2022年單片機課件-匯編語言程序設(shè)計

第7章匯編語言程序設(shè)計7.1偽指令7.2算術(shù)運算程序的設(shè)計7.3循環(huán)程序的設(shè)計7.4查表程序的設(shè)計7.5檢索程序的設(shè)計7.6分支程序的設(shè)計7.7碼制轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計7.8邏輯操作程序主要內(nèi)容9/22/20241第7章匯編語言程序設(shè)計

程序設(shè)計是為了解決某一個問題，把指令（或語句）按照一定的意圖有序地組合在一起。目前，基于MCS-51單片機的程序開發(fā)設(shè)計有采用匯編語言和高級語言2種形式，高級語言有采用C語言、BASIC語言、PLM語言等，大多數(shù)集成開發(fā)環(huán)境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）軟件都支持這2種形式。9/22/20242匯編程序設(shè)計的步驟：（1）分析題目或課題的要求，正確理解解決什么問題，如何解決問題、有哪些可利用的資源、對計算精度的要求等；另外，了解應(yīng)用系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)和功能與課題任務(wù)的關(guān)聯(lián)。（2）確定解決問題的方案，畫出程序流程框圖；（2）根據(jù)解決方案，確定變量及其數(shù)據(jù)存儲格式，給各個變量分配存儲空間；（3）根據(jù)程序流程圖，選用合適的指令編寫程序，完成源程序的設(shè)計；（4）在集成開發(fā)環(huán)境上調(diào)試，完成設(shè)計要求的功能。第7章匯編語言程序設(shè)計9/22/202437.1偽指令

偽指令（PseudoInstruction）是匯編語言中起解釋說明的命令，它不是單片機的指令。在單片機的集成開發(fā)環(huán)境中，向匯編系統(tǒng)說明程序存儲在程序存儲器的哪個區(qū)域、本匯編語言程序到何處結(jié)束、變量代號對應(yīng)的單元地址或所代表的數(shù)值等。在匯編時，偽指令不會產(chǎn)生目標代碼，不影響程序的執(zhí)行。9/22/202447.1偽指令常用的有以下幾種偽指令：（1）設(shè)置起始地址偽指令ORGORGxxxxH如：ORG0100HSUB:MOVR0,#30H ……（2）賦值偽指令EQU變量代號EQU數(shù)值如：LENEQU20;在程序中變量LEN的值為20HXdata EQU4F8BH;在程序中變量Xdata的值為4F8BH9/22/202457.1偽指令（3）定義字節(jié)數(shù)據(jù)偽指令DB[xxxxH]DB data如：2000H DB30H ; 偽指令DB也可用來定義多個連續(xù)單元為常數(shù)，即用來定義一組單字節(jié)數(shù)據(jù)組成的常數(shù)表。如：ORG1000HDB30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,2EH,0DH

9/22/202467.1偽指令（4）定義雙字節(jié)數(shù)據(jù)偽指令DW[xxxxH]DW data16如: 1000HDW0FDE1H 1100HDW1345,2241,34556（5）位地址賦值偽指令BIT變量代號 BIT 位地址（6）匯編結(jié)束偽指令ENDEND9/22/202477.2算術(shù)運算程序的設(shè)計在MCS-51單片機指令系統(tǒng)中，算術(shù)運算指令僅支持2個無符號的8位二進制數(shù)的運算，二進制數(shù)算術(shù)運算是按字節(jié)的方式進行的。9/22/202487.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例1多字節(jié)二進制加法。示，圖中一個方框代表一個單元。Cy表示進位。當最低字節(jié)（低8位）運算時，如果令Cy為0，那么，完成3個字節(jié)的加法運算進行了3次相同的單字節(jié)加法操作，可以采用循環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)2個3字節(jié)數(shù)據(jù)的加法運算。

圖7.1二進制數(shù)加法算法9/22/202497.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例2多字節(jié)二進制減法。 多字節(jié)二進制減法與多字節(jié)二進制加法相似，圖7.2為3字節(jié)二進制減法的算法。

圖7.2減法算法9/22/2024107.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例3多位十進制數(shù)加法。 十進制數(shù)在計算機中可以采用BCD碼的形式存放。采用緊湊形式（或壓縮式）BCD碼存放十進制數(shù)時，一個存儲單元可以存儲2位。MCS-51單片機僅支持二進制加法運算，采用ADD和ADDC指令的結(jié)果是二進制數(shù)，因此，2個以BCD碼形式存儲的數(shù)據(jù)，在用ADD和ADDC運算之后，必須對其運算結(jié)果進行調(diào)整。多位十進制數(shù)加法的算法與多字節(jié)二進制數(shù)算法相似，如圖7.3所示。9/22/2024117.2算術(shù)運算程序的設(shè)計圖7.3多位十進制加法算法9/22/2024127.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例4多位十進制減法在第3章的例30中，我們介紹了2位十進制數(shù)減法算法：X－Y＝X＋100－Y

X＋9AH－Y，把十進制減法變換成二進制減法（求十進制減數(shù)的補碼）和十進制加法2步進行。多位十進制數(shù)減法也采用了同樣的算法。設(shè)被減數(shù)存放在20H開始的內(nèi)部RAM存儲單元，減數(shù)存放在30H開始的存儲單元，6位十進制數(shù)減法的程序如下9/22/2024137.2算術(shù)運算程序的設(shè)計（1）2位十進制數(shù)減法子程序：入口條件：R0指出被減數(shù)所在單元的地址；R1指出減數(shù)所在單元的地址；出口條件：R0指出差所在單元的地址，進位在Cy中；

SH_SUB:MOVA,#9AH SUBBA,@R1 ADDA,@R0 DAA MOV@R0,A INCR0 INCR1 CPLC RET9/22/2024147.2算術(shù)運算程序的設(shè)計（2）6位十進制數(shù)加法程序：

MOVR0,#20H MOVR1,#30H MOVR5,#03H CLRCDOSUB: ACALLSH_SUB DJNZR5,DOSUB RET9/22/2024157.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例5多字節(jié)數(shù)二進制乘法 2個多字節(jié)二進制數(shù)乘法的算法與按位進行十進制數(shù)乘法相似。把它轉(zhuǎn)換為幾個多字節(jié)與單字節(jié)的乘法運算，先分別計算出它們的部分積，然后按照規(guī)則把部分積累加計算出乘積。圖7.4為2個16位二進制數(shù)相乘的算法原理圖。圖中被乘數(shù)為X，其高八位和低八位分別存儲在XH和XL單元，乘數(shù)為Y，YH和YL分別高八位和低八位存儲單元。9/22/2024167.2算術(shù)運算程序的設(shè)計算法分2步進行：首先，分別用乘數(shù)的高八位和低八位與被乘數(shù)相乘，計算部分積，分別存儲在(XYH3),(XYH2),(XYH1)和(XYL3),(XYL2)(XYL1)單元；在編寫程序時，乘法運算可以用子程序調(diào)用的方法實現(xiàn)（第3章例33）。第二步，采用加法運算求出乘積存儲在（XY4）（XY3）（XY2）（XY1）單元。9/22/2024177.2算術(shù)運算程序的設(shè)計圖7.42個16位二進制數(shù)乘法算法9/22/2024187.2算術(shù)運算程序的設(shè)計例6多字節(jié)二進制除法 2個多字節(jié)無符號二進制數(shù)的除法是采用移位和減法運算實現(xiàn)的，實現(xiàn)過程與我們進行十進制數(shù)乘法形似，每次進行除法運算時，如果余數(shù)大于減數(shù)除以8位二進制數(shù)的程序流程圖。該算法要求被除數(shù)的高八位數(shù)據(jù)必須小于除數(shù)，否則，作為溢出處理，子程序把標志位OV的狀態(tài)置為1，從子程序返回。9/22/2024197.2算術(shù)運算程序的設(shè)計圖7.5除法程序流程圖9/22/2024207.3循環(huán)程序的設(shè)計（一）循環(huán)結(jié)構(gòu)的組成循環(huán)結(jié)構(gòu)由4部分組成：初始化部分、循環(huán)處理部分、循環(huán)控制部分和循環(huán)結(jié)束部分。循環(huán)結(jié)構(gòu)組成圖見圖7.6。圖7.6循環(huán)結(jié)構(gòu)組成9/22/2024217.3循環(huán)程序的設(shè)計匯編語言程序設(shè)計中常見的典型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖7.7所示。（1）先處理后判斷的結(jié)構(gòu)（2）先判斷后處理的結(jié)構(gòu)圖7.7典型循環(huán)結(jié)構(gòu)9/22/2024227.3循環(huán)程序的設(shè)計（二）循環(huán)程序設(shè)計舉例例7設(shè)單片機系統(tǒng)采集的8個單字節(jié)數(shù)據(jù)存儲在單片機內(nèi)部RAM的30H開始的連續(xù)單元中，求它們的均值。 計算一組數(shù)據(jù)平均值的公式為：，其中，為第i個數(shù)據(jù)，N為數(shù)據(jù)的個數(shù)。因此，要計算出平均值需要進行2種運算：求數(shù)據(jù)的總和、數(shù)據(jù)總和除以數(shù)據(jù)個數(shù)。 （1）求數(shù)據(jù)的總和設(shè)S為數(shù)據(jù)的總和，在計算機中求多個數(shù)據(jù)總和的算法如下：

9/22/2024237.3循環(huán)程序的設(shè)計圖7.8多個數(shù)據(jù)求總和的流程圖9/22/2024247.3循環(huán)程序的設(shè)計例8設(shè)有一個字符串以回車符（ASCII碼為0DH）為結(jié)束標志，并存放在內(nèi)部RAM的40H單元開始的連續(xù)存儲單元中，編寫測試字符串長度的程序。這是一個循環(huán)次數(shù)未知的循環(huán)程序設(shè)計例題。為了測試字符串的長度，字符串中的每個字符依次與回車符（0DH）比較，如果比較不相等，則字符串長度計數(shù)器加1，繼續(xù)測試；如果比較相等，表示該字符為回車符，則字符串結(jié)束，長度計數(shù)器的值就是字符串的長度。程序流程框圖如圖7.9所示。9/22/2024257.3循環(huán)程序的設(shè)計圖7.9測試字符串長度的程序流程框圖

9/22/2024267.3循環(huán)程序的設(shè)計（1）硬件電路原理圖（2）發(fā)光二極管布置示意圖圖7.10循環(huán)閃爍系統(tǒng)原理與布置示意圖9/22/2024277.3循環(huán)程序的設(shè)計示，MCS-51單片機的P1口控制8個發(fā)光二極管。編制一個循環(huán)閃爍的程序，要求每次相鄰的2個發(fā)光二極管為1組閃爍點亮3次后，轉(zhuǎn)移到下一組，8個發(fā)光二極管顯示1遍后，全部點亮，然后熄滅，又以每組2個燈的方式閃爍顯示，如此不斷循環(huán)。9/22/2024287.3循環(huán)程序的設(shè)計圖7.11循環(huán)閃爍系統(tǒng)的程序流程圖9/22/2024297.4查表程序的設(shè)計

查表程序是一種在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中常用的程序，例如，顯示輸出時，利用查表程序提取字型編碼，數(shù)值運算時，利用它可以避免進行復(fù)雜的程序運算或轉(zhuǎn)換運算，可以完成數(shù)據(jù)插補、修正、計算、轉(zhuǎn)換等功能。9/22/2024307.4查表程序的設(shè)計例10設(shè)字符0~9、A~F的ASCII碼已作為常數(shù)存儲在程序存儲器中，編寫子程序由給定x（）查找其對應(yīng)的ASCII碼。 ASCII碼為七位二進制編碼，一個單元也可存儲一個字符的ASCII碼。如果ASCII碼表存放在以ASC_TAB單元開始的區(qū)域，那么，存儲ASCII碼的單元地址與x的關(guān)系為：ASC_TAB＋x。設(shè)存儲在寄存器R2中，從子程序返回時ASCII碼存儲在R2中，子程序程序如下：9/22/2024317.4查表程序的設(shè)計CHECHUP:MOVDPTR,#ASC_TAB;設(shè)置表的首地址 MOVA, R2 ;取x MOVC A, @A+DPTR；查表取ASCII碼 MOV R2, A ;存查到的ASCII碼 RETASC_TAB:DB30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39HDB41H,42H,43H,44H,45H,46H9/22/2024327.5檢索程序的設(shè)計數(shù)據(jù)檢索為關(guān)鍵字查找，通常有兩種方法：順序檢索和對分檢索。本節(jié)介紹前者，對分檢索請參閱相關(guān)資料。

數(shù)據(jù)檢索順序檢索對分檢索9/22/2024337.5檢索程序的設(shè)計例15設(shè)內(nèi)部RAM有一單字節(jié)無符號數(shù)數(shù)據(jù)塊，存儲在以30H單元為首地址的區(qū)域中。長度為50個字節(jié)，試編程找出其中最小的數(shù)，并放在20H單元。如圖7.13例15的程序流程圖。

9/22/2024347.5檢索程序的設(shè)計9/22/2024357.5檢索程序的設(shè)計例16從一個字符串找出一個‘A’的關(guān)鍵字，字符串的結(jié)束標志為‘EOF’。 設(shè)字符串存放在20H單元開始的區(qū)域，字符以ASCII碼形式存儲，找到關(guān)鍵字標志位F0置1，否則清0。如圖7.14例16程序流程圖。9/22/2024367.5檢索程序的設(shè)計圖7.14例16程序流程圖9/22/2024377.6分支程序的設(shè)計分支程序主要是根據(jù)判斷條件的成立與否來確定程序的走向?？山M成簡單分支結(jié)構(gòu)和多分支結(jié)構(gòu)。（一）單分支選擇結(jié)構(gòu)當程序的判斷僅有兩個出口，兩者選一，稱為單分支結(jié)構(gòu)。通常用條件判斷指令來選擇并確定程序的分支出口。這類單分支選擇結(jié)構(gòu)有三種典型的形式，見圖7.15。（1）如果條件滿足，執(zhí)行程序段2，否則，執(zhí)行程序段1，結(jié)構(gòu)如圖7.15（1）。（2）如果條件滿足，則不執(zhí)行程序段1，僅執(zhí)行程序段2；否則，先執(zhí)行程序段1，再執(zhí)行程序段2。結(jié)構(gòu)如圖7.15（2）。（3）在圖7.15（3）中，當條件不滿足時，重復(fù)執(zhí)行程序段1，只有當條件滿足時，才停止執(zhí)行程序段2。9/22/2024387.6分支程序的設(shè)計（1） （2） （3）

圖7.15單分支選擇結(jié)構(gòu)9/22/2024397.6分支程序的設(shè)計（二）多分支選擇結(jié)構(gòu)當程序的判別部分有兩個以上的出口流向時，稱為多分支選擇結(jié)構(gòu)。如圖7.16所示。圖7.16多分支選擇結(jié)構(gòu)9/22/2024407.6分支程序的設(shè)計例17和為2個帶符號單字節(jié)數(shù)據(jù)，以原碼方式存放，編制程序求它們的乘積。MCS-51單片機的乘法指令支持2個8位無符號二進制數(shù)相乘，2個帶符號二進制數(shù)相乘，的方法如下：2個數(shù)符號相同，乘積符號為正，數(shù)值為2個數(shù)絕對值之積；2個數(shù)符號相異，乘積符號為負，數(shù)值為2個數(shù)絕對值之積。帶符號二進制乘法的程序流程圖如圖7.17所示。9/22/202441始，逐位加到BCD碼存儲單元的最低位，并進行十進制加法調(diào)（3）定義字節(jié)數(shù)據(jù)偽指令DB碼，數(shù)值運算時，利用它可以避免進行復(fù)雜的程序（3）根據(jù)程序流程圖，選用合適的指令編寫程序，數(shù)符‘A’~‘F’的ASCII碼為41H~46H，它們與其（4）在集成開發(fā)環(huán)境上調(diào)試，完成設(shè)計要求的功能。例3多位十進制數(shù)加法。這種邏輯運算在MCS-51單片機中可以由位操作指令法算法：X－Y＝X＋100－YX＋9AH－Y，把十進用匯編語言和高級語言2種形式，高級語言有采用C該字符為回車符，則字符串結(jié)束，長度計數(shù)器的值始，逐位加到BCD碼存儲單元的最低位，并進行十進制加法調(diào)DB41H,42H,43H,44H,45H,46H例5多字節(jié)數(shù)二進制乘法10循環(huán)閃爍系統(tǒng)原理與布置示意圖7.6分支程序的設(shè)計圖7.17帶符號二進制乘法的程序流程圖9/22/2024427.6分支程序的設(shè)計例18設(shè)變量的值存放在內(nèi)部RAM的30H單元中，編程求解下列函數(shù)式，將求得的函數(shù)值存入40H單元。圖7.17例18程序設(shè)計框圖9/22/2024437.7碼制轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，計算機CPU計算、存儲是以二進制形式進行的；人機交換信息時，經(jīng)常采用十進制；設(shè)備與設(shè)備之間交換信息時，有時采用ASCII碼；等等，碼制轉(zhuǎn)換程序是單片機應(yīng)用系統(tǒng)常用的程序之一。9/22/2024447.7碼制轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計（一）二進制數(shù)與十進制數(shù)（BCD碼）之間的轉(zhuǎn)換程序設(shè)計例20設(shè)工作寄存器R6和R7中存儲16位二進制數(shù)，R6中存放高八位，把該數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼形式，并存結(jié)果于(R3),(R4),(R5)二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的方法為按權(quán)展開，設(shè)16位二進制數(shù)，則對應(yīng)的十進制數(shù)為（7.3）轉(zhuǎn)換時，乘以2可以采用左移方法實現(xiàn)，從最高位開始