2022年单片机原理及应用第四章-ATS汇编语言程序设计.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,4,章,AT89S51,汇编语 言程序设计,1,4.3 AT89S51,汇编语言程序设计举例,4.3.1,子程序的设计,4.3.2,查表程序设计,4.3.3,关键字查找程序设计,4.3.4,数据极值查找程序设计,4.3.5,数据排序程序设计,4.3.6,分支转移程序设计,4.3.7,循环程序设计,3,内容概要,汇编语言能,直接控制单片机硬件,的,编程语言,。,因此，要求程序设计者要,“软、硬结合”,。,本章介绍汇编语言程序设计的,基本知识,以及一些,基本的程序设计,。,4.1,汇编语言程序设计概述,程序是指令的有序集合。,单片机运行就是执行指令序列的过程。,编写这一指令序列的过程称为,程序设计。,4,4.1.1,单片机编程语言,常用的编程语言是,汇编语言,和,高级语言,。,1,汇编语言,用英文字符来代替机器语言，这些英文字符被称为,助记符汇编语言：,用助记符表示的指令。,汇编语言源程序：,用汇编语言编写的程序。,“汇编”：,汇编语言源程序需,转换（翻译）,成为二进制代码表示的机器语言程序，才能识别和执行。,完成“翻译”的程序称为,汇编程序,。经汇编程序“汇编”得到的以“,0,”、“,1,”代码形式表示的机器语言程序称为,目标程序,。,5,优点：,用汇编语言编写程序效率高，占用存储空间小，运行速度快，能编写出最优化的程序，,缺点：,可读性差，离不开具体的硬件，是面向“硬件”的语言通用性差。,2,高级语言,不受具体“硬件”的限制，,优点：,通用性强，直观、易懂、易学，可读性好。,目前多数的,51,单片机用户,使用,C,语言（,C51,）,来进行程序设计，已公认为高级语言中高效简洁而又贴近,51,单片机硬件的编程语言。,将,C,语言向单片机上移植，始于,20,世纪,80,年代的中后期。,6,（,1,）指令语句,已在第,3,章介绍。每一指令语句在汇编时都产生一个指令代码（机器代码），执行该指令代码对应着机器的一种操作。,（,2,）伪指令语句,是控制汇编（翻译）过程的一些,控制命令,。在汇编时,没有机器代码,与之对应。,下面介绍指令语句格式。伪指令语句将在节介绍。,8,汇编语言语句是符合典型的汇编语言的,四分段,格式,：,标号字段,和,操作码字段,之间要有,冒号“：”,分隔；,操作码字段,和,操作数字段间,的分界符是,空格,；,双操作数,之间用,逗号,相隔；,操作数字段,和,注释字段,之间的分界符用,分号“；”,。,任何语句都必须有操作码字段,，其余各段为任选项。,9,标号字段,(LABLE),操作码字段,(OPCODE),操作数字段,(OPRAND),注释字段,(COMMENT),【,例,4-1,】,下面是一段程序的,四分段,书写格式。,标号字段 操作码字段 操作数字段 注释字段,START,：,MOVA,，,#00H,；,0,A,MOVR1,，,#10,；,10,R1,MOVR2,，,#00000011B,；,03H,R2,LOOP,：,ADDA,，,R2,；,(A)+(R2),A,DJNZR1,，,LOOP,；,R1,减,1,不为零，则跳,LOOP,处,NOP,HERE,：,SJMPHERE,上述,4,个字段应该遵守的,基本语法规则,如下。,10,问该条语句。如无其他语句访问，则该语句前不需标号。,2,操作码字段,操作码字段规定了语句执行的操作，操作码是汇编语言指令中唯一不能空缺的部分。,3,操作数字段,指令的操作数或操作数地址。,在本字段中，,操作数的个数因指令的不同而不同。,通常有单操作数、双操作数和无操作数三种情况。,如果是多操作数，则操作数之间要以,逗号,隔开。,12,操作数表示,时，几种情况需注意：,（,1,）十六进制、二进制和十进制形式的操作数表示,多数情况，操作数或操作数地址是采用,十六进制,形式来表示的。则需加,后缀“,H,”。,在某些特殊场合用,二进制,表示，需加,后缀“,B,”,若操作数采用,十进制,形式，则需加,后缀“,D,”,，也可省略。,若十六进制,操作数,以,字符,A,F,开头,，需在它,前面加一个“,0,”,，以便汇编时把它和,字符,A,F,区别,开。,13,（,2,）工作寄存器和特殊功能寄存器的表示,当操作数为工作寄存器或特殊功能寄存器时，允许用工作寄存器和特殊功能寄存器的,代号表示,。,例如，,工作寄存器用,R7,R0,，累加器用,A,（或,Acc,）表示。另外，工作寄存器和特殊功能寄存器也可用其地址来表示，如累加器,A,可用其地址,E0H,来表示。,4,注释字段,用于解释指令或程序的含义，对可读性非常有用。,使用时,须以分号开头,，长度不限，一行写不下,可换行,书写，但注意也要以分号开头。,14,汇编时，遇到“；”就停止“翻译”。因此，注释字段不会产生机器代码。,4.1.3,伪指令,在汇编语言源程序中应有,向汇编程序发出的指示信息,，告诉它如何完成汇编工作，这是通过,伪指令,来实现。,伪指令不属于指令系统中的汇编语言指令，它,是程序员发给汇编程序的,命令,，也称为,汇编程序控制命令,。,只有在汇编前的源程序中才有伪指令。,“伪”体现在,汇编后，伪指令,没有相应的机器代码产生。,伪指令具有控制汇编程序的输入,/,输出、定义数据和符号、条件汇编、分配存储空间等功能。,15,不同汇编语言的伪指令有所不同，但基本内容相同。,介绍,常用的伪指令,。,1,ORG,（,ORiGin,）汇编起始地址命令,源程序的开始，用一条,ORG,伪指令规定,程序的起始地址,。,如果不用,ORG,，则汇编得到的目标程序,将从,0000H,地址开始。例如：,ORG2000H,START,：,MOVA,，,#00H,即规定标号,START,代表地址为,2000H,开始。,在一源程序中，可多次用,ORG,指令，规定不同的程序段的起始地址。但是，,地址必须由小到大排列，且不能交叉、,重叠。例如：,ORG2000H,ORG2500H,ORG3000H,这种顺序是正确的。若按下面顺序的排列则是错误的，因为地址出现了交叉。,ORG2500H,ORG2000H,ORG3000H,17,2.END(END of Assembly),汇编终止命令,源程序,结束标志,，,终止源程序的汇编工作。,整个源程序中只能有一条,END,命令，且,位于程序的最后,。如果,END,出现在程序中间，其后的源程序，将不进行汇编处理。,3,EQU,（,EQUate,）标号赋值命令,用于,给标号赋值,。赋值后，标号值在整个程序有效。,例如：,TEST,：,EQU 2000H,表示,TEST=2000H,，汇编时，凡是遇到,TEST,时，均以,2000H,来代替。,18,4,DB,（,Define Byte,）定义数据字节命令,用于从指定的地址开始，在程序存储器连续单元中定义字节数据。例如：,ORG2000H,DB30H,，,40H,，,24,，,C,，,B,汇编后,(2000H)=30H,(2001H)=40H,(2002H)=18H(,十进制数,24),(2003H)=43H(,字符“,C,”的,ASCII,码,),(2004H)=42H(,字符“,B,”的,ASCII,码,),19,显然，,DB,功能是从指定单元开始定义（存储）若干字节，十进制数自然转换成十六进制数，字母按,ASCII,码存储。,5,DW,（,Define Word,）定义数据字命令,该命令用于从指定的地址开始，在程序存储器的连续单元中定义,16,位的数据字。例如：,ORG2000H,DW1246H,，,7BH,，,10,汇编后,(2000H)=12H,；第,1,个字,(2001H)=46H,(2002H)=00H,；第,2,个字,20,(2003H)=7BH,(2004H)=00H,；第,3,个字,(2005H)=0AH,6,DS,（,Define Storage,）定义存储区命令,从指定地址开始，保留指定数目的字节单元作为存储区，供程序运行使用。,例如：,TABEL,：,DS10,表示从,TABEL,代表的地址开始，保留,10,个连续的地址单元。,又例如,：,ORG2000H,DS10 H,表示从,2000H,地址开始，保留,16,个连续地址单元。,21,注意：,DB,、,DW,和,DS,命令,只能对程序存储器有效，,不能对数据存储器,使用。,7,BIT,位定义命令,用于给字符名称赋以位地址，位地址可以是绝对位地址，也可是符号地址。例如：,功能是把的位地址赋给变量,QA,。,4.2,汇编语言源程序的汇编,“汇编”,-,可分为,手工汇编,和,机器汇编,两类。,22,4.2.1,手工汇编,通过查指令的,机器代码表（表,3-2,），,逐个把助记符指令“翻译”成机器代码，再进行调试和运行。,手工汇编,遇到相对转移偏移量的计算时，较麻烦，易出错，只有小程序或受条件限制时才使用。实际中，多采用“汇,编程序”来自动完成汇编。,23,4.2.2,机器汇编,用微型计算机上的,软件,(,汇编程序,),来代替手工汇编。在微机上用编辑软件进行源程序编辑，然后生成一个,ASCII,码文件，扩展名为“,.ASM,”。在微机上运行汇编程序，译成机器码。,机器码通过微机的串口（或并口）传送到用户样机（或在线仿真器），进行程序的调试和运行。,有时，在分析某些产品的程序的机器代码时，,需将,机器代码,翻译成,汇编语言源程序,，称为,“反汇编”。,24,【,例,4-2,】,表,4-1,是一段源程序的汇编结果，可查,表,3-2,，手工汇编，来验证下面的汇编结果是否正确。机器码从,1000H,单元开始存放。,25,4.3 AT89S51,汇编语言程序设计举例,介绍常用的汇编语言程序的设计。,4.3.1,子程序的设计,将那些需多次应用的、完成相同的某种基本运算或操作的程序段从整个程序中独立出来，单独编成一个程序段，需要时进行调用。这样的程序段称为,子程序,。,优点：,采用子程序可使程序结构简单，缩短程序的设计时间，减少占用的程序存储空间。,子程序在程序设计中非常重要，读者应熟练掌握子程序的设计方法。,26,1,子程序的设计原则和应注意的问题,编写子程序应注意以下问题：,（,1,）子程序的入口地址，前必须有标号。,（,2,）主程序调用子程序，是通过调用指令来实现。有,两条子程序调用指令,：,绝对调用指令,ACALL addr11,。双字节，,addr11,指出了调用的目的地址，,PC,中,16,位地址中的高,5,位不变，被调用的子程序的首地址与绝对调用指令的下一条指令的高,5,位地址相同，即只能在同一个,2KB,区内。,长调用指令,LCALL addr16,。,三字节，,addr16,为直接调用的目的地址，子程序可放在,64KB,程序存储器区任意位置。,27,（,3,）子程序结构中必须用到,堆栈,，用来进行断点和现场的保护。,（,4,）子程序返回主程序时，,最后一条指令必须是,RET,指令,，功能是把,堆栈中的断点地址,弹出送入,PC,指针中，从而实现子程序返回后从主程序断点处继续执行主程序。,（,5,）子程序可以,嵌套,，即主程序可以调用子程序，子程序又可以调用另外的子程序。,28,2,子程序的基本结构,典型的子程序的基本结构如下：,MAIN,：,；,MAIN,为主程序入口标号,LCALL SUB,；调用子程序,SUB,子程序,SUB,：,PUSH PSW,；现场保护,PUSH Acc,POP Acc,；现场恢复，注意要先进后出,POP PSW,RET,；最后一条指令必须为,RET,29,子程序处理程序段,子程序,注意：,上述子程序结构中，现场保护与现场恢复不是必需的，要根据实际情况而定。,4.3.2,查表程序设计,查表程序是一种常用程序,避免,复杂的运算或转换过程，可完成数据补偿、修正、计算、转换等各种功能，具有程序简单、执行速度快等,优点,。,查表,是根据,自变量,x,，在表格,寻找,y,，使,y,=,f,(,x,),。单片机中，数据表格存放于,程序存储器,内，在执行查表指令时，发出读程序存储器选通脉冲,。,两条,极为有用的查表指令如下：,（,1,）,MOVC A,，,A+DPTR,（,2,）,MOVC A,，,A+PC,30,两条指令的功能完全相同，具体使用有差别。,指令“,MOVC A,，,A+DPTR,”,把,A,中内容与,DPTR,中的内容相加，结果为某一程序存储单元的地址，然后把该地址单元的内容送到,A,中。,指令“,MOVC A,，,A+PC,”,，,PC,的内容与,A,的内容相加后所得的数作为某一程序存储器单元的地址，根据地址取出程序存储器相应单元中的内容送到累加器,A,，指令执行后，,PC,的内容不发生变化，仍指向该查表指令的下一条指令。,优点：,在于预处理较少且不影响其他特殊功能寄存器的值，不必保护其他特殊功能寄存器。,31,缺点：,在于该表格只能存放在这条指令的地址,X3X2X1X0,以下,00H,FFH,之中，即只能存放在地址范围,X3X2X1X0+1,X3X2X1X0+100H,中，这就使得表格所在的程序空间受到了限制。,下面说明,查表指令的用法,和,计算偏移量,应注意的问题。,32,【,例,4-3,】,设计一子程序，功能是根据累加器,A,中的数,x,（,0,9,之间）查,x,的平方表,y,，根据,x,的值查出相应的平方,y,。本例中的,x,和,y,均为单字节数。,地 址,子程序,Y3Y2Y1Y0,ADD A,，,#01H,Y3Y2Y1Y0+2,MOVC A,，,A+PC,Y3Y2Y1Y0+3,RET,Y3Y2Y1Y0+4,DB 00H,，,01H,，,04H,，,09H,，,10HDB 19H,，,24H,，,31H,，,40H,，,51H,；数,0,9,的平方表,33,指令“,ADD A,，,#01H,”的作用,是,A,中的内容加上“,01H,”，“,01H,”即为查表指令与平方表之间的“,RET,”指令所占的字节数。加上“,01H,”后，可保证,PC,指向表首，累加器,A,中原来的内容仅是从表首开始向下查找多少个单元。,在进入程序前，,A,的内容在,00,09H,之间，如,A,中的内容为,02H,，它的平方为,04H,，可根据,A,的内容查出,x,的平方,指令,“,MOVC A,，,A+DPTR,”,应用范围较广，使用该指令时不必计算偏移量，优点是表格可以设在,64KB,程序存储器空间内的任何地方，而不像“,MOVC A,，,A+PC,”那样只设在,PC,下面的,256,个单元中，所以使用较方便。,34,如果,DPTR,已被使用，则在查表前必须保护,DPTR,，且结束后恢复,DPTR,，,例,4-3,可改成如下形式：,PUSH DPH,；保存,DPH,PUSH DPL,；保存,DPL,MOV DPTR,，,#TAB1,MOVC A,，,A+DPTR,POP DPL,；恢复,DPL,POP DPH,；恢复,DPH,RET,TAB1,：,DB 00H,，,01H,，,04H,，,09H,，,10H,；平方表,DB 19H,，,24H,，,31H,，,40H,，,51H,实际查表，有时,x,为单字节数,，,y,为双字节数,。来看下例。,35,【,例,4-4,】,有一巡回检测报警装置，需对,16,路（,x,）,输入进行检测，每路有一个,最大允许值（,y,），,为,双字节数,。,需根据测量的路数（,x,），查表找出对应该路的最大允许值（,y,），,看输入值是否大于最大允许值，如果大于就报警。,取路数为,x,（,0,x,15,），,y,为最大允许值，放在表格中。设进入查表程序前，假设路数,x,已放于,R2,中，查表后该路的最大允许值,y,放于,R3R4,中。查表的程序如下：,36,TB3,：,MOV A,，,R2,ADDA,，,R2,；,(R2)*2,(A),MOV R3,，,A,；保存指针,ADDA,，,#6,；加偏移量,MOVC A,，,A+PC,；查第一字节,XCH A,，,R3,ADD A,，,#3,MOVC A,，,A+PC,；查第二字节,MOVR4,，,A,RET,TAB3,：,DW 1520,，,3721,，,42645,，,7580,；最大值表,DW 3483,，,32657,，,883,，,9943,DW 10000,，,40511,，,6758,，,8931,DW 4468,，,5871,，,13284,，,27808,37,表格长度不能超过,256B,，且表格只能存放于“,MOVC A,，,A+PC,”指令以下的,256,个单元中，如需把表格放在程序存储器空间的任何地方，应使用指令“,MOVC A,，,A+DPTR,”。,【,例,4-5】,以,AT89S51,为核心的温度控制器，温度传感器输出的电压与温度为非线性关系，传感器输出的电压已由,A/D,转换为,10,位二进制数。测得的不同温度下的电压值数据构成一个表，表中温度值为,y,（双字节无符号数），,x,（双字节无符号数）为电压值数据。设测得电压值,x,放入,R2R3,中，根据,电压值,x,，查找对应的,温度值,y,，仍放入,R2R3,中。参考程序：,38,LTB2,：,MOVDPTR,，,#TAB2,MOVA,，,R3,CLRC,RLCA,MOVR3,，,A,XCHA,，,R2,RLCA,XCHR2,，,A,ADDA,，,DPL,；,(R2R3)+(DPTR),(DPTR),MOVDPL,，,A,MOVA,，,DPH,ADDC A,，,R2,MOVDPH,，,A,CLRA,39,MOVC A,，,A+DPTR,；查第一字节,MOVR2,，,A,；第一字节存入,R2,中,CLRA,INCDPTR,MOVC A,，,A+DPTR,；查第二字节,MOVR3,，,A,；第二字节存入,R3,中,RET,TAB2,：,DW,，,，,；温度值表,由于使用了指令“,MOVC A,，,A+DPTR,”，表,TAB2,可放入,64KB,程序存储器空间任何位置，表格的长度可大于,256B,。,40,4.3.3,关键字查找程序设计,在表中查找关键字的操作，也称为,数据检索,。有两种方法，即,顺序检索,和,对分检索,。,1,顺序检索,要检索的表是,无序,的，检索时,只能从第,1,项开始逐项查找,，判断所取数据是否与关键字相等。,【,例,4-6,】,从,50,个字节的无序表中查找一个关键字“,xxH,”。,ORG1000H,MOV30H,，,#xxH,；关键字,xxH,送,30H,单元,MOVR1,，,#50,；查找次数送,R1,MOVA,，,#14H,；修正值送,A,MOV DPTR,，,#TAB4,；表首地址送,DPTR,41,LOOP,：,PUSH Acc,MOVC A,，,A+PC,；查表结果送,A,CJNE A,，,30H,，,LOOP1,；,(30H),不等于关键字则转,LOOP1,MOV R2,，,DPH,；查到关键字，把地址送,R2,，,R3,MOV R3,，,DPL,DONE,：,RET,LOOP1,：,POP Acc,；修正值弹出,INC A,；,A+1,A,INC DPTR,；修改数据指针,DPTR,DJNZ R1,，,LOOP,；,R1,0,，未查完，继续查找,MOVR2,，,#00H,；,R1=0,，,R2,和,R3,清,0,MOVR3,，,#00H,；表中,50,个数已查完,AJMPDONE,；从子程序返回,TAB4,：,DB,，,，,；,50,个无序数据表,42,2,对分检索,对分检索的前提是检索的数据表,已经排好序,，以便于按照对分原则取数。如何进行数据排序，稍后介绍。,对分检索的方法,：,取数据表中间位置的数与关键字进行比较，如相等，则查找结束。,如果,取数大于关键字,，则下次对分检索的范围是从数据区起点到本次取数处。,如果,取数小于关键字,，则下次对分检索的范围是从本次取数数据区起点到数据区终点。依此类推，逐渐缩小检索范围，减少次数，大大提高查找速度。,43,4.3.4,数据极值查找程序设计,进行数值大小的比较，从一批数据中找出,最大,值,（或,最小值,）并存于某一单元中。,【,例,4-7,】,片内,RAM,中存放一批数据，查找出最大值并存放于首地址中。设,R0,中存放首地址，,R2,中存放字节数，程序框图见图,4-1,。程序如下：,MOV R2,，,n,；,n,为要比较的数据字节数,MOV A,，,R0,；存首地址指针,MOV R1,，,A,DEC R2,MOV A,，,R1,44,LOOP,：,MOV R3,，,A,DEC R1,CLR C,SUBB A,，,R1,；两个数比较,JNC LOOP1,；,C=0,，,A,中数大，跳,LOOP1,MOV A,，,R1,；,C=1,，则大数送,A,SJMP LOOP2,LOOP1,：,MOV A,，,R3,LOOP2,：,DJNZ R2,，,LOOP,；是否比较结束？,MOV R0,，,A,；存最大数,RET,45,4.3.5,数据排序程序设计,将一批数由小到大（,升序,）排列，或由大到小（,降序,）排列。,最常用的数据排序算法是,冒泡法,，是相邻数互换的排序方法，因其过程类似水中气泡上浮，故称冒泡法。,排序时，,从前向后进行相邻两个数的比较,，如果,数据的大小次序,与,要求的顺序不符时,，就将,两个数互换,；否则，顺序符合要求就不互换。如果进行,升序排序,，应通过这种相邻数互换方法，使,小数向前移,，,大数向后移,。,如此从前向后进行一次次,相邻数互换,（冒泡），,就会把这批数据的最大数排到最后，次大数排在倒数第二的位置，,46,从而实现一批数据由小到大的排列。,假设有,7,个原始数据的排列顺序为,6,、,4,、,1,、,2,、,5,、,7,、,3,。第一次冒泡的过程是：,6,、,4,、,1,、,2,、,5,、,7,、,3,；原始数据的排列,4,、,6,、,1,、,2,、,5,、,7,、,3,；逆序，互换,4,、,1,、,6,、,2,、,5,、,7,、,3,；逆序，互换,4,、,1,、,2,、,6,、,5,、,7,、,3,；逆序，互换,4,、,1,、,2,、,5,、,6,、,7,、,3,；逆序，互换,4,、,1,、,2,、,5,、,6,、,7,、,3,；正序，不互换,4,、,1,、,2,、,5,、,6,、,3,、,7,；逆序，互换，第一次冒泡结束,47,如此进行，各次冒泡的结果如下：,第,1,次冒泡结果：,4,、,1,、,2,、,5,、,6,、,3,、,7,第,2,次冒泡结果：,1,、,2,、,4,、,5,、,3,、,6,、,7,第,3,次冒泡结果：,1,、,2,、,4,、,3,、,5,、,6,、,7,第,4,次冒泡结果：,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,7,；已完成排序,第,5,次冒泡结果：,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,7,第,6,次冒泡结果：,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,7,对于,n,个数,，,理论上应进行（,n,-1,）次冒泡,才能完成排序，实际上有时不到,（,n,-1,）次,就已完成排序。,48,例如，上面的,7,个数,，应进行,6,次,冒泡,，但,实际上,第,4,次,冒泡时就已经完成,排序。,如何判定排序是否已经完成,？就是看各次冒泡中,是否有,互换,发生,，如果有，则排序,还没完成,；否则就表示已经排好序。,在程序设计中，常用,设置互换标志,的方法，用标志的状态表示是否有互换进行。,【,例,4-8,】,一批单字节无符号数，以,R0,为首地址指针，,R2,中为字节数，将这批数进行升序排列。程序框图如,图,4-2,所示。程序如下：,49,SORT,：,MOV A,，,R0,MOV R1,，,A,MOV A,，,R2,；字节数送入,R5,MOV R5,，,A,CLR F0,；互换标志位,F0,清,0,DEC R5,MOV A,，,R1,LOOP,：,MOV R3,，,A,INC R1,CLR C,MOV A,，,R1,；比较大小,50,SUBB A,，,R3,JNC LOOP1,SETB F0,；互换标志位,F0,置,1,MOV A,，,R3,；,XCH A,，,R1,；两个数互换,DEC R1,XCH A,，,R1,INC R1,LOOP1,：,MOV A,，,R1,DJNZ R5,，,LOOP,JB F0,，,SORT,RET,51,52,图,4-2,单字节无符号数排序程序框图,4.3.6,分支转移程序设计,分为无条件转移,和,有条件转移,。,无条件分支转移程序很简单，不讨论。有条件分支转移程序按结构类型来分，又分为,单分支,选择结构,和,多分支,选择结构,。,1,单分支选择结构,仅有,两个出口,，,两者选一,。一般根据运算结果的状态标志，用,条件判跳指令,来选择并转移。,【,例,4-9,】,求单字节有符号数的二进制补码,正数补码,是其本身，,负数补码,是其,反码加,1,。因此，应首先判被转换数的符号，负数进行转换，正数本身即为补码。,53,设二进制数放在,A,中，其补码放回到,A,中，框图如,图,4-3,所示,。参考程序如下：,CMPT,：，,RETURN,；,(A)0,，不需转换,MOV C,，,Acc.7,；符号位保存,CPL A,；,(A),求反，加,1,ADD A,，,#1,，,C,；符号位存在,A,的最高位,RETURN,：,RET,54,在表中查找关键字的操作，也称为数据检索。,用英文字符来代替机器语言，这些英文字符被称为助记符汇编语言：用助记符表示的指令。,TABEL：DS10,MOVR1，#50；,DEL：MOV R7，#200；,LCALL SUB；,CPL A；,1+（1+250+2）200+2s，,程序中含有可以反复执行的程序段，称循环体。,不受具体“硬件”的限制，优点：通用性强，直观、易懂、易学，可读性好。,在汇编语言源程序中应有向汇编程序发出的指示信息，告诉它如何完成汇编工作，这是通过伪指令来实现。,（1）十六进制、二进制和十进制形式的操作数表示,LOOP：ADDA，R2 ；,SJMP LOOP2,NZEAR：，POSI,图,4-3,求单字节有符号二进制数补码的框图,55,此外，单分支选择结构还有,图,4-4,、,图,4-5,所示的几种形式。,56,图,4-4,单分支选择结构,2,图,4-5,单分支选择结构,3,2,多分支选择结构,当程序的判别部分有,两个以上,的,出口,时，为多分支选择结构。有两种形式，如,图,4-6,和,图,4-7,所示。,57,图,4-6,多分支选择结构,1,图,4-7,多分支选择结构,2,指令系统提供了非常有用的,两种多分支选择指令,：,间接转移指令,JMP A+DPTR,比较转移指令,CJNE A,，,direct,，,rel,CJNE A,，,#data,，,rel,CJNE R,n,，,#data,，,rel,CJNE R,i,，,#data,，,rel,间接转移指令“,JMP A+DPTR,”由数据指针,DPTR,决定多,分支转移,程序的,首地址,，由,A,的内容选择对应分支。,4,条,比较转移指令,CJNE,能对两个欲比较的单元内容进行比较，当,不相等,时，程序实现相对转移；若,两者相等,，则顺序往下执行。,58,简单的分支转移程序的设计，常采用,逐次比较法,，就是把所有不同的情况一个一个地进行比较，发现符合就转向对应的处理程序。,缺点,是程序太长，有,n,种可能的情况，就需有,n,个判断和转移。,【,例,4-10,】,求符号函数的值。符号函数定义如下：,X,存放在,40H,单元，,Y,存放在,41H,单元，如,图,4-6,所示。,59,Y,=,1,X,0,X,0,X,=0,0,-,1,程序如下：,SIGNFUC,：,MOV A,，,40H,CJNE A,，,#00H,，,NZEAR,AJMP NEGT,NZEAR,：，,POSI,MOV A,，,#01H,AJMPNEGT,POSI,：,MOVA,，,#81H,NEGT,：,MOV41H,，,A,END,60,实际中，经常遇到,图,4-7,的分支转移程序设计，,典型例子,就是当单片机系统中的,键盘按下,时，就会得到一个键值，根据,不同的键值,，,跳向不同的键处理程序入口,。此时，可,用直接转移指令（,LJMP,或,AJMP,指令）组成一个转移表，,然后把该单元的内容读入累加器,A,，转移表首地址放入,DPTR,中，再利用间接转移指令实现分支转移。,【,例,4-11,】,根据寄存器,R2,的内容，转向各个处理程序,PRG,X,（,X,=0,n,）。,(R2)=0,，转,PRG0,(R2)=1,，转,PRG1,(R2)=,n,，转,PRG,n,61,程序如下：,JMP6,：,MOVDPTR,，,#TAB5,；转移表首地址送,DPTR,MOV A,，,R2,；分支转移参量送,A,MOV B,，,#03H,；乘数,3,送,B,MUL AB,；分支转移参量乘,3,MOV R6,，,A,；乘积的低,8,位暂存,R6,MOV A,，,B,；乘积的高,8,位送,A,ADD A,，,DPH,；乘积的高,8,位加到,DPH,中,MOV DPH,，,A,MOV A,，,R6,JMP A+DPTR,；多分支转移选择,62,TAB5,：,LJMP PRG0,；多分支转移表,LJMP PRG1,LJMP PRG,n,R2,中的,分支转移参量乘,3,是由于长跳转指令,LJMP,要占,3,个单元。本例程序可位于,64KB,程序存储器空间的任何区域。,4.3.7,循环程序设计,程序中含有可以,反复执行,的,程序段,，称,循环体,。,例如，求,100,个数的累加和,，没必要连续安排,100,条加法指令，用,一条加法指令,使其循环执行,100,次。因此可,缩短程序长度,和程序所,占的内存单元数量更少,，使,程序结构紧凑,。,63,1,循环程序的结构,主要由以下四部分组成。,（,1,）循环初始化,完成循环前的,准备工作,。,例如，,循环控制计数初值的设置、地址指针的起始地址的设置、为变量预置初值等。,（,2,）循环处理,完成实际的处理工作，反复循环执行的部分，故又称循环体。,（,3,）循环控制,在重复执行循环体的过程中，不断修改循环控制变量，直到符合结束条件，就结束循环程序的执行。,64,循环结束控制方法分为,循环计数控制法,和,条件控制法,。,（,4,）循环结束,这部分是对循环程序执行的结果进行分析、处理和存放。,2,循环结构的控制,分为,循环计数控制结构,和,条件控制结构,。,图,4-8,是计数循环控制结构，,图,4-9,是条件控制结构。,65,66,图,4-8,计数循环控制结构,图,4-9,条件控制结构,（,1,）计数循环控制结构,依据,计数器的值,来决定循环次数，一般为,减,1,计数器,，计数器减到“,0,”时，结束循环。计数器初值在初始化设定。,MCS51,指令系统提供了功能极强的循环控制指令：,DJNZ R,n,，,rel,；以工作寄存器作控制计数器,DJNZ direct,，,rel,；以直接寻址单元作控制,计数器,例如,，计算,n,个数据的和，计算公式为 。,如直接按公式编写程序，则,n,=100,时，需编写连续的,100,次加法。这样程序将太长，并且,n,可变时，将无法编写出程序。,67,公式要改写为用程序实现的形式，用下式表示,程序框图见,图,4-10,。,68,图,4-10,求数据和的程序框图,【,例,4-12,】,求,n,个单字节无符号数,x,i,的和，,x,i,按,i,顺序存放在,AT89S51,单片机内部,RAM,从,50H,开始的单元中，,n,放在,R2,中，和（双字节）放在,R3R4,中。,程序如下：,ADD1,：,MOVR2,，,#n,；加法次数,n,送,R2,MOV R3,，,#0,；,R3,存放和的高,8,位，初始值为,0,MOV R4,，,#0,；,R4,存放和的低,8,位，初始值为,0,MOV R0,，,#50H,LOOP,：,MOV A,，,R4,ADD A,，,R0,MOV R4,，,A,INC R0,CLR A,69,ADDC A,，,R3,MOV R3,，,A,DJNZ R2,，,LOOP,；判加法循环次数是否已到？,END,用寄存器,R2,作为计数控制变量，,R0,作为变址单元，用它来寻址,x,i,。,一般来说，循环工作部分中的数据应该用间接方式来寻址，如这里用：,ADD A,，,R0,计数控制,只有在,循环次数已知,的情况下才适用。,循环次数未知,，不能用循环次数来控制，往往,需要根据某种条件,来判断是否应该终止循环。,70,（,2,）条件控制结构,结构见,图,4-9,。循环控制中，设置一个条件，判是否满足该条件，如满足，则循环结束。如不满足该条件则循环继续。,【,例,4-13,】,一串字符，依次存放在内部,RAM,从,30H,单元开始的连续单元中，,字符串,以,0AH,为,结束标志,，测试,字符串长度,。,采用逐个字符依次与“,0AH,”比较（设置的条件）的方法。设置一个,累计,字符串长度的,长度计数器,和一个用于指定,字符串指针,。,如果字符与“,0AH,”,不等,，则,长度计数器,和,字符串指针,都加,1,；如果比较,相等,，则表示该字符为“,0AH,”，,字符串结束,，计数器值就是字符串的长度。程序如下：,71,MOVR4,，,#0FFH,；长度计数器初值送,R4,MOV R1,，,#2FH,；字符串指针初值送,R1,NEXT,：,INC R4,INC R1,CJNE R1,，,#0AH,，,NEXT,；比较，不等则进行下一,；字符比较,END,上面两例都是,在一个循环程序中不再包含其他循环程序,，则称该循环程序为,单循环程序,。如果,一个循环程序中包含了其他循环程序,，则称为,多重循环程序,。,最常见的多重循环是由,DJNZ,指令,构成的,软件延时程序,，是常用程序之一。,72,【,例,4-14,】,50ms,延时程序。,软件延时程序与指令执行时间有很大的关系,。在使用,12MHz,晶振,时，一个机器周期为,1s,，执行一条,DJNZ,指令的时间为,2s,。可用,双重循环方法,的延时,50ms,程序：,DEL,：,MOV R7,，,#200,；本指令执行时间,1s,DEL1,：,MOV R6,，,#125,；本指令执行时间,1s,DEL2,：,DJNZ R6,，,DEL2,；指令执行,1,次为,2s,，计,;,125,2 s=250s,DJNZ R7,，,DEL1,；指令执行时间,2s,，本循环体 ；执行,125,次,RET,；指令执行时间,2s,73,以上延时程序,不是太精确,，如把所有指令的执行时间计算在内，它的延时时间为,1+,（,1+250+2,）,200+2,s,，,如要求,比较精确的延时,，应对上述程序进行修改，才能达到较为精确的延时时间。但要注意，用软件实现延时程序，,不允许有中断，,否则将严重影响定时的准确性。,对于延时更长的时间，可采用多重的循环，如,1s,延时，可用三重循环。,74,