1、第4章：匯編語言程序設(shè)計,本章基本要求： 匯編語言的構(gòu)成 源程序的設(shè)計與匯編* 應(yīng)用程序設(shè)計*,4.1 匯編語言的構(gòu)成,4.1.1 程序設(shè)計語言 用戶要使計算機能完成各式各樣的任務(wù),就要設(shè)計各種相應(yīng)的應(yīng)用程序, 而設(shè)計程序就要用到程序設(shè)計語言。程序設(shè)計語言有3種: 機器語言 匯編語言 高級語言。,4.1 匯編語言的構(gòu)成,1、機器語言 計算機能直接識別和執(zhí)行的二進制代碼形式的指令稱為機器指令, 而該類指令的集合稱為計算機的機器語言, 或稱指令系統(tǒng)。機器語言是面向計算機系統(tǒng)的。由于各種計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu), 線路的不同, 每種計算機系統(tǒng)都有它自己的機器語言, 即使執(zhí)行同一操作, 其指令也不相同。,4.1

2、 匯編語言的構(gòu)成,2、匯編語言 計算機所能執(zhí)行的每條指令都對應(yīng)一組二進制代碼。為了容易理解和記憶計算機的指令,人們用一些英語的單詞和字符以及數(shù)字作為助記符來描述每一條指令的功能。用助記符描述的指令系統(tǒng),稱為機器的匯編語言系統(tǒng),簡稱匯編語言。 匯編語言也是面向機器的,每種計算機系統(tǒng)也都有它自己的匯編語言,用匯編語言編寫的程序,稱為匯編語言源程序或匯編源程序。,4.1 匯編語言的構(gòu)成,3、高級語言 高級語言（如:PASCAL、C、FORTRAN、BASIC等）克服了匯編語言的缺點,是一種面向問題或過程的語言。它是一種接近于自然語言和數(shù)學(xué)算法的語言,與機器的硬件無關(guān),用戶編程時不必仔細(xì)了解所用計算機

3、的具體性能和指令系統(tǒng)。高級語言不但直觀、易學(xué)、易懂,而且通用性強,可以在不同的計算機上運行,因此可移植性好。,4.1 匯編語言的構(gòu)成,表4-1 機器語言和匯編語言的形式,機器語言中二進制形式不便記憶，常采用十六進制形式記憶,4.1 匯編語言的構(gòu)成,在Keil調(diào)試環(huán)境下反匯編程序,1、匯編源程序：,2、反匯編程序：,地址,機器碼,反匯編程序,匯編源程序,4.1 匯編語言的構(gòu)成,4.1.2 匯編語言格式 MCS51系列單片機是用51系列單片機的指令系統(tǒng)來編程的,其匯編語言的語句格式,也就是單片機的指令格式,即: 標(biāo)號:操作碼 操作數(shù) ;注釋 說明： 1、 內(nèi)的部分為可選項； 2、標(biāo)號是一條指令在存

4、儲器存放的地址，是以字母開頭的字母數(shù)字串，不可以是保留字； 3、操作碼和操作數(shù)必須按照指令格式書寫；,4.1 匯編語言的構(gòu)成,舉例： ORG 0060H START: MOV A,#00H ;A0 MOV R2,#0AH ;R210 MOV R1,#03H ;R13 LOOP: ADD A,R1 ;AA+R1 DJNZ R2,LOOP ;若R2-10,則跳到LOOP NOP SJMP $ END,4.1 匯編語言的構(gòu)成,4、操作數(shù)可以寫成以下形式（5種-128頁）： 二進制、十進制、十六進制形式 工作寄存器、特殊功能寄存器。如：R0-R7、A 地址標(biāo)號。如：M(M已在某處定義過） 帶加減算符的

5、表達(dá)式。如：M+1 M(M已在某處定義過） 采用符如：JNB TF0 ,$,4.1 匯編語言的構(gòu)成,舉例： MOV A,#00110101B ;A53 MOV A,#20D ;A20 MOV A,#20 ;A20 MOV R0,#20H ;R020H MOV R1,#0BFH ;R1BFH SJMP $ ;原地跳轉(zhuǎn) MOV R7,R2 ;R7R2 MOV A,LABLE ;A標(biāo)號地址 MOV A,LABLE+1 ;A標(biāo)號地址+1,4.1 匯編語言的構(gòu)成,4.1.3 匯編語言構(gòu)成 匯編語言語句分為：指令性語句、指示性語句兩類。 1、指令性語句 包括指令系統(tǒng)中的全部指令，每條指令有對應(yīng)的機器代碼，

6、并可由CPU執(zhí)行。 2、指示性語句 在匯編源程序的過程中,還有一些指令不要求CPU進行任何操作,也沒有對應(yīng)的機器碼,不影響程序的執(zhí)行,僅僅是能夠指導(dǎo)匯編進行處理的一些指令,稱之為偽指令。,4.1 匯編語言的構(gòu)成,偽指令的主要功能是：用來指定程序或數(shù)據(jù)的起始位置,給出一些連續(xù)存放數(shù)據(jù)的確定地址,或為中間運算結(jié)果保留一部分存儲空間以及表示源程序結(jié)束等等。 不同版本的匯編語言,偽指令的符號和含義可能有所不同, 但是基本用法是相似的。 下面介紹幾種常用的基本偽指令。,MCS-51單片機偽指令,1、起點指令 ORG,格式：,ORG H （16位地址或標(biāo)號）,功能：,給程序起始地址或數(shù)據(jù)塊的起始地址賦值,

7、例：,用法：,一般出現(xiàn)在每段源程序或數(shù)據(jù)塊的開始 一個源程序可多次出現(xiàn)ORG指令,首地址,首地址,2、結(jié)束命令 END,格式：END,功能：匯編程序結(jié)束標(biāo)志,附在一個源程序的結(jié)尾 一個源程序只能出現(xiàn)一次END指令,用法：,MCS-51單片機偽指令,3、等值命令 EQU,格式：,字符名稱 EQU 數(shù)據(jù)或匯編符號,功能：,將一個數(shù)據(jù)或匯編符號(如R0等)賦予標(biāo)號段規(guī)定的字符名稱,例：,；AA與R6等值,MCS-51單片機偽指令,例:,A10 EQU 10 DELY EQU 07EBH MOV A，A10 LCALL DELY,；A10 = 10,；DELY = 07EBH,；轉(zhuǎn)向入口地址 07EB

8、H,使用EQU指令，須先賦值后使用，不能反之,4、數(shù)據(jù)地址賦值等值命令 DATA,格式：,字符名稱 DATA 數(shù)據(jù)或表達(dá)式,功能：,此命令把數(shù)據(jù)/代碼地址賦予標(biāo)號段所規(guī)定的字符名稱。定義的字符名稱可先使用后定義,INDEXJ XDATA 8096H 16位地址需要用XDATA,；INDEXJ這個字符名稱的地址為8096H,例：,等價于,MCS-51單片機偽指令,EQU與 DATA的區(qū)別,(1) DATA與EQU相似，但DATA定義的字符名稱, 可先使用后定義 ，EQU則不能,(2) EQU指令可把匯編符號(如Rn)賦給字符名稱，DATA則不能,(3) DATA可把表達(dá)式的值賦給字符名稱， EQ

9、U則不能,DATA常在程序中定義數(shù)據(jù)地址 EQU常在程序中定義字符數(shù)據(jù),MCS-51單片機偽指令,5、定義字節(jié)命令 DB,格式：,功能：,標(biāo)號：DB 字節(jié)常數(shù)或字符串 （8位）,定義字節(jié)的內(nèi)容，匯編程序把DB定義的字節(jié)依次存入標(biāo)號開始的存儲單元,有定義的內(nèi)存單元地址,項或項表,例：,偽指令ORG 定義了TAB的起始地址為8000H， 偽指令DB定義了8000H8003單元的內(nèi)容依次為：,（8000H）= 45H,（8001H）= 49H,（8002H）= 35H,（8003H）= 41H,（8004H）= 05H,TAB,TAB1,(1) 由 ORG定義,(2) 跟在其他源程序之后,6、定義字

10、命令DW,格式：,功能：,標(biāo)號：DW 字或字表,定義若干個字（雙字節(jié)）,例：,ORG 8000H,TAB：DW 7234H，8AH，10,（8000H）= 72H,（8001H）= 34H,（8002H）= 00H,（8003H）= 8AH,（8005H）= 0AH高8位在前低8位在后,匯編后：,（8004H）= 00H,MCS-51單片機偽指令,7、定義空間命令 DS,格式：,功能：,標(biāo)號：DS 數(shù)據(jù)或字符及表達(dá)式,例：,（8008H）=30H,（8009H）=8AH,從指定單元地址開始，由數(shù)據(jù)或字符及表達(dá)式的值來定義應(yīng)保留的單元數(shù),備用,即：8000H8007H單元保留備用,定義空間,MC

11、S-51單片機偽指令,8、位地址符號命令 BIT,格式：,字符名稱 BIT 位地址,功能：,把位地址賦予標(biāo)號段的字符名稱,；P1.0， P2.0賦予位地址字符名稱 A1、A2，在編程時可以直接把 A1、A2 當(dāng)成位地址使用,MCS-51單片機偽指令,4.2 匯編源程序的設(shè)計與匯編,4.2.1 匯編程序設(shè)計步驟 1、確定方案和計算方法 2、了解應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置、性能指標(biāo)。 3、建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，確定控制算法和操作步驟。 4、畫程序流程圖，表示程序結(jié)構(gòu)和程序功能。 5、編制源程序 合理分配存儲器單元和了解I/O接口地址。 按功能設(shè)計程序，明確各程序之間的相互關(guān)系。 用注釋行說明程序，便于閱讀和修

12、改調(diào)試和修改。 6、上機調(diào)試，對程序的正確性作最后的確定。,4.2 匯編源程序的設(shè)計與匯編,程序設(shè)計步驟流程：,Y,N,Y,Y,Y,N,N,N,4.2 匯編源程序的設(shè)計與匯編,4.2.2 源程序的匯編 CPU可以執(zhí)行的只能是機器碼程序。稱：把源程序翻譯成機器碼的過程為匯編。匯編可：人工匯編和機器匯編兩類。 1、人工匯編 由人工直接將匯編源程序翻譯成機器碼。 2、機器匯編 使用計算機執(zhí)行“匯編程序”來代替人工實現(xiàn)將匯編源程序翻譯成機器碼。,匯編語言 源程序,機器語言,匯編,反匯編,匯編,匯編程序的操作,分兩次掃描（匯編）,第一次掃描（匯編）,檢查語法結(jié)構(gòu)，對源程序 中的符號、表達(dá)式、標(biāo)號 進行定

13、義，處理偽指令， 建立符號表,顯示 ERROR，并提示行號,顯示 ERROR，并提示行號,修改！,修改！,第二次掃描（匯編）,匯編成目標(biāo)代碼和匯編程序 清單,可執(zhí)行的代碼（機器碼）,例4.1 設(shè)在內(nèi)部RAM的BLOCK單元內(nèi)有一無符號數(shù)據(jù)塊的長度，無符號數(shù)據(jù)塊起始地址是BLOCK+1。試編程求無符號數(shù)據(jù)塊中數(shù)據(jù)的累加和（不考慮進位加法之和），并把它存入SUM單元。,程序： ORG 1000H SUM DATA 1FH BLOCK DATA 20H START: MOV R0,#BLOCK ;數(shù)據(jù)塊長度地址送R0 MOV A,R0 ;數(shù)據(jù)塊長度送A CJNE A,#00H,LOOP ;若數(shù)據(jù)塊長

14、度0，則LOOP HERE: SJMP $ ;若數(shù)據(jù)塊長度=0，則結(jié)束 LOOP: CLR A NEXT: INC R0 ;修改數(shù)據(jù)指針 ADD A,R0 ;加一個數(shù) DJNZ BLOCK,NEXT ;若（BLOCK）-1 0,則NEXT MOV SUM,A ;存累加和 SJMP HERE END,匯編程序經(jīng)兩次匯編得機器碼 第一次匯編 第二次匯編,轉(zhuǎn)移 地址 計算,LOOP=1008H-1003H-3=02H; NEXT=1009H-100BH-3=-5=0FBH $=1006H-1006H-2=-2=0FEH; HERE=1006H-1010H-2=-12=0F4H,偏移地址=指令所在地址

15、-跳轉(zhuǎn)地址-指令字節(jié)數(shù),4.3 簡單程序與分支程序設(shè)計,4.3.1 簡單程序設(shè)計 例4.2請編寫能把20H單元內(nèi)兩個BCD數(shù)變成相應(yīng)的ASCII碼并放在21H（高位BCD數(shù)的ASCII碼）和22H （低位BCD數(shù)的ASCII碼）單元的程序。 程序： ORG 0500H MOV R0,#22H ;R0=22H MOV R0,#00H ;(22H)=0 MOV A,20H ;A (20H) BCD碼 XCHD A,R0 ;低位BCD碼與22H半字節(jié)交換 ORL 22H,#30H ;加30H完成ASCII碼變換 SWAP A ;高位BCD碼高低位半字節(jié)交換 ORL A,#30H ;加30H完成ASC

16、II碼變換 MOV 21H,A ;存入21H單元 SJMP $ END,例4.3已知一個補碼形式的16位二進制（低8位在NUM單元，高8位在NUM+1單元），試編寫能求該16位二進制數(shù)原碼的絕對值得程序。 程序： ORG 0300H NUM DATA 20H MOV R0,#NUM ;R0=NUM MOV A，R0 ;低8位送入A CPL A ;A求反 ADD A，#01H ;A中內(nèi)容變補，保留CY MOV R0,A ;存數(shù) INC R0 ;地址加1，指向高8位 MOV A ,R0 ;高8位送入A CPL A ;取反 ADDC A,#00H ;加進位 ANL A,#7FH ;去掉符號位(多余）

17、 MOV R0,A ;存數(shù) SJMP $ END,4.3 簡單程序與分支程序設(shè)計,例4.4已知20H單元中有一個8位二進制數(shù)，請編程把它轉(zhuǎn)換為3位BCD數(shù)，把百位數(shù)存入FIRST單元的低4位，十位和個位BCD數(shù)放在SECOND單元，十位BCD數(shù)在SECOND單元的高4位。 程序： ORG 0200H FIRST DATA 30H SECOND DATA 31H MOV A,20H ;A=(20H) MOV B,#64H ;除數(shù)100 DIV AB ;A/100 MOV FIRST,A ;低8位送入A MOV A,B ;余數(shù)送A MOV B,#0AH ;除數(shù)10 DIV AB ;A/10 SWA

18、P A ;十位BCD送高4位 ORL A,B ;完成十位和個位裝配 MOV SECOND,A ;存入SECOND單元 SJMP $ END,4.3 簡單程序與分支程序設(shè)計,4.3.2 分支程序設(shè)計 可分為無條件和有條件分支程序兩類。重點以條件分支舉例。 例4.5 已知VAR單元內(nèi)有一自變量，請按如下條件編出求函數(shù)值Y,并將它存入FUNC單元的程序。 1 X0 Y= 0 X=0 -1 X0，則轉(zhuǎn)POSI MOV A,#0FFH ;若0，則A -1 SJMP DONE ;轉(zhuǎn)DONE POSI:MOV A,#01H ;則A 1 DONE:MOV FUNC,A ;存結(jié)果 SJMP $ END,Y,Y,

19、N,N,一個判斷決策框，程序有兩條出路。兩種分支結(jié)構(gòu)：,練習(xí)： 求R2中補碼絕對值，正數(shù)不變，負(fù)數(shù)變補。 MOV A，R2 JNB ACC.7，NEXT ；為正數(shù)？ CPL A ；負(fù)數(shù)變補 INC A MOV R2，A NEXT： SJMP NEXT ；結(jié)束 END,練習(xí)： 某系有200名學(xué)生參加外語統(tǒng)考，若成績已存放在外部RAM起始地址為ENGLISH的連續(xù)存儲單元，現(xiàn)決定給成績在95-100分之間的學(xué)生頒發(fā)A級合格證書，并給成績在90-94分之間的學(xué)生頒布B級合格證書。試編寫程序，統(tǒng)計獲得A級和B級證書的學(xué)生人數(shù)，并把統(tǒng)計結(jié)果存入內(nèi)存RAM的GRADA和GRADB單元。144,4.4 循環(huán)

20、與查表程序設(shè)計,4.4.1 循環(huán)程序設(shè)計 循環(huán)程序一般由四部分組成：循環(huán)初始化、循環(huán)處理、循環(huán)控制、循環(huán)結(jié)束。 循環(huán)程序一般使用兩種結(jié)構(gòu)，如下圖：,循環(huán)程序的構(gòu)成,各個環(huán)節(jié)任務(wù)： 一初始化部分 循環(huán)準(zhǔn)備工作。如：清結(jié)果單元、設(shè)指針、設(shè)循環(huán)控制變量初值等。,二循環(huán)體 循環(huán)工作部分：需多次重復(fù)處理的工作。 循環(huán)控制部分： 1.修改指針和循環(huán)控制變量。 2.檢測循環(huán)條件：滿足循環(huán)條件，繼續(xù)循環(huán)，否則退出循環(huán)。 三.結(jié)束部分 處理和保存循環(huán)結(jié)果。 允許0次循環(huán)的循環(huán)結(jié)構(gòu)：在循環(huán)工作之前檢測循環(huán)條件。,4.4 循環(huán)與查表程序設(shè)計,一、單重循環(huán),例：求n個單字節(jié)數(shù)據(jù)的累加，設(shè)數(shù)據(jù)串已在43H起始單元，數(shù)據(jù)

21、串長度在42H單元，累加和不超過2個字節(jié)。,SUM： MOV R0，#42H ；設(shè)指針 MOV A，R0 MOV R2，A ；循環(huán)計數(shù)器n CLR A ；結(jié)果單元清0 MOV R3，A ADD1： INC R0 ；修改指針 ADD A，R0 ；累加 JNC NEXT ；處理進位 INC R3 ；有進位，高字節(jié)加1 NEXT: DJNZ R2,ADD1 ；循環(huán)控制：數(shù)據(jù)是否加完？ MOV 40H，A ；循環(huán)結(jié)束，保存結(jié)果 MOV 41H，R3 RET,簡單循環(huán)結(jié)構(gòu)：循環(huán)體中不套循環(huán)。,找正數(shù)表最小值。正數(shù)表存在片外RAM中以LIST為起始單元，用-1作為結(jié)束標(biāo)志。,START： MOV DPTR

22、，#LIST ；數(shù)表首地址 MOV B，#127 ；預(yù)置最小值 NEXT： MOVX A，DPTR ；取數(shù) INC DPTR ；修改指針 CJNE A，#-1，NEXT1 ；是否為數(shù)表結(jié)尾？ SJMP DONE ；循環(huán)結(jié)束 NEXT1： CJNE A，B，NEXT2 ；比較 NEXT2： JNC NEXT MOV B，A ；保存較小值 SJMP NEXT DONE： SJMP DONE,練習(xí)：,二、多重循環(huán),例將內(nèi)存一串單字節(jié)無符號數(shù)升序排序。 步驟： 每次取相鄰單元的兩個數(shù)比較，決定是否需要交換數(shù)據(jù)位置。 第一次循環(huán)，比較N-1次，取到數(shù)據(jù)表中最大值。 第二次循環(huán)，比較N-2次，取到次大值。

23、 第N-1次循環(huán)：比較一次，排序結(jié)束。,循環(huán)體中套循環(huán)結(jié)構(gòu)。以雙重循環(huán)使用較多。,SORT： MOV A，#N-1 ；N個數(shù)據(jù)排序 MOV R4，A ；外循環(huán)次數(shù) LOOP1： MOV A，R4 MOV R3，A ；內(nèi)循環(huán)次數(shù) MOV R0，#TAB ；設(shè)數(shù)據(jù)指針 LOOP2： MOV A，R0 ；取二數(shù) MOV B，A INC R0 MOV A，R0 CJNE A，B，L1 ；比較 L1： JNC UNEX ；AB，不交換 DEC R0 ；否則交換數(shù)據(jù) XCH A ，R0 UNEX： INC R0 MOV R0，A DJNZ R3，LOOP2 ；內(nèi)循環(huán)結(jié)束？ DJNZ R4，LOOP1 ；外

24、循環(huán)結(jié)束？ RET,4.4 循環(huán)與查表程序設(shè)計,4.4.2 查表程序設(shè)計 所謂查表是依據(jù)ROM中的數(shù)據(jù)表格的項數(shù)來查找與之對應(yīng)的表中數(shù)值。 有兩條專門的查表指令： MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC 查表指令一般用于代碼轉(zhuǎn)換、顯示、散轉(zhuǎn)等應(yīng)用場合。,當(dāng)用DPTR作基址寄存器時，查表的步驟分三步： 基址值（表格首地址）DPTR； 變址值（表中要查的項與表格首地址之間的 間隔字節(jié)數(shù)）A； 執(zhí)行MOVC A，A+DPTR。,當(dāng)用PC作基址寄存器時，其表格首地址與PC值間距不能超過256字節(jié)，且編程要事先計算好偏移量，比較麻煩。因此，一般情況下用DPTR作基址寄存器。,例： 在單片機應(yīng)

25、用系統(tǒng)中，常用LED數(shù)碼管顯示數(shù)碼，但顯 示數(shù)字(9)與顯示數(shù)字編碼并不相同，需要將顯示數(shù) 字轉(zhuǎn)換為顯示字段碼，通常是用查表的方法?，F(xiàn)要求 將30H中的顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換為顯示字段碼并存入30H。已 知共陰字段碼表首址為TABD。,程序如下： CHAG: MOV DPTR,#TABD ;置共陰字段碼表首址 MOV A,30H ;讀顯示數(shù)字 MOVC A,A+DPTR ;查表,轉(zhuǎn)換為顯示字段碼 MOV 30H,A ;存顯示字段碼 RET ; TABD: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;04共陰字段碼表 DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;59共陰字段碼表,程序如下： CUB

26、E: MOV DPTR,#TAB ;置立方表首址 MOV A,30H ;讀數(shù)據(jù) ADD A,30H ;數(shù)據(jù)2A MOV 30H,A ;暫存立方表數(shù)據(jù)序號 MOVC A, A+DPTR ;讀立方數(shù)據(jù)高8位 XCH A,30H妙！ ;存立方數(shù)據(jù)高8位,立方表數(shù)據(jù)序號A INC A ;指向立方數(shù)據(jù)低8位 MOVC A,A+DPTR ;讀立方數(shù)據(jù)低8位 MOV 31H,A ;存立方數(shù)據(jù)低8位 RET ; TAB: DW 0,1,8,27,64,125,216,343,512,729,1000 ;040立方表 DW 1331,1728,2197,2744,3375,4096,64000; 說明： 數(shù)據(jù)2

27、A原因是立方表數(shù)據(jù)為雙字節(jié),例：用查表程序求040之間整數(shù)的立方。已知該整數(shù)存在內(nèi)RAM 30H中，查得立方數(shù)存內(nèi)RAM 30H（高8位）31H。已知立方表(雙字節(jié))首地址為TAB。,4.5 子程序與運算程序設(shè)計,4.5.1 子程序設(shè)計 回顧子程序的作用、結(jié)構(gòu)、以及與主程序的關(guān)系。匯編程序設(shè)計中子程序調(diào)用方法、程序要求。設(shè)計子程序時注意： 1、子程序的第一條指令的地址為入口地址。一般使用標(biāo)號代替，該標(biāo)號也叫做子程序名。 2、子程序中必須使用RET指令。 3、調(diào)用子程序之前設(shè)置好堆棧。 4、在子程序中注意保護CPU的狀態(tài)。 5、子程序入口參數(shù)的傳送可以使用：指定RAM單元、R0R7寄存器、堆棧、位地址等來傳送。,子程序的類型：按子程序與主程序之間傳遞參數(shù)的方式分類。,入口參數(shù)：調(diào)用子程序之前，需要傳給子程序的參數(shù)。 出口參數(shù)：子程序送回調(diào)用程序的結(jié)果參數(shù)。,選用不同的參數(shù)傳遞方式。 1.寄存器傳送參數(shù) 2.存儲器傳送參數(shù) 3.堆棧傳送參數(shù),設(shè)計子程序應(yīng)滿足通用性的要求，不針對具體數(shù)據(jù)編程。 例如：1.子程序功能為求單字節(jié)數(shù)的立方： AA3，入口參數(shù)和出口參數(shù)為A。 2.子程序功能為求單字節(jié)數(shù)的n次方： (41H)(42H)(40H)A，入口參數(shù)為(40H)和A， 出口參數(shù)為(42H)(41H)。,例：將R