第四章程序設計基礎ppt課件

1、第4章 程序設計根底4.1 MCS-51單片機匯編言語的偽指令 MCS-51單片機中除了前面講述的指令系統(tǒng)中111條指令外，還有另一類指令，這類指 令稱為偽指令。例如在程序的開頭處有ORG，程序終了處END，等等。這些指令在匯編后 不產(chǎn)活力器碼，只是在程序進展匯編時，向匯編軟件提供程序中的一些特殊信息。比如，程序起止，定義的數(shù)據(jù)，表格存放位置等。 下面引見單片機匯編言語程序設計中，常用的偽指令有以下幾種：1. 起始偽指令ORG ORG偽指令的功能是規(guī)定這條下面源程序和數(shù)據(jù)的起始地址格式為：ORG Addrl6.例如：ORG 2000H START： MOV A即規(guī)定標號START所在地址為20

2、00H，也就是第一條指令從2000H開場存放。普通說來，ORG Addrl6，表示了一個源程序或數(shù)據(jù)塊的起始地址。在一段程序中允許多次運用ORG指令，以規(guī)定不同的程序段或數(shù)據(jù)塊的起始位置，并規(guī)定地址從小到大，不允許重疊。 2終了偽指令END END偽指令用來指示源程序到此全部終了，在匯編時，當匯編程序檢測到源程序中 的該指令時，它就以為源程序曾經(jīng)到此為止。對END后面的指令都不予匯編。因此一個 源程序只能有一個END語句，且放在整個程序的末尾。 3賦值偽指令EQU 格式：字符稱號EQU常數(shù)或匯編符號 EQU偽指令的功能是將一個常數(shù)和匯編符號賦給字符稱號在運用中要留意：1字 符稱號不等于標號，不

3、用“：來作分隔符：(2)和MOV傳送指令不一樣，用EQU賦值的常數(shù)和匯編符號，其值在整個程序中有效；(3)運用EQU偽指令時必需先賦值，后運用：(4)用EQU賦過值的符號稱號可以用作數(shù)據(jù)地址，代碼地址，位地址或是一個立刻數(shù)?？梢允?位或16位的。例如：ABC EQU 30HDLY EQU 8034HMOV A， ABCLCALL DLY這里ABC代表了30H的內(nèi)存單元。DLY定義16位地址，實踐是一個子程序的入口地址。4定義字符指令DB 格式：DB 8位二進制常數(shù)表DB偽指令的功能是從ROM的指定的地址單元開場存入DB后面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù) 可以是用逗號隔開的字節(jié)串或括在單引號中的ASCII字符

4、串。例如：ORG 2000HDB 54HTAB： DB 0B7H 34H 96HSTR： DB 6AB4定義字符指令DB 經(jīng)匯編后：(2000H)=54H(2001H)=B7H(2002H)=34H (2003H)=96H (2004H)=36H (2005H)=41H (2006H)=42H 其中36H，41H，42H分別是6、A、B的ASCII編碼值。 5定義字偽指令DW 格式：DW 16位數(shù)據(jù)表該指令用于從指定地址開場，在程序儲存器的延續(xù)單元中定義雙字節(jié)的數(shù)據(jù)。例如：ORG 1000HTAB：DW 3456H，7BH，10H 匯編后 (1000H)=34H (1001H)=56H(100

5、2H)=00H (1003H)=7BH (1004H)=00H (1005H)=10H 6定義儲存空間偽指令DS格式：DS 表達式在匯編時，從指令地址開場保管DS之后表達式的值所規(guī)定的儲存單元以備后用。例如：ORG 1000HDS 08HDB 30H匯編后，從1000H保管8個單元，然后(1008H)=30H。 留意：以上DB，DW，DS只對程序儲存器起作用，它們不能對數(shù)據(jù)儲存器進展初始化。 7位地址符號命令BIT格式：字符名 BIT 位地址 其功能是將BIT之后的位地址值賦給字符名。例如： A1 BIT P1.0 A2 BIT P1.1 SETB A1 ； (P1.0)1 CLR A2 ；

6、(P1.1)04.2 匯編言語程序的根本構造匯編言語程序普通有4種構造方式：順序構造，分支構造，循環(huán)構造利子程序構造。1順序構造順序構造是最簡單的程序構造，其特點：程序中的語句由前向后順序執(zhí)行，直到最后，這種程序中的無分支、循環(huán)和子程序調(diào)用。2分支程序分支程序是經(jīng)過條件轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)的，根據(jù)程序執(zhí)行中的條件對程序進展判別，滿足 條件那么進展程序轉(zhuǎn)移，不滿足條件就順序執(zhí)行。對于MCS-51單片機，能實現(xiàn)分支轉(zhuǎn)移的指令有JZ，JNZ，CJNE，DJNZ和位形狀條件判別指令JC，JNC，JB，JNB等。這些指令條件判別在指令系統(tǒng)中曾經(jīng)作了闡明。分支程序又分為單分支和多分支構造： 2分支程序(1)單分支

7、程序。單分支程序都是運用前述的條件轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)的。例4.1:假設內(nèi)部RAM40H與41H單元中有兩個無符號數(shù)，現(xiàn)要求將其大者存入40H中，小者存入41H中。2分支程序源程序如下： MOV A， 40H CLR C SUBB A 41H JNC WAIT MOV A， 40H XCH A， 41H MOV 40H，A WAIT： SJMP WAIT 2分支程序例4.2：設變量X存于內(nèi)部RAM20H單元，函數(shù)值Y存于21H單元，試按照下式要求對Y賦值。 X+3 X0 Y= 20 X=0 X X0 流程圖如圖4.2所示：2分支程序源程序如下： MOV A， 20H JZ ZERO ；(A)=0 JB

8、 ACC.7， STORE ADD A， #03H SJMP STOREZERO： MOV ASTORE：MOV 21H (2) 多分支程序例4.3在某單片機運用系統(tǒng)中，接有一鍵盤，鍵值(代表哪個鍵被按下)存放在內(nèi)部 RAM的40H單元內(nèi)。設計一段程序?qū)崿F(xiàn)如下功能：假設(40H)=00H，調(diào)用子程序SUBl；假設(40H)=01H，調(diào)用子程序SUB2：假設(40H)=02H，調(diào)用子程序SUB3；假設(40H)=03H，調(diào)用子程序SUB4；假設(40H)=04H，調(diào)用子程序SUB5。 解：先畫出本例的表示流程圖如圖4.3： (2) 多分支程序程序如下： MOV A，40H MOV DPTR， #

9、TABLE RL A ； (A) (A)2 ADD A， 40H JMP A+DPTRTABLE：LCALL SUBl LCALL SUB2 LCALL SUB3 LCALL SUB4 LCALL SUB5上例的這種構造通常又稱為散轉(zhuǎn)構造。在本例中，由于LCALL指令是3字節(jié)指令，為保證JMP指令執(zhí)行后能正確調(diào)用相應子程序，所以JMP指令前要將(40H)乘3并存入A中。 3循環(huán)構造程序設計中，經(jīng)常需求延續(xù)反復執(zhí)行某段程序，處理這種問題最好采用循環(huán)構造的程序來完成，這種設計方法可大大地簡化程序。循環(huán)程序普通如下四部分組成：置循環(huán)初值用來設置循環(huán)初值，如：預置變量，計數(shù)器數(shù)據(jù)指針初值等，為循環(huán)作預

10、備。循環(huán)體循環(huán)體指要求反復執(zhí)行的程序段，經(jīng)過它完成對數(shù)據(jù)進展實踐處置的義務。 3循環(huán)構造修正控制變量普通用一個任務存放器Rn作為對循環(huán)次數(shù)的計數(shù)，每循環(huán)一次計數(shù)器減一，即修正循環(huán)控制變量。 循環(huán)控制部分控制循環(huán)次數(shù)，當循環(huán)一定的次數(shù)后當滿足循環(huán)終了條件時，停頓循環(huán)。(1)循環(huán)次數(shù)知的單循環(huán)例4.4：設計一段程序，統(tǒng)計累加器A的8位數(shù)中1的個數(shù)，把結(jié)果存入30H單元中。 解題思緒：用RLC指令把A帶上Cy循環(huán)左移8次，每移一次，判移入Cy的能否為1，假設為1，(30H)+1。流程圖如圖4.5。 MOV 30H，#00H ；循環(huán)初值 MOV R2， #08H LOOP：RLC A JNC NEXT

11、 INC 30HNEXT： DJNZ R2(2). 條件控制的單重循環(huán)例4.5設字符串存放在RAM31H開場的單元中，以“$作為終了標志，現(xiàn)要求計算該字符串的長度，并將其存放在20H中。 程序如下： CRL A MOV R0，#31HLOOP： CJNE R0，#24H，NEXT ；與“$(ASCII值為十六進制24)比較 SJMP COMP ；找到“$終了NEXT： INC A ；不為“$那么計數(shù)器加1 INC R0 ；修正地址指針 SJMP LOOPCOMP： MOV 20H，A ；存結(jié)果4子程序 1子程序的概念 在程序設計中，經(jīng)常發(fā)生一些程序段被頻繁運用，如一些數(shù)學函數(shù)的計算，二十進制轉(zhuǎn)

12、換，顯示程序，延時程序等，為了防止反復節(jié)省內(nèi)存，常把這些程序作為一種獨立的，規(guī)范化的通用程序段，供需求時調(diào)用，這些獨立程序段稱為子程序。 主程序可以經(jīng)過專門的指令來調(diào)用子程序，稱子程序調(diào)用。當子程序執(zhí)行終了后，再由返主指令，前往到原程序，并帶回結(jié)果。2子程序設計幾點留意 l子程序的第一條指令地址稱為子程序的入口地址。該指令前必需求有標志，標號最 好以子程序功能命名，以便主程序調(diào)用，這樣會一目了然，例如延時程序常以DELAY作為標號。l主程序調(diào)用子程序是經(jīng)過LCALL、ACALL指令完成的。例如LCALL DELAY執(zhí) 行調(diào)用延時子程序，子程序前往主程序是經(jīng)過執(zhí)行RET指令來完成的。l子程序內(nèi)部

13、假設有控制轉(zhuǎn)移指令，最好運用相對轉(zhuǎn)移指令，以便匯編時生成不隨子 程序的存放地址改動而改動的代碼，子程序可以存放ROM空間的恣意位置。l 在子程序開場部分要留意現(xiàn)場維護，在退出子程序之前要恢復現(xiàn)場。維護現(xiàn)場和恢 復現(xiàn)場操作普通用PUSH和POP指令完成，要遵守“先進后出、后入先出的原那么。2子程序設計幾點留意在子程序運轉(zhuǎn)時，不可防止地要改動一些存放器或數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)容，有時這些內(nèi)容是主程序不可短少的，因此，在子程序調(diào)用時，應該先將有關存放器或存儲器的內(nèi)容維護起來，子程序前往前再恢復原來的內(nèi)容，這一過程稱為現(xiàn)場的維護與恢復?，F(xiàn)場維護通常由堆棧來完成，在子程序的開場部分運用壓棧指令，將需求維護的內(nèi)容

14、壓入堆棧；在子程序前往前經(jīng)過出棧指令，將原有的內(nèi)容彈出堆棧，送到原來的存放器或存儲器單元中，從而實現(xiàn)了現(xiàn)場維護與恢復。3子程序參數(shù)傳送 調(diào)用子程序時，主程序應把子程序運用的有關參數(shù)送入商定的位置，子程序運轉(zhuǎn)時，可以從商定的位置得到有關的參數(shù)，這類由主程序提供應予子程序的參數(shù)叫做入口參數(shù)。同樣，在子程序終了前，也應把運算結(jié)果送到指定的位置，前往主程序后，主程序可以從指定的位置得到需求的結(jié)果，這類由子程序前往主程序的參數(shù)叫做入口參數(shù)。實現(xiàn)參數(shù)傳送有多種方法，常用的方法有以下三種：3子程序參數(shù)傳送1) 用任務存放器或累加器傳送參數(shù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過R0-R7或累加器A來傳送。在調(diào)用前，先將數(shù)據(jù)送入存放器或者

15、累加器，供子程序運用。子程序執(zhí)行后結(jié)果參數(shù)仍由存放器和累加器送回。其優(yōu)點是程序簡單，速度快。缺陷是傳送的參數(shù)不能太多。2) 用指針存放器傳送參數(shù)。為了能傳送較多的數(shù)據(jù)，可以運用指針存放器傳送參數(shù)。由于數(shù)據(jù)通常是存放在存儲器中，可用指針來指示數(shù)據(jù)的位置，并可實現(xiàn)變長度運算。假設數(shù)據(jù)在內(nèi)部RAM中，可以用R0或R1作為數(shù)據(jù)指針，假設參數(shù)在外部RAM中，可以運用DPTR作指針。3) 用堆棧傳送參數(shù)。運用堆棧進展參數(shù)傳送時，主程序運用PUSH指令把參數(shù)壓入堆棧，進入子程序后可以經(jīng)過堆棧指針POP指令來間接訪問堆棧中的參數(shù)。同樣，子程序的出口參數(shù)也可用堆棧傳送給主程序。請留意，在調(diào)用子程序時，斷點地址自

16、動進棧，占用兩個單元，在于程序中彈出參數(shù)時，不要把斷點地址也彈出。另外，在執(zhí)行RET指令時，要自動彈出斷點地址，以便正確前往。 3子程序參數(shù)傳送例4.6利用累加器傳送參數(shù)設有一個從21H開場存放的數(shù)據(jù)塊，每個單元均有一個十六進制數(shù)(0-F)，數(shù)據(jù)塊長度存放在20H中，編程將他們轉(zhuǎn)化為相應ASCII碼，并存放在41H開場的單元中。根據(jù)ASCII碼表，0-9的ASCII碼為30H-39H，即只需加上30H就可得到相應ASCII碼，而A-F的ASCII碼為41H-46H，即只需加上37H也可得到相應的ASCII碼。 4.3 適用程序設計舉例4.3.1 數(shù)制轉(zhuǎn)換程序1二進制轉(zhuǎn)換成BCD碼十進制例4.7

17、：將RAM中30H單元中二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為3位BCD碼格式的十進制數(shù)，2位BCD碼占用2個字節(jié)單元，即百位數(shù)BCD碼放在32H單元中，十位和個位BCD碼放在31H單元中。2將二進制數(shù)轉(zhuǎn)成ASCII碼例4.8：將A中的二進制數(shù)(0-F)轉(zhuǎn)化為相應的ASCII碼CNV： ADD A，#90HDA AADC A，#40HDA ARET假設執(zhí)行ADD A，#90H和DA A兩條指令后產(chǎn)生進位，那么闡明被轉(zhuǎn)換二進制數(shù)不大于09H，否那么小于0AH，后兩條指令在于產(chǎn)生正確的高位ASCII代碼；二進制數(shù)大于09H時為4H；二進制數(shù)大于0AH時為3H。3BCD碼十進制轉(zhuǎn)換成二進制例4.9：假設在內(nèi)部RAM中40H

18、單元內(nèi)存中存有一個BCD十進制數(shù)，設計一段程序把這個數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，并存入41H單元中。用(40H)16，商就是二進制數(shù)的高4位，余數(shù)就是二進制數(shù)的低4位，把這高、低4位組合，便是對應的二進制數(shù)。程序如下： MOV A，40H MOV B，#16 DIV AB SWAP A ADD A，B MOV 41H，A 4.3.2 算術和邏輯運算類程序設計1多字節(jié)加減運算利用ADDCSUBB指令及Cy標志位，能實現(xiàn)多字節(jié)的加減運算。運算時，從低字 節(jié)到高字節(jié)順序進展。假設參與運算是無符號數(shù)，在產(chǎn)生進位(加法)或借位(減法)時，將置位Cy。假設參與運算的是有符號補碼，因原始輸入的數(shù)據(jù)最高位為符號位，故溢

19、出標志OV將指示溢出的情況。例4.10有二個多字節(jié)數(shù)相減，被減數(shù)的最低字節(jié)以R0為指針，減數(shù)的最低字節(jié)以R1為指針，數(shù)據(jù)長度由R2指示。減法結(jié)果送入原被減數(shù)所在的各單元。最后檢查能否有溢出。程序如下： SUBSTR：CLR C；清借位 SUBSI： MOV A，R0；取被減數(shù)字節(jié) SUBB A，R1 ；取減數(shù)字節(jié) MOV R0， A ；存差字節(jié) INC R0；指向下一個字節(jié) INC R1 DJNZ R2， SUBSI ；循環(huán)能否完成 JB OV， OVFU ；判溢出 RET ；OV=0，無溢出，前往 OVFU：(溢出處置) ；OV=1溢出 RET 2查找最大值例4.11：在內(nèi)部RAM 30H-

20、37H單元中存有8個無符號數(shù)，設計一段程序找出其中最大值存入40H中。 首先取(30H)，40H，后繼的字節(jié)取到A中將(A)與(40H)比較，將大數(shù)存入(40H)中。程序如下： 2查找最大值3延時程序在單片機運用程序中，經(jīng)常需求延時來到達控制目的。實現(xiàn)延時有兩種方法：一種采用內(nèi)部定時計數(shù)器來實現(xiàn)。在以后章節(jié)中表達：另一種是采用軟件延時方法。下面來引見軟件延時。例4.12：知單片機的晶振頻率fosc=12MHz，試計算執(zhí)行下面程序需求多少時間? DLYl： MOV R2，#data ；執(zhí)行時需1個機器周期 LOOP： NOP ；執(zhí)行時需1個機器周期 DJNZ R2 LOOP ；執(zhí)行時需2個機器周

21、期 RET ；執(zhí)行時需2個機器周期 解：由于晶振為12MHz，所以1個機器周期=1s，綜合計算執(zhí)行上段程序的時間為： T=1+ (1+2) data+2) 1s 當data1=01H，延時時間最短，T=6s；data=00H (相當于256)，延時時間最長，T=771s。 在運用中，假設需求加長延時時間，可添加NOP例4.13：假設單片機晶振頻率fosc=12MHz， 試計算執(zhí)行下面程序需求多少時間? 這是一個雙重循環(huán)程序，LOOPl是外層循環(huán)，循環(huán)次數(shù)為data1，LOOP2 是內(nèi)層循環(huán)，循環(huán)次數(shù)為data2。 執(zhí)行該段程序時間T=(1+(1+2) data2+2) datal+2) 1s當

22、datal和data2都取01H時，延時時間最短，T=9s；當datal和data2都取00H時，延時時間最長，T=197379s。 4.3.3 查表程序設計在單片機運用系統(tǒng)中，查表程序的設計廣泛用于LED顯示的段碼控制，數(shù)據(jù)計算，代碼轉(zhuǎn)換等各種場所。 查表，首先在內(nèi)存中建立一個表格，表格中的數(shù)據(jù)可以經(jīng)過DB，DW偽指令來實現(xiàn)，然后，根據(jù)自變量X，經(jīng)過查表指令，在表格中查找與其有某種關系的Y值。查表指令有如下兩條： MOVC A， A+DPTR MOVC A A+PC (1) 用DPTR作為基地址的查表方法 先將所查的表格首地址存入DPTR中 將訪問項的偏移值存入A 采用MOVC A，A+DPTR (2) 用PC作為基地址的查表方法 以PC為根底的方式用于較小部分的表格，它具有不影響數(shù)據(jù)指針的優(yōu)點，對于 中斷效力程序或數(shù)據(jù)指針DPTR不允許改動的場所，它的方法是： 先將欲查訪表的項數(shù)裝入累加器A中； 再將計算查表指令所在地址(該地址+1)到表首地址的偏移量，再加到累加器A中 執(zhí)行MOVC A A+PC指令，將查表內(nèi)容取出送入A中 例4.14：計算在R3存