第4章 匯編語言程序設(shè)計知識.ppt

23 46 第4章匯編語言程序設(shè)計知識 4 1編程的步驟 方法和技巧 4 2匯編語言源程序的編輯和匯編 23 46 4 1編程的步驟 方法和技巧 4 1 1編程的步驟 4 1 2編程的方法和技巧 4 1 3匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu) 23 46 4 1 1編程步驟 一 分析問題二 確定算法三 畫程序流程圖四 編寫程序 23 46 一 分析問題 對需要解決的問題進(jìn)行分析 以求對問題有正確的理解 解決問題的任務(wù)是什么 工作過程 現(xiàn)有的條件 已知數(shù)據(jù) 對運算的精度和速度方面的要求 設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)是否方便編程 23 46 二 確定算法 算法 是如何將實際問題轉(zhuǎn)化成程序模塊來處理 在編程以前 先要對幾種不同的算法進(jìn)行分析 比較 找出最適宜的算法 23 46 三 畫程序流程圖 程序流程圖 是使用各種圖形 符號 有向線段等來說明程序設(shè)計過程的一種直觀的表示 流程圖步驟分得越細(xì)致 編寫程序是也越方便 畫流程圖是程序結(jié)構(gòu)設(shè)計是采用的一種重要手段 一個系統(tǒng)軟件有總的流程圖 主程序框圖 和局部的流程圖 流程圖常采用的圖形和符號 23 46 橢圓框 或桶形框 表示程序的開始或結(jié)束 矩形框 表示要進(jìn)行的工作 菱形框 表示要判斷的事情 菱形框內(nèi)的表達(dá)式表示要判斷的內(nèi)容 圓圈 表示連接點 指向線 表示程序的流向 23 46 四 編寫程序 用89C51匯編語言編寫的源程序行 一條語句 包括四個部分 也叫四個字段 標(biāo)號 操作碼 操作數(shù) 注釋 每個字段之間要用分隔符分隔 而每個字段內(nèi)部不能使用分隔符 可以用作分隔符的符號 空格 冒號 逗號 分號 等 例 LOOP MOVA 00H 立即數(shù)00H A 23 46 標(biāo)號 標(biāo)號 是用戶定義的符號地址 一條指令的標(biāo)號是該條指令的符號名字 標(biāo)號的值是匯編這條指令時指令的地址 標(biāo)號由以英文字母開始的1 8個字母或數(shù)字組成 以冒號 結(jié)尾 標(biāo)號可以由賦值偽指令賦值 如果沒有賦值 匯編程序把存放該指令目標(biāo)碼第一字節(jié)的存儲單元的地址賦給該標(biāo)號 所以 標(biāo)號又叫指令標(biāo)號 23 46 操作碼 操作碼是必不可少的 它用一組字母符號表示指令的操作碼 在89C51中 由89C51的指令助記符組成 23 46 操作數(shù) 匯編語言指令可能要求或不要求操作數(shù) 所以這一字段可能有也可能沒有 若有兩個操作數(shù) 操作數(shù)之間用逗號 分開操作數(shù)包括的內(nèi)容有 1 工作寄存器 由PSW 3和PSW 4規(guī)定的當(dāng)前工作寄存器區(qū)中的R0 R7 2 特殊功能寄存器 21個SFR的名字 23 46 操作數(shù) 3 標(biāo)號名 賦值標(biāo)號 由匯編指令EQU等賦值的標(biāo)號 指令標(biāo)號 指令標(biāo)號指示的指令的第一字節(jié)地址是該標(biāo)號的值 4 常數(shù) 可用二進(jìn)制 B 十進(jìn)制 十六進(jìn)制 H 若常數(shù)以字符開頭 前面加0 5 用來表示程序計數(shù)器的當(dāng)前值 6 表達(dá)式 匯編時 計算出表達(dá)式的值填入目標(biāo)碼 23 46 注釋 注釋部分不是匯編語言的功能部分 只是用于增加程序的可讀性 良好的注釋是匯編語言程序編寫中的重要組成部分 23 46 4 1 2編程的方法和技巧 一 模塊化的程序設(shè)計方法二 編程技巧 23 46 一 模塊化的程序設(shè)計方法 1 程序功能模塊化的優(yōu)點2 劃分模塊的原則 23 46 1 程序功能模塊化的優(yōu)點 單個模塊結(jié)構(gòu)的程序功能單一 易于編寫 調(diào)試和修改 便于分工 從而可使多個程序員同時進(jìn)行程序的編寫和調(diào)試工作 加快軟件研制進(jìn)度 程序可讀性好 便于功能擴充和版本升級 對程序的修改可局部進(jìn)行 其它部分可以保持不變 對于使用頻繁的子程序可以建立子程序庫 便于多個模塊調(diào)用 23 46 2 劃分模塊的原則 每個模塊應(yīng)具有獨立的功能 能產(chǎn)生一個明確的結(jié)果 即單模塊的功能高內(nèi)聚性 模塊之間的控制耦合應(yīng)盡量簡單 數(shù)據(jù)耦合應(yīng)盡量少 即模塊間的低耦合性 控制耦合 指模塊進(jìn)入和退出的條件及方式 數(shù)據(jù)耦合 指模塊間的信息交換方式 交換量的多少 交換頻繁程度 模塊長度適中 20條 100條的范圍較合適 23 46 二 編程技巧 1 盡量采用循環(huán)結(jié)構(gòu)和子程序 2 盡量少用無條件轉(zhuǎn)移指令 3 對于通用的子程序 考慮到其通用性 除了用于存放子程序入口參數(shù)的寄存器外 子程序中用到的其他寄存器的內(nèi)容應(yīng)壓入堆棧 返回前再彈出 即保護現(xiàn)場 4 在中斷處理程序中 除了要保護處理程序中用到的寄存器外 還要保護標(biāo)志寄存器 5 用累加器傳遞入口參數(shù)或返回參數(shù)比較方便 在子程序中 一般不必把累加器內(nèi)容壓入堆棧 23 46 4 1 3匯編語言程序的基本結(jié)構(gòu) 一 順序程序二 分支程序三 循環(huán)程序四 子程序 23 46 一 順序程序 順序程序是最簡單的程序結(jié)構(gòu) 即順序結(jié)構(gòu) 程序按順序一條一條地執(zhí)行指令 P92例 23 46 START MOVR0 00HMOVR1 00HMOVR2 00HMOVR3 00HMOVP1 00HMOVR4 FFHMOVR5 FFHMOV30H 00HMOV40H 00HEND 23 46 二 分支程序 程序分支是通過條件轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)的 即根據(jù)條件對程序的執(zhí)行進(jìn)行判斷 滿足條件則進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移 不滿足條件就順序執(zhí)行程序 分支程序又分為單分支和多分支結(jié)構(gòu) 多分支程序 首先把分支程序按序號排列 然后按序號值進(jìn)行轉(zhuǎn)移 多分支轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu) P97圖4 1 23 46 23 46 二 分支程序 在89C51指令系統(tǒng)中 通過條件判斷實現(xiàn)單分支程序轉(zhuǎn)移的指令有 JZ JNZ CJNE DJNZ等 此外還有以位狀態(tài)作為條件進(jìn)行程序分支的指令 如JC JNC JB JNB JBC等 使用這些指令可以完成0 1 正 負(fù) 以及相等 不相等作為各種條件判斷依據(jù)的程序轉(zhuǎn)移 P97例4 6所示 23 46 JMP 128 MOVA R3RLAMOVDPTR JMPTABJMP A DPTRJMPTAB AJMPROUT00AJMPROUT01 AJMPROUT7F 128個子程序首址 例4 6 128種分支轉(zhuǎn)移程序 程序框圖 P97圖4 1功能 根據(jù)入口條件轉(zhuǎn)移到128個目的地址 入口 R3 轉(zhuǎn)移目的地址的序號00H 7FH 出口 轉(zhuǎn)移到相應(yīng)子程序入口 23 46 說明 此程序要求128個轉(zhuǎn)移目的地址 ROUT00 ROUT7FH 必須駐留在與絕對轉(zhuǎn)移指令A(yù)JMP相同的一個2KB存儲區(qū)內(nèi) RL指令對變址部分乘以2 因為每條AJMP指令占兩個字節(jié) 23 46 三 循環(huán)程序 在程序運行時 有時需要連續(xù)重復(fù)執(zhí)行某段程序 可以使用循環(huán)程序 其結(jié)構(gòu)包括四部分 1 置循環(huán)初值2 循環(huán)體 循環(huán)工作部分 3 修改控制變量4 循環(huán)控制部分 23 46 1 置循環(huán)初值 對于循環(huán)程序中所使用的工作單元 在循環(huán)開始時應(yīng)置初值 例 工作寄存器設(shè)置計數(shù)初值 累加器A清0 設(shè)置地址指針 長度等 23 46 2 循環(huán)體 循環(huán)工作部分 重復(fù)執(zhí)行的程序段部分 分為循環(huán)工作部分和循環(huán)控制部分 循環(huán)控制部分每循環(huán)一次 檢查結(jié)束條件 當(dāng)滿足條件時 就停止循環(huán) 往下繼續(xù)執(zhí)行其他程序 23 46 3 修改控制變量 在循環(huán)程序中 必須給出循環(huán)結(jié)束條件 常見的是計數(shù)循環(huán) 當(dāng)循環(huán)了一定的次數(shù)后 就停止循環(huán) 在單片機中 一般用一個工作寄存器Rn作為計數(shù)器 對該計數(shù)器賦初值作為循環(huán)次數(shù) 每循環(huán)一次 計數(shù)器的值減1 即修改循環(huán)控制變量 當(dāng)計數(shù)器的值減為0時 就停止循環(huán) 23 46 4 循環(huán)控制部分 根據(jù)循環(huán)結(jié)束條件 判斷是否結(jié)束循環(huán) 89C51可采用DJNZ指令來自動修改控制變量并能結(jié)束循環(huán) 2種循環(huán)組織方式 P101圖4 6 23 46 圖4 2循環(huán)組織方式流程圖 23 46 例4 11軟件延時P1011 采用循環(huán)程序進(jìn)行軟件延時子程序DELAY MOVR2 data 預(yù)置循環(huán)控制常數(shù)DELAY1 DJNZR2 DELAY1 當(dāng) R2 0時 轉(zhuǎn)向本身RET 23 46 2 采用雙重循環(huán)的延時子程序TIME MOVR1 0FAH 1個機器周期L1 MOVR0 0FFH 1個機器周期W1 DJNZR0 W1 2個機器周期DJNZR1 L1 2個機器周期NOP 1個機器周期NOP 1個機器周期RET 2個機器周期總的機器周期數(shù)N 1 1 2 255 2 250 1 1 2延時時間t N T 128255 2 256510 s 256 51ms 23 46 4 2匯編語言源程序的編輯和匯編 4 2 1源程序編輯 4 2 2源程序的匯編 4 2 3偽指令 23 46 4 2 1源程序編輯 在微型計算機上 借助編輯軟件 編寫或修改匯編語言源程序 如行編輯或屏幕編輯軟件 23 46 4 2 2源程序的匯編 匯編 將匯編語言源程序轉(zhuǎn)換為機器碼表示的目標(biāo)程序的過程 對單片機有 一 手工匯編二 機器匯編三 反匯編 23 46 一 手工匯編 通過手工方式查指令編碼表 P307附錄A指令表 逐個把助記符指令 翻譯 成機器碼 然后把得到的機器碼程序鍵入單片機 進(jìn)行調(diào)試和運行 手工匯編的缺點 1 偏移量的計算麻煩且容易出錯2 程序的修改會引起后面指令地址的變化 轉(zhuǎn)移指令的偏移量也要重新計算 23 46 二 機器匯編 機器匯編是在計算機上使用交叉匯編程序進(jìn)行源程序的匯編 匯編工作由機器自動完成 最后得到以機器碼表示的目標(biāo)程序 匯編完成后 再由PC機把生成的目標(biāo)程序加載到用戶樣機上 23 46 三 反匯編 將二進(jìn)制機器語言程序翻譯成匯編語言程序的過程稱反匯編 匯編和反匯編的過程 P108圖4 10 圖4 10匯編和反匯編過程 23 46 4 2 3偽指令 偽指令 由英文字母表示的匯編命令 偽指令不是真正的指令 無對應(yīng)的機器碼 在匯編時不產(chǎn)生目標(biāo)程序 只是用來對匯編過程進(jìn)行某種控制 89C51有8個偽指令 ORGENDEQUDATADBDWDSBIT 23 46 1 ORG匯編起始命令 格式 ORG16位地址功能 規(guī)定該偽指令后面程序的匯編地址 即匯編后生成目標(biāo)程序存放的起始地址 例 ORG2000HSTART MOVA 64H 規(guī)定了START的地址是2000H 規(guī)定了匯編后的第一條指令碼從2000H開始存放 23 46 2 END匯編結(jié)束指令 格式 END功能 通知匯編程序結(jié)束匯編 在END之后所有的匯編指令均不予以處理 23 46 3 EQU賦值命令 格式 字符名稱EQU項 數(shù)或匯編符號 功能 把 項 賦給 字符名稱 注意 字符名稱不等于標(biāo)號 其后沒有冒號 其中的項 可以是數(shù) 也可以是匯編符號 EQU賦值過的符號名可用作數(shù)據(jù) 代碼地址 位地址或一個立即數(shù) 可以是8位的 也可以是16位的 23 46 3 EQU賦值命令 例1 AAEQUR1MOVA AA AA代表工作寄存器R1例2 A10EQU10DELYEQU07EBHMOVA A10 A10作為片內(nèi)的一個直接地址LCALLDELY DELY作為一個16位子程序的入口地址 23 46 4 DATA數(shù)據(jù)地址賦值命令 格式 字符名稱DATA表達(dá)式功能 與EQU類似 但有以下差別 1 EQU定義的字符名必須先定義后使用 DATA定義的字符名可后定義先使用 2 用EQU偽指令可把一個匯編符號賦給一個名字而DATA只能把數(shù)據(jù)賦給字符名 3 DATA語句可把一個表達(dá)式的值賦給字符名稱其中的表達(dá)式應(yīng)是可求值的 DATA偽指令在程序中用來定義數(shù)據(jù)地址 23 46 5 DB定義字節(jié)命令 格式 DB 項或項表 功能 通知匯編程序從當(dāng)前ROM地址開始 保留一個字節(jié)或字節(jié)串的存儲單元 并存入DB后的數(shù)據(jù) 注意 項或項表可以是一個字節(jié) 用逗號隔開的字節(jié)串或括在單引號中的ASCII字符串 23 46 例 ORG2000HDB0A3HLIST DB26H 03HSTR DB ABC 經(jīng)匯編后 2000H 0A3H 2001H 26H 2002H 03H 2003H 41H 2004H 42H 2005H 43H 41H 42H 43H分別為A B C的ASCII碼 23 46 6 DW定義字命令 格式 DW16位數(shù)據(jù)項或項表功能 把DW后的16位數(shù)據(jù)項或項表從當(dāng)前地址連續(xù)存放 每項數(shù)值為16位二進(jìn)制數(shù)高8位先放 低8位后存放 DW用于定義一個地址表 23 46 例 ORG1500HTABLE DW7234H 8AH 10H 經(jīng)匯編后 1500H 72H 1501H 34H 1502H 00H 1503H 8AH 1504H 00H 1505H 10H 23 46 7 DS定義存儲空間命令 格式 DS表達(dá)式功能 在匯編時 從指定地址開始