1、 第四章第四章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 4-1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4-2 偽指令偽指令 4-3 典型應(yīng)用程序設(shè)計(jì)舉例典型應(yīng)用程序設(shè)計(jì)舉例 4-1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 返回返回一、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)步驟 用匯編語(yǔ)言編程時(shí)，編程者可以直接操作到機(jī)器內(nèi)部的寄存器及存儲(chǔ)單元，能把處理過(guò)程刻畫得非常具體。因而通過(guò)優(yōu)化能編制出高效率的程序，既可節(jié)省存儲(chǔ)空間又可提高程序執(zhí)行的速度。因此，在實(shí)時(shí)控制的場(chǎng)合下通常采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。微型機(jī)的監(jiān)控程序多采用匯編語(yǔ)言編寫。對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，通常都用匯編語(yǔ)言編寫程序。用匯編語(yǔ)言編制程序的過(guò)程，稱為匯編語(yǔ)言程

2、序設(shè)計(jì)。 通常，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的步驟如下：1、 建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型就是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)或?qū)⒖刂茖?duì)象的物理過(guò)程歸納、抽象為數(shù)學(xué)表達(dá)式。2、 選擇適當(dāng)?shù)乃惴?一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式，往往可用不同的算法實(shí)現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)結(jié)合所用的機(jī)器的指令系統(tǒng)，對(duì)不同的算法進(jìn)行分析比較，選擇一種最佳算法（即實(shí)現(xiàn)此算法的程序所占內(nèi)存少且執(zhí)行速度快，但是兩者往往是相互矛盾的，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇）。3、 程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把所采用的算法轉(zhuǎn)化為匯編語(yǔ)言程序的準(zhǔn)備階段。如果課題較小且算法簡(jiǎn)單，這一步驟可以省掉，直接編寫程序，如果是大型課題，由于情況復(fù)雜，所以需要進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它可以分模塊化程序設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)及自頂

3、向下設(shè)計(jì)等。4、 編制匯編語(yǔ)言程序的調(diào)試根據(jù)確定的算法及所選用的程序結(jié)構(gòu)就可以繪制流程圖（如算法簡(jiǎn)單，這一步驟可省略），根據(jù)流程圖并結(jié)合所選用的指令系統(tǒng)就可寫出相應(yīng)的匯編語(yǔ)言源程序。5、 匯編語(yǔ)言程序的調(diào)試 當(dāng)一個(gè)匯編語(yǔ)言程序編好后必須進(jìn)行調(diào)試，因?yàn)樗幹频某绦螂y免有錯(cuò)誤并且程序需要優(yōu)化。 整個(gè)匯編程序設(shè)計(jì)的流程見圖4-1：圖4-1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)流程圖 二、編制程序流程圖1、程序流程圖的作用 由于流程圖采用圖解表示法，因此它能直觀形象地表示各部分的邏輯關(guān)系及程序結(jié)構(gòu)，利用流程圖能方便地發(fā)現(xiàn)和分析程序算法存在的錯(cuò)誤。另外，它便于掌握和進(jìn)行交流。所以，它是程序設(shè)計(jì)的重要工具。2、程序流程圖的組

4、成程序流程圖是用幾何圖形（方框和圓框），流線及文字說(shuō)明來(lái)描述計(jì)算過(guò)程的框圖。它不但能形象地描述程序執(zhí)行的過(guò)程而且清楚地表達(dá)程序結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。流程中所采用的各種常用符號(hào)如下：1）端點(diǎn)框如圖4-2（1）所示，表示程序的開始或結(jié)束。2）流程線 如圖4-2（2）所示，表示程序執(zhí)行的流向。3）處理框如圖4-2（3）所示，表示一種處理功能或過(guò)程。4）判斷框如圖4-2（4）所示，用于批示一個(gè)判定點(diǎn)，從這點(diǎn)開如產(chǎn)生分支。5）連接框如圖4-2（5）所示，表示流程中止而并非流程結(jié)束。通常用于連接同一而的流程。以避免流程線的交叉；也可用于連接不同頁(yè)上的流程，注意連接處的連接框的標(biāo)識(shí)符要相同。6）子程序框如圖4-2

5、（6）所示，表示調(diào)用子程序。在該框內(nèi)填入相應(yīng)的子程序名稱或入口地址。 4-2 4-2 偽指令及匯編偽指令及匯編 返回返回一、偽指令 “偽指令”是用于告訴匯編程序（匯編程序是一種翻譯程序，將用匯編語(yǔ)言寫的程序翻譯成機(jī)器程序語(yǔ)言程序）如何進(jìn)行匯編的指令，它既不控制機(jī)器的操作也不能被匯編成機(jī)器代碼（匯編語(yǔ)言的指令和機(jī)器語(yǔ)言的指令有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系），只能被匯編程序所識(shí)別并指導(dǎo)如何進(jìn)行，故稱為“偽指令”。mcs-51系列單片機(jī)的常用偽指令如下：1、起始地址偽指令org(origin) 格式： 標(biāo)號(hào)： org 16位地址 功能：用于規(guī)定目標(biāo)程序段或數(shù)據(jù)塊的起始地址。2 2、匯編結(jié)束偽指令end 格式：標(biāo)號(hào)

6、： end 功能：end是匯編語(yǔ)言源程序的匯編結(jié)束標(biāo)志，在它后面所寫的指令均不處理。在一個(gè)程序中只能出見一條end語(yǔ)句，而且必須安排在源程序的末尾。 3 3、賦值偽指令equ 格式：字符名稱 equ 數(shù)或匯編符號(hào) 功能：將一個(gè)數(shù)或特定的匯編符號(hào)賦予規(guī)定的字符名稱。先定義后使用。 4、定義字節(jié)偽指令db 格式：標(biāo)號(hào)： db 8位（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)表 功能：定義程序存儲(chǔ)器從標(biāo)號(hào)開始的連續(xù)單元，用來(lái)存放常數(shù)、字符和表格。 5 5、定義字偽指令dw 格式：標(biāo)號(hào)： dw 16位（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)表 功能：同db，不同的是為16位數(shù)據(jù)。 由于一個(gè)字長(zhǎng)為16位，故要占據(jù)兩個(gè)存儲(chǔ)單。在mcs-51單片機(jī)系統(tǒng)中，16位

7、數(shù)據(jù)的高8位存入低地址單元，低8位存入高地址單元。 6、數(shù)據(jù)地址賦值偽指令data 格式：字符名稱 data 表達(dá)式 功能：將數(shù)據(jù)地址或代碼地址賦予規(guī)定的字符名稱 data偽指令的功能和equ偽指令，但data偽指令所定義的符號(hào)可先使用后定義，在程序它常用來(lái)定義數(shù)據(jù)地址。該語(yǔ)句一般放在程序的開頭或末尾。7、定義空間偽指令ds 格式：ds 表達(dá)式 功能：從指定的地址單元開始，保留由表達(dá)式指定的若干字節(jié)空間作為備用空間。 注意：對(duì)于mcs-51系列單片機(jī)，db、dw、ds偽指令只能用于程序存儲(chǔ)器而不能用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。8、位地址賦值偽指令bit 格式：字符名稱 bit 位地址 功能：把位地址賦予規(guī)定

8、的字符名稱，常用于位處理的程序中。 二、匯編程序的匯編過(guò)程 用匯編語(yǔ)言編寫的源程序必須通過(guò)匯編程序的匯編才能將源程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的目標(biāo)程序。 大多數(shù)微型機(jī)的匯編程序是兩次掃描匯編程序。在匯編程序中要借助于一些表格才能實(shí)現(xiàn)匯編。這些表格是設(shè)置在匯編程序中。在匯編時(shí)對(duì)它們進(jìn)行檢索和查詢。第一次掃描是檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤并確定符號(hào)名字，在掃描過(guò)程中建立該源程序使用的全部符號(hào)名字。在符號(hào)表中，每一個(gè)符號(hào)名字后面跟著一個(gè)對(duì)應(yīng)的值（或?yàn)榇鎯?chǔ)單元地址或?yàn)閿?shù)）。第二次掃描是在第一次掃描所得到符號(hào)名字表的基礎(chǔ)上將符號(hào)地址轉(zhuǎn)換在真地址（稱為代真）；種用操作碼表將助記符轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的目標(biāo)操作碼。 簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常常不配備

9、匯編程序，為了運(yùn)行匯編語(yǔ)言程序可進(jìn)行人工匯編。由程序員根據(jù)指令表一條一條地將匯編語(yǔ)言程序的語(yǔ)句翻譯成機(jī)器代碼指令，最后得到可運(yùn)行的目標(biāo)程序。在人工匯編時(shí)同樣采用兩次匯編方法：第一次匯編確定各條指令（第一字節(jié)）的地址并翻譯出各條指令的機(jī)器碼，對(duì)于程序中出現(xiàn)的各種標(biāo)號(hào)暫不處理，仍用原來(lái)的符號(hào)，而對(duì)其中有明確定義者，則用其定義值來(lái)代替；第二次匯編進(jìn)行標(biāo)號(hào)的“代真”，即求出標(biāo)號(hào)所代表的具體地址或者地址偏移量，經(jīng)過(guò)兩次匯編可將源程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的目標(biāo)程序。 4-3 4-3 典型應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)典型應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 返回返回 匯編語(yǔ)言是面向機(jī)器的語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與所用的機(jī)器、機(jī)器所采用的微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

10、都有密切的關(guān)系，單片機(jī)的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)也是如此，必須充分了解所使用機(jī)器的“硬件環(huán)境”，才能著手進(jìn)行匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。特別是編制i/0接口程序時(shí)還需了解接口電路、機(jī)器及外設(shè)的外特性例如：輸入、輸出信號(hào)、負(fù)載能力等。另外，對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題往往編制出不同的程序，那么如何判斷一程序的優(yōu)劣呢？通常從三個(gè)方面來(lái)衡量： 其一、該程序所占用的存儲(chǔ)空間，以少為好； 其二、程序運(yùn)行的時(shí)間，以短為好； 其三、程序的編制、調(diào)試及排錯(cuò)所需時(shí)間，以短為好。 除此以外，還要求程序清晰易讀以及易于移植等。 為了設(shè)計(jì)一個(gè)高質(zhì)量的程序，必須掌握程序設(shè)計(jì)的一般方法。在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中，普通采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法只有

11、一個(gè)入口和出口（見圖4-3），整個(gè)程序也只有一個(gè)入口和出口。結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是程序的結(jié)構(gòu)清晰，易于讀寫，易于驗(yàn)證，可靠性高，一面主要介紹結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中的三種基本的程序設(shè)計(jì)方法。一、簡(jiǎn)單程序的設(shè)計(jì) 例例4-14-1 已知兩個(gè)壓縮bcd碼分別放在內(nèi)部ram的31h30h和33h 32h等4個(gè)單元中，試編程求和，結(jié)果存入r4r3r2中。 分析：流程如右圖所示：程序如下：org 0000hljmp mainorg 0040h main：mova，30hadda，32hdaamovr2，amova，31haddca，33hda a movr3，aclramovacc.0，cmovr4，a here：

12、sjmphereend例例4-24-2 利用查表指令將內(nèi)部ram中20h單元的壓縮bcd碼拆開，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ascii碼，存入21h、22h中，高位存在22h。分析：控制流程圖（略），程序如下：start：mov dptr，#tablemova，20hanla，#0fhmovca，a+dptrmov21h，amova，20hanla，#0f0hswapamovca，a+dptrmov22h，asjmp table：db 30h，31h，32h，33h，34h db 35h，36h，37h，38h，39h 二 、分支程序設(shè)計(jì)分支程序設(shè)計(jì)1、單分支程序單分支結(jié)構(gòu)程序使用轉(zhuǎn)移指令實(shí)現(xiàn)，即根據(jù)條件對(duì)程

13、序的執(zhí)行進(jìn)行判斷，滿足條件是轉(zhuǎn)移執(zhí)行，否則按順序執(zhí)行。 在mcs-51指令系統(tǒng)中條件轉(zhuǎn)移指令有：（1）判a轉(zhuǎn)移指令jz、jnz；（2）判位轉(zhuǎn)移指令jb、jnb、jbc、jc、jnc；（3）比較轉(zhuǎn)移指令cjne；（4）減1不為0轉(zhuǎn)移指令djnz；例例4-34-3 假定在外部ram中有st1、st2和st3共3個(gè)連續(xù)單元，其中st1、st2單元中分別存放著兩個(gè)8位無(wú)符號(hào)數(shù)，要求找出其中的大數(shù)并存入st3單元。 分析：兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的大小比較可利用兩數(shù)相減是否有借位來(lái)判斷，流程圖和程序如下所示： start：clrclmov dptr，#st1lmovx a，dptrlmov r7，alinc dpt

14、rlmovx a，dptrlsubba，r7ljc big1lmovx a，dptrlsjmpbig2l big1： xch a，r7l big2： inc dptrlmovx dptr，alsjmp ll2、多分支程序（1）嵌套分支結(jié)構(gòu)例4-4 設(shè)變量x存放于30h單元，函數(shù)值y存放31h單元。試按照式： 1 x0y= 0 x=0 的要求給y賦值-1x0分析：x是有符號(hào)數(shù)，判斷符號(hào)位是0還是1可利用jb或jnb指令。判斷x是否等于0則直接可以使用累加器a的判0指令。流程、程序如下頁(yè)： start：mov a，30hjzoverjnbacc.7，lab1mova，#0ffhsjmp overl

15、ab1： mova，#1over： mov31h，a sjmp （2）多重分支結(jié)構(gòu) 利用mcs-51單片機(jī)的散轉(zhuǎn)指令jmp a+dptr，可方便地實(shí)現(xiàn)多重分支控制，因此，又稱為散轉(zhuǎn)程序。假定多路分支的最大序號(hào)為n，則分支的結(jié)構(gòu)如圖所示。 例例4-54-5 根據(jù)條件0、1、2 、n，分別轉(zhuǎn)向處理程序prg0、 prg1、prgn，條件k設(shè)在r2中。start：mov dprt，#table mov a，r2add a，r2 jnc next inc dphnext： jmpa+dptrtable：ajmp prg0 ajmp prgn prg0： prgn： 三、循環(huán)程序設(shè)計(jì) 1、循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)

16、 循環(huán)程序包括以下四個(gè)部分： 置循環(huán)初值 循環(huán)體 循環(huán)控制變量修改 循環(huán)終止控制 常用于循環(huán)控制的指令有： djnz、cjne、jc、jnc 等控制類指令。 2、單循環(huán) 終止循環(huán)控制采用計(jì)數(shù)的方法，即用一個(gè)寄存器作為循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器，每次循環(huán)后計(jì)數(shù)加1或減1，達(dá)到終止值后退出循環(huán)。 例例4-64-6 計(jì)算50個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)（單字節(jié)）之和。 要求：50個(gè)數(shù)存放在30h開頭的內(nèi)部ram中，和放在r6r7中。 分析：采用djnz循環(huán)體的流程框圖如下頁(yè)所示，在參考程序中，r0為數(shù)據(jù)地址指針，r2為減法循環(huán)計(jì)數(shù)器。 在使用djnz控制時(shí)，循環(huán)計(jì)數(shù)器初值不能為0，當(dāng)為0時(shí)，第一次進(jìn)入循環(huán)執(zhí)行到djnz時(shí)，減

17、1使r2變?yōu)閒fh，循環(huán)次數(shù)成了256，顯然不合題意。start： mov r6， #0 mov r7， #0 mov r2， #50 mov r0， #30h loop：mov a， r7add a， r0mov r7, a clr a addc a,r6 mov r6, a inc r0 djnz r2, loop sjmp $其流程圖如右圖所示。3、多重循環(huán) 如果在一個(gè)循環(huán)程序中嵌套了其他的循環(huán)程序，稱為多重循環(huán)程序。在用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)時(shí)顯得特別有用。例例4-74-7 設(shè)計(jì)1秒延時(shí)子程序，假設(shè)fosc=12mhz。 分析：軟件延時(shí)與指令的執(zhí)行時(shí)間關(guān)系密切，在使用12mhz晶振時(shí)，一個(gè)機(jī)器周

18、期的時(shí)間為1us,執(zhí)行一條djnz指令的時(shí)間為2us，我們可以采用三重循環(huán)的方法寫出延時(shí)1秒的子程序流程、程序如下所示： delay：movr7，#10；dl3：mov r6，#200；dl2：movr5，#250；dl1：djnzr5，dl1； djnzr6，dl2；djnzr7，dl3；ret 其程序流程圖如圖所示：4、按條件轉(zhuǎn)移控制的循環(huán)例例4-84-8 把內(nèi)部ram中從st1地址開始存放的數(shù)據(jù)傳送到以st2開始的存儲(chǔ)區(qū)中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度未知，但已知數(shù)據(jù)塊的最后一個(gè)字節(jié)內(nèi)容為00h，而其它字節(jié)均不為0。并設(shè)源地址與目的地址空間不重復(fù)。 分析：顯然，我們可以利用判斷每次傳送的內(nèi)容是否為 0 這

19、一條件來(lái)控制循環(huán)。也可用cjne來(lái)比較與0是否相等設(shè)計(jì)。利用判a轉(zhuǎn)移控制的循環(huán)流程圖如下圖所示其程序?yàn)椋簊tart：movr0，#st1 mov r1，#st2loop： mov a，r0 jz ent mov r1，a inc r0 inc r1 sjmp loopent： ret 四、查表程序設(shè)計(jì)用于查表的指令有兩條：movc a，apc；movc a，adptr；當(dāng)使用dptr作為基址寄存器時(shí)查表比較簡(jiǎn)單，查表的步驟分三步 1）基址（表格首地址）送dptr數(shù)據(jù)指針； 2）變址值（在表中的位置是第幾項(xiàng)）送累加器a； 3）執(zhí)行查表指令movc a，adptr，進(jìn)行讀數(shù)，查表結(jié)果送回累加器a。

20、 當(dāng)使用pc作為基址寄存器時(shí)，由于pc本身是一個(gè)程序計(jì)數(shù)器，與指令的存放地址有關(guān)，查表時(shí)其操作有所不同。查表的步驟也分三步： 1）變址值（在表中的位置是第幾項(xiàng)）送累加器a； 2）偏移量（查表指令的下一條指令的首地址到表 格首地址之間的字節(jié)數(shù)）+ a a；（修正） 3）執(zhí)行查表指令movc a，apc。 例例4-94-9 二位十六進(jìn)制數(shù)與ascii碼的轉(zhuǎn)換程序。設(shè)數(shù)值在r2中，結(jié)果低位存在r2中，高位存在r3中。 分析：對(duì)于2位16進(jìn)制數(shù)必須進(jìn)行2次查表，因此，取數(shù)后通過(guò)屏蔽的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高低位分開。1、利用dptr作基址的參考程序如下 hexasc： mov dptr，#table mov a，

21、r2 anl a，#0fh movc a，a+dptr；查表 xch r2, a anl a， #0f0h swap a movc a，a+dptr；查表 mov r3，a ret table： db 30h，31h，32h，33h，34h；ascii表 db 35h，36h，37h，38h，39h db 41h，42h，43h，44h，45h，46h2、利用pc作基址的參考程序如下：hexasc： mov a，r2 anl a，#0fh adda，#9 movc a，a+pc ；查表 xch r2, a anl a， #0f0h swap a adda，#2 movc a，a+pc ；查表 mov r3，a ret table： db “0”，“1”，“f” ；ascii表例4-10 利用查表指令，根據(jù)r2的分支序號(hào)找到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向入口地址送dptr，清acc后，執(zhí)行散轉(zhuǎn)指令jmp a+dptr，轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的分支處理，假定分支處理程序在rom 64kb的范圍內(nèi)分布。 程序如下：org 1000h start：mov dptr， #tab mova，r2adda，r2 jncst1incdphst1：movr3，a movc a，a+dptr；查表xcha，r3inca movc a，a+dptr movdpl，amovdp