例4.2 :变量x存储在内部RAM20H单元中，将函数值y存储在21H单元中X 3X0Y=20X=0XX0的流程图如图4.2所示：2.分支程序，源程序为MOVA，20HJZZERO； (A)=0JBACC.7，STOREADDA，# 03 hsjmpstorezero:mov astore:mov21 h，(2)在多分支程序例4.3的单片机应用中，键盘被连接，键值(按下了哪个键) 如果(40H)=00H，则设计实现调用子例程SUBl的功能的程序，如果(40H)=01H，则调用子例程SUB2；如果(40H)=02H，则调用子例程SUB3；如果(40H)=03H，则调用子例程sub4(40 h ) 解：首先将本例的示意流程图描述为图4.3:(2)多分支程序，程序为MOVA，40HMOVDPTR，#TABLERLA； (a ) 2ad da，40h jmp aditrtable:lcallsubllcallsub2lcall sub3lcall sub4lcall sub 5上例子的此结构通常也被称为分布式结构。 在该示例中，LCALL命令是3字节命令，在JMP命令之前(40H )存储成三倍于a，以确保在执行了JMP命令之后正确调用适当的子例程。 3 .在循环结构、程序设计中，需要连续反复执行某个程序，为了解决这个问题最好采用循环结构的程序，该设计方法能够大幅简化程序。 循环程序一般由.设定循环初始值并设定循环初始值，因此由例如预置变量、计数器数据指针初始值等用于准备循环的4个部分构成。 循环体系是指要求重复执行的程序段，由此完成实际处理数据的任务。 3 .修正循环结构、.控制变量时，通常将一个工作寄存器Rn作为循环次数的计数，每循环减少一个计数器，即修正循环控制变量。 循环控制部控制循环次数，循环一定次数后，如果满足循环结束条件，则停止循环。 (1) .循环次数已知的单循环，例4.4 :设计程序，累加器a的8位中的1位的个数，将结果存储在30H单元内。 解决问题的想法：用RLC命令将a频带的Cy环向左移动8次，每移动1次就判断向Cy的移动是否为1，如果为1则为(30H) 1。 流程图如图4.5所示。 MOV30H、#00H； 循环初始值MOVR2，# 08 h loop:rlcajncnecinc 30 h next:djenzr 2，(2) .条件控制的单循环将例子4.5字符串存储在以RAM31H开始的单元中，将“$”作为结束标志，计算该字符串的长度，并将其存储在20H中程序是CRLAMOVR0，#31hloop:cjneiner0，#24H，NEXT； 找到 $”(ASCII值为十六进制24 )与SJMPCOMP进行比较的 $ ，然后将计数器加1INCR0，除非next :结束Inca。地址指针SJMPLOOPCOMP:MOV20H，a； 保存结果是4 .子程序、(1)子程序的概念常常在程序设计中使用若干程序段，为了不重复地节省存储器(例如数学函数的计算、二进制变换、显示程序、延迟程序等)，使这些程序独立地实现。 作为标准化的通用程序段，根据需要多次调用，这些独立程序段称为子程序。 主程序可以通过称为子程序调用的特殊命令调用子程序。 子程序执行完成后，返回主命令，返回原程序，返回结果。 (2)子程序设计注意到l子程序的初始指令地址被称为子程序的入口地址。 如果在此指令之前必须有一个标志，并且使用子例程功能命名标签以调用主程序，则可以看到延迟程序始终将延迟设置为标签。 l主程序调用子程序通过LCALL、ACALL命令完成。例如，LCALLDELAY执行呼叫延迟子程序，而子程序返回到主程序是通过执行RET指令来进行的。 如果控制转变指令存在于l子例程中，则该子例程可以通过使用相对转变指令来存储ROM空间中的任何位置，以在组装时生成不依赖于子例程存储位置的改变的代码。 在l子程序的开始部分注意现场保护，在结束子程序前恢复现场。 现场保护和现场作业一般用推式和推式指令进行，必须遵守“先进后退、后退先出”的原则。 (2)在子程序设计中，在执行子程序时，注意必然要变更几个寄存器和数据存储器的内容，这些内容在主程序中有不可或缺的情况，所以在调用子程序时，要保护寄存器和存储器的内容，进行子程序设计现场保护通常在堆栈中进行，在子程序的开始部分使用堆栈命令，在将需要保护的内容推入堆栈的子程序返回之前，通过堆栈命令从堆栈中取出原来的内容，发送到原来的寄存器和存储单元，实现了现场的保护和恢复。 (3)子程序的参数传递，调用子程序时，主程序将子程序使用的相关参数传送到约束位置，执行子程序时，可以从约束位置获得相关参数同样，在子程序结束之前，将运算结果发送到指定的地方，返回主程序后，主程序能够从指定的地方得到必要的结果，子程序返回主程序的参数称为入口参数。 存在多种方法来实现参数传输，常用的方法包括： (3)子例程参数传输，1 )在工作寄存器或存储器内传输参数； 数据通过R0-R7或存储器a传递。 在调用之前，将数据放入寄存器或存储器中，并在子例程中使用。 子程序执行后，结果参数由寄存器和存储器返回。 其优点是程序简单，速度快。 缺点是传递的参数不太多。 2 )通过指针寄存器传递参数。 为了能够传输很多数据，可以使用指针寄存器传输参数。 数据通常保存在存储器中，因此可通过指针指示数据的位置，实现可变长度运算。 如果数据位于内部RAM中，则可以使用R0或R1作为数据指针；如果参数位于外部RAM中，则可以使用DPTR作为指针。 3 )在堆栈中传递参数。 使用堆栈传递参数时，主程序使用PUSH命令将参数推入堆栈，一进入子程序就可以使用堆栈指针POP命令间接访问堆栈中的参数。 同样，子程序的出口参数也可以在堆栈中传递给主程序。 请注意，调用子例程时，断点地址会自动堆栈，并占用两个单元格。 程序调用参数时，也不要调用断点的地址。 并且，执行RET指令时，断点的地址会自动被弹出，正确地返回。 (3)传递子例程参数，例如利用累加器的传递参数包括从21H存储的数据块，每个单元具有十六进制数(0-F )，将数据块长度存储在20H，并且编程将它们转换为相应的ASCII码根据ASCII码表，0-9的ASCII码是30H-39H，只要加上30H就能得到对应的ASCII码，A-F的ASCII码是41H-46H，只要加上37H就能得到对应的ASCII码。4.3实用程序的设计实例、4.3.1数字转换程序1 .将二进制文件转换为BCD码的十进制实例4.7 :将ram的30H单元中的二进制文件转换为三位BCD码格式的十进制文件，2位BCD码占据两个字节，即，百分比2 .将二进制数转换成ASCII码，例如对应4.8:a的二进制数(0-F )的ASCII码CNV:ADDA、#90HDAAADCA、#40HDAARET转换成ADDA， 执行#90H和DAA两个指令后发生进位时，转换的二进制数小于或等于09H，否则小于0AH，以下两个指令生成正确的高位ASCII代码，二进制数大于09H时，4H二进制数超过0AH时为3H 另外，设计了将BCD码的10进制转换为二进制，例如4.9 :假设在内部RAM中有40H单元的存储器中有bcd10进制，将该数转换为二进制并保存到41H单元中的程序。 在(40H)16中，商为2进制的前4位，馀数为2进制的后4位，如果组合该前4位，则变成对应的2进制。 程序利用MOVA、40HMOVB、#16DIVABSWAPAADDA、BMOV41H、a、4.3.2算术和逻辑运算系统程序设计，1 .多字节加减运算利用ADDC/SUBB命令和Cy标志位，能够实现多字节的加减运算。 按从低位字节到高位字节的顺序进行运算。 参加运算为无符号数时，发生进位(加)或进位(减)时设定Cy。 溢出标志OV表示溢出情况，因为如果存在与运算相关的带符号补数，则原始输入数据的最高有效位为符号位。 例如，4.10可以执行多字节数的减法，其中减少的最小字节指向R0，减少的最小字节指向R1，并且数据长度由R2指示。 减法结果被发送给原有被减数的各单元。 最后检查是否有溢出。 程序如下：SUBSTR:CLRC； 清借位SUBSI:MOVA、R0； 被减数字节subbar1； 减数字节MOVR0，a； 存储字节INCR0； 指向下一个字节INCR1DJNZR2，SUBSI的环路是否完成JBOV，OVFU，溢出RET OV=0，无溢出，返回OVFU:(溢出处理) OV=1溢出RET，2 .查找最大值，例如4.11 :内部RET 首先取(30H )、40H，下一个字节将a中(a )与(40H )进行比较，并将其整数存储在(40H )中。 程序如下：2.寻找最