匯編程序設(shè)計(jì)

1、第四章 匯編語言程序設(shè)計(jì)匯編語言程序設(shè)計(jì) 所謂程序設(shè)計(jì)，就是按照給定的任務(wù)要求，編寫出完整的計(jì)算機(jī)程序。要完成同樣的任務(wù)，使用的方法或程序并不是唯一的。因此，程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量將直接影響到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率、運(yùn)行可靠性。 前面我們學(xué)過了匯編語言形式的指令系統(tǒng)，本章重點(diǎn)介紹匯編語言程序結(jié)構(gòu)以及如何利用匯編語言指令進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的方法。 4.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)概述4.1.1 匯編語言程序設(shè)計(jì)步驟 使用匯編語言設(shè)計(jì)一個(gè)程序大致上可分為以下幾個(gè)步驟。 (1) 分析題意，明確要求。 (2) 確定算法。 (3) 畫程序流程圖，用圖解來描述和說明解題步驟。圖4.1 常用的流程圖符號(hào) (4) 分配內(nèi)存工作單元，

2、確定程序與數(shù)據(jù)區(qū)的存放地址。 (5) 編寫源程序 (6) 程序優(yōu)化。 （7）上機(jī)調(diào)試、修改和最后確定源程序。 4.2.2 偽指令語句 偽指令并不是真正的指令，也不產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)器碼，它們只是在計(jì)算機(jī)將匯編語言轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼時(shí)，指導(dǎo)匯編過程，告訴匯編程序如何匯編。下面介紹一些MCS-51匯編程序常用的偽指令。 （1）匯編起始偽指令ORG 格式：標(biāo)號(hào)： ORG 16位地址 功能：規(guī)定程序塊或數(shù)據(jù)塊存放的起始地址。如： ORG 8000H START： MOV A ，#30H 該指令規(guī)定第一條指令從地址8000H單元開始存放，即標(biāo)號(hào)START的值為8000H。 （2）匯編結(jié)束偽指令END 格式：標(biāo)號(hào)：

3、END 表達(dá)式 功能：結(jié)束匯編。 例如： ORG 2000H START： MOV A ，# 00H END (END START) 表示標(biāo)號(hào)START開始的程序段結(jié)束。 （3）等值指令EQU 格式：字符名稱 EQU 項(xiàng) 例如，TEST EQU R0 MOV A，TEST （4）定義字節(jié)指令DB 格式：標(biāo)號(hào)： DB 8位二進(jìn)制數(shù)表 DB命令是從指定的地址單元開始，定義若干個(gè)8位內(nèi)存單元的內(nèi)容。例如， ORG 1000H TAB； DB 23H，73， “6”， “B” TABl： DB 110B 以上偽指令經(jīng)匯編以后，將對(duì)從1000H開始的若干內(nèi)存單元賦值： (1000H)=23H (1001

4、H)=49H (1002H)=36H (1003H)=42H (1004H)=06H 其中36H和42H分別是字符6和B的ASCII碼，其余的十進(jìn)制數(shù)（73）和二進(jìn)制數(shù)（110B）也都換算為十六進(jìn)制數(shù)了。 （5）定義字命令 DW 格式：標(biāo)號(hào)： DW 16位二進(jìn)制數(shù)表 例如， ORG 1000H TAB： DW 1234H ， 0ABH ， 10 匯編后： （1000H）=12H (1001H ) = 34H (1002H ) = 00H ( 1003H ) = ABH (1004H ) =00H (1005H) =0AH DB、DW偽指令都只對(duì)程序存儲(chǔ)器起作用，不能用來對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行賦

5、值或進(jìn)行其它初始化的工作。 4.2 順序程序設(shè)計(jì) 順序結(jié)構(gòu)程序是一種最簡單、最基本的程序(也稱為簡單程序)，它是一種無分支的直線形程序，按照程序編寫的順序依次執(zhí)行。 【例4-1】 兩個(gè)8位無符號(hào)數(shù)相加，和仍為8位。 假設(shè)兩個(gè)無符號(hào)數(shù)X1， X2分別存放于內(nèi)部RAM60H、61H單元中，求其和并將和送入62H單元。 程序如下：ORG0000H CLRC MOVR0 ，# 60H；設(shè)R0為數(shù)據(jù)指針MOVA ，R0；取X11NCR0 ADDCA ，R0；X1+X21NCR0 MOVR0，A；保存結(jié)果END 【例4-2】兩個(gè)無符號(hào)雙字節(jié)數(shù)相加。設(shè)被加數(shù)存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器30H（高位字節(jié)）、31H（低位字

6、節(jié)）單元，加數(shù)存放在內(nèi)部存儲(chǔ)器40H（高位字節(jié)）、41H（低位字節(jié)）單元，和存入30H（高位字節(jié)）、31H（低位字節(jié)）單元。 程序如下： ORG0000H CLRC；將C清零 MOVR0 ，#31H；送被加數(shù)首址 MOVR1 ，#41H；送加數(shù)首址 MOVA ，R0；取被加數(shù)低字節(jié) ADDA ，R1；兩個(gè)低字節(jié)相加 MOVR0 ，A；低字節(jié)和存人被加數(shù)低字節(jié) DECR0；修改指針，指向被加數(shù)高字節(jié)DECR1 ；修改指針，指向加數(shù)高字節(jié)MOVA，R0；取被加數(shù)高字節(jié) ADDCA，R1；高字節(jié)相加 MOVR0 ， A；存結(jié)果 END 【例4-3】編寫16位二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)程序 二進(jìn)制數(shù)的求補(bǔ)可歸結(jié)為“

7、求反加1”的過程，求反可用CPL指令實(shí)現(xiàn)；加1時(shí)應(yīng)注意，加1只能加在低8位的最低位上。因?yàn)楝F(xiàn)在是16位數(shù)，有兩個(gè)字節(jié)，因此要考慮進(jìn)位問題，即低8位取反加1，高8位取反后應(yīng)加上低8位加1時(shí)可能產(chǎn)生的進(jìn)位，還要注意這里的加1不能用INC指令，因?yàn)镮NC指令不影響CY標(biāo)志。 程序如下： ORG0200H MOVA ，R0；低8位送ACPLA；取反ADDA ，#01H；加lMOVR2 ，A；存結(jié)果MOVA ，R1；高8位送A CPLA；取反ADDCA ，#00H；加進(jìn)位MOVR3 ，A；存結(jié)果(R1R0-R3R2)END 【例4-4】編程將20H單元中的8位無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成3位BCD碼，并存放在2

8、2H(百位)和21H(10位，個(gè)位)兩個(gè)單元中。 程序如下： ORG1000H MOVA ，20H；取數(shù)送AMOVB ，# 64H；除數(shù)100送B中DIVAB；商(百位數(shù)BCD碼)在A中，余數(shù)在B中MOV22H ，A；百位數(shù)送22HMOVA ， B ；余數(shù)送A做被除數(shù)MOVB ， #0AH ；除數(shù)10送B中DIVAB；十位數(shù)BCD碼在A中，個(gè)位數(shù)在B中 SWAPA；十位數(shù)BCD碼移至高4位 ORLA ， B；并入個(gè)位數(shù)的BCD碼MOV21H ， A；十位、個(gè)位BCD碼存人21H END 查表例4-5一變量放在內(nèi)部RAM 的20H，取值為00H-05H。編寫程序，求該變量的平方值，將結(jié)果放片內(nèi)2

9、1H ORG 1000HSTART：MOV DPTR, #2000H; or MOV DPTR, #TABLE MOV A， 20H MOVC A， A+DPTR MOV 21H, A SJMP $ ORG 2000HTABLE: DB 00, 01, 04, 09, 16, 25 END 圖4.2 分支程序結(jié)構(gòu) 圖4.2（a） 結(jié)構(gòu)使用條件轉(zhuǎn)移指令來實(shí)現(xiàn)分支，當(dāng)給出的條件成立時(shí)，執(zhí)行程序段，否則執(zhí)行程序段。 圖4.2 (b) 結(jié)構(gòu)使用散轉(zhuǎn)指令JMP來實(shí)現(xiàn)多分支轉(zhuǎn)移，它首先將分支程序按序號(hào)的值來實(shí)現(xiàn)分支轉(zhuǎn)移。 4.3 分支程序設(shè)計(jì) 【例4-6】設(shè)補(bǔ)碼X放在內(nèi)部RAM30H單元中，函數(shù)Y與X有如

10、下的關(guān)系式： 試編寫程序，根據(jù)X的值求出Y，并放回原單元。 解 取出X后先做取值范圍的判斷，用累加器A狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令判斷X是否為0，用位狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令判斷X是大于0還是小于0。程序流程圖如圖4.3所示。 程序如下： MOV A，30HJZ ZER0JNB ACC.7，PLUSADD A，#5MOV 30H，APLUS： SJMP $ZERO： MOV 30H，#20HSJMP $END 開始結(jié)束A=0?A0?(30H) A(30H)+5 (30H）20H (30H)圖4.3 例4-5程序框圖 【例4-7】內(nèi)部RAM40H和41H單元中各有一無符號(hào)數(shù)，比較其大小，將大數(shù)存放于內(nèi)部RAM60H單元，小

11、數(shù)存放于內(nèi)部RAM61H單元，如兩數(shù)相等，則分別送往這2個(gè)單元。 解 用比較不等轉(zhuǎn)移指令CJNE比較力兩個(gè)無符號(hào)書，先確定它們是否相等，若不相等時(shí)再根據(jù)借位標(biāo)志確定這兩個(gè)無符號(hào)書的大小。程序框圖如圖4.4所示。程序如下： Y開始A (41H)A與(61H)交換結(jié)束(40H) (60H)A (60H）N圖4.4 例4-6程序框圖(40H) A MOVA， 40H MOV61H， 41H CJNEA ， 4 1 H ， LOOP AJMPAGEQ LOOP： JNCAGEQ；A(41H)則無借位 XCHA， 61H；A(41H)有借位；A與(61H)交換AGEQ:MOV60H， A SJMP EN

12、D 【例4-8】某溫度控制系統(tǒng)，采集的溫度值（Ta）放在累加器A中。此外，在內(nèi)部RAM54H單元存放控制溫度下限（T54），在55H單元存放控制溫度上限（T55）。若Ta T55，程序轉(zhuǎn)向JW（降溫處理程序）；若TaT55，轉(zhuǎn)降溫處理程序 CJNEA，54H，LOOP2；TaT54，轉(zhuǎn)向LOOP2 AJMPFH；Ta=54，返回LOOP2：JCSW；若(CY)=1，表明Ta (R1) MOV A, R1 : A (R1) MOV R3, ANEXT: INC R1 DJNZ R2 ，LOOP MOV A, R3 MOV MAX, A 【例4-12】假設(shè)從內(nèi)存RAM的50H單元，連續(xù)存放一串字符

13、，以回車符(其ASCII碼為0DH)作為結(jié)束標(biāo)志，要求測出該字符串的長度。測試方法可采用將該字符串的每一個(gè)字符與回車符依次相比，若不相等，則將統(tǒng)計(jì)字符串長度的計(jì)數(shù)器加l，繼續(xù)比較；若比較相等，則表示該字符串結(jié)束，這時(shí)計(jì)數(shù)器中的值就是字節(jié)符串的長度。 程序如下： ORG 8000HCOUNT： MOV R2，# 0FFH MOV R0，# 4FH LOOP： INC R0 ;50H begin INC R2 ;0 begin CJNE R0， #0DH， LOOP SJMP 【例4-13】編制用軟件方法延時(shí)S的程序軟件延時(shí)時(shí)間與執(zhí)行指令的時(shí)間有關(guān)。如果使用6MHz晶振，一個(gè)機(jī)器周期為2s(=12

14、 /6M)。計(jì)算出執(zhí)行每一條指令以及一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間，根據(jù)要求的延時(shí)時(shí)間確定循環(huán)次數(shù)，如果單循環(huán)時(shí)間不夠長，可以采用多重循環(huán)。 程序如下： MOV R5， #05H ;1 機(jī)器周期DELY0： MOV R6， #0C8H ；1DELY1： MOV R7， #0F8H ;1 NOP ;1DELY2： DJNZ R7， DELY2 ;2.x 248=496 DJNZ R6， DELY1 ; DJNZ R5， DELY0 這是一個(gè)三重循環(huán)程序。前條指令的機(jī)器周期數(shù)為，后條指令的機(jī)器周期數(shù)為。執(zhí)行內(nèi)循環(huán)所用的機(jī)器周期數(shù)為2482=496，執(zhí)行中間循環(huán)所用的機(jī)器周期數(shù)(496+4)200=10000

15、0；執(zhí)行外循環(huán)所用的機(jī)器周期數(shù)為(100000+3)5=500015，再加上（執(zhí)行第一條指令）就是執(zhí)行整段程序所用的機(jī)器周期數(shù)。因此這段程序的延時(shí)時(shí)間位（500015+1）2s=1.000032s。 【例4-14】編寫無符號(hào)數(shù)排序程序。 假設(shè)在片內(nèi)RAM中，起始地址為40H的10個(gè)單元中存放有10個(gè)無符號(hào)數(shù)。試進(jìn)行升序排序。 解 數(shù)據(jù)排序常用方法是冒泡排序法。這種方法的過程類似水中氣泡上浮，故稱冒泡法。執(zhí)行時(shí)從前向后進(jìn)行相鄰數(shù)的比較，如數(shù)據(jù)的大小次序與要求的的順序不符就將這兩個(gè)數(shù)互換，否則不互換。對(duì)于升序排序通過這種相鄰數(shù)的互換，使小數(shù)向前移動(dòng)，大數(shù)向后移動(dòng)；從前向后進(jìn)行一次冒泡(相鄰數(shù)的互換

16、)，就會(huì)把最大的數(shù)換到最后；再進(jìn)行一次冒泡就會(huì)把次大的數(shù)排在倒數(shù)第二的位置。依此類推，完成由小到大的排序。 編程中選用R7做比較次數(shù)計(jì)數(shù)器，初始值為09H，位地址00H作為冒泡過程中是否有數(shù)據(jù)互換的標(biāo)志位，若(00H) =0，表明無互換發(fā)生，已排序完畢。 (00H) =1，表明有互換發(fā)生。流程圖如圖4-11所示。 ORG0400H START：MOVR0，#40H；數(shù)據(jù)區(qū)首址送R0 MOVR7，#09H；各次冒泡比較次數(shù)送R7 CLR00H；互換標(biāo)志位清零LOOP：MOVA，R0；取前數(shù)送A中 MOV2BH，A；暫存到2BH單元中 INCR0；修改地址指針 MOV2AH，R0；取后數(shù)暫存到2A

17、H單元中 CLRC；清CY SUBBA，R0；前數(shù)減后數(shù) JCNEXT；前數(shù)小于后數(shù)，則轉(zhuǎn)(不互換) MOVR0，2BH；前數(shù)大于后數(shù)，兩數(shù)交換 DECR0 MOVR0，2AH INCR0；地址加1，準(zhǔn)備下一次比較 SETB00H；置互換標(biāo)志NEXT：DJNZR7，LOOP；未比較完，進(jìn)行下一次比較 JB00H，START；有交換，表示未排完序，進(jìn)行下一輪冒泡 END ；無交換，表示已排好序，結(jié)束 開始數(shù)據(jù)區(qū)受地址 R0比較次數(shù) R7置交換標(biāo)志取前一個(gè)操作數(shù)取后一個(gè)操作數(shù)前數(shù) 后數(shù)?前數(shù)和后數(shù)交換置交換標(biāo)志？本輪比較完畢？本輪有交換？結(jié)束YYNYN圖4.10 程序流程圖4.5 子程序設(shè)計(jì) 在匯

18、編語言源程序中使用子程序時(shí)，一般要注意兩個(gè)問題：1.現(xiàn)場保護(hù)2.參數(shù)傳遞 A. 在主程序中保護(hù)現(xiàn)場： PUSH ACC PUSH PSW PUSH B PUSH R0 LCALL 。 POP R0 POP B POP PSW POP ACC RET B、在子程序中保護(hù)SUB1: PUSH PSW PUSH ACC PUSH B MOV PSW, #10H POP B POP ACC POP PSW RET 參數(shù)傳遞1-利用累加器和寄存器 編寫程序?qū)崿F(xiàn)c=a2+b2, a, b, c 存內(nèi)部RAM 30H-32H.START： MOV A， 30H ACALL SQR MOV R1， A MOV

19、 A， 31H ACALL SQR ADD A， R1 MOV 32H， A SJMP $SQR: MOV DPTR, #TAB MOVC A, A+DPTR RETTAB: DB 0, 1, 4, 9, 81參數(shù)傳遞1-利用存儲(chǔ)器傳 遞參數(shù)傳遞1-利用堆棧利用存儲(chǔ)器傳 遞： 在要傳遞的數(shù)據(jù)比較多時(shí)，可以將數(shù)據(jù)事先寫入到程序存儲(chǔ)器或在主程序中寫入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，進(jìn)一步在子程序中讀出利用堆棧傳 遞： ，可以將數(shù)據(jù)主程序中壓入到堆棧，進(jìn)一步在子程序中彈出。也可以在子程序中壓入，再在返回后彈出。 【例4-16】將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器某一單元中的一個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成兩位ASCII碼，結(jié)果存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存

20、儲(chǔ)器的兩個(gè)連續(xù)單元中。 假設(shè)一個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器40H單元，結(jié)果存于41H、42H單元中，用堆棧進(jìn)行參數(shù)傳遞。 MAIN：MOVSP，#55H MOVR1，#41H；R1為存結(jié)果指針 MOVA，40H；取要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) SWAPA；先轉(zhuǎn)換高位字節(jié) PUSHACC；壓棧 ACALLHEASC；調(diào)用低半字節(jié)轉(zhuǎn)換成 ASCII碼程序 POPACC； 要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)出棧 MOV R1 ， A ；存高半字節(jié)轉(zhuǎn)換結(jié)果 INCR1 PUSH40H ACALLHEASC POPACC MOV R1， A；存低半字節(jié)轉(zhuǎn)換結(jié)果 END HEASC： MOVR0， SP DECR0 DECR0 XCHA

21、， R0；取被轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) ANDA， # 0FH；保留低半字節(jié) ADDA， #2；修改A ，下條到數(shù)據(jù)表差2字節(jié) MOVCA， A+PC；查表 XCHA， R0；結(jié)果送回堆棧 RET TAB：DB 30H，31H，32H，;ACALL 時(shí)時(shí) , SP=SP+2, 分別放入口地址分別放入口地址PC 15-8, PC 7-0， 若若LCALL， SP=SP+3 【例4-17】求兩個(gè)無符號(hào)數(shù)據(jù)塊中的最大值。數(shù)據(jù)塊的首地址分別為60H和70H，每個(gè)數(shù)據(jù)塊的第一個(gè)字節(jié)都存放數(shù)據(jù)塊的長度，結(jié)果存人5FH單元。 解 本例可采用分別求出兩個(gè)數(shù)據(jù)塊的最大值，然后比較其大小的方法，求最大值的過程可采用子程序。 子程序名稱：Q