MCS51汇编语言程序设计.docx

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MCS51汇编语言程序设计

第四章MCS-51汇编语言程序设计

重点及难点：

单片机汇编语言程序设计的基本概念、伪指令、单片机汇编语言程序的三种基本结构形式、常用汇编语言程序设计。

教学基本要求：

1、掌握汇编语言程序设计的基本概念；

2、掌握伪指令的格式、功能和使用方法；

3、掌握顺序结构、分支结构和循环结构程序设计的步骤和方法；

4、掌握常用汇编语言程序设计步骤和方法。

教学内容

§4.1汇编语言程序设计概述

一、汇编语言的特点

（1）助记符指令和机器指令一一对应，所以用汇编语言编写的程序效率高，占用存储空间小，运行速度快，因此汇编语言能编写出最优化的程序。

（2）使用汇编语言编程比使用高级语言困难，因为汇编语言是面向计算机的，汇编语言的程序设计人员必须对计算机硬件有相当深入的了解。

（3）汇编语言能直接访问存储器及接口电路，也能处理中断，因此汇编语言程序能够直接管理和控制硬件设备。

（4）汇编语言缺乏通用性，程序不易移植，各种计算机都有自己的汇编语言，不同计算机的汇编语言之间不能通用；但是掌握了一种计算机系统的汇编语言后，学习其他的汇编语言就不太困难了。

二、汇编语言的语句格式

[<标号>]：

<操作码>[<操作数>]；[<注释>]

三、汇编语言程序设计的步骤与特点

（1）建立数学模型

（2）确定算法

（3）制定程序流程图

（4）确定数据结构

（5）写出源程序

（6）上机调试程序

§4.2伪指令

伪指令是程序员发给汇编程序的命令，也称为汇编命令或汇编程序控制指令。

MCS-51常见汇编语言程序中常用的伪指令：

1．ORG（ORiGin）汇编起始地址命令

[<标号：

>]ORG<地址>

2．END（ENDofassembly）汇编终止命令

[<标号：

>]END[<表达式>]

3．EQU（EQUate）赋值命令

<字符名称>EQU<赋值项>

4．DB（DefineByte）定义字节命令

[<标号：

>]DB<8位数表>

5．DW（DefineWord）定义数据字命令

[<标号：

>]DW<16位数表>

6．DS（DefineStonage）定义存储区命令

[<标号：

>]DW<16位数表>

7．BIT位定义命令

<字符名称>BIT<位地址>

8．DATA数据地址赋值命令

<字符名称>DATA<表达式>

§4.3单片机汇编语言程序的基本结构形式

一、顺序程序

[例4-1]三字节无符号数相加，其中被加数在内部RAM的50H、51H和52H单元中；加数在内部RAM的53H、5414和55H单元中；要求把相加之和存放在50H、51H和52H单元中，进位存放在位寻址区的00H位中。

MOV

R0，

#52H

；被加数的低字节地址

MOV

R1，

#55H

；加数的低字节地址

MOV

A，

@R0

ADD

A，

@R1

；低字节相加

MOV

@R0，

A

；存低字节相加结果

DEC

R0

DEC

R1

MOV

A，

@R0

ADDC

A，

@R1

；中间字节带进位相加

MOV

@R0，

A

；存中间字节相加结果

DEC

R0

DEC

R1

MOV

A，

@R0

ADDC

A，

@R1

；高字节带进位相加

MOV

@R0，

A

；存高字节相加结果

CLR

A

ADDC

A，

#00H

；存放进位的单元地址

MOV

@R0，

A

；进位送00H位保存

二、分支程序

1．单分支程序

[例4-2]变量X存放在VAR单元内，函数值Y存放在FUNC单元中，试按下式的要求给Y赋值。

本题的程序流程见图4-1（a）。

参考程序：

ORG

1000H

VAR

DATA

30H

FUNC

DATA

31H

MOV

A，

VAR

；A←X

JZ

DONE

；若X=0，则转DONE

JNB

ACC.7，

POSI

；若X>0，则转POSI

MOV

A，

#0FFH

；若X<0，则Y=－1

SJMP

DONE

POSI：

MOV

A，

#01H

；若X>0，则Y=1

DONE：

MOVE

FUNC，

A

；存函数值

SJMP

$

END

图4-1例4-2的分支流程图

这个程序的特征是先比较判断，然后按比较结果赋值，这实际是三分支而归一的流程图，因此，至少要用两个转移指令。

初学者很容易犯的一个错误是：

漏掉了其中的SJMPDONE语句，因为流程图中没有明显的转移痕迹。

这个程序也可以按图4-1（b）的流程图来编写，其特征是先赋值，后比较判断，然后修改赋值并结束。

参考程序：

ORG

1000H

VAR

DATA

30H

FUNC

DATA

31H

MOV

A，

VAR

；A←X

JZ

DONE

；若X=0，则转DONE

MOV

R0，

#0FFH

；先设X<0，R0=FFH

JNB

ACC.7，

NEG

；若X<0，则转NEG

MOV

R0，

#01H

；若X>0，R0=1

NEG：

MOV

A，

#01H

；若X>0，则Y=1

DONE：

MOV

FUNC，

A

；存函数值

SJMP

$

END

2．多分支程序

图4-2多分支程序转移

三、循环程序

循环程序一般由4部分组成:

（1）置循环初值，即确立循环开始时的状态。

（2）循环体（工作部分），要求重复执行的部分。

（3）循环修改，循环程序必须在一定条件下结束，否则就要变成死循环。

（4）循环控制部分，根据循环结束条件，判断是否结束循环。

以上4个部分可以有两种组织方式。

[例4-3]从BLOCK单元开始存放一组无符号数，一般称为一个数据块。

数据块长度放在LEN单元，编写一个求和程序，将和存入SUM单元，假设和不超过8位二进制数。

在置初值时，将数据块长度置入一个工作寄存器，将数据块首地址送入另一个工作寄存器，一般称它为数据块地址指针。

每做一次加法之后，修改地址指针，以便取出下一个数来相加，并且使计数器减1。

到计数器减到0时，求和结束，把和存入SUM即可。

参考程序：

各单元的地址是任意的。

LEN

DATA

20H

SUM

DATA

21H

BLOCK

DATA

22H

CLR

A

；清累加器

MOV

R2，

LEN

；数据块长度送R2

MOV

R1，

#BLOCK

；数据块首址送Rl

LOOP：

ADD

A，

@R1

；循环做加法

INC

R1

；修改地址指针

DJNZ

R2，

LOOP

；修改计数器并判断

MOV

SUM，

A

；存和

以上程序在计数器初值不为零时是没有问题的，但若是数据块的长度有可能为零，则将

出现问题。

当R2初值为零，减1之后将为FFH，故要做256次加法之后才会停止，显然和题意不符。

若考虑到这种情况，则可按图4-3（b）的方式来编写程序。

在做加法之前，先判断一次R2的初值是否为零。

整个程序仍基本套用原来的形式：

CLR

A

；清累加器

MOV

R2，

LEN

；数据块长度送R2

MOV

R1，

#BLOCK

；数据块首址送Rl

INC

R2

SJMP

CHECK

LOOP：

ADD

A，

@R1

；循环做加法

INC

R1

；修改地址指针

CHECK：

DJNZ

R2，

LOOP

MOV

SUM，

A

；存和

§4.4MCS-51单片机汇编语言程序设计举例

一、算术运算程序

[例4-4]假定R2、R3和R4、R5分别存放两个16位的带符号二进制数，其中R2和R4的最高位为两数的符号位。

请编写带符号双字节二进制数的加减法运算程序，以BSUB为减法程序入口，以BADD为加法程序入口，以R6、R7保存运算结果。

参考程序：

BSUB：

MOV

A，

R4

；取减数高字节

CPL

ACC.7

；减数符号取反以进行加法

MOV

R4，

A

BADD：

MOV

A，

R

；取被加数

MOV

C，

ACC.7

MOV

F0，

C

；被加数符号保存在F0中

XRL

A，

R4

；两数高字节异或

MOV

C，

ACC.7

；两数同号CY=0，两数异号CY=1

MOV

A，

R2

CLR

ACC.7

；高字节符号位清“0”

MOV

R2，

A

；取其数值部分

MOV

A，

R4

CLR

ACC.7

；低字节符号位清“0”

MOV

R4，

A

；取其数值部分

JC

JIAN

；两数异号转JIAN

JIA：

MOV

A，

R3

；两数同号进行加法

ADD

A，

R5

；低字节相加

MOV

R7，

A

；保存和

MOV

A，

R2

ADDC

A，

R4

；高字节相加

MOV

R6，

A

；保存和

JB

ACC.7，

QAZ

；符号位为“1”转溢出处理

QWE：

MOV

C，

F0

；结果符号处理

MOV

ACC.7，

C

MOV

R6，

A

RET

JIAN：

MOV

A，

R3

；两数异号进行减法

CLR

C

SUBB

A，

R5

；低字节相减

MOV

R7，

A

；保存差

MOV

A，

R2

SUBB

A，

R4

；高字节相减

MOV

R6，

A

；保存差

JNB

ACC.7，

QWE

；判断差的符号，为“0”转QWE

BMP：

MOV

A，

R7

；为“1”进行低字节取补

CPL

A

ADD

A，

#1

MOV

R7，

A

MOV

A，

R6

；高字节取补

CPL

A

ADDC

A，

#0

MOV

R6，

A

CPL

F0

；保存在F0中的符号取反

SJMP

QWE

；转结果符号处理

QAZ：

；溢出处理

二、数制转换程序

[例4-5]在内部RAM的hex单元中存有2位十六进制数，试将其转换为ASCII码，并存放于asc和asc+1两个单元中。

主程序（MAIN）：

MOV

SP，

#3FH

MAIN：

PUSH

hex

；十六进制数进栈

ACALL

HASC

；调用转换子程序

POP

asc

；第一位转换结果送asc单元

MOV

A，

hex

；再取原十六进制数

SWAP

A

；高低半字节交换

PUSH

ACC

；交换后的十六进制数进栈

ACALL

HASC

POP

asc+l

；第二位转换结果送asc+l单元

子程序（HASC）：

HASC：

DEC

SP

；跨过断点保护内容

DEC

SP

POP

ACC

；弹出转换数据

ANL

A，

#0FH

；屏蔽高位

ADD

A，

#7

；修改变址寄存器内容

MOVC

A，

@A+PC

；查表

PUSH

ACC

；查表结果进栈

INC

SP

；修改堆栈指针回到断点保护内容

INC

SP

RET

SP

ASCTAB：

DB

“0，1，2，3，4，5，6，7”

；ASCII码表

DB

“8，9，A，B，C，D，E，F”

三、定时程序

有多个定时需要，我们可以先设计一个基本的延时程序，使其延迟时间为各定时时间的最大公约数，然后就以此基本程序作为子程序，通过调用的方法实现所需要的不同定时。

例如要求的定时时间分别为5μs、l0μs和20μs并设计一个1s延时子程序DELAY，则不同定时的调用情况表示如下：

MOV

R0，

#05H

；5s延时

LOOP1：

LCALL

DELAY

DJNZ

R0，

LOOP1

MOV

R0，

#0AH

；10s延时

LOOP2：

LCALL

DELAY

DJNZ

R0，

LOOP2

MOV

R0，

#14H

；20s延时

LOOP3：

LCALL

DELAY

DJNZ

R0，

LOOP3

四、查表程序

一个查表程序的例子。

假定有4

4键盘，键扫描后把被按键的键码放在累加器A中，键码与处理子程序入口地址的对应关系为：

键码

入口地址

0

RK0

1

RKl

2

RK2

并假定处理子程序在ROM64KB的范围内分布。

要求以查表方法，按键码转向对应的处理子程序。

参考程序如下：

MOV

DPTR，

#BS

；子程序入口地址表首址

RL

A

；键码值乘以2

MOV

R2，

A

；暂存A

MOVC

A，

@A+DPTR

；取得入口地址低位

PUSH

A

；进栈暂存

INC

A

MOVC

A，

@A+DPTR

；取得入口地址高位

MOV

DPH，

A

POP

DPL

CLR

A

JMP

@A+DPTR

；转向键处理子程序

BS：

DB

RK0L

；处理子程序入口地址表

DB

RK0H

DB

RK1L

DB

RK1H

DB

RK2L

DB

RK2H

五、数据极值查找程序

[例4-6]内部RAM20H单元开

始存放8个无符号8位二进制数，找

出其中的最大数。

极值查找操作的主

要内容是进行数值大小的比较。

假定

在比较过程中，以A存放大数，与之

逐个比较的另一个数放在2AH单元中。

比较结束后，把查找到的最大数送2BH

单元中。

程序流程如图所示。

图4-8极值查找程序流程

图4-8极值查找程序流程

参考程序如下：

MOV

R0，

#20H

；数据区首地址

MOV

R7，

#08H

；数据区长度

MOV

A，

@R0

；读第一个数

DEC

R7

LOOP：

INC

R0

MOV

2AH，

@R0

；读下一个数

CJNE

A，2AH，

CHK

；数值比较

CHK：

JNC

LOOP1

；A值大转移

MOV

A，

@R0

；大数送A

LOOP1：

DJNZ

R7，

LOOP

；继续

MOV

2BH，

A

；极值送2BH单元

HERE：

AJMP

HERE

；停止

六、数据排序程序

[例4-7]假定8个数连续存放在20H为首地址的内部RAM单元中，使用冒泡法进行升序排序编程。

设R7为比较次数计数器，初始值为07H。

TR0为冒泡过程中是否有数据互换的状态标志，TR0=0表明无互换发生，TR0=1表明有互换发生。

冒泡法排序程序流程

参考程序：

SORT：

MOV

R0，

#20H

；数据存储区首单元地址

MOV

R7，

#07H

；各次冒泡比较次数

CLR

TR0

；互换标志清“0”

LOOP：

MOV

A，

@R0

；取前数

MOV

2BH，

A

；存前数

INC

R0

MOV

2AH，

@R0

；取后数

CLR

C

SUBB

A，

@R0

；前数减后数

JC

NEXT

；前数小于后数，不互换

MOV

@R0，

2BH

DEC

R0

MOV

@R0，

2AH

；两个数交换位置

INC.

R0

；准备下一次比较

SETB

TR0

；置互换标志

NEXT：

DJNZ

R7，

LOOP

；返回，进行下一次比较

JB

TR0，

SORT

；返回，进行下一轮冒泡

HERE：

SJMP

$

；排序结束

本章小结：

本章首先介绍了单片机汇编语言程序设计的基本概念，单片机汇编语言伪指令；详细的讲述了三种汇编语言程序设计的基本结构，即：

顺序结构、分支结构和循环结构程序设计的步骤和方法；然后介绍了几种汇编语言程序设计实例。