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第4章8051单片机汇编语言程序设计

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第4章8051单片机汇编语言程序设计第4章8051单片机汇编语言程序设计汇编语言特点:面向机器硬件的语言单片机的学习:要求编程者有很好的“软、硬结合”能力。本章学习要点:(1)计算机编程语言的种类与编程的基本知识;(2)汇编语言编程特点,程序设计的基本步骤和方法;(3)8051单片机汇编语言程序结构、程序算法流程图设计,并能按流程图编写源程序;(4)用单片机汇编语言实现算术运算、数值转换、查表及数值处理等程序设计。(5)伪指令的作用,汇编语言编程规范。4.1汇编语言程序设计概述4.1.1机器语言、汇编语言和高级语言程序设计的语言分为3种:1.机器语言...

第4章8051单片机汇编语言程序设计
第4章8051单片机汇编语言程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 汇编语言特点:面向机器硬件的语言单片机的学习:要求编程者有很好的“软、硬结合”能力。本章学习要点:(1)计算机编程语言的种类与编程的基本知识;(2)汇编语言编程特点,程序设计的基本步骤和方法;(3)8051单片机汇编语言程序结构、程序算法 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图设计,并能按 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word 编写源程序;(4)用单片机汇编语言实现算术运算、数值转换、查表及数值处理等程序设计。(5)伪指令的作用,汇编语言编程规范。4.1汇编语言程序设计概述4.1.1机器语言、汇编语言和高级语言程序设计的语言分为3种:1.机器语言用机器码编程2.汇编语言汇编语言特点:面向机器的语言,编程者对单片机的硬件有相当深入的了解。助记符指令和机器指令一一对应,用汇编语言编写的程序效率高,占用存储空间小,运行速度快。用汇编语言能编写出最优化的程序。3.高级语言不受具体机器的限制,使用了许多数学公式和数学计算上的习惯用语,非常擅长于科学计算。常用的如BASIC、FORTRAN以及C语言等。高级语言优点:通用性强,直观、易懂、易学,可读性好。可以用C语言语言来进行单片机的应用程序。对于程序的空间和时间要求很高的场合,汇编语言仍是必不可缺的。编程应用:C语言和汇编语言混合编程在很多需要直接控制硬件的应用场合,则更是非用汇编语言不可使用汇编语言编程,是单片机程序设计的基本功之一4.1.2单片机源程序的汇编把源程序“翻译”成机器代码的过程称为“汇编”。汇编可分为手工汇编和机器汇编两类:1.人工汇编人工查表翻译指令。2.机器汇编用汇编软件把源程序翻译成机器代码。4.1.3伪指令也称为汇编程序控制命令。向汇编程序发出的指示信息,告诉它如何完成汇编工作。伪指令没有相应的机器代码产生。常用的伪指令:1.ORG(ORiGin)汇编起始地址命令地址必须由小到大排列地址不能交叉、重叠。ORG2500H┇ORG3000H┇2.END(ENDofassembly)汇编终止命令标示编译结束,终止源程序的汇编工作。在整个源程序中只能有一条END命令,且位于程序的最后。3.DB(DefineByte)定义字节命令从指定的地址开始,在程序存储器的连续单元中定义字节数据。ORG2000HDB30H,40H,24,“C”,“B”汇编后:(2000H)=30H(2001H)=40H(2002H)=18H(10进制数24)(2003H)=43H(字符“C”的ASCII码)(2004H)=42H(字符“B”的ASCII码)DB功能是从指定单元开始定义(存储)若干个字节,10进制数自然转换成16进制数,字母按ASCII码存储。4.DW(DefineWord)定义数据字命令从指定的地址开始,在程序存储器的连续单元中定义16位的数据字。例如:ORG2000HDW1246H,7BH,10汇编后:(2000H)=12H;第1个字(2001H)=46H(2002H)=00H;第2个字(2003H)=7BH(2004H)=00H;第3个字(2005H)=0AH(2005H)=0AH5.EQU(EQUate)赋值命令用于给字符串定义一个名字。赋值以后,其标号值在整个程序有效。例如:TESTEQU2000H;定义字符串TEST=2000HNEQU10H;定义常数N=10H表示TEST=2000H,在汇编时,凡是遇到标号TEST时,均以2000H来代替。6.BIT位地址赋值命令给可寻址的位单元起一个名字。例如:JK1BITP1.07.DATA:把一个数或片内RAM单元赋值给“字符名称”例如:SENDATA30H同一个地址可以有多个名字8.XDATA:把一个数或片外RAM单元赋值给“字符名称”例如:ADINXDATA1FF0H名字应该是字母开头的字母数字串4.1.4汇编程序分段格式汇编语言的四分段格式如下:标号字段操作码字段操作数字段注释字段START:MOVA,#00H;0→AMOVR1,#10;10→R1MOVR2,#00000011B;3→R2LOOP:ADDA,R2;(A)+(R2)→ADJNZR1,LOOP;R1内容减1不为零,则循环NOPHERE:SJMPHERE4.2汇编语言程序设计4.2.1基本结构几种基本结构:1.顺序结构2.分支结构:程序中含有转移指令(分无条件分支,有条件分支)有条件分支又分为:单分支结构和多分支结构。3.中断服务子程序4.循环结构循环结构组成:(1)初始化部分(2)循环处理部分:(3)循环控制部分(4)循环结束部分5.子程序可以被调用的程序段称为子程序。子程序的设计子程序设计原则和应注意的问题一种能完成某一特定任务的程序段。在编写子程序时应注意以下问题:1.子程序应有入口地址(用标号)2.主程序调用子程序两个子程序调用指令:(1)绝对调用指令:ACALLaddr11(2)长调用指令:LCALLaddr163.注意设置堆栈指针和现场保护4.最后一条指令必须是RET指令5.子程序可以嵌套,即子程序可以调用子程序(最多8层)6.在子程序调用时,还要注意参数传递的问题子程序的基本结构MAIN:┇;MAIN为主程序或调用程序标号┇LCALLSUB;调用子程序SUB┇┇SUB:PUSHPSW;现场保护PUSHACC子程序处理程序段POPACC;现场恢复POPPSWRET;最后一条指令必须为RET4.2.2汇编语言程序设计步骤(1) 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 问题,确定算法(2)根据算法,画出程序框图(3)分配内存工作区及有关端口地址(4)编写程序(5)上机调试借助于仿真开发工具并与硬件连接养成在程序的适当位置上加上注释的好习惯。完成单片机程序的三个步骤;(1)在微计算机上,运行编辑程序进行源程序的输入和编辑;(2)对源程序进行交叉汇编得到机器代码;(3)通过计算机的串口(或并口、USB口)把机器代码传送到用户样机(或在线仿真器)进行程序的调试和运行。反汇编——分析现成产品的程序,要将二进制的机器代码语言程序翻译成汇编语言源程序。4.2.3程序流程图程序设计的过程应该进行流程图的设计。1.程序流程图的画法考虑逻辑结构和算法2.流程图的符号4.3汇编语言程序设计实例4.3.1分支转移程序1.单分支转移结构例1求双字节有符号数的补码。CMPT2:MOVA,R7;取高字节数JNBACC.7,EXT;(A)>0,不需要转换MOVC,ACC.7MOVF0,C;符号位暂存→F0CPLA;(A)取反MOVR7,AMOVA,R6;取低字节数CPLAADDA,#1;加1MOVR6,A;存放数的补码(低字节)CLRAADDCA,R7MOVC,F0;取符号位送入CMOVACC.7,C;恢复符号位MOVR7,A;存放数的补码(高字节)EXT:RET2.多分支转移结构比较转移指令CJNE能对两个单元内容进行比较,或称为散转指令。例2求分段函数的值。分段函数定义如下:程序如下:FENFUC:MOVA,30H;取数据X至ACJNEA,#00H,NZEAR;判断A不等于0跳转AJMPNEGT;A等于0NZEAR:JBACC.7,POSI;判断符号位,A<1跳转ADDA,#1;A>0,Y=X+1AJMPNEGTPOSI:MOVA,#81H;X<0时,Y=-1NEGT:MOV31H,A;保存结果RET略:例3根据寄存器R2的内容,转向各个处理程序PRGX(X=0~n)。(R2)=0,转PRG0(R2)=1,转PRG1(R2)=n,转PRGn例4根据31H(高字节)、30H(低字节)的内容(分支转移参数)转向不同的处理程序。4.3.2循环程序例1设有一串字符,依次存放在内部RAM从30H单元开始的连续单元中,该字符串以0FFH为结束标志,要求编程测试字符串长度。参考程序如下:MOVR0,#0FFHMOVR1,#2FHNEXT:INCR0INCR1CJNE@R1,#0FFH,NEXTRET例2设8051使用12MHz晶振,试设计延迟100ms的延时程序。延时程序如下:DELAY:MOVR2,#200;延时一个机器周期T=1msLOOP1:MOVB,#250;每循环延时1msLOOP2:NOPDJNZB,LOOP2;250*2=500msDJNZR2,LOOP1;0.5ms*200=100msRET如果要求比较精确的延时,可按如下程序修改:DELAY:MOVR2,#200;延时一个机器周期T=1msLOOPS:MOVB,#248;每循环延时1msNOP;每循环延时1msLOOPR:DJNZB,LOOPR;248*2=496msDJNZR2,LOOPS;(496+2+2)*200RET;(496+2+2)*200+1+2=100.003ms4.3.3子程序单片机子程序传递参数的方法主要有以下三种:(1)通过累加器和通用寄存器传送;(2)通过指针寄存器传送;(3)通过堆栈传送。例1编写一个通用子程序,实现N个单字节无符号数之和(N<100H)。调用该子程序完成将片内部30H~5FH中存放的单字节无符号数求和,结果存入60H、61H单元中(高位在前)。(1)子程序如下:ORG0100HSUB2:PUSHPSW;保护现场MOV@R1,#0;目的单元清0INCR1MOV@R1,#0LOOP:MOVA,@R0;取数ADDA,@R1;求和MOV@R1,A;存和的低字节数DECR1;修改指针,指向和的高位地址CLRAADDCA,@R1;取进位位MOV@R1,A;存和的高字节数INCR1;修改指针,指向和的低位地址INCR0;修改指针,指向下一个单元DJNZR2,LOOPPOPPSW;恢复现场RET(2)主程序如下:ORG0000HMAIN:MOVR0,#30H;设置R0为入口指针寄存器MOVR1,#60H;设置R1为出口指针寄存器MOVR2,#2FH;设置R2传递字节数ACALLSUB2……TOEND:END4.3.4算术运算程序例1单字节有符号数的加减法子程序(R2)+(R3)R7,(R2)-(R3)R7R2、R3均为原码算法思路:(1)处理减号(把减号放入R3的符号位,把表达式变为加法)(2)把R2、R3分别求补码(3)进行加法操作(4)结果判断是否溢出(OV)编程:任意输入R2、R3数据,运行后结果存R7中。例24字节无符号数加法程序设计程序如下:MADD:MOVR0,#DATA1MOVR1,#DATA2MOVR2,#04HCLRCLOOP:MOVA,@R0ADDCA,@R1;带进位加法MOV@R0,AINCR0INCR1DJNZR2,LOOPJCOTHER;最高字节有进位,转其他程序处理RET例34位BCD码的减法程序先思考单字节BCD码减法,如(R3)-(R2)R7算法思想:(1)处理减号(把减法变为加法运算)(2)BCD码减数求补码(3)2个BCD码的补码相加(先低字节补码相加后DA调整,再高字节相加后DA调整)(4)DA调整后,如果C=1,表明被减数>减数;如果C=0,表明被减数<减数(用999AH-结果即可得到负差值)略:例4编写程序实现“1+2+3+…+99”加法运算,结果BCD码的千、百位存放在31H单元,十、个位存放在30H单元。4.3.5逻辑运算程序例1设片内RAM有两个数据段分别从地址DATA1和DATA2开始存放了N个数据,编写程序实现两个数据段中相同数据的个数统计,结果放入DATA中。例2试编程,实现以下逻辑运算:其中:Q为P1.0,X为P1.1,Y为P1.2,Z为P1.3。程序如下:QBITP1.0XBITP1.1YBITP1.2ZBITP1.3START:MOVC,XANLC,Y;X·YMOVF0,C;保存X·Y的值MOVC,YANLC,/Z;Y·ZORLC,F0;X·Y+Y·ZMOVQ,C;保存结果END略:例4编写程序实现“1+2+3+…+99”加法运算,结果BCD码的千、百位存放在31H单元,十、个位存放在30H单元。4.3.6数制转换程序在单片机应用程序的设计中,经常涉及到各种码制的转换问题。在单片机系统内部进行数据计算和存储时,经常采用二进制码,具有运算方便、存储量小的特点。在输入/输出中,按照人的习惯均采用代表十进制数的BCD码(用4位二进制数表示的十进制数)表示。此外,打印机要打印某数字字符,则需要将该数字的二进制码转换为该字符的ASCII码,才能送到打印机去打印。一、二进制码到BCD码的转换BCD码有两种形式:一种是1个字节放1位BCD码,它适用于显示或输出,另一种是压缩的BCD码,即1个字节放两位BCD码,可以节省存储单元。例1单字节二进制码转换为BCD码。程序如下:BINBCD:MOVB,#100;100作为除数送入B中DIVABMOVR3,A;百位数送入R3MOVA,#10;10作为除数送AXCHA,BDIVABSWAPAADDA,BMOVR4,AEND二、BCD码到二进制码的转换例34位BCD码转换成二进制数。把4位BCD码按照十进制展开得:d3d2d1d0=((d3×10)+d2)×100)+(d1×10+d0),利用乘法和加法运算即可转换得到二进制数。程序略。三、二进制码与ASCII码之间的转换例4把存放在R3中的4位二进制数转换为对应的ASCII码。采取连续两次加法和DA调整可实现ASCII转换。程序如下:HASC:MOVA,R3ANLA,#0FHADDA,#90HDAAADDCA,#40HDAARET例5~6略4.3.7查表程序设计数据补偿、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。查表就是根据自变量x,在表格中寻找y,使y=f(x)。执行查表指令时,发出读程序存储器选通脉冲/PSEN。在MCS-51的指令系统中,给用户提供了两条极为有用的查表指令:⑴MOVCA,@A+DPTR⑵MOVCA,@A+PC指令“MOVCA,@A+DPTR”完成把A中的内容作为一个无符号数与DPTR中的内容相加,所得结果为某一程序存储单元的地址,然后把该地址单元中的内容送到累加器A中。指令“MOVCA,@A+PC”以PC作为基址寄存器,PC的内容和A的内容作为无符号数,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中。指令执行完,PC的内容不发生变化,仍指向查表指令的下一条指令。优点在于预处理较少且不影响其它特殊功能寄存器的值,所以不必保护其它特殊功能寄存器的原先值。缺点在于该表格只能存放在这条指令的地址X3X2X1X0以下的00~FFH之中。表格所在的程序空间受到了限制。例1子程序的功能为:根据累加器A中的数x(0~9之间)查x的y=2x2+6的值。地址程序ORG1000H;查表子程序1000HADDA,#01H1002HMOVCA,@A+PC1003HRET1004HDB06,08,14,24,36DB56,78,104,134,168第1条指令ADDA,#01H的作用是加上偏移量,可以根据A的内容查出X对应函数值。MOVCA,@+DPTR指令应用较广泛,一般情况下,大多使用该指令,使用该指令时不必计算偏移量,使用该指令的优点是表格可以设在64K程序存储器空间内的任何地方。MOVCA,@A+PC只能设在PC下面的256个单元中,使用较方便,寻址受限制。上面的程序可改成MOVCA,@+DPTR形式:ORG1000H;子程序PUSHDPH;保存DPHPUSHDPL;保存DPLMOVDPTR,#TAB1MOVCA,@A+DPTRPOPDPL;恢复DPLPOPDPH;恢复DPHRETTAB1:DB06,08,14,24,36DB56,78,104,134,168例2设有一个巡回检测报警装置,需对16路输入进行检测,每路有一最大允许值,为双字节数。运行时,需根据测量的路数,找出每路的最大允许值。看输入值是否大于最大允许值,如大于就报警。根据上述要求,编一个查表程序。取路数为x(0x15),y为最大允许值,放在表格中。设进入查表程序前,路数x已放于R7中,查表后最大值y放于R3R4中。本例中的x为单字节数,y为双字节数。查表程序如下:ORG1000H;查表子程序CHAB1:MOVA,R7ADDA,R7;(R7)*2→(A)MOVR3,A;保存指针ADDA,#6;加偏移量MOVCA,@A+PC;查第1字节XCHA,R3ADDA,#2MOVCA,@A+PC;查第2字节MOVR4,ARETTAB1:DW1512,2345,43567,2567,8795,3456;最大值表DW2310,32657,890,9945,10000,20511DW23478,100,2356,27808表格长度不能超过256个字节,且表格只能存放于MOVCA,@A+PC指令以下的256个单元中。例3在一个以8051为核心的温度控制器中,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。根据测得的不同温度下的电压值数据构成一个表,表中放温度值y,x为电压值数据。设测得的电压值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。本例的x和y均为双字节无符号数。程序如下:LTB2:MOVDPTR,#TAB2MOVA,R3CLRCRLCAMOVR3,AXCHA,R2RLCAXCHR2,AADDA,DPL;(R2R3)+(DPTR)→(DPTR)MOVDPL,AMOVA,DPHADDCA,R2MOVDPH,ACLRAMOVCA,@A+DPTR;查第一字节MOVR2,A;第一字节存入R2中CLRAINCDPTRMOVCA,@A+DPTR;查第二字节MOVR3,A;第二字节存入R3中RETTAB2:DW……;温度值表4.3.8关键字查找程序设计顺序检索和对分检索一、顺序检索从第1项开始逐项顺序查找,判断所取数据是否与关键字相等。例1从100个字节的无序表中查找一个关键字55H。ORG1000HMOV40H,#55H;关键字××H送30H单元MOVR7,#100;查找次数送R1MOVA,#14;修正值送AMOVDPTR,#TAB4;表首地址送DPTRLOOP:PUSHACCMOVCA,@A+PC;查表结果送ACJNEA,40H,LOOP1;(40H)不等于关键字则转LOOP1MOVR2,DPH;已查到关键字,把该字;的地址送R2,R3MOVR3,DPL;DONE:RETLOOP1:POPACC;修正值弹出INCA;A+1→AINCDPTR;修改数据指针DPTRDJNZR1,LOOP;R1≠0,未查完,继续查找MOVR2,#00H;R1=0,清“0”R2和`R3MOVR3,#00H;表中50个数已查完AJMPDONE;从子程序返回TAB4:DB…,…,…;100个无序数据表二、对分检索前提:检索的数据表已经排好序,如何进行数据的排序,将在本节稍后介绍。方法:取数据表中间位置的数与关键字进行比较,如相等,则查找到;如果所取的数大于关键字,则下次对分检索的范围是从数据区起点到本次取数。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,大大提高了查找速度。4.3.9数据极值查找程序设计在指定的数据区中找出最大值(或最小值)。进行数值大小的比较,从这批数据中找出最大值(或最小值)并存于某一单元中。例1片内RAM中存放20数据,查找出最大值并存放于首地址中。设R1中存首地址,R3中存放字节数,程序框图如图4-10所示。4.3.6数据排序程序设计升序排,降序排。仅介绍无符号数据升序排。冒泡法:相邻数互换的排序方法,类似水中气泡上浮。排序时从前向后进行相邻两个数的比较,次序与要求的顺序不符时,就将两个数互换;顺序符合要求不互换。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,有时不到(n-1)次就已完成排序。如何判定排序是否已完成,看各次冒泡中是否有互换发生,如果有数据互换,则排序还没完成。在程序设计中,常使用设置互换标志的方法,该标志的状态表示在一次冒泡中是否有互换进行。例4-10一批单字节无符号数,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4-11所示。SORT:MOVA,R0;MOVR1,AMOVA,R2;字节数送入R5MOVR5,ACLRF0;互换标志位F0清零DECR5;MOVA,@R1;
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