第4章-89S51的汇编语言程序设计课件.ppt

2023/3/18,1,第4章 89S51的汇编语言程序设计,程序编制的方法和技巧,4.1,源程序的编辑和汇编,4.2,基本程序结构,4.3,子程序及其调用,4.4,2023/3/18,2,单片机应用系统由硬件系统和应用程序构成。,汇编语言 高级语言(例如，C语言),应用程序设计方法,汇编语言，生成的目标程序占内存空间少、运行速度快，具有效率高、实时性强的特点。,高级语言，对系统的描述与实现与人的思维相似，程序阅读、修改和移植方便，适合于编写复杂的程序。,2023/3/18,3,4.1 程序编制的方法和技巧,4.1.1 程序编制的步骤,明确任务：功能要求、技术指标 运行环境调研,任务分析,将实际问题转化为计算机处理的程序算法。算法比较与优化（内存需求、运行速度、效率）。,算法设计,2023/3/18,4,强化模块观念,使程序结构清晰。简化代码。,程序模块（主程序模块、各种子程序模块）模块化优点：分块设计、层次清晰、便于接口。,4.1.2 程序编制的方法和技巧,采用循环和子程序的优点,注意：1、循环初值和结束条件，避免“死循环”现象。2、子程序的现场保护。,2023/3/18,5,4.1.3 汇编语言的语句格式,标号代表本行程序所在的地址。标号由18个ASCII码字符组成，第一个字符必须是字母。不能用已定义的关键字（指令助记符、伪指令等）。同一标号在一个程序中只能定义一次，不能重复定义。标号后跟英文冒号“:”。,标号（即符号地址）,标号:指令助记符 操作数1,操作数2,操作数3,;注释,2023/3/18,6,数据：二进制（B）十进制（D或省略D）十六进制（H）。注意：若十六进制操作数以字符AF开头，需在它前面加一个“0”，以便汇编时把它和标号区分开。符号：符号名、标号或“$”。表达式：由运算符和数据构成。,操作数,2023/3/18,7,注释,英文分号“;”开头。汇编时，遇到“；”就停止“翻译”。因此，注释字段不会产生机器代码。,2023/3/18,8,4.2.1 伪指令,4.2 源程序的编辑,4.2.2 源程序的编辑,2023/3/18,9,4.2.1 伪指令,伪指令：用于指导汇编工作。汇编后，伪指令没有与之对应的机器代码。,起始地址设定伪指令ORG,ORG 表达式,表达式通常为十六进制地址，例：,ORG 8000HSTART:MOV A,#30H,ORG可多次使用，但地址值的顺序要由小到大。,2023/3/18,10,结束汇编伪指令END,END,该伪指令位于源程序的最后一行，表示汇编到此结束。整个源程序中只能有一条END命令，且位于程序的最后。对于END之后的程序，将不进行汇编处理。,2023/3/18,11,定义字节数据表伪指令DB,定义字数据表伪指令DW,1000H,标号：DB 字节数据表,ORG 1000HDB-2,-4,-6,8,10,18,1001H,标号：DW 字数据表,ORG 1400HDATA1:DW 324AH,3CH,1400H,1401H,1402H,1403H,注意：字母按ASCII码存储。,2023/3/18,12,预留空间伪指令DS,标号：DS 预留空间字节数,ORG 2000HTAB1：DB 12H，34H DS 4H DB 5,2023/3/18,13,定义常量值的伪指令EQU,符号名 EQU 常值表达式,LEN EQU 10 SUM EQU 21HBLOCK EQU 22H MOV R7,LEN MOV R0,BLOCK MOV SUM,A,2023/3/18,14,位定义命令 BIT,用于给字符名称赋予位地址，位地址可以是绝对位地址，也可是符号地址。例如：LEDBIT P1.6功能是把P1.6的位地址赋给变量LED。,2023/3/18,15,4.2.2 源程序的编辑,源程序的编辑,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040HMAIN:MOV R7,#16 MOV R0,#60H MOV A,#55HLOOP:MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,LOOP SJMP$END,依据汇编语言规则用好伪指令符号不用中文汇编程序以.ASM存盘,2023/3/18,16,4.3.1 顺序程序,（无分支、无循环）,4.3 基本程序结构,ORG 0040HSTART:MOV A,21H;取21H的内容 ANL A,#0FH;保留低半字节 SWAP A;移至高半字节 MOV 20H,A;存于20H单元 MOV A,22H;取22H的内容 ANL A,#0FH;保留低半字节 ORL 20H,A;合并到结果单元 SJMP$；等待 END,2023/3/18,17,4.3.2 分支程序,（双分支）,【例】实现两个8位无符号数求和的子程序。,SADD:MOV A,R3;取加数（在R3中）CLR C ADD A,R4;被加数（在R4中）加A JC PP1 MOV R3,#00H;结果小于255时，高字节R3内容为00H SJMP PP2 PP1:MOV R3,#01H;结果大于255时，高字节R3内容为01H PP2:MOV R4,A;结果的低字节在R4中 RET,入口:（R3）=加数；（R4）=被加数。,出口:（R3）=和的高字节；（R4）=和的低字节。,2023/3/18,18,【例】求单字节有符号数的二进制补码。正数补码是其本身，负数补码是其反码加1。因此，应首先判被转换数的符号，负数进行转换，正数本身即为补码。设二进制数放在A中，其补码放回到A中。参考程序如下：CMPT：JNB Acc.7，RETURN；(A)0，不需转换 MOV C，Acc.7；符号位保存 CPL A；(A)求反，加1 ADD A，#1 MOV Acc.7，C；符号位存在A的最高位RETURN：RET,2023/3/18,19,4.3.2 分支程序,（多分支）,多分支结构是程序中常见的结构，在多分支结构的程序中，能够按调用号执行相应的功能，完成指定操作。若给出调用号来调用子程序，一般用查表方法，查到子程序的地址，转到相应子程序。,2023/3/18,20,指令系统提供了非常有用的两种多分支选择指令：间接转移指令 JMP A+DPTR比较转移指令 CJNE A，direct，rel CJNE A，#data，rel CJNE Rn，#data，rel CJNE Ri，#data，rel 间接转移指令“JMP A+DPTR”由数据指针DPTR决定多分支转移程序的首地址，由A的内容选择对应分支。4条比较转移指令CJNE能对两个欲比较的单元内容进行比较，当不相等时，程序实现相对转移；若两者相等，则顺序往下执行。,2023/3/18,21,【例】设变量x存放在片内RAM的30H单元，变量y与x的关系是:当x大于0时,y=x;当x=0时,y=20H;当x小于0时,y=x+5。编制程序,根据x的大小求y，并送回原单元。,2023/3/18,22,ORG 0040HSTART:MOV A,30H;取x至累加器 JZ NEXT;x=0,转NEXT ANL A,#80H;否，保留符号位 JZ DONE;x 0,转结束 MOV A,#05H;x 0处理 ADD A,30H MOV 30H,A;X+05H送Y SJMP DONE NEXT:MOV 30H,#20H;x=0,20H送Y DONE:SJMP DONE END,2023/3/18,23,【例】求符号函数的值。符号函数定义如下：X存放在40H单元，Y存放在41H单元。,2023/3/18,24,程序如下：SIGNFUC：MOV A，40H CJNE A，#00H，NZEAR AJMP NEGTNZEAR：JB Acc.7，POSI MOV A，#01H AJMP NEGTPOSI：MOV A，#81HNEGT：MOV 41H，A END,2023/3/18,25,【例】根据R7的内容x（转移序号）转向相应的处理程序。设R7内容为04，对应的处理程序入口地址分别为PP0PP4。,2023/3/18,26,START:MOV R7,#3;转移序号为3，欲转向PP3 ACALL JPNUM;子程序调用 AJMP START JPNUM:MOV DPTR,#TAB;DPTR指向分支入口的表首地址 MOV A,R7 ADD A,R7;R7乘2，调整偏移量（3x2=6）MOV R3,A;A=R3=6 MOVC A,A+DPTR;先取PP3的高字节（PP3是DW）XCH A,R3;高字节暂存于R3 INC A;增1后，A=7，指向下一个 MOVC A,A+DPTR;再取PP3的低字节 MOV DPL,A;处理程序入口地址低8位送DPL MOV DPH,R3;处理程序入口地址高8位送DPH CLR A;DPTR指向PP3地址 JMP A+DPTR;跳转向PP3服务程序,2023/3/18,27,TAB:DW PP0;TAB是转移地址表 DW PP1 DW PP2 DW PP3 DW PP4 PP0:MOV 30H,#0;转移序号为0时,置功能号“0”于30H单元 RET PP1:MOV 30H,#1;转移序号为1时,置功能号“1”于30H单元 RET PP2:MOV 30H,#2;转移序号为2时,置功能号“2”于30H单元 RET PP3:MOV 30H,#3;转移序号为3时,置功能号“3”于30H单元 RET PP4:MOV 30H,#4;转移序号为4时,置功能号“4”于30H单元 RET,2023/3/18,28,4.3.3 查表程序,【例4-3】设计一子程序，功能是根据累加器A中的数x（09之间）查x的平方表y，根据x的值查出相应的平方y。本例中的x和y均为单字节数。ADD A，#01HMOVC A，A+PCRET DB 00H，01H，04H，09H，10H DB 19H，24H，31H，40H，51H；数09的平方表,2023/3/18,29,指令“ADD A，#01H”的作用是A中的内容加上“01H”，“01H”即为查表指令与平方表之间的“RET”指令所占的字节数。加上“01H”后，可保证PC指向表首，累加器A中原来的内容仅是从表首开始向下查找多少个单元。在进入程序前，A的内容在0009H之间，如A中的内容为02H，它的平方为04H，可根据A的内容查出x的平方。指令“MOVC A，A+DPTR”应用范围较广，使用该指令时不必计算偏移量，优点是表格可以设在64KB程序存储器空间内的任何地方，而不像“MOVC A，A+PC”那样只设在PC下面的256个单元中，所以使用较方便。,2023/3/18,30,如果DPTR已被使用，则在查表前必须保护DPTR，且结束后恢复DPTR，例4-3可改成如下形式：PUSH DPH；保存DPH PUSH DPL；保存DPLMOV DPTR，#TAB1MOVC A，A+DPTRPOP DPL；恢复DPLPOP DPH；恢复DPHRETTAB1：DB 00H，01H，04H，09H，10H；平方表DB 19H，24H，31H，40H，51H,2023/3/18,31,【例4-4】有一巡回检测报警装置，需对16路（x）输入进行检测，每路有一个最大允许值（y），为双字节数。需根据测量的路数（x），查表找出对应该路的最大允许值（y），看输入值是否大于最大允许值，如果大于就报警。取路数为x（0 x15），y为最大允许值，放在表格中。设进入查表程序前，假设路数x已放于R2中，查表后该路的最大允许值y放于R3R4中。查表的程序如下：理解：根据路数x，查最大允许值y。,2023/3/18,32,TB3：MOV A，R2ADDA，R2；(R2)*2(A)MOV R3，A；保存指针 ADDA，#6；加偏移量MOVC A，A+PC；查第一字节XCH A，R3 ADD A，#3 MOVC A，A+PC；查第二字节 MOVR4，ARETTAB3：DW 1520，3721，42645，7580；最大值表 DW 3483，32657，883，9943DW 10000，40511，6758，8931DW 4468，5871，13284，27808,2023/3/18,33,表格长度不能超过256B，且表格只能存放于“MOVC A，A+PC”指令以下的256个单元中，如需把表格放在程序存储器空间的任何地方，应使用指令“MOVC A，A+DPTR”。【例4-5】以AT89S51为核心的温度控制器，温度传感器输出的电压与温度为非线性关系，传感器输出的电压已由A/D转换为10位二进制数。测得的不同温度下的电压值数据构成一个表，表中温度值为y（双字节无符号数），x（双字节无符号数）为电压值数据。设测得电压值x放入R2R3中，根据电压值x，查找对应的温度值y，仍放入R2R3中。参考程序：理解：根据电压值x，查温度值y。,2023/3/18,34,LTB2：MOVDPTR，#TAB2 MOVA，R3 CLRC RLCA MOVR3，A XCHA，R2 RLCA XCHR2，A ADDA，DPL；(R2R3)+(DPTR)(DPTR)MOVDPL，A MOVA，DPH ADDC A，R2 MOVDPH，A CLRA,2023/3/18,35,MOVC A，A+DPTR；查第一字节MOVR2，A；第一字节存入R2中CLRAINCDPTRMOVC A，A+DPTR；查第二字节MOVR3，A；第二字节存入R3中RETTAB2：DW，；温度值表 由于使用了指令“MOVC A，A+DPTR”，表TAB2可放入64KB程序存储器空间任何位置，表格的长度可大于256B。,2023/3/18,36,4.3.4 查找关键字,在表中查找关键字的操作，也称为数据检索。【例4-6】从50个字节的表中查找一个关键字“xxH”。ORG1000HMOV30H，#xxH；关键字xxH送30H单元MOVR1，#50；查找次数送R1MOVA，#14；修正值送AMOV DPTR，#TAB4；表首地址送DPTR,2023/3/18,37,LOOP：PUSH AccMOVC A，A+PC；查表结果送A CJNE A，40H，LOOP1；(40H)不等于关键字则转LOOP1 MOV R2，DPH；查到关键字，把地址送R2，R3MOV R3，DPLDONE：RETLOOP1：POP Acc；修正值弹出INC A；A+1AINC DPTR；修改数据指针DPTRDJNZ R1，LOOP；R10，未查完，继续查找MOVR2，#00H；R1=0，R2和R3清0MOVR3，#00H；表中50个数已查完AJMPDONE；从子程序返回TAB4：DB，；50个数据表,2023/3/18,38,4.3.5 查找最值,【例4-7】片内RAM中存放一批数据，查找出最大值并存放于首地址中。设R0中存放首地址，R2中存放字节数。程序如下：MOV R2，n；n为要比较的数据字节数 MOV A，R0；存首地址指针 MOV R1，A DEC R2 MOV A，R1,2023/3/18,39,LOOP：MOV R3，ADEC R1CLR CSUBB A，R1；两个数比较JNC LOOP1；C=0，A中数大，跳LOOP1MOV A，R1；C=1，则大数送ASJMP LOOP2LOOP1：MOV A，R3 LOOP2：DJNZ R2，LOOP；是否比较结束？MOV R0，A；存最大数RET,2023/3/18,40,【例】将内部RAM的30H至3FH单元初始化为00H。,MOV 30H,#00H;,MOV 31H,#00H;,MOV 3EH,#00H;,MOV 3FH,#00H;,2023/3/18,41,4.3.6 循环程序,1循环程序的结构：主要由以下四部分组成。（1）循环初始化完成循环前的准备工作。例如，设置循环控制计数初值、起始地址、变量初值等。（2）循环体完成实际的处理工作，反复执行循环体。（3）循环控制在重复执行循环体的过程中，不断修改循环控制变量，直到符合结束条件，就结束循环体的执行。循环结束的控制方法有计数控制法和条件控制法。（4）循环结束对循环程序执行的结果进行分析、处理和存放。,2023/3/18,42,（1）计数控制法 依据计数器的值来决定循环次数，一般为减1计数器，计数器减到“0”时，结束循环。计数器初值在初始化设定。MCS-51指令系统提供了功能极强的循环控制指令：DJNZ Rn，rel；以工作寄存器作控制计数器 DJNZ direct，rel；以直接寻址单元作控制计数器,2023/3/18,43,【例】将内部RAM的30H至3FH单元初始化为00H。,MAIN:MOV R0,#30H;R0用作地址指针，置地址初值 MOV R7,#16;计数值，16个单元 MOV A,#00H;LOOP:MOV R0,A;循环处理 INC R0;指向下一个单元 DJNZ R7,LOOP;循环 SJMP$;等待,2023/3/18,44,例：对RAM中22H开始的10个单元的数据求和，并将求和的结果放在21H单元中。,CLR A MOV R7,10；计数初值 MOV R0,22H；R0作为数据单元指针 LOOP:ADD A,R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP MOV 21H,A,2023/3/18,45,（2）条件控制法 计数控制法只有在循环次数已知的情况下才适用。循环次数未知，不能用循环次数来控制，往往需要根据某种条件来判断是否应该结束循环。条件控制法：设置一个条件，判断是否满足该条件。如满足，则循环结束；如不满足该条件，则循环继续。,2023/3/18,46,【例】将内部RAM起始地址为60H的数据串传送到外部RAM中起始地址为1000H的存储区域，直到发现$字符停止传送。,MAIN:MOV R0,#60H;置初值 MOV DPTR,#1000HLOOP0:MOV A,R0;取数据 CJNE A,#24H,LOOP1;循环结束？SJMP DONE;是LOOP1:MOVX DPTR,A;把A的内容传到片外 INC R0;片内：指向下一个单元 INC DPTR;片外：指向下一个单元 SJMP LOOP0;继续循环 DONE:SJMP DONE;等待,2023/3/18,47,【例4-13】一串字符，依次存放在内部RAM从30H单元开始的单元中，字符串以0AH为结束标志，测试字符串的长度。采用逐个字符依次与“0AH”比较（设置的条件）的方法。设置一个累计字符串长度的计数器和一个指向字符串的指针。如果字符与“0AH”不等，则长度计数器和字符串指针都加1；如果比较相等，则表示该字符为“0AH”，字符串结束，计数器值就是字符串的长度。程序如下：,2023/3/18,48,MOVR4，#0FFH；长度计数器初值送R4MOV R1，#2FH；字符串指针初值送R1NEXT：INC R4INC R1CJNE R1，#0AH，NEXT；比较，不等则进行下一；字符比较END 上面两例都是在一个循环程序中不再包含其他循环程序，则称该循环程序为单重循环。如果一个循环程序中包含了其他循环程序，则称为多重循环。常见的多重循环是由DJNZ指令构成的软件延时程序，是常用程序之一。,2023/3/18,49,【例4-14】50ms的延时程序。在使用12MHz晶振时，一个机器周期为1s，执行一条DJNZ指令的时间为2s。可用多重循环的方法的延时50ms程序：DEL：MOV R7，#200；本指令执行时间1sDEL1：MOV R6，#125；本指令执行时间1sDEL2：DJNZ R6，DEL2；指令执行1次为2s，共;1252 s=250s DJNZ R7，DEL1；指令执行时间2s，本循环体执行125次 RET；指令执行时间2s,2023/3/18,50,以上延时程序不是太精确，把所有指令的执行时间计算在内，其延时时间为1+（1+250+2）200+2s=50.603ms，如要求比较精确的延时，应对上述程序进行修改，才能达到较为精确的延时时间。但要注意，用软件实现延时程序，不允许有中断，否则将严重影响定时的准确性。对于延时更长的时间，可采用多重的循环，如1s延时，可用三重循环。,2023/3/18,51,4.4 子程序及其调用,完成通用功能、反复使用的程序设计成子程序。这样会使程序结构清晰紧凑，便于阅读和调试。,执行要由其它程序来调用，执行完后要返回到调用程序。,子程序调用：ACALL、LCALL；子程序返回：RET。,2023/3/18,52,1子程序的设计原则和应注意的问题编写子程序应注意以下问题：（1）子程序的入口地址，前必须有标号。（2）主程序调用子程序，是通过调用指令来实现。有两条子程序调用指令：绝对调用指令ACALL addr11。双字节，addr11指出了调用的目的地址，PC中16位地址中的高5位不变，被调用的子程序的首地址与绝对调用指令的下一条指令的高5位地址相同，即只能在同一个2KB区内。长调用指令LCALL addr16。三字节，addr16为直接调用的目的地址，子程序可放在64KB程序存储器区任意位置。,2023/3/18,53,（3）子程序结构中必须用到堆栈，用来进行断点和现场的保护。（4）子程序返回主程序时，最后一条指令必须是RET指令，功能是把堆栈中的断点地址弹出送给PC，从而实现子程序返回后从主程序断点处继续执行主程序。（5）子程序可以嵌套，即主程序可以调用子程序，子程序又可以调用另外的子程序。,2023/3/18,54,在子程序中实现,SUB1:PUSH PSW;保护现场（含当前工作寄存器组号）PUSH ACC;PUSH B;MOV PSW,#10H;切换当前工作寄存器组 POP B;恢复现场 POP ACC;POP PSW;内含当前工作寄存器组切换 RET,现场保护与恢复,Thank You!,