第4章单片机汇编语言程序设计

第4章汇编语言程序设计主要内容汇编语言的构成汇编语言源程序的设计与汇编简单程序设计与分支程序设计循环与查表程序设计子程序与运算程序设计重点掌握MCS-51单片机的各种形式的汇编语言程序设计的方法.汇编语言的构成4.1.1程序设计语言(1)机器语言(machinelanguage)能为计算机直接识别和执行的机器级的语言.(2)汇编语言(assemblylanguage)由助记符,保留字,伪指令等组成,容易为人们识别,记忆和读写,用来代替机器语言进行程序设计的一种语言.汇编语言不独立于具体的机器.(3)高级语言(high-levellanguage)是面向过程和问题并能独立于机器的通用程序设计语言,是一种接近人们自然语言和常用数学表达式的计算机语言.汇编语言的构成由于计算机只能识别二进制数，所以计算机的指令均由二进制代码组成。为了便于记忆和使用，计算机制造厂对指令系统的每一条指令都给出了助记符。因此，助记符是根据机器指令不同的功能和操作对象来描述指令的符号。这种用助记符形式来表示的机器指令称为汇编语言指令。因此，汇编语言是一种采用助记符表示指令、数据和地址来设计程序的语言。汇编语言的特点①助记符指令和机器指令一一对应。用汇编语言编制的程序，效率高，占用存储空间小，运行速度快。②用汇编语言编程比用高级语言困难。因为汇编语言是面向汇编语言的构成③计算的，程序设计人员必须对计算机有相当深入的了解，才能使用汇编语言编制程序。④汇编语言能直接和存储器及接口电路打交道，也能申请中断。因此，汇编语言程序能直接管理和控制硬件设备。⑤汇编语言缺乏通用性，程序不易移植。各种计算机都有自己的汇编语言，不同实际上的汇编语言之间不能通用。汇编语言的构成4.1.2汇编语言格式MCS-51单片机的汇编语言格式如下:[标号:]操作码助记符[第一操作数][,第二操作数][，第三操作数][;注释](Label)(OPcode)(Operand)(Comment)1、标号：表示指令位置的符号地址，以英文字母开始的由1~6个字母或数字组成的字符串，并以“：”结尾。2、操作码：操作码助记符是表示指令操作功能的英文字母。3、操作数：用于给指令的操作提供数据或地址。4、注释：注释不属于语句的功能部分，只是对每条语句的解释说明。5、分界符（分隔符）：冒号，空格，逗号和分号。汇编语言的构成4.1.3汇编语言构成1.指令性语句是指采用指令助记符构成的汇编语言语句,它必须符合汇编语言的语法规则.指令性语句与计算机的指令一一对应.MCS-51有111条指令的助记符语句.2.指示性语句指示性语句又称伪指令语句,简称伪指令.伪指令是在机器汇编时,供汇编程序识别和执行的命令,可以用来对机器的汇编过程进行某种控制,令其进行一些特殊的操作.例如:规定生成的目标代码在内存中的存放区域,为源程序中的符号和标号赋值以及指示汇编的结束.在MCS-51的汇编语言中,常用的伪指令共有8条,现分别介绍如下:汇编语言的构成1、ORG汇编起始命令格式：ORG16位地址如：ORG0100H2、END程序结束命令格式：END3、EQU赋值命令格式：字符名称EQU项（数据、表达式或字符串）说明：（1）字符名称必须以字母开头；（2）用字符表示的数据汇编不能区分立即数和地址，在使用中确定；（3）若定义的是地址或寄存器，可作变量用。汇编语言的构成如：AAEQUR1；其中项是字符串MOVA，AASHUEQU100DELAYEQU07EBHMOVA，SHU；SHU作地址(存储单元)用LCALLDELAYABCEQU30HMOVABC，#46H；#46H→30H，ABC作变量用，；即作地址用MOVR2，ABC；（30H）→R2MOVA，#ABC；#30H→A，ABC作常数用汇编语言的构成4、DATA数据地址赋值命令格式：字符名称DATA表达式（数据或地址）说明：（1）主要用于定义变量或数据；（2）格式中的表达式必须是确定的值；（3）与EQU的区别：①DATA中的表达式不能是字符串；②EQU定义的字符名必须先定义后使用，而DATA定义的字符名可以先使用后定义如：ABCDATA36HMOVABC，#32MOVA，ABC；#32→36H，ABC作变量用MOVR3，#ABC；#36H→R3，ABC作常数用汇编语言的构成5、DB定义字节命令格式：DB数据、数据表或字符串说明：（1）各项用逗号分开；（2）字符串用单引号括起来；（3）数据存入ROM指定的空间。如：ORG2000HDB0A3HLIST：DB26H，03HSTR：DB‘ABC’，’W’，’12345’汇编后2000H~200BH单元的内容是：A3H26H03H41H42H43H75H31H32H33H34H35H汇编语言的构成6、DW定义字命令格式：DW16位数据、数据表说明：（1）各项用逗号分开；（2）先存放高8位，再存放低8位；（3）数据存入ROM指定的空间。如：ORG1500HTABLE：DW7234H，8AH，10H汇编后1500H~1505H单元的内容是：72H34H00H8AH00H10H汇编语言的构成7、DS定义存储空间命令格式：DS表达式（常数）说明：汇编时，从指定地址开始保留一定数量的存储空间。如：ORG1000HDS08HDB30H，8AH汇编后：1000H~1007H单元保留（1008H）=30H（1009H）=8AH汇编语言的构成8、BIT定义位地址符号（位变量）命令格式：字符名BIT位地址如：A1BITP1.0A2BIT02HFLAGRUNBIT08H4.2汇编语言源程序的设计与汇编4.2.1汇编语言源程序的设计步骤(1)拟制设计任务书(2)建立数学模型(3)确立算法(4)绘制程序流程图(5)编制汇编语言源程序(6)上机调试4.2.2汇编语言源程序的汇编1.人工汇编2.机器汇编4.3简单程序设计4.3.1简单程序设计简单程序是指程序中没有使用转移类指令的程序段,机器执行这类程序时也只需按照先后顺序依次执行,中间不会有任何分支,有时称为顺序程序或直线程序.[例4.2]请编写能把20H单元内两个BCD数变换成相应的ASCII码,并放在21H(高位BCD数的ASCII码)和22H(低位BCD数的ASCII码)单元的程序.解:算法:把两个BCD数拆开后,分别加30H即可.相应程序如下:ORG0500HMOVR0,#22HMOV@R0,#00H简单程序设计MOVA,20HXCHDA,@R0ORL22H,#30HSWAPAORLA,#30HMOV21H,ASJMP$END[例4.3]已知一个补码形式的16位二进制数(低8位在NUM单元,高8位在NUM+1单元),试编写能求该16位二进制数原码的绝对值的程序.简单程序设计解:先对NUM单元中低8位取反加1,再把由此产生的进位位加到NUM+1单元的反码上,最后去掉它的最高位(符号位).ORG0300HNUMDATA20HMOVR0,#NUMMOVA,@R0CPLAADDA,#01HMOV@R0,AINCR0MOVA,@R0CPLAADDCA,#00H简单程序设计ANLA,#7FHMOV@R0,ASJMP$END[例4.4]已知20H单元中有一个二进制数,请编程把它转换成3位BCD数,把百位BCD数送入FIRST单元的低4位,十位和个位BCD数放在SECOND单元,十位BCD数在SECOND单元中的高4位.解:方法很多,介绍用除法.ORG0200HFIRSTDATA30HSECONDDATA31H简单程序设计MOVA,20HMOVB,#64HDIVABMOVFIRST,AMOVA,BMOVB,#0AHDIVABSWAPAORLA,BMOVSECOND,ASJMP$END分支程序设计例4.7已知两个带符号数分别存于ONE和TWO单元,试编程比较它们的大小,并把结果存入MAX单元.解:(1)算法利用溢出标志OV的状态来判断若X–Y为正数,则:在OV=0时,XY在OV=1时,XY若X-Y为负数,则:在OV=0时,XY在OV=1时,XY正数-负数=正数;正数-正数=正数;负数-负数=正数.负数-正数=正数正数-正数=负数;负数-正数=负数;负数-负数=负数.正数-负数=负数分支程序设计分支程序设计(2)程序如下:ORG1000HONEEQU30HTWOEQU31HMAXEQU32HCLRCNEG:JBOV,XMAXMOVA,ONEYMAX:MOVA,TWOSUBBA,TWOSJMPDONEJZDONEXMAX:MOVA,ONEJBACC.7,NEGDONE:MOVMAX,AJBOV,YMAXSJMP$SJMPXMAXEND分支程序设计例4.8某系200名学生参加外语统考,若成绩已存放在MCS-51外部RAM起始地址为ENGLISH的连续单元中,现决定给成绩在95~100分之间的学生颁发A级合格证书,在90~94分之间的学生颁发B级合格证书.试编写程序,统计获得A级和B级证书的学生人数,并把统计结果存入内部RAM的GRADA和GRADB单元.解:这是一个循环和分支相结合的程序设计,流程图见书P144页.分支程序设计分支程序设计相应程序为:ORG0600HENGLISHXDATA1000HGRADADATA30HGRADBDATA31HMOVGRADA,#00HMOVGRADB,#00HMOVR2,#0C8HMOVDPTR,#ENGLISHLOOP:MOVXA,@DPTRCJNEA,#5FH,LOOP1LOOP1:JNCNEXT1CJNEA,#5AH,LOOP2分支程序设计LOOP2:JCNEXTINCGRADBSJMPNEXTNEXT1:INCGRADANEXT:INCDPTRDJNZR2,LOOPSJMP$END4.4循环程序设计循环程序特点:程序中含有可以重复执行的程序段,该程序段通常称为循环体.循环程序设计要点:1.循环初始化在循环程序开头,用于完成循环前的准备工作.2.循环处理循环程序所具有的功能的体现程序段.3.循环控制用于控制循环次数.4.循环结束用于循环程序输出结果.循环程序设计循环程序通常有两种编制方法:一种是先循环处理后循环控制(即先处理后判断);另一种是先循环控制后循环处理(即先判断后处理),如图4-7所示.P145例4.9已知内部RAM的BLOCK单元开始有一无符号数据块,块长在LEN单元.请编写求数据块中各数累加和并存入SUM单元的程序.循环程序设计循环程序设计解:(1)先判断后处理程序为:ORG0200HLENDATA20HSUMDATA21HBLOCKDATA22HCLRAMOVR2,LENMOVR1,#BLOCKINCR2SJMPCHECKLOOP:ADDA,@R1INCR1循环程序设计CHECK:DJNZR2,LOOPMOVSUM,ASJMP$END(2)先处理后判断的程序为:ORG0200HLENDATA20HSUMDATA21HBLOCKDATA22HCLRAMOVR2,LEN循环程序设计MOVR1,#BLOCKNEXT:ADDA,@R1INCR1DJNZR2,NEXTMOVSUM,ASJMP$END循环程序设计例4.10已知内部RAMADDR为起始地址的数据块内数据是无符号数,块长在LEN单元内.请编程求数据块中最大值并存入MAX单元.解:以比较交换法为例.比较交换法先使MAX单元清零,然后把它和数据块中每个数逐一进行比较,只要MAX中的数比数据块中某数大就进行下一个数的比较,否则把数据块中的大数传送到MAX单元后再进行下个数的比较,直到数据块中每个数都比较完为止.此时,MAX单元中便可得到最大