MCS-51单片机的程序设计.ppt

第五章 MCS-51单片机的程序设计,（6学时）,5.1 程序设计基本方法5.1.1 单片机程序设计语言5.1.2 程序设计步骤5.1.3 程序流程图5.2 汇编语言程序设计的基本概念5.2.1 MCS-51伪指令5.2.2 汇编语言程序的格式5.2.3 汇编语言程序的汇编5.3 单片机汇编语言与C51语言的程序设计,5.1.1单片机程序设计语言,设计语言基本分类：机器语言汇编语言高级语言,MCS-51系列单片机的汇编语言和C51程序设计。,5.1.2 程序设计步骤,（1）分析题意，明确要求；（2）建立思路，确定算法；（3）编制框图，绘出流程；（4）分配内存工作区及相关端口地址。（5）编写源程序及相关注释，上机调试；（6）固化程序。,5.1.3 程序流程图,画流程图是指用各种图形、符号、指向线等来说明程序设计的过程。椭圆框：起止框，在程序的开始和结束时使用。矩形框：处理框，表示要进行的各种操作。菱形框：判断框，表示条件判断，以决定程序的 流向。根据条件在两个可供选择的程序 处理流程中做出判断，选择其中的一条 程序处理流程。指向线：流程线，表示程序执行的流向。圆 圈：连接符，表示不同页之间的流程连接。与程序流程图的其它部分相连结的入口 或出口。,5.2.1 MCS-51伪指令,伪指令是不能执行的指令，在汇编时起控制作用。,（1）汇编起始命令格式：ORG 16位地址（2）汇编结束命令格式：ENDEND是汇编语言源程序的结束标志。,例p107：ORG 1000HSTART:MOVR0，2FH MOVR2，#00H MOVA，R0 MOVR3，A INCR3 SJMPNEXT LOOP：INCR0 CJNER0，#44H，NEXT INCR2 NEXT：DJNZR3，LOOP MOV2AH，R2 SJMP$END,X,（3）等值命令格式：字符名称 EQU 数或汇编符号,如：TEMPEQUR4 XEQU16H DAEQU1456H下面语句可以使用这些符号MOVA,TEMP;MOVA,R4MOVA,X;MOVA,16HLCALLDA;LCALL 1456H,5.2.1 MCS-51伪指令,(4)数据地址赋值命令 格式：字符名称 DATA 表达式(5)定义字节指令 格式：标号：DB 8位二进制数表,如：ORG0200H L1:DB 45H,67H,50,80H,111B,”B”,(6)定义字命令 格式：标号：DW 16位二进制数表,如：ORG0300H L1:DW 1067H,6068H,110;先高八位，后低八位存放,(7)定义空间命令 格式：标号：DS 表达式(8)位地址符号命令 格式：字符名称 BIT 位地址MARKEQU20HMARK1BIT MARK.0MARK2BITMARK.7SETBMARK1CLRMARK2CPLMARK1ANLC,MARK2,5.2.2 汇编语言程序的格式,汇编语言程序的每一句程序一般由四部分组成，即标号、操作码、操作数和注释。,格式：标号：操作码 操作数;注释,标号判断：,课堂知识巩固：,B3，4A，DA，DELY，ADD，LOOP，A+B，ad，END,5.2.3 汇编语言程序的汇编,人工汇编机器汇编,5.3.1 16位加减法程序,例5-1：已知两个16位二进制数分别存放在R1R0和R3R2中，试求其和，并将结果存入R1R0中。,加 数:R1 R0 被加数:R3 R2 结 果:R1 R0,分析：,汇编语言程序：ORG0000HCLRCMOV A,R2ADDA,R0MOV R0,AMOV A,R3 ADDCA,R1MOV R1,ASJMP$END,C51语言程序：void main(void)int bdata x,y;x=x+y;,5.3.2 顺序程序,特点：按指令的排列顺序一条条地执行，直到全部指令执行完毕为止。,其中F、X、Y、Z均为位变量，依次存在以30H为首址的位寻址区中。FBIT 30HXBIT31HYBIT32HZBIT 33HORG0000HSJMPMAINORG0040HMAIN：MOV C，Y;YCORLC，Z;Y+ZCANLC，X;X（Y+Z）CMOVF，C;CFSJMP$END,例5-2：编写逻辑运算程序，功能为 F=X（Y+Z）。,分析：,void main(void)bit bdata F,X,Y,Z;F=X,5.3.2 顺序程序,ORG0000HSJMPMAINORG0040HMAIN：MOV C，P2.0;P2.0CORLC，P1.0;P2.0+P1.0CANLC，P1.1;（P2.0+P1.0）P1.1C MOVP2.0，C;CP2.0SJMP$END,例5-3：编写逻辑运算程序，功能为。,分析：,sbitP1_0=P10;/*定义P1.0、P1.1、P2.0*/sbitP1_1=P11;sbitP2_0=P20;void main(void)P2_0=P1_1,5.3.3 分支程序,根据不同条件转向不同的处理程序，这种结构的程序称为分支程序。,例5-5：假设内部RAM 40H与41H单元中有两个无符号数，现要求找出其中的较大者，并将其存入40H单元中，较小者存入41H单元。,ORG1000HMOVA,40HCLRCSUBBA,41HJNCEXITXCHA,41HMOV40H,AEXIT:SJMPEXITEND,5.3.3 分支程序,执行一条判断指令时，只能形成两路分支。,注意：,根据不同条件转向不同的处理程序，这种结构的程序称为分支程序。,void main(void)unsigned char data*x1,*x2;unsigned char data temp;x1=0 x40;x2=0 x41;if(*x1*x2)temp=*x2;*x2=*x1;*x1=temp;,例5-5：假设内部RAM 40H与41H单元中有两个无符号数，现要求找出其中的较大者，并将其存入40H单元中，较小者存入41H单元。,单分支程序,5.3.3 分支程序,例5-6：已知30H单元中有一变量X，要求编写一程序按下述要求给Y赋值，结果存入31H单元。,三分支程序,汇编语言程序,XEQU30HYEQU31HORG100HMOVA,XJZSAVE;X=0JNBACC.7,PPS;X0MOVA,#-1;X0SJMPSAVEPPS:INCASAVE:MOVY,AEND,void main(void)char data*x,*y;x=0 x30;y=0 x31;if(*x0)*y=*x+1;else if(*x=0)*y=0;else*y=-1;,例5-6：已知30H单元中有一变量X，要求编写一程序按下述要求给Y赋值，结果存入31H单元。,5.3.4 循环程序,循环程序一般由如下四部分组成：初始化部分：用来设置循环初值，包括预置变量、计数器和数据指针初值，为实现循环做准备。循环处理部分：要求重复执行的程序段，是程序的主体，称为循环体。循环体既可以是单个指令，也可以是复杂的程序段，通过它可完成对数据进行实际处理的任务。循环控制部分：控制循环次数，为进行下一次循环而修改计数器和指针的值，并检查该循环是否已执行了足够的次数。也就是说，该部分用条件转移采控制循环次数和判断循环是否结束。循环结束部分：分析和存放结果。,5.3.4 循环程序,初始化部分 循环处理部分 循环控制部分 循环结束部分,5.3.4 循环程序,根据题目要求，编写统计数据长度子程序ADUP，同时编写主程序，调用ADUP子程序。,例5-7：试编写统计数据区长度的程序。设数据区从内部RAM 30H单元开始，该数据区以0结束，统计结果送入2FH单元。,分析：,统计数据长度子程序如下：ORG 0400HADUP:MOV2FH,#0;对统计数据区长度数清零MOVR0,#30H;置数据区首址ALOP:MOVA,R0;取数据内容JZLP1;判断是否为结束标志0，若数据区结束，则跳转到LP1INC2FH;数据区未统计完毕，长度加一INCR0;修改数据区地址SJMPALOP LP1:RET;子程序返回,主程序如下：ORG0000HSJMPMAIN;单片机程序复位地址，程序无条件跳转到MAINORG0040HMAIN：;主程序入口地址LCALLADUP;调用子程序SJMP$;原地等待END,5.3.4 循环程序,void main(void)char idata*x;char data*y;x=0 x30;y=0 x2F;while(*x!=0)*y+=1;x+=1;,例5-7：试编写统计数据区长度的程序。设数据区从内部RAM 30H单元开始，该数据区以0结束，统计结果送入2FH单元。,5.3.4 循环程序,根据题目要求，编写延时程序首先必须要知道晶振的频率，然后计算机器周期。fosc=12MHz T机器=121/fosc=1sMCS-51单片机对每一条指令都给出了它的指令周期数。DY10ms:MOV R6,#20;置外循环次数DLP1:MOV R7,#250;置内循环次数DLP2:DJNZ R7,DLP2;2机周250=500机周 DJNZ R6,DLP1;500机周20=10000机周 RET 1+1+(2机周250)+220+21s/机周=10063s10ms,例5-8：编写延时10ms子程序，fosc=12MHz。,分析：,说明：MOV Rn指令为1个机器周期;DJNZ指令为2个机器周期;RET指令为2个机器周期;,循环程序设计,延时程序中延时时间的设定：,源程序：指令周期DELAY：MOV R6，#（X）H 1个T机器 DEL2：MOV R7，#（Y）H 1个T机器 DEL1：DJNZ R7，DEL1 2 个T机器 DJNZ R6，DEL2 2个T机器 RET 2个T机器,指令周期、机器周期T机器与时钟周期T时钟的关系：T机器=12T时钟=121/fosc=1s（假设晶振频率fosc为12MHz）,延时时间的简化计算结果：2 X Y,延时时间怎样计算？,若想延时50ms，只需修改计数初始值，即 2 125200s=50ms,循环程序设计,延时程序中延时时间的设定：,源程序：指令周期DELAY：MOV R3，#（X）H 2个T机器 DEL2：MOV R4，#（Y）H 2个T机器 DEL1：NOP 1个T机器 NOP 1个T机器 DJNZ R4，DEL1 2 个T机器 DJNZ R3，DEL2 2个T机器 RET,指令周期、机器周期T机器与时钟周期T时钟的关系：T机器=12T时钟=121/fosc=1s（假设晶振频率fosc为12MHz）,延时时间的简化计算结果：(1+1+2)X Y,若想延时100ms，只需修改计数初始值，即(1+1+2)125200s=100ms,5.3.4 循环程序,根据C51的数据类型规定，使用指针类型定义x,y，定位于片内RAM中。程序如下：void delay_10ms(void)unsigned char i,j;/*i,j定位于片内RAM中*/for(i=0;i 13;i+)/*i,j的循环次数由延时时间确定*/for(j=0;j250;j+);,例5-8：编写延时10ms子程序，fosc=12MHz。,分析：,5.3.4 循环程序,使用KEIL C的C51编译器和连接软件将delay（）延时子程序编译后，可得对应的反汇编程序如下，C:0 x0003 E4 CLR AC:0 x0004 FF MOV R7,AC:0 x0005 E4 CLR AC:0 x0006 FE MOV R6,AC:0 x0007 0E INC R6C:0 x0008 BE18FC CJNE R6,#0 xFA,C:0007C:0 x000B 0F INC R7C:0 x000C BF64F6 CJNE R7,#0 x0D,C:0005C:0 x000F 22 RET,例5-8：编写延时10ms子程序，fosc=12MHz。,R6 0 xFA(250)R7 0 x0D(13),5.3.5 查表程序,表格是事先存放在ROM中的，一般为一串有序的常数。（平方表、字型码）,表格可通过伪指令DB来确定。通过查表指令MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC来实现。当用DPTR作基址寄存器时，查表的步骤分三步：基址值（表格首地址）DPTR；变址值（表中要查的项与表格首地址之间的间隔字节数）A；执行MOVC A，A+DPTR。一般情况下用DPTR作基址寄存器。,5.3.5 查表程序,用DPTR作基址寄存器时，源程序如下：ORG0000H MOVDPTR，#TABLE;表首地址送DPTR MOVA，#05;被查数字5A MOVC A，A+DPTR;查表求平方 SJMP$TABLE：DB 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81 END,例5-9：用查表法计算平方。,5.3.5 查表程序,C51源程序如下：unsigned char code table10=0,1,4,9,16,25,36,49,64,81;void main(void)unsigned char i,j;/*i,j定位于片内RAM中*/i=5;j=tablei;,例5-9：用查表法计算平方。,5.3.5 查表程序,用DPTR作基址寄存器时，源程序如下：ORG0100H MOVDPTR，#TABLE;表首地址送DPTR MOVA，#03;被查数字3A MOVC A，A+DPTR;查表求段码 SJMP$TABLE：DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END,例5-9A：用查表法求数码管显示的段码,5.3.6 散转程序,散转程序是指通过修改某个参数后，程序可以有三个以上的流向，多用于键盘程序。常用的指令是JMP A+DPTR,该指令是把16位数据指针DPTR的内容与累加器A中的8位无符号数相加，形成地址，装入程序计数器PC，形成散转的目的地址。在C51语言程序设计中，常用switch/case语句处理多路分支的情况。,5.3.6 散转程序,C51源程序如下：假定工作寄存器R7在0区，则对应的内部RAM地址为07H。unsigned char data Opr_data _at_ 0 x07;/定义R7地址switch(Opr_data)case 0:/OPR1对应的程序段break;/转向对应的散转地址人口case 7:/OPR7对应的程序段break;default:break;,例5-10：根据R7的内容，转向各自对应的操作程序（R7=0,转入OPR0;；R7=n,转入OPRn。,5.3.7 子程序,(1)要给每个子程序起一个名字,也就是入口地址的代号。(2)要能正确地传递参数。即首先要有入口条件，说明进入子程序时，它所要处理的数据放在何处。另外，要有出口条件，即处理的结果存放在何处。(3)注意保护现场和恢复现场。,5.3.7 子程序,SQR：PUSHDPH;保护现场，将主程序中DPTR的高八位放入堆栈 PUSHDPL;保护现场，将主程序中DPTR的低八位放入堆栈 MOVDPTR,#TABLE;在子程序中重新使用DPTR,表首地址DPTR MOVC A,A+DPTR;查表 POP DPL;恢复现场，将主程序中DPTR的低八位从堆栈中弹出 POP DPH;恢复现场，将主程序中DPTR的高八位从堆栈中弹出 RETTABLE:DB 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81,例5-11：利用子程序的参数传递，计算平方和c=a2+b2（假设c255）。,;子程序：SQR;功能：通过查表求出平方值y=x2;入口参数：x存放在累加器A中;出口参数：求得的平方值y存放在A中;占用资源：累加器A，数据指针DPTR,5.3.7 子程序,ORG0000H;主程序MOVSP,#5FH;设置栈底MOVA,31H;取数a存放到累加器A中作为入口参数LCALLSQR;计算a2MOVR1,A;出口参数平方值存放在A中MOVA,32H;取数b存放到累加器A中作为出口参数LCALLSQR;计算b2ADDA,R1;求和MOV33H,A;存放结果SJMP$,例5-11：利用子程序的参数传递，计算平方和c=a2+b2（假设c255）。,5.3.7 子程序,C51源程序如下：unsigned char a,b,c;/*a,b,c被定义为unsigned char整型数据*/*其中对a,b分别赋初值*/unsigned char func(unsigned char val)return(val*val);/*计算val*val并返回结果*/void main(void)c=func(a)+func(b);,例5-11：利用子程序的参数传递，计算平方和c=a2+b2（假设c255）。,习题5.4,8、9、11、12、14、16,