第3章 程序设计.ppt

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1、第三章第三章第三章第三章 MCS-51MCS-51单片机汇编语言单片机汇编语言单片机汇编语言单片机汇编语言程序设计程序设计程序设计程序设计3.1 概述概述 MCS-51单单片片机机的的编编程程语语言言可可以以是是汇汇编编语语言言也可以是也可以是高级语言高级语言（如（如C语言语言）。）。高高级级语语言言编编程程快快捷捷，但但程程序序长长，占占用用存存储储空空间大间大，执行慢。，执行慢。汇汇编编语语言言产产生生的的目目标标程程序序简简短短，占占用用存存储储空空间小间小，执行快，能充分发挥计算机的硬件功能。，执行快，能充分发挥计算机的硬件功能。无无论论是是高高级级语语言言还还是是汇汇编编语语言言，源

2、源程程序序都都要要转换成转换成目标程序目标程序(机器语言机器语言)在单片机才能执行。在单片机才能执行。1 支支持持写写入入单单片片机机或或仿仿真真调调试试的的目目标标程程序序有有两种文件格式：两种文件格式：.BIN和和.HEX文件。文件。u.BIN文文件件是是由由编编译译器器生生成成的的二二进进制制文文件件，是是程程序序的机器码，的机器码，u.HEX文文件件是是由由INTER公公司司定定义义的的一一种种格格式式，这这种种格格式式包包括括地地址址、数数据据和和校校验验码码；并并用用十十六六进进制制数数的的ASCII码码来来表表示示和和存存储储“地地址址、数数据据和和校校验验码码”，可可供供显显示

3、示和和打打印印和和烧烧写写芯芯片片。(由由.HEX文文件件很很容易转换成容易转换成.BIN文件文件)u需需通通过过符符号号转转换换程程序序OHS51将将.BIN文文件件转转换换成成.HEX文件文件。两种语言的操作过程见图两种语言的操作过程见图3-1。2连接连接/定位器定位器L51汇编语言汇编语言源程序源程序汇编器汇编器A51符号转换程序符号转换程序OHS51绝对地址绝对地址目标程序目标程序.BINC语言程序语言程序浮浮动动地地址址目目标标程程序序编译器编译器C51 HEX图图 3-1 两种语言源程序转换成目标程序两种语言源程序转换成目标程序3 目目前前很很多多公公司司将将编编辑辑器器、汇汇编编

4、器器、编编译译器器、连连接接/定定位位器器、符符号号转转换换程程序序做做成成集集成成软软件件包包（伟福仿真软件（伟福仿真软件WAVE、Keil A51）。用用户户进进入入该该集集成成环环境境，编编辑辑好好程程序序后后，只只需需点点击击相相应应菜菜单单就就可可以以完完成成上上述述的的各各步步。如如WAVE、KEIL 集成软件的使用见附录集成软件的使用见附录。汇汇编编：将将汇汇编编语语言言源源程程序序转转换换成成机机器器语语言言目目标标程序程序的过程称为的过程称为汇编汇编。汇汇编编程程序序：能能将将汇汇编编语语言言源源程程序序转转换换成成机机器器语语言言目标目标程序程序的系统软件称为的系统软件称为

5、汇编程序汇编程序。4汇编的方法：汇编的方法有两种汇编的方法：汇编的方法有两种1.手工汇编：手工汇编：通过人工通过人工查指令表查指令表，查出程序中每条指令对应的，查出程序中每条指令对应的机器代码机器代码。早期的计算机使用。早期的计算机使用。2.机器汇编：机器汇编：用计算机中的用计算机中的汇编程序对用户源程序进行汇编汇编程序对用户源程序进行汇编。汇编过程中，汇编过程中，用户源程序中的用户源程序中的汇编指示操作汇编指示操作要遵循汇要遵循汇编程序的一些编程序的一些约定约定。这些由。这些由伪指令伪指令指定。指定。5列表文件形式1)确定程序中每条汇编语言指令的确定程序中每条汇编语言指令的指令机器码指令机器

6、码2)确定每条指令在存储器中的确定每条指令在存储器中的存放地址存放地址3)提供错误信息提供错误信息4)提供目标执行文件提供目标执行文件(*.OBJ、*.HEX)和列表文件和列表文件(*.LST)地址地址 机器码机器码源程序源程序 ORG 2000H 2000H 78 30 MAIN：MOV R0，#30H 2002H E6 MOV A，R0 汇编的主要任务：汇编的主要任务：61.机器指令：机器指令：指令系统中的全部指令。每条机器指令系统中的全部指令。每条机器指令都有对应的机器代码，可以被指令都有对应的机器代码，可以被CPU执行。执行。2.伪指令：伪指令：汇编控制指令，没有指令代码，只用汇编控制

7、指令，没有指令代码，只用于汇编过程，为汇编程序提供汇编信息。于汇编过程，为汇编程序提供汇编信息。一一.汇编语言指令类型汇编语言指令类型3 3.宏指令：宏指令：宏汇编功能：将需要反复多次执行的程序段定义宏汇编功能：将需要反复多次执行的程序段定义成一个宏指令名（宏定义）。编程时，可在程序中成一个宏指令名（宏定义）。编程时，可在程序中使用使用宏指令名宏指令名来替代被定义的程序段（宏调用）。来替代被定义的程序段（宏调用）。7宏定义过程宏定义过程：（编程时）宏调用过程宏调用过程：（：（编程时编程时）宏指令名宏指令名 实际参数实际参数 宏指令名宏指令名 实际参数实际参数 宏指令名宏指令名 MACRO 形式

8、参数形式参数 ；被定义的程序段；被定义的程序段 ENDM宏展开过程宏展开过程：（：（汇编时汇编时）用用被定义的程序段代码被定义的程序段代码代替宏指令名。代替宏指令名。8二二.汇编语言程序设计步骤汇编语言程序设计步骤(一一)确定确定方案方案和和计算方法计算方法(二二)了解应用系统的了解应用系统的硬件配置硬件配置、性能指标性能指标(三三)建立系统建立系统数学模型数学模型，确定，确定控制算法控制算法和操作步骤和操作步骤(四四)合理合理分配存储器单元分配存储器单元和了解和了解I/O接口地址接口地址(五五)编制源程序编制源程序1.按功能设计程序，明确各程序之按功能设计程序，明确各程序之间的间的相互关系相

9、互关系2.用用流程图流程图表示程序结构和功能表示程序结构和功能开始开始1 YN?3.程序中用程序中用注释注释说明指令在程序中说明指令在程序中的作用，方便阅读、调试和修改的作用，方便阅读、调试和修改93.2 伪指令伪指令（常用伪指令及功能）（常用伪指令及功能）1.起始指令起始指令 ORG nn 功能：定义程序或数据块的功能：定义程序或数据块的起始地址起始地址。指示此语句指示此语句后面的程序或数据块以后面的程序或数据块以nn为起始地址，连续存放在程序为起始地址，连续存放在程序存储器中。存储器中。指令地址指令地址 机器码机器码源程序源程序 ORG 2000H 2000H 78 30 MAIN：MOV

10、 R0，#30H 2002H E6 MOV A，R0 ORG 3000H 3000H 23 TAB：DB 23H，100，A 3001H 64 3002H 41102.字字节节定定义义 标标号号：DB（字字节节常常数数，或或字字符符或表达式）或表达式）功功能能：DB指指示示在在程程序序存存储储器器中中以以标标号号为为起起始始地地址址的的单单元元里里存存放放的的数数为为字字节节数数据据（8 8位位二进制数）。二进制数）。例如例如 LN：DB 32，C，25H，-1 ；LNLN+2 地址单元依次存放地址单元依次存放 20H,43H,25H，FFH地址地址 数据数据LN20LN+143LN+225L

11、N+3FF3.字定义字定义 标号：标号：DW（字常数或表达式）字常数或表达式）功能：功能：DW指示在指示在程序存储器程序存储器中以中以标号标号为起始地址的单元里存放的数为字数据（即为起始地址的单元里存放的数为字数据（即16位的二进制数）。位的二进制数）。例如：例如：GH：DW 1234H，5678H，08GH1234GH+25678GH+40008115.等值指令（等值指令（符号定义符号定义）名字名字 EQU（数值表达式）（数值表达式）表示表示EQU两边的两边的量等值量等值，用于调试时，用于调试时可变参数可变参数(变量变量地址、标号地址、常数值地址、标号地址、常数值)的替换的替换。4.保留字节

12、保留字节 标号：标号：DS（数值表达式）数值表达式）作用：作用：指示在程序存储器中保留以标号为起始地址指示在程序存储器中保留以标号为起始地址的的若干字节单元若干字节单元，其单元个数由数值表达式指定。，其单元个数由数值表达式指定。例如例如 L1：DS 32;从从L1地址开始保留地址开始保留32个存储单元。个存储单元。例如：例如：X1 EQU 2000H X2 EQU 0FH MAIN:MOV DPTR,#X1 ;DPTR=2000H ADD A,#X2 ;A0转转ED(Y=X)MOV A,#05H ;X0,Y=X+5 ADD A,30H MOV 30H,A SJMP ED NEXT:MOV 30

13、H,#20H ;X=0,Y=20HED:SJMP$20 多分支多分支散转散转程序的设计程序的设计 有一类分支程序有一类分支程序,它根据不同的输入条件或它根据不同的输入条件或不同的运算结果不同的运算结果,转向不同的处理程序转向不同的处理程序,称之为称之为散转程序。这类程序通常利用散转程序。这类程序通常利用JMP A+DPTR间接转移指令实现转移。有如下两种设计方法：间接转移指令实现转移。有如下两种设计方法：1.查转移查转移地址地址表表:将将转移地址转移地址列成表格，将表格的内容作转移列成表格，将表格的内容作转移的的目标地址目标地址。2.查转移查转移指令指令表表:将转移到不同程序的将转移到不同程序

14、的转移指令转移指令列成表格，列成表格，判断条件后查表，转到表中判断条件后查表，转到表中指令执行指令执行,下面用两下面用两个例子说明。个例子说明。211.利用转移地址表实现转移利用转移地址表实现转移 例例3-7 根据根据R3的内容转向对应的程序，的内容转向对应的程序，R3的内容为的内容为0n,处理程序的入口符号地址分别为处理程序的入口符号地址分别为PR0PRn(n128)。分析：将分析：将PR0PRn入口地址列在表格中，每一项占入口地址列在表格中，每一项占两个两个单元单元，PRn在表中的偏移量为在表中的偏移量为2n，因此将，因此将R3的内容的内容乘乘2即得即得PRn在表中的偏移地址，从偏移地址在

15、表中的偏移地址，从偏移地址2n和和2n+1两个两个单元分别取出单元分别取出PRn的的高八位地址高八位地址和和低八位地址低八位地址送送DPTR寄存器，用寄存器，用JMP A+DPTR指令（指令（A先清零）即转移到先清零）即转移到PRn入口执行。入口执行。这里设这里设PR0PRn地址地址 PR0 EQU 0110H ;用伪指令定义用伪指令定义PRn的具体地址的具体地址 PR1 EQU 0220H PR2 EQU 0330H22ORG 0000H ;例例3-7 MOV A,R3 ;A(52H)(51H)(50H)(内部RAM)。3.3 设X在累加器A中(0X20)，求X2并将平方数高位存放在R7中，

16、低位存放在R6中。试用查表法编出子程序。3.4 设内部RAM的20H和21H单元中有两个带符号数，将其中的大数存放在22H单元中，编出程序。3.5 若单片机的晶振频率为6MHz，求下列延时子程序的延时时间。DELAY：MOV R1，#0F8HLOOP：MOV R3，#0FBHDJNZ R3，$DJNZ R1，LOOPRET3.6 编程将内部数据存储器20H24H单元压缩的BCD码转换成ASCII码存放在25H开始的单元内。3.7 从内部存储器30H单元开始，有16个数据，试编一个程序，把其中的正数、负数分别送40H和50H开始的存储单元，并分别将正数、负数和零的个数送R4，R5，R6。3.8

17、内部存储单元40H中有一个ASCII字符，试编一个程序给该数的最高位加上奇校验。453.9 编写一段程序，将存放在自DATA单元开始的一个四字节数(高位在高地址)取补后送回原单元。3.10 以BUFl为起始地址的外存储区中，存放有16个单字节无符号二进制数，试编一个程序，求其平均值并送BUF2单元，余数存在BUF21单元。3.11 将内部RAM的20H单元中的十六进制数变换成ASCII存入22H，21H单元，高位存入22H单元，要求用子程序编写转换部分。3.12 编写一段程序，以实现图中硬件的逻辑运算功能。3.13 用位操作指令实现下面的逻辑方程(表示逻辑乘，+表示逻辑加)：P1.2=(ACC

18、.3P1.4-ACC.5)+(-B.4-P1.5)3.14 试编写一个三字节无符号数乘一字节的乘法程序。46提问提问1.列表文件有哪列表文件有哪3个部分组成？个部分组成？答：答：地址、代码、源程序地址、代码、源程序地址、代码、源程序地址、代码、源程序2.汇编语言指令有那汇编语言指令有那3种类型？种类型？答：答：机器指令、伪指令、宏指令机器指令、伪指令、宏指令机器指令、伪指令、宏指令机器指令、伪指令、宏指令47提问提问3.常用伪指令有哪常用伪指令有哪7种？种？答：答：ORGORG、DBDB、DWDW、DSDS、BITBIT、EQUEQU、ENDEND4.常用程序结构有哪常用程序结构有哪4种？种？答：顺序程序、分支程序、循环程序、子程序答：顺序程序、分支程序、循环程序、子程序48提问提问5.在调用子程序时，应注意哪在调用子程序时，应注意哪3点点？答：答：保护和恢复现场保护和恢复现场、入口和出口参数入口和出口参数、子程序嵌套、子程序嵌套、子程序嵌套、子程序嵌套6.C51有哪有哪6种数据类型？种数据类型？答：位型、字符型、整型、实型、指针型、访问答：位型、字符型、整型、实型、指针型、访问SFR的数据类型的数据类型49