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1、1,第4章 8051单片机程序设计基础,语言：汇编还是C？,确定了单片机，另一个老生常谈的争论就不得不面对了，学汇编还是C好？现在很多宣传一味鼓吹C语言的好，似乎“万恶的汇编”早就该下地狱了。这种观点是有失偏颇的。 客观的讲，汇编语言和C语言各有特点。汇编语言的本质是机器码，是直接和单片机对话的唯一途径。优点是效率高，缺点是难以驾驭。C语言的逻辑性更强，优点是只要掌握了语言本身编程就变得简单，而且移植性好。缺点是即使你写出了程序，完成了功能，但是对单片机本身的了解还是很少。,2,实际开发中大多会使用C语言，汇编语言在较为复杂的工程面前还是显得很无力。但是汇编语言在学习单片机的过程中却很有用，想
2、要真正懂得单片机的内部奥妙，还得借助汇编语言这个窗口。 因此,学习的正确流程应该是：先通过汇编语言将单片机硬件资源掌握透彻，C语言仅是一门语言，对硬件了解清楚的基础之上再学习C语言，很容易上手。,3,主要内容,4.1 汇编语言程序结构 4.2 算术运算程序设计 4.3 C51基础 4.4 C51和汇编语言的混合编程,4,4.1 汇编语言程序结构,4.1.1简单程序结构 4.1.2分支结构 4.1.3循环结构 4.1.4子程序及其参数传递方法 4.1.5中断服务程序 *4.1.6 前后台结构 *4.1.7 并行结构,5,4.1.1简单程序结构,简单结构程序执行时，从第一条指令开始顺序执行，直到最
3、后一条指令为止。它是构成较大、较复杂程序的最基本的结构。但它本身只能完成一些简单的任务，所以叫做简单程序。,6,例4.1将单字节BCD码转换成二进制数,ORG 100H MOV R2, #28H ;要转换的BCD数送入R2,入口 MOV A，R2 ANL A,#0F0H ；屏蔽低4位，取高4位 SWAP A ；高低4位交换 MOV B，#10 MUL AB ；210 MOV R3，A ；乘积送R3保存,7,MOV A，R2 ANL A，#0FH ；取低4位 ADD A，R3 ；2108送A MOV R3，A ；结果1CH送R3 END ;程序结束,8,例4.2 双字节移位,将30H、31H单元
4、存放的无符号数除2，商仍在原单元中，余数送入CY中。由于8051指令系统中只有单字节移位指令，故双字节移位需要分步进行，只给出程序段。,9,CLR C MOV A，30H RRC A MOV 30H，A MOV A，31H RRC A MOV 31H，A,10,4.1.2分支结构,在大量的实用程序中，需要对某些指令的执行结果进行判断，根据判断的结果决定程序的走向。判断后有“是”和“非”两种结果，程序也就有两种可能的执行方向，也就是程序产生了分支，形成了分支结构。 改变程序的执行顺序有两种方法：一是事先安排好的，程序执行到某条指令后转去执行指定的指令。这是通过无条件转移指令来实现的；第二种就是根
5、据程序执行的结果来决定转移到何处去。这是通过条件转移指令来实现的，分支程序就属这种情况。,11,转移指令都有条件测试功能，根据测试后的结果来确定是否转移，条件成立则转移，否则执行下一条指令。 例4.3 给定8位有符号数X，求符号函数Y。所谓符号函数，即当X0时，Y为1，当X0时，Y等于-1，而当X=0时，Y=0。这是一个典型的分支程序。,12,13,图4-1 例4.3程序流程图,ORG 100H START：MOV R0，#30H ;存放有符号数的地址指针 ; 30H送R0，而(30H)=X MOV A，R0 ; (A)X ANL A，R0 ; 做与运算，出标志 JZ ZERO ; 判(A)=
6、0否？(A)=0,转ZERO,(A)非0， ; 下一条 JNB ACC.7, NEXT ; (A)的最高位不是1，即为正数，转 ; 标号NEXT,如是1，执行下一条 MINUS：MOV R1，#0FFH ; (A)的最高位是1，即为负数， ;(R1)=-1 SJMP EXIT ; 转出口 ZERO： MOV R1，#0 ; (R1)0 SJMP EXIT ; 转出口 NEXT: MOV R1，#1 ; (R1) = 1，即R1做为出口Y=1 EXIT: SJMP EXIT ; 原地踏步,14,4.1.3循环结构,一个程序若包含多次重复执行的程序段，则称为循环结构。循环程序和分支程序都是非顺序结
7、构程序，但它们在程序走向和所实现的功能上是不同的。 先看实例:,15,例4.4 求存放在片内RAM 20H单元开始的10个无符号数的最小值,ORG 100H MOV R0，20H ;置地址指针 MOV R7，10 ;计数器初值 MOV A，R0 ;取第一个数 DEC R7 ;实际的比较次数 LOOP: INC R0 ;修改地址指针 MOV 40H，R0 ;取后一个数 CJNE A, 40H, NEXT ;前数与后数比较,16,17,NEXT: JC LOPP1 ;前一个数小，不交换 MOV A，40H ;前一个数大，把后一个数送A LOPP1: DJNZ R7，LOOP ;计数器减1，不为0转
8、LOOP MOV 41H, A ;循环结束，最小值送;41H单元 HERE: SJMP $ ;$指HERE标号，踏步 END,18,图42 例4.4程序流程图,19,循环程序的构成,设置初值部分,进入循环之前要给出初始状态，称为初始化，一般包括建立计数器，设置地址指针及其他变量的初值。初值又分为循环工作部分的初值和循环结束条件的初值。 循环工作部分，这是循环结构的基本部分，也叫循环体，是为重复执行任务编写的程序段。 循环控制部分，控制循环的次数，一般包括修改计数器，修改指针，检测循环结束条件等。 结束部分用于分析和存储结果。,20,图4-3 循环程序流程图,如果循环工作部分又包含新的循环程序，
9、称为循环嵌套，如出现多次嵌套，就称为多重嵌套。而循环工作部分不包含另外的循环体就称为单重循环。,21,单重循环和多重循环,单重循环及其控制方法,控制循环的方法有多种，这里只介绍其中的三种。当循环次数已知时，利用计数器控制循环最方便。当循环次数未知时，可采用按实际条件控制循环，或采用逻辑尺的方法。,22,例4.5 求存放于首地址为20H单元的多个学生考试成绩之和。这个问题可利用成绩是正数的特点，在成绩数据区后放一个负数作为结束条件。 ORG 1000H START: MOV R0，#20H ；首地址指针 MOV R1，#0 MOV R2，#0,23,LOOP: MOV A, R0 ; 取第1个数
10、 JB ACC.7，DONE ; 是负数，结束循环 ADD A，R1 JNC NEXT INC R2 NEXT: INC R0 MOV R1,A SJMP LOOP DONE: SJMP $,24,用逻辑尺控制循环,例4.6 若单片机进行8路巡回检测，采集的数据要用不同的函数加以处理。设第0、3、5路用FUNC1处理，而1、2、4、6、7路用FUNC2处理，这样在一个循环中包括两个支路,可使用一个二进制位串来控制程序沿那一个位串来循环，本题的位串设计为11010110，0表示用FUNC1处理，1表示用FUNC2处理，这个二进制位串称为逻辑尺。其长度根据需要可为一字节，或多字节。程序运行时，可将
11、逻辑尺移位，判断是0还是1，以决定对数据如何处理。程序流程如图4-4所示。,25,26,图4-4 用逻辑尺控制循环,多重循环,如果在一个循环体中又包含了其他的循环程序，即循环中还套着循环，这种程序称为多重循环程序。 例4.7 10秒延时程序。 延时程序与MCS-51执行指令的时间有关，如果使用12MHz晶振，一个机器周期为1s计算出执行一条指令以至一个循环所需要的时间，给出相应的循环次数，便能达到延时的目的。,27,DEL: MOV R5, #100 DEL0: MOV R6, #200 DEL1： MOV R7，#248 ;248*2 + 1 = 497个机器周期 DEL2： DJNZ R7
12、，DEL2 ;(248*2+1+2）*200+ 1 =99801个机器周期 DJNZ R6, DEL1 ; (248*2+1+2）*200+2） *100+1+2s DJNZ R5, DEL0 RET,28,4.1.4子程序及其参数传递方法,在实际程序中，常常会多次进行一些相同的计算和操作。如数制转换、函数式计算等等。如果每次都从头开始编制一段程序，不仅麻烦，而且浪费存储空间。因而对一些常用的程序段以子程序的形式，事先存放在存储器的某一个区域。当主程序在运行时，需要用子程序时，只要执行调用子程序的指令，使程序转至子程序。当子程序处理完毕，返回主程序，继续进行以后的操作。,29,30,调用子程序
13、的优点: (1)避免了对相同程序段的重复编制。 (2)简化程序的逻辑结构，同时也便于子程序调试。 (3)节省存储器空间。,8051指令系统中，提供了两条调用子程序指令ACALL及LCALL，并提供了一条返回主程序的指令RET。 ACALL: 子程序距离本指令的距离不超过2K LCALL: 子程序距离本指令的距离在64K内 子程序的调用，包含两个部分：保护现场和恢复现场。,31,参数传递,调用子程序时，主程序应先把有关的参数存放在约定的位置，子程序在执行时，可以从约定的位置取得参数，当子程序执行完，将得到的结果存入约定的位置，返回主程序后，主程序可以从这些约定的位置读取到需要的结果，这就是参数的
14、传递。,32,用累加器或寄存器进行参数的传递,用累加器和寄存器存放输入参数及结果参数，可以提高程序的运算速度，而且程序也很简单。其不足之处是参数不能传递得很多，因为寄存器的数量有限；主程序在调用子程序前必须将参数先送入寄存器；由于子程序参数的个数是固定的，故主程序不能任意设定参数的多少。,33,用指针寄存器进行参数的传递,当程序中所需处理的数据量比较大时，常常用存储器存放数据，而不用寄存器。用指针指示数据在存储器中所处的位置，可以大大节省参数传递中的工作量，使用指针的方法能实现数据长度可变的运算。8051指令系统中提供的由R0、R1作间址寄存器的指令很多，当参数存放在内部RAM时，用R0、R1
15、作指针，使参数的传递十分方便。 当参数在外部RAM或在程序存储器时，可用DPTR作指针。对可变长度运算时，数据长度可由寄存器指出，也可采用在数据后设置标志的办法。,34,用堆栈进行参数传递,堆栈可以用于主程序调用子程序时相互之间的参数传递。调用前，主程序用PUSH指令把参数压入堆栈，子程序在执行中按堆栈指针间接访问栈中参数，并且把运算结果送回堆栈。返回主程序后，主程序用POP指令得到堆栈中的结果参数。利用堆栈传递参数的方法比较简单，而且传递参数量比用寄存器来传递参数多得多，也不必为特定的参数分配存储单元。,35,例4.8 一位16进制数转换成ASCII码,HEASC: MOV R0，SP；借用
16、R0,为堆栈指针 DEC R0 DEC R0 ；R0指向被转换参数地址 XCH A，R0 ；保护累加器，取被转换参数 ANL A，#0FH ADD A，#2 ；表首地址 MOVC A，A+PC ；查表 XCH A, R0 ；结果送回堆栈 RET ATAB: DB 30H,31H,32H,39H DB 41H,46H,36,例4.9 把内部RAM中40H单元一字节的16进制数转换成两位ASCII码，存放在R1指出的两个单元中，调用HEASC子程序。,程序如下： HEX_TO_ASCII: MOV A，40H；直接寻址，(40H)A SWAP A ；两位16进制数半字节交换 PUSH ACC ACALL HEASC POP ACC,37,MOV R1,A；高半字节转换成ASCII码存结果 INC R1 PUSH 40H ACALL HEASC POP ACC MOV R1,
