第四章：汇编语言程序设计.pptx

单片机应用技术,单片机应用技术,主讲教师：,苏晓龙,全校公共选修课,计算机学院信息科学系,办公室：计,A315-1,答疑地点：,计,A315-1,E-mail,：,suxl,第,4,章,汇编语言程序设计,4.1,汇编语言基本概念,4.2,汇编语言程序设计,4.1,汇编语言基本概念,4.1.1,程序设计语言,4.1.2,汇编语言的语句结构,4.1.3,伪指令,返回本章首页,4.1.1,程序设计语言,按照语言的结构及其功能可以分为三种：,1,机器语言：,机器语言是用二进制代码,0,和,1,表示指令和数据的最原始的程序设计语言。,2,汇编语言：,在汇编语言中，指令用助记符表示，地址、操作数可用标号、符号地址及字符等形式来描述。,3,高级语言：,高级语言是接近于人的自然语言，面向过程而独立于机器的通用语言。,返回本节,4.1.2,汇编语言的语句结构,1,汇编语言的指令类型,MCS-51,单片机汇编语言，包含两类不同性质的指令。,（,1,）基本指令：,即指令系统中的指令。它们都是机器能够执行的指令，,每一条指令都有对应的机器码,。,（,2,）伪指令,(,指示性指令,),：,汇编时不生成机器指令，仅用于控制汇编的指令。是目标机不执行的指令，无机器码。,2,汇编语言的语句格式,返回本节,汇编语言源程序是由汇编语句（即指令）组成的。汇编语言的每一条语句一般由四部分组成。,标号：,助记符,操作数,；注释,START,：,MOV A,，,30H,；,A,（,30H,）,标号：,由,1,8,个字符组成的语句地址符号，必须以字母开头，其余字符可使用字母或数字。标号既可代表本条指令，也可代表本条指令操作码在,ROM,中存放的第一个存储单元地址。标号必须以冒号“,：,”结束。,助记符：,又称操作符，是指令的必不可少部分，它使用接近于人类自然语言的形式帮助人们记住指令的功能，如,MOV(,传送,),、,ORL(,或逻辑运算,),等。,操作数：,参加操作的数据或数据所在存储单元的地址。操作数允许没有、,1,个、,2,个或,3,个，按指令的操作功能而设置。当有多个操作数时，每个操作数之间用逗号“,”,隔开。若有两个操作数，则目的操作数在前，源操作数在后。操作结果存放的存储单元称为目的操作数，操作数的来源称为源操作数。目的操作数与助记符之间用空格隔开。,2,汇编语言的语句格式,注解：,用分号“；”开头，为本条指令的操作功能说明。,按照有无操作数划分，指令可分成两大类：无操作数指令和有操作数指令。前一类指令由助记符组成；后一类指令由助记符和操作数组成。,4.1.3,伪指令,1,ORG,：汇编起始地址,用来说明以下程序段在存储器中存放的起始地址。,例如程序：,ORG1000H,START,：,MOVA,，,#20H,MOVB,，,#30H,2,EQU,：赋值,给变量标号赋予一个确定的数值。,为汇编程序提供汇编说明的指令叫做伪指令。伪指令无机器代码，不能被执行。一个完整的汇编程序仅有可执行指令是不完善的，必须要有伪指令才能使程序完整。汇编过程离不开伪指令提供的信息。汇编程序中用到的伪指令如表,4-1,所示。,4.1.3,伪指令,分 类,伪指令,功 能,程序开始、结束,ORG,END,SEGMENT,表示程序的起始位置,表示源程序汇编结束,表示所生成的段再定为类型,数据定义,DB,DW,DS,DBIT,定义字节数据,定义字数据,以字节为单位预留空间,定义位地址数据,符号定义,EQU,BIT,SET,DATA,给符号名赋值,给符号名赋位地址,给符号名赋值且可以重新定义,给制定符号赋与内部地址表,4-1,单片机伪指令,这些伪指令中，有,7,条是常用的，现介绍如下。,1.,程序起始地址伪指令,格式：,ORG 16,位地址,功能：,ORG,后面的,16,位地址就是源程序第,1,条指令的存放地址，位于程序,ROM,中。,例,4.1,ORG 0120H,START,：,MOV A,，,#80H,表示目标程序从,ROM,的,0120H,存储单元开始存放，,START,标号地址就是,0120H,。,2.,程序结束伪指令,格式：,END,或,END,标号,功能：表示汇编结束，位于源程序结尾处。子程序后面的,END,不用加标号；主程序后面的,END,需要加标号，该标号只能是,ORG,后面执行指令的标号，即主程序第一条执行指令的标号或符号地址。,【,例,4.2】,主程序中,END,的位置。,ORG 0120H,START,：,MOV A,，,#80H,SJMP$,；本指令是执行指令，用于动态停 机,END START,；本指令是伪指令，不执行，表示汇编到此结束,3.,字节定义伪指令,格式：,标号：,DB,字节数据、字符或表达式,功能：在,ROM,中开辟数据存储区，以字节为单位依次存放着,DB,后面的数据。这些数据如果是字符,(,必须用单引号括起,),，将以,ASCII,码形式出现；如果是表达式，则存放着表达式的值。数据区的起始地址可以用标号代替。,【,例,4.3】,程序如下：,伪指令,YYY,：,DB,01H,，,04H,，,09H,，,A,就是从,0124H,单元开始创建一个数据区，依次存放的内容是,(0124H),01H,，,(0125H),04H,，,(0126H),09H,，,(0127H),41H,，,其中,41H,是字符,A,的,ASCII,码，这个数据区的首址,0124H,可以使用标号,YYY,代替。,4.,字定义伪指令,格式：,标号：,DW,字数据、字符或表达式,功能：在程序,ROM,中开辟以字为单位存放的数据存储区，一个字占两个单元，依次存放。,例,4.4:,伪指令,ABC,：,DW,ABCDH,，,EFH,，,AB,要求汇编在程序,ROM,中从,ABC,单元开始创建一个数据区,，以字为单位存放数据，从,ABC,单元依次存放,ABH,、,CDH,、,00H,、,EFH,、,41H,、,42H,。,5.,存储区定义伪指令,格式：,标号：,DS,数值,功能：从标号地址开始预留几个字节的存储单元，供程序备用。,DS,后面的数值就是预留的个数。该指令中也可以不要标号。,【,例,4.5】,ORG 300AH,DS 5,；从,300AH,单元开始，空出,5,个存储单元给程序使用,6.,符号定义伪指令,格式：,符号,EQU,数值或数值表达式,功能：汇编识别结果，把数值或数值表达式的值赋给符号，在下面的程序中若出现符号，它的大小就是所赋值。,【,例,4.6】,X EQU 30H,；,X,30H,MOV A,X,；结果,A,30H,7.,位符号定义伪指令,格式：符号,BIT,位地址,功能：将位地址赋给符号，该符号只要出现就代表位操作地址。,【,例,4.7】,BINKOU BIT P1.0,；将位地址,P1.0,赋给 符号,BINKOU,CLR BINKOU,；,P1.0,清零,4.2,汇编语言程序设计,4.2.1,汇编语方程序设计步骤,4.2.2,顺序程序,4.2.3,分支程序,4.2.4,循环程序,4.2.5,子程序,4.2.6,位操作程序,返回本章首页,4.2.1,汇编语方程序设计步骤,1,分析问题,2,确定算法,3,设计程序流程图,4,分配内存单元,5,编写汇编语言源程序,6,调试程序,返回本节,汇编语言程序的基本结构有,3,种：,顺序结构,分支结构,循环结构。,4.2.2,顺序程序,顺序程序是一种最简单，最基本的程序。,特点：,程序按编写的顺序依次往下执行每一条指令，直到最后一条。,【,例,4.2.1】,将,30H,单元内的两位,BCD,码拆开并转换成,ASCII,码，存入,RAM,两个单元中。程序流程如图所示。参考程序如下：,结束,取数据低,4,位,转换成,ASCII,码,存,ASCII,码,取数据高,4,位,转换成,ASCII,码,存,ASCII,码,开始,ORG2000H,MOV A,，,30H,；取值,ANL A,，,#0FH,；取低,4,位,ADD A,，,#30H,；转换成,ASCII,码,MOV 32H,，,A,；保存结果,MOV A,，,30H,；取值,SWAPA,；高,4,位与低,4,位互换,ANL A,，,#0FH,；取低,4,位（原来的高,4,位）,ADD A,，,#30H,；转换成,ASCII,码,MOV 31H,，,A,；保存结果,SJMP$,END,【,例,4.2.1】,将,30H,单元内的两位,BCD,码拆开并转换成,ASCII,码，存入,RAM,两个单元中。参考程序如下：,【,例,4.2.2】,设,X,、,Y,两个小于,10,的整数分别存于片内,30H,、,31H,单元，试求两数的平方和并将结果存于,32H,单元。,解：,两数均小于,10,，故两数的平方和小于,100,，可利用乘法指令求平方。程序流程如图所示。参考程序如下：,结束,取数据,X,求,X,2,暂存,X,2,取数据,Y,求,Y,2,求,X,2,+Y,2,开始,保存平方和,ORG2000H,MOV A,，,30H,；取,30H,单元数据,MOV B,，,A,；将,X,送入,B,寄存器,MUL AB,；求,X,2,，结果在累加器中,MOV R1,，,A,；将结果暂存于,R1,寄存器中,MOV A,，,31H,；取,31H,单元数据,MOV B,，,A,；将,Y,送入,B,寄存器,MUL AB,；求,Y,2,，结果在累加器中,ADD A,，,R1,；求,X,2,+Y,2,MOV 32H,，,A,；保存数据,SJMP$,；暂停,END,【,例,4.2.2】,试求,30H,、,31H,单元两数的平方和并将结果存于,32H,单元。,4.2.3,分支程序,1,分支程序的基本形式,分支程序有三种基本形式，如图,4-3,所示。,分支程序的设计要点如下：,（,1,）先建立可供条件转移指令测试的条件。,（,2,）选用合适的条件转移指令。,（,3,）在转移的目的地址处设定标号。,程序在执行过程中，要根据测试条件决定程序的走向，这种程序称为分支结构程序。,当程序从一条支路往下继续执行时，其它分支支路上的指令不再被执行。分支程序中必须要有控制转移类指令，测试结果不同，程序的走向不同。,条件满足？,A,Y,N,（,a,）,条件满足？,A,B,N,Y,（,b,）,（,c,）,A0,A1,An,K=0 K=1 K=n,K=,？,图,4-3,分支程序结构流程图,2,双向分支程序设计举例,【,例,4.2.3】,设,X,存在,30H,单元中，根据下式,X+2 X0,Y=100 X=0,求出,Y,值，将,Y,值存入,31H,单元。,X X0,解,：根据数据的符号位判别该数的正负，若最高位为,0,，再判别该数是否为,0,。程序流程如图,4-4,所示。,A,为负数？,取数，,A,（,30H,）,开始,结束,A=0,？,Y,N,N,A,|X|,A64H,A,X+2,存数，（,31H,）,A,（,3,0H,）,图,4-4,例,4.2.3,程序流程图,参考程序如下：,ORG1000H,MOV A,，,30H,；取数,JB ACC.7,，,NEG,；负数，转,NEG,JZ ZER0,；为零，转,ZER0,ADD A,，,#02H,；为正数，求,X+2,AJMP SAVE,；转到,SAVE,，保存数据,ZER0,：,MOVA,，,#64H,；数据为零，,Y=100,AJMP SAVE,；转到,SAVE,，保存数据,NEG,：,DEC A,；,CPLA,；求,X,SAVE,：,MOV31H,，,A,；保存数据,SJMP,；暂停,3,多向分支程序设计举例,多路分支程序的特点是根据不同输入条件或运算结果，转去执行不同的处理程序。,多路分支程序通常使用间接转移指令,JMP A+DPTR,实现。具体操作可以通过查转移地址表或查转移指令表完成。使用转移地址表时，应事先将转移地址排成表格驻进存储器，表格的内容依次作为转移目标的地址。使用转移指令表时，同样需事先将不同程序的转移指令列成表格，查表时查到哪个程序的转移指令，就执行哪个程序。,3,多向分支程序设计举例,【,例,4.2.4】,根据,R0,的值转向,7,个分支程序。,R010,，转向,SUB0,；,R020,，转向,SUB1,；,R00,Y=100 X=0,求出,Y,值，并将,Y,值放回原处。,X X0,解：,设置一个计数器控制循环次数，每处理完一个数据，计数器减,1,。程序流程如图,4-8,所示。,A=0,？,Y,Y,N,N,Y,N,A,为负数？,取数，,A,（,R1,）,开始,结束,AX,A64H,AX+2,存数，（,R1,）,A,（,3,0H,）,设置地址指针,R1,、计数器,R0,初值,R1R1+1,；,R0R0-1,R0=0?,图,4-8,例,4.5,的程序流程图,返回本节,4.2.4,循环程序,参考源程序如下：,ORG2000H,MOV R0,，,#10,MOVR1,，,#30H,START,：,MOVA,，,R1,；取数,JB ACC.7,，,NEG,；若为负数，转,NEG,JZZER0,；若为零，转,ZER0,ADDA,，,#02H,；若为正数，求,X+2,AJMP SAVE,；转到,SAVE,，保存数据,ZER0,：,MOVA,，,#64H,；数据为零，,Y=100,4.2.4,循环程序,AJMP SAVE,；转到,SAVE,，保存数据,NEG,：,DECA,CPLA,；求,X,SAVE,：,MOV R1,，,A,；保存数据,INC R1,；地址指针指向下一个地址,DJNZ R0,，,START,；数据未处理完，继,;,续处理,SJMP,；暂停,4.2.5,子程序,能够独立完成一段功能的小程序，称为子程序，例如完成两个字节相加、数制转换、求补码等等。,子程序编好以后，存放在,ROM,的某个地方，当主程序需要时，就可以调用它。有了子程序，能够使主程序更为简练、明朗。子程序在设计时，除了一般程序设计的要求外，还有结合自身的一些注意事项。,子程序中必然要用到寄存器和存储单元，如果这些寄存器或存储单元在主程序中已经在使用，那么在调用子程序之前，必须首先把它们存放的内容推入堆栈中保护起来。,1,子程序概念,4.2.5,子程序,入栈操作通常在子程序一开始进行，因此，子程序一开始多为入栈指令。当子程序执行完毕返回主程序时，理应要把入栈的内容弹出到相应的寄存器或存储单元中，才不致于影响主程序的执行。出栈可以在返回主程序前进行。,1,子程序概念,所谓调用子程序，暂时中断主程序的执行，而转到子程序的入口地址去执行子程序。如下图所示。,RET,LCALL SUB,4.2.5,子程序,1,子程序概念,调用子程序应注意：,（,1,）子程序占用的存储单元和寄存器。,（,2,）参数的传递。,（,3,）子程序经过调用后得到的数据来完成程序之间的参数传递。,（,4,）嵌套调用与递归调用。如下图所示。,LCALL A,RET,RET,LCALL B,4.2.5,子程序,1,子程序概念,子程序从主程序接收到的已知条件称为子程序的入口参数。子程序的运算结果称为出口参数。在调用子程序之前，主程序必须把入口参数设置恰当，满足子程序的要求。子程序也要把出口参数设置恰当，才能让主程序享用。,入、出口参数在主、子程序之间传递时，要采取双方均认可并都能接受的方式。实现参数传递有多种方法，常用的有用累加器、用工作寄存器、用堆栈等几种传递参数方法，各种不同的传递参数方法有各自不同的优点。,2,子程序设计举例,4.2.5,子程序,【,例,4.2.6】,用工作寄存器传递参数。,两个,64,位无符号数相加。设两数分别放在,20H,和,30H,开始的单元中，各占,8,个字节，相加的和放在从,20H,开始的单元中。,；对主程序的要求：调用前将工作寄存器的内容入栈或暂存于寄存器或存储单元中。调用后直接从工作寄存器获取子程序结果,；调用子程序标号：,TWOADD,；入口参数两数分别放在,20H,和,30H,开始的单元中，各占,8,个字节，,；出口参数：,20H,开始的,8,个单元中是相加的和,TWOADD,：,LOOP,：,LOOP1,：,ORG,PUSH,PUSH,PUSH,MOV,MOV,MOV,CLR,INC,INC,MOV,ADDC,MOV,0120H,R0,R1,R2,R0,，,#1FH,R1,，,#2FH,R2,，,#08H,C,R0,R1,A,，,R0,A,，,R1,R0 A,LOOP1,：,INC,INC,MOV,ADDC,MOV,DJNZ,POP,POP,POP,RET,R0,R1,A,，,R0,A,，,R1,R0 A,R2,，,LOOP1,R2,R1,R0,4.2.6,位操作程序,【,例,4.2.7】,编写一程序，实现图中的逻辑运算电路。其中,P,3.1,、,P,1.1,、,P,1.0,分别是单片机端口线上的信息，,RS,0,、,RS,1,是,PSW,寄存器中的两个标志位，,30H,、,31H,是两个位地址，运算结果由,P,1.0,输出。,使用位操作指令的程序统称为位操作程序。这一类程序尤其适合于各种复杂的逻辑运算。,P,3.1,P,1.1,30H,31H,RS,1,RS,0,&,1,&,&,P,1.0,4.2.6,位操作程序,【,例,4.2.7】,程序如下：,ORG0000H,MOV C,，,P3.1,ANL C,，,P1.1CPL C,MOV 20H,，,C,；暂存数据,MOV C,，,30H,ORL C,，,31H,ANL C,，,RS1,ANL C,，,20H,ANL C,，,RS0,MOV P1.0,，,C,；输出结果,SJMP$,习题与思考题,2.1 MCS-51,单片机的,1,条可执行指令由哪几部分组成？各部分分别起什么作用？,2.2,单片机指令长度有多少字节？,2.3,查表写出下列指令的机器码字节数和时钟周期数。,2.4,写出下列指令的机器码。,(1)ANL C,，,/34H,(2),RET,(3),MOV R4,，,A,(4),PUSH 45H,(5),DEC R,(6)SUBB A,，,R5,(1)ADD A,，,#FBH,(2),ORL 45H,，,A,(3),CPL A,(4)DIV AB,(5),INC R0,(6),POP 68H,2.5,设单片机晶振时钟频率为,12 MHz,，写出下列指令的执行时间。,2.6,写出下列指令源操作数和目的操作数的寻址方式。,(1),RR A,(2),XCH A,，,40H,(3),JBC 23H,，,NEXT,(4)MOV R6,，,A,(5),NOP,(6),RETI,(1),ORL C,，,45H,(2),ORL A,，,45H,(3),MOV A,，,45H,(4)ADDC A,，,45H,(5)XRL 45H,，,A,(6)ORL 45H,，,A,2.7,判断下列,MCS-51,单片机指令是否正确。,ADD A,，,R7,ADD R7,，,A,SUB A,，,R7,SUBB A,，,R7,INC B,INC C,MUL AB,MUL BA,MOVX A,，,R0,MOVX A,，,R0,MOVX R0,，,A,MOVX R0,，,A,PUSH R0,PUSH 40H,PUSH DPTR,PUSH DPL,POP A+PC,POP E0H,POP DPTR,POP DPH,2.8,有几条指令能使,A,00H,，试写出。,2.9,以下各程序段在执行前都有,A,06H,，,B,BBH,，,CY,1,，,(20H),58H,，,(21H),AAH,，,R0,39H,，,R1,8CH,，写出每个程序段的运行结果。,程序段,1,：,MOV,MOV,MOV,A,，,20H,C,，,20H,21H,，,C,问,A,_ (20H),_ (21H),_,程序段,2,：,LOOP,：,MOV,MOV,DJNZ,INC,DPL,，,R0,DPH,，,A,R0,，,LOOP,DPTR,问,A,_ R0,_ DPTR,_,程序段,3,：,MOV,MOV,XCHD,RR,20H,，,B,R0,，,#20H,A,，,R0,A,问,A,_ R0,_ (20H),_ B,_,程序段,4,：,MUL,ANL,CLR,ADD,AB,A,，,B,C,AB,问,A,_ B,_ C,_,程序段,5,：,XCH,SUBB,SWAP,ORL,A,，,21H,A,，,21H,A,21H,，,A,问,A,_ (21H),_,2.10,累加器,A,内是一个有符号二进制数的补码，编一程序使,A,的内容为原数据的绝对值。,2.11,在,21H,、,20H,单元中存放着一个无符号,16,位二进制数，高字节在,21H,中。编程序将该数左移两位，仍放在这两个单元中。,2.12,编程实现：,Y,2.13,编程将片内,20H,单元开始的,30,个单元全部清零。,2.14,在片内,RAM 20H,单元开始存放有,20,个有符号字节数据，编程统计其中大于,10,的数有多少个？将个数放入,R7,中。,2.15,编程实现下列逻辑关系：,2.16,编延时程序，分别能延时,1,秒，,1,分，,1,小时。,2.17,编程从,P1.3,输出周期为,50 ms,的方波。,2.18,编查表程序，查找英文大写字母,A,Z,的,ASCII,码字符表。,2.19,编程计算片外,RAM 2000H,开始存放的,10,个数的平均值，计算结果存入从,3000H,开始的两个单元中。,