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第4章MCS-51单片机汇编语言程序设计•汇编语言具有高效、快捷等特点，在中小规模应用软件中广泛应用。了解常用伪指令的格式、功能及使用方法，掌握顺序程序、分支程序、循环程序、子程序的特点及编写方法是汇编语言程序设计的基础。顺序程序的执行次序就是按语句的先后次序执行，应避免用顺序程序实现大量重复操作；分支程序中有比较判断环节，应注意逻辑正确性；循环程序中有一部分要反复执行多次，应注意避免死循环；子程序是能完成某一特定功能的程序模块，应具有通用性。通常都将常用功能模块编写成子程序形式，以提高程序的可读性和执行效率。4.1概述•程序是完成某一特定任务的若干指令的有序集合。编写程序，就要熟悉计算机语言。目前计算机语言种类繁多，性能各异，大致可分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言。•汇编语言也是一种面向机器的程序设计语言，它用英文字符来代替对应的机器语言。例如用ADD代替机器语言中的加法运算，这些英文字符被称为助记符。•计算机高级语言是一种面向算法、过程和对象的程序设计语言，它采用更接近人们习惯的自然语言和数学语言描述算法、过程和对象，如BASIC，C，JAVA等都是常用的高级语言。4.1.2汇编语言语句种类及格式汇编语言语句有三种基本类型：指令语句、伪指令语句和宏指令语句。指令语句：每一个指令语句都在汇编时产生一个目标代码，对应着机器的一种操作。【例】：MOVA，＃05H；其目标代码为74H05H。伪指令语句：伪指令语句是一种说明语句，主要是为汇编程序服务的，在汇编时没有目标代码与之对应，没有对应的机器操作。【例】：ONEEQU1；其功能为定义ONE的值为1宏指令语句：用以代替汇编语言源程序中重复使用的程序段而设置的一种语句，由汇编程序在汇编时产生相应的目标代码。4.1.3常用伪指令为了便于编程和对汇编语言程序进行汇编，各种汇编语言都提供一些特殊的伪指令，由伪指令确定的操作称为伪操作。1．起始地址说明格式：ORGnn功能：用于汇编语言源程序或数据块开头，指出程序段或数据块存储的起始地址。nn表示16位地址。【例】：ORG1000HMAIN：MOVDPTR，#2000HORG伪指令规定了程序段MAIN的起始地址为1000H。2．汇编结束说明格式：END功能：用于汇编语言源程序末尾，指示源程序到此全部结束。在汇编时，对END后面的指令不予汇编。因此，END语句必须放在整个程序的末尾，有且只能有一个。3．赋值格式：字符名EQU数据或汇编符号功能：将一个数(8位或16位)或汇编符号赋值给所定义的字符名。EQU伪指令中的字符名必须先赋值后使用，故该语句通常放在源程序的开头。【例】：ORG0000HCH1EQU50HCH2EQUR4…MOVA，CHl；A←(50H),相当于MOVA，50HMOVA，CH2；A←R4,相当于MOVA，R44．定义字节格式：［标号：］DBnl，n2，…，nn功能：用于定义8位数据的存放地址。表示把指令右边的单字节数据依次存放到以左边标号为起始地址的连续存储单元中，通常用于定义数据表，程序中使用查表指令将数据取出。【例】：ORG1000HMAIN：MOVDPTR，＃TAB；取表头地址MOVA，R2；R2中存放查表指针MOVCA，＠A＋DPTR；从表中取出数据TAB：DB7FH，6FH，77H，7CH，39H，5EH，79H，61HEND5．定义字格式为：[标号：]DWnnl，nn2，…，nnN功能：用于定义16位数据的存放地址。DW指令与DB指令相似，都是在内存的某个区域内定义数据，不同的是DW指令定义的是字，而DB指令定义的是字节。DW指令表示把指令右边的双字节数据依次存入指定的连续存储单元中。常用于定义一个地址表。6．位地址赋值格式：字符名称BIT位地址功能：该指令把BIT右边的位地址赋给左边的字符名称。被定义的位地址在源程序中可用符号名称来表示。也可以用EQU指令来定义位地址变量。【例】：ORG1000HL0BITP1.1LlBIT20H7．定义存储区格式：［标号：］DSX功能：用于定义从标号开始预留一定数量的内存单元，以备源程序执行过程中使用。预留单元的数量由X决定。【例】：ORG1000HCDS：DS08HMAIN：MOVDPTR，＃1000H…END程序汇编到DS语句时，从1000H地址开始预留8个连续地址单元，后面内容从1008H地址开始依次存放。4.1.4汇编语言程序设计方法汇编语言程序设计同高级语言程序设计一样，是有章可循的，只要按照一定的方法步骤去做，程序设计就会变成一件轻松愉快的事情，设计的程序也会规范、清晰、易读、易懂。使用汇编语言设计程序大致上可分为以下几个步骤。1.分析题意，明确要求。2.确定算法。3.画程序流程图。4.分配内存工作单元。5.编写源程序。6.程序优化。7.上机调试。4.2顺序程序设计【例】程序初始化。初始化就是为变量、寄存器、存储单元赋一初值，是最简单、最常用的操作。如将R0-R3，P1，30H，40H单元初始化为00H，把R4，R5初始化为0FFH。参考程序如下：ORG0000H;PC起始地址LJMPSTART；转主程序ORG0100H；主程序起始地址START：MOVR0，#00H；初始化MOVR1，#00HMOVR2，#00HMOVR3，#00HMOVP1，#00HMOVR4，#0FFHMOVR5，#0FFHMOV30H，#00HMOV40H，#00HHERE：SJMPHERE；反复执行该指令，相当于等待END用立即数比较直观，但用MOVA，#00H，MOVR0,A指令赋值，效果更好。【例】逻辑运算。逻辑操作是控制过程中经常使用的，掌握逻辑运算的特点是提高程序效率的重要途径。在逻辑运算中，进位标标志CY的地位很特殊，它是逻辑累加器，大多数逻辑操作要通过CY来完成。用程序实现图4-2所示的逻辑电路功能。图4-2逻辑电路参考程序如下：ORG0000HLJMPSTARTORG0100HMOVP1，#0FFH；P1口初始化LOOP：MOVC，P1.1ORLC，P1.2；P1.1与P1.2逻辑或运算CPLC；取反ANLC，P1.0；C与P1.0逻辑与运算CPLCMOV07H，C；暂存于07H单元中MOVC，P1.3ANLC，/P1.4；P1.3与P1.4的反逻辑与运算CPLCORLC，07HMOVP1.5，C；把结果在P1.5口输出SJMP$END4.3分支程序设计分支程序的主要特点是程序包含有判断环节，不同的条件对应不同的执行路径。编程的关键任务是合理选用具有逻辑判断功能的指令。由于选择结构程序的走向不再是单一的，因此，在程序设计时，应该借助程序框图(判断框)来明确程序的走向，避免犯逻辑错误。一般情况下，每个选择分支均需单独一段程序，并有特定的名字，以便当条件满足时实现转移。1．单分支选择结构当程序的判断是二选一时，称为单分支选择结构。通常用条件转移指令实现判断及转移。单分支选择结构有三种典型表现形式。图4-3单分支选择结构(a)当条件满足时执行分支程序1，否则执行分支程序2。(b)当条件满足时跳过程序段1，从程序段2顺序执行；否则，顺序执行程序段1和程序段2。(c)当条件满足时程序顺序执行程序段2；否则，重复执行程序段1，直到条件满足为止。由于条件转移指令均属相对寻址方式，其相对偏移量rel是个带符号的8位二进制数，可正可负。因此，它可向高地址方向转移，也可向低地址方向转移。对于第三种形式，可用程序段1重复执行的次数作为判断条件，当重复次数达到某一数值时，停止重复，程序顺序往下执行。这是分支结构的一种特殊情况，这实际是循环结构程序。用这种方式可方便实现状态检测。【例】：LOOP：JBP1.1，LOOP单分支程序一般要使用状态标志，应注意标志位的建立。【例】设a存放在累加器A中，b存放在寄存器B中，若a≥0，Y=a－b；若a0，则Y=a＋b。这里的关键是判a是正数，还是负数；可通过判断ACC.7确定。ORG0000HJMPBRORG0100HBR：JBACC.7，MINUS；负数，转到MINUSCLRC；清进位位SUBBA，B；A-BSJMPDONEMINUS：ADDA，B；A+BDONE：SJMP$；等待END2．多分支选择结构当程序的判别输出有两个以上的出口流向时，称为多分支选择结构。8051的多分支结构程序还允许嵌套，即分支程序中又有另一个分支程序。汇编语言本身并不限制这种嵌套的层次数，但过多的嵌套层次将使程序的结构变得十分复杂和臃肿，以致造成逻辑上的混乱。多分支选择结构通常有两种形式，如图4-4所示。图4-4多分支选择结构8051的散转指令和比较指令均可以实现多分支转移。散转指令JMP@A+DPTR比较指令CJNEA，direct，rel(共有4条)使用散转指令前，先将各分支程序编写好，存放在程序存储器中，并将各分支程序的入口地址组成一个表格放在一起，把表首地址送入DPTR，把子程序的序号放入A中。在8051指令中，还有4条功能极强的比较转移指令：CJNEA，direct，rel；A内容与直接寻址单元内容比较，不等转移CJNEA，#data，rel；A内容与立即数比较，不等转移CJNERn，#data，rel；寄存器内容与立即数比较，不等转移CJNE@Ri，#data，rel；间址单元内容与立即数比较，不等转移这4条指令对指定单元内容进行比较，当不相等时程序作相对转移，并指出其大小，以备作第二次判断；若两者相等，则程序顺序执行。•【例】散转程序。编写程序，根据20H单元中的内容转入相应的分支，执行指定的操作，将结果存入指定存储器单元。程序流程框图如图4-5所示图4-5散转程序流程参考程序ORG0000HLJMPMEMSRESULTEQU0050HORG0100HMEMS：MOVA，20HMOVDPTR，#KKKK；散转程序入口地址表首址RLA；分支号乘2，每个入口地址均为2字节JMP@A+DPTR；转移END1：SJMP$KKKK：AJMPMEMSP0；A=0加法AJMPMEMSP1；A=1减法AJMPMEMSP2；A=2乘法SJMPMEMSP3；A=3除法SJMPMEMSP4；A=4逻辑与SJMPMEMSP5；A=5逻辑或MEMSP0：MOVA，R0；相加分支CLRCADDA，R1MOVRESULT，ALJMPEND1MEMSP1：MOVA，R0；相减分支CLRCSUBBA,R1MOVRESULT，ALJMPEND1MEMSP2：MOVA，R0；乘法分支MOVB，R1CLRCMULABMOVRESULT，AMOVRESULT+1，BLJMPEND1MEMSP3：MOVA，R0；除法分支MOVB，R1CLRCDIVABMOVRESULT，AMOVRESULT+1，BLJMPEND1MEMSP4：MOVA，R0；逻辑与分支ANLA，R1MOVRESULT，ALJMPEND1MEMSP5：MOVA，R0；逻辑或分支ORLA，R1MOVRESULT，ALJMPEND1END•【例】两个无符号数比较大小。设外部RAM单元ST1和ST2中存放两个无符号二进制数，要找出其中的大数存入ST3单元中。程序流程框图如图4-6所示。图4-6求大数程序流程参考程序如下：ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART：MOVA，addr1；将addr1中内容送ACJNEA，addr2，LOOP1；两数比较，不相等则转LOOP1LOOP3：AJMP$；结束LOOP1：JCLOOP2；当CY＝1，转LOOP2MOVaddr3，A；CY＝0，(A)＞(addr2)SJMPLOOP3；转结束LOOP2：MOVaddr3，addr2；CY＝1，(addr2)＞(A)SJMPLOOP3END4.4循环程序设计在实际应用中经常会遇到功能相同，需要多次重复执行某段程序的情况，这时可把这段程序设计成循环结构，这有助于节省程序的存储空间，提高程序的质量。循环程序一般由4部分组成。1.初始化。即设置循环过程中有关工作单元的初始值，如置循环次数、地址指针及工作单元清零等。2.循环体