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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