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1、第4章 MCS-51汇编语言程序设计,教学基本要求： （1）、了解MCS-51汇编语言程序设计的特点； （2）、熟悉MCS-51汇编语言伪指令的功能及用法； （3）、掌握顺序、分支、循环程序的设计方法； （4）、掌握KEIL软件的使用方法。 教学重点： （1）、KEIL软件的使用方法； （2）、分支、循环程序的设计方法； （3）、定时、查表程序的设计方法； 教学难点： （1）、KEIL软件调试程序的方法； （2）、利用JMP A+DPTR指令实现程序多分支； （3）、查表程序的设计方法； （4）、子程序结构与堆栈的关系。,4.1 单片机程序程序设计语言概述,4.1.1 机器语言和汇编语言 4.
2、1.2 单片机使用的高级语言 （1）BASIC语言 （2）C语言 （3）PL/M语言 4.1.3 80C51单片机汇编语言的语句格式,汇编语言程序设计必须注意如下特点： （1）设计人员必须详细了解单片机的硬件结构，以便在程序设计中熟练使用； （2）必须熟悉汇编语言指令的功能和用法； （3）在程序设计前，必须分析设计任务，确定所用算法，确定程序结构，确定数据的类型、数据的结构，必须对数据的存放、寄存器和工作单元的使用以及所用硬件资源等作出具体安排； （4）根据分析，画出程序设计流程图； （5）根据程序设计流程图编写程序。,（3）程序结构：顺序或循环结构 （4）数据类型：三字节、二进制、无符号数
3、（5）数据结构：升序或降序排列 （6）RAM单元安排： （内部RAM字节单元、位地址空间） （7）采用寄存器间接寻址方式（R0、R1）,（8）程序设计流程框图；,（9）程序清单； ORG 1000H MOV RO， #52H；加数N1的低字节地址送地址指针R0 MOV R1， #55H；加数N2的低字节地址送地址指针R1 MOV A， R0； 取N1的低字节 ADD A， R1； N1、N2低字节相加 MOV R0， A； 保存N1、N2低字节和 DEC R0； 修改加数N1的地址指针内容 DEC R1； 修改加数N2的地址指针内容 MOV A， R0； 取N1的中间字节 ADDC A， R1
4、； N1、N2中间字节带低字节和进位相加 MOV R0， A； 保存N1、N2中间字节和 DEC R0； 修改加数N1的地址指针内容,DEC R1； 修改加数N2的地址指针内容 MOV A， R0； 取N1的高字节 ADDC A， R1； N1、N2高字节带中间字节和进位相加 MOV R0， A； 保存N1、N2高字节和 MOV 00H， C； 高字节和的进位送00H位保存 END 思考题： 1）上述程序中，如果只采用ADDC指令，应如何修改程序？ 2）如果N1、N2，N3均为十进制数，应如何修改程序？ 3）如果加数N1在内部RAM 50H、51H和52H单元中，而加数N2与和N3均在外部RA
5、M0053H、0054H和0055H单元中，其它条件不变，应如何修改程序？ 4）如果N1、N2，N3均存放在外部RAM单元，应如何修改程序？,例：设内部RAM 40H，41H单元中分别存放8位二进制数，现分别取这两个单元中的半个字节，合并成一个新字节存放在42H单元中。要求如下：42H单元新字节的低半字节取自40H单元的低半字节，而高半字节取自41H单元的低半字节。 解：（1）分析任务：拆字、合字,（2）算法：逻辑运算 （3）程序结构：顺序 （4）数据类型：单字节、二进制、无符号数 （5）数据结构：升序或降序排列 （6）程序设计流程框图；,（7）程序清单； ORG 2000H START: M
6、OV R1， #40H；初始化数据指针R1的内容 MOV A， R1； 取40H单元内容送A ANL A， #0FH；保留40H单元内容低4位 INC R1； 修改数据指针R1的内容 XCH A， R1； (A)与R1内容互换 ANL A， #0FH；保留41H单元内容低四位 SWAP A； 41H单元内容高低半字节互换 ORL A， R1； 合字生成新字节 INC R1； 修改数据指针R1的内容 MOV R1， A； 新字节送42H单元保存 END 作业题： 上例中其它条件不变，要求如下：42H单元新字节的低半字节取自40H单元的低半字节，而高半字节取自41H单元的高半字节。,（1）单分支程
7、序 单分支程序是通过条件转移指令实现的，即根据条件对程序的执行进行判断，满足条件则进行程序转移，不满足条件程序就顺序执行。 在MCS-51指令系统中，可利用JZ，JNZ，CJNE，DJNZ，JC，JNC，JB，JNB，JBC等指令，完成为0、为1、为正、为负以及相等、不相等等各种条件判断。 例：两个8位无符号二进制数比较大小。假设在外部RAM中有ST1、ST2和ST3共3个连续单元（单元地址从小到大），其中ST1、ST2单元中存放着两个8位无符号二进制数N1，N2，要求找出其中的大数并存入ST3单元中。,4.2.2 分支程序结构,解：（1）分析任务：比较两个数的大小 （2）算法：算术运算、控制
8、转移 （3）程序结构：单分支 （4）数据类型：单字节、二进制、无符号数 （5）数据结构：单元地址升序排列 （6）RAM单元安排：外部RAM单元 （7）采用寄存器间接寻址方式（R0、R1或DPTR） （8）程序设计流程框图； （9）程序清单； 思考题（补充作业题）： 上例中，如果采用CJNE A， direct，rel指令，应如何修改程序？,返回,ORG 8000H START: CLR C；进位清0 MOV DPTR， #ST1； 设数据指针 MOVX A，DPTR； A（ST1），取N1 MOV R2， A； 暂存N1 INC DPTR； DPTR ST2（指向N2单元） MOVX A， D
9、PTR； 取N2存于A中 SUBB A， R2；N1，N2比较（N2-N1，差在A中） JNC BIG1；N2N1，转BIG1，N2N1，顺序执行 XCH A， R2；N1，N2互换，A N1 SJMP BIG0 BIG1: MOVX A， DPTR；A N2 BIGO: INC DPTR； DPTR ST3（指向N3单元） MOVX DPTR， A；ST3 大数 END,返回,（2）多分支程序 假设多分支程序中，分支序号的最大值为n，则多分支转移结构如图所示： MCS-51指令系统没有多分支转移指令，无法使用单条指令完成多分支转移。要实现多分支转移，可采用以下几种方法：,假设分支序号值保存在
10、累加器A中，则可使用 CJNE A， #data， rel指令，其分支流程如图所示：,（a）使用多条CJNE指令，通过逐次比较，实现分支程序转移,例：已知：127X-128，求Y。设X，Y分别存放在外部RAM 1000H和2000H单元中。 解：（1）分析任务：解方程 （2）算法：控制转移 （3）程序结构：多分支 （4）数据类型：单字节、二进制、有符号数 （5）RAM单元安排：外部RAM单元 （6）采用寄存器间接寻址方式（R0、R1或DPTR） （7）程序设计流程框图 （8）程序清单； 思考题（补充作业题）： 上例中，如果采用CJNE指令，应如何修改程序？,返回,ARE EQU 1000H；
11、BUF EQU 2000H； ORG 1000H START：MOV DPTR， #ARE； 数据X的地址送数据指针DPTR MOVX A， DPTR； A取数据X JZ SUL； X0转SUL JB ACC.7， NEG； X0转NEG，否则，X0 MOV A， #01H； SJMP SUL； NEG: MOV A， #0FFH； (0FFH为-1补码) SUL: MOV DPTR， #BUF； 数据Y的地址送数据指针DPTR MOVX DPTR， A； 保存Y值 END,返回,首先，在程序中建立一个转移指令表，在表格中存放转移指令，然后，通过查转移指令表的方式实现多分支程序转移。 这种方法
12、主要利用散转指令JMP A+DPTR，此指令采用变址寻址方式，操作过程：（PC）（A）+（DPTR），CPU根据PC的内容来实现多分支程序转移。DPTR中送转移指令表的表首地址（常用转移指令表的名称标号代替），而A中送转移指令表中存放的转移指令的序号（常常从第0条开始）。 例如，有多个分支程序，如要通过AJMP转移指令进行转移，则应把这些转移指令按序写入转移指令表中，并设置一个序号指针（例如R3），序号往往从0开始，然后可使用以下查表程序实现程序转移。,（b）使用查转移指令表的方法实现多分支程序转移,MOV A， R3； 分支程序序号送A RL A； 分支程序序号乘2 MOV DPTR，#BR
13、TAB； BRTAB为转移指令表名称标号， JMP A+DPTR； 也为转移指令表首地址 BRTAB：AJMP ROUT0； 分支程序0的转移指令 AJMP ROUT1； 分支程序1的转移指令 AJMP ROUT2； AJMP ROUT127； 分支程序127的转移指令 ROUT0： ； 分支程序0 ROUT1: ； ROUT127: ； 分支程序127,由于AJMP指令是二字节指令，因此，程序中通过RL A指令将分支序号乘2。转移指令表中最多只能安排128条分支转移指令，如需多于128条，则必须另行修改程序。 由于AJMP指令转移范围是2KB，因此，分支程序应安排在以JMP A+DPTR指令
14、为中心的2KB范围之内，否则会出错。 如果转移指令表中的转移指令是LJMP指令，则分支程序可安排在64KB ROM空间的任何地方。但转移指令表中的转移指令的条数最多为85条（LJMP指令是三字节指令），上述程序应作相应的修改。 MOV A， R3； MOV B， #03H； MUL AB；,MOV DPTR，#BRTAB； BRTAB为转移指令表名称标号， JMP A+DPTR； 也为转移指令表首地址 BRTAB：LJMP ROUT0； 分支程序0的转移指令 LJMP ROUT1； 分支程序1的转移指令 LJMP ROUT2； LJMP ROUT85； 分支程序85的转移指令 ROUT0： ；
15、 分支程序0 ROUT1: ； ROUT85：； 分支程序85,返回,4.2.3 循环程序结构,MCS-51汇编语言指令系统没有专用的循环指令，但可以使用条件转移指令通过条件判断来控制循环是继续还是结束。 循环程序一般由四个主要部分组成: （1）初始化部分：为循环程序做准备，如规定循环次数、给各变量和地址指针预置初值。 （2）处理部分: 为反复执行的程序段，是循环程序的实体， 也是循环程序的主体。 （3）循环控制部分: 其作用是修改循环变量和控制变量，并判断循环是否结束，直到符合结束条件时，跳出循环为止。 （4）结束部分: 这部分主要是对循环程序的结果进行分析、处理和存放。,单循环程序一般有以
16、下两种典型结构：,双重循环程序的结构：,在应用系统程序设计时,有时经常需要将数据存储器中各部分地址单元作为工作单元，以存放程序执行的中间值或执行结果, 因此，在使用这些工作单元之前，必须将工作单元清零。工作单元清零可用循环程序完成。 例：假设在内部RAM区，开辟96个工作单元，工作单元首地址为20H，则工作单元清零程序子程序如下: ORG 1000H CLR0：MOV R0， #20H；循环初始化部分 MOV R7， #96； CLR A LOOP：MOV R0， A； 循环体部分 INC R0； 修改变量 DJNZ R7， LOOP；循环控制部分 RET END 思考题（补充作业题）：如采用CJN
