1、第4章 汇编语言程序设计一、教学要求：掌握：单片机汇编语言程序的基本结构以及加、减、乘、除运算及数制转换程序设计。理解：查表、差值运算、译码等简单程序设计方法。二、教学内容：4.1 汇编语言程序设计概述4.2 单片机汇编语言程序的基本结构形式4.3 单片机汇编语言程序程序设计举例4.4 单片机汇编语言的伪指令4.5 单片机汇编语言源程序的编辑和汇编三、教学重点：单片机汇编语言程序的基本结构及程序设计方法。四、教学难点：加、减、乘、除运算及数制转换程序设计。五、建议学时：4 学时。六、教学内容：4-1 汇编程序约定汇编语言程序：用汇编语言编写的、完成特定功能的指令序列。汇编程序：能将汇编语言源程
2、序转换成机器语言目标程序的系统软件。汇编语言程序到机器语言程序的转换过程称为汇编。1、手工汇编：人工查指令表汇编。用于设计短小程序或调试程序的场合。2、机器汇编：用汇编程序进行汇编。源程序使用机器汇编要考虑汇编程序的约定：1）按指令格式和语法规则编写程序。常数的表示：十进制数：20十六进制数：87H，0F0H二进制数：01011001B字符： H字符串： “Hello”2）使用伪指令提供汇编信息。汇编的主要任务：1）确定程序中每条汇编语言指令的指令机器码。2）确定每条指令在存储器中的存放地址。3）提供错误信息。4）提供目标执行文件（*.OBJ/*.HEX)和列表文件（*.LST ） 。一、汇编
3、语言指令类型：1. 机器指令：指令系统中的全部指令，每条指令有对应的机器代码。2. 伪指令：汇编控制指令，仅提供汇编信息，没有指令代码。3. 宏指令：宏汇编功能：将需要多次反复执行的程序段定义成一个宏指令名（宏定义） ，编程时，可在程序中使用宏指令名来替代一段程序（宏调用） 。宏定义过程：宏指令名 MACRO 形式参数 ；定义程序段ENDM宏调用过程：宏指令名 实际参数宏指令名 实际参数二、汇编控制指令(伪指令)：常用伪指令及其功能：1.ORG起始地址指令：指明程序和数据块起始地址。指令地址 机器码 源程序ORG 2000H2000H 78 30 MAIN：MOV R0，#30H2002H E
4、6 MOV A，R0 ORG 3000H3000H 23 DB 23H，100， A 3001H 643002H 412.DB定义字节型常数指令。例： DB 12H，100， A3. DW 定义字型常数指令。例： DW 1234H，5678H4. EQU 等值。为标号或标识符赋值。X1 EQU 2000HX2 EQU 0FHMAIN：MOV DPTR，#X1ADD A，#X25. END 结束汇编指令。例： START： END START4-2 汇编语言程序设计步骤一、确定方案和计算方法；二、了解应用系统的硬件配置、性能指标；三、建立系统数学模型，确定控制算法和操作步骤；四、画程序流程图；表
5、示程序结构和程序功能。五、编制源程序。1.合理分配存储器单元和了解 I/O 接口地址。2.按功能设计程序，明确各程序之间的相互关系。3.用注释行说明程序，便于阅读、修改和调试。常用程序结构：顺序程序、分支程序、循环程序、子程序。4-3 顺序程序顺序程序又称简单程序，程序走向只有一条路径。例：双字节变补程序(设数据在 R4R5 中)：MOV A，R5 ；取低字节CPL AADD A，#01H ；低字节变补MOV R5，AMOV A， R4 ；取高字节CPL A开 始结 束YN条 件 满 足 ？处 理处 理 处 理处 理ADDC A，#00H ；高字节变补MOV R4，AP84： 例题（ 顺序）例
6、 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、54H 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。程序：MOV R0，#52HMOV R1，#55HMOV A， R0ADD A，R1MOV R0 ，ADEC R0DEC R1MOV A，R0ADDC A，R1MOV R0，ADEC R0DEC R1MOV A，R0ADDC A，R1MOV R0，ACLR AADDC A，# 00HMOV R0，# 00HMOV R0，A例：压缩式BCD码分解成为单
7、字节BCD码。MOV R0，#40H ；设指针MOV A，R0 ；取一个字节52H51H50H 5H54H53H52H51H50H0HCYMOV R2，A ；暂存ANL A，#0FH ；高半字节清 0INC R0MOV R0，A ；保存数据个位MOV A，R2SWAP A ；十位换到低半字节ANL A，#0FHINC R0MOV R0，A ；保存数据十位4-4 分支程序由条件转移指令构成程序判断框部分，形成程序分支结构。4-4-1 单重分支程序一个判断决策框，程序有两条出路。两种分支结构：如右图。例： 求 R2 中补码绝对值，正数不变，负数变补。MOV A，R2JNB ACC.7，NEXT ；
8、为正数？为 0 跳CPL A ；负数变补INC AMOV R2，ANEXT： SJMP NEXT ；结束P85：例题（单分支）例 4.2假定在外部 RAM 中有 ST1、ST2 和 ST3 共 3 个连续单元，其中 ST1 和ST2 单元中分别存放着两个 8 位无符号二进制数，要求找出其中的大数并存入ST3 单元中。START：CLR CMOV DPTR，#ST1MOVX A，DPTRMOV R2，A片 内 RAM 42H 0 十 41H 0 个 40H YN条 件 满 足 ？影 响 条 件处 理 段YN条 件 满 足 ？影 响 条 件处 理 1处 理 2INC DPTRMOVX A，DPTR
9、SUBB A，R2JNC BIG1XCH A，R2BIG0： INC DPTRMOVX DPTR，ARETBIG1： MOVX A，DPTRSJMP BIG0例：行李计价：当 G5，M=G3；当 G5，M=G3+(G-5)(5-3) 。FRT：MOV A，40H ；取行李重量计价单位 GMOV R3，AMOV B，# 03H ；M=G3MUL ABMOV R2，A ；暂存 3GMOV A，R3 ；取回 GCJNE A，# 05H，L1 ；G5 ? G 5 跳 L1SJMP WETCL1： JC WETC ；是，转至 WETC（C=1 即 G5 跳）SUBB A，#05H ；否则 M=3G+2(
10、G-5)RLC AADD A，R2SJMP L2WETC：MOV A ，R2L2： MOV 41H，A ；存结果 MRET4-4-2 多重分支程序一、多次使用条件转移指令，形成两个以上判断框。例：求符号函数 Y=SGN(X)+1 （当 X0）SGN(X)= 0 （当 X=0）-1 （当 X0）SYMB： MOV A，40H ；取 X内 部 RAM41H40H重 量 （ 变 量 ）价 格 （ 结 果 ）JZ STOR ；X=0 跳， Y=XJB ACC.7，MINUS ；X0（ A.7=1 跳）MOV A，# 01H ；X0， Y=+1SJMP STORMINUS：MOV A，#0FFH ；X0
11、， Y= -1STOR： MOV 41H，A ；保存 YRETP86： 例题（ 多分支）例4.3某温度控制系统，采集的温度值（Ta）放在累加器 A中。此外，在内部RAM54H单元存放控制温度下限值（T54 ），在55H单元存放控制温度上限值（T55）。若Ta T55，程序转向JW（降温处理程序）；若Ta T54，则程序转向SW （升温处理程序）；若T55TaT54，则程序转向FH（返回主程序）。：去FH思路： Ta=T55？ ： TaT55 ：去JWTaT55：Ta=T54？ ：去FH： TaT54：去SWTaT54：去FH算法： （1） TaT55：去JW（2） TaT54：去SW（3） T
12、55Ta T54：去FH开 始结 束Y NX 0 ？取 X Y +1X 0？Y -1Y 0保 存 Y NY 内 部 RAM41H40HX（ 变 量 ）Y（ 函 数 ）程序：CJNE A，55H，LOOP1AJMP FHLOOP1：JNC JWCJNE A，54H，LOOP2AJMP FHLOOP2：JC SWFH： RET二、按分支号转移。如：当分支号=0，程序转移到ADDR0处；当分支号=1，程序转移到ADDR1处； 。1、利用查地址表法：（ P87）例4.4有BR0、BR1 、BR2和BR3共4个分支程序段，各分支程序段的功能依次是从内部RAM256B范围取数、从外部 RAM低256B 范
13、围取数、从外部RAM4KB范围取数和从外部RAM64KB范围取数。并假定R0中存放取数地址低8 位地址，R1中存放高8位地址，R3中存放分支序号值。假定以BRTAB作差值表首地址，BR0_BRTAB BR3_BRTAB为差值。分析：差值表=分支入口地址该表首址程序： MOV A，R3MOV DPTR，#BRTABMOVC A，A+DPTRJMP A+DPTRBRTAB：DB BR0_BRTABDB BR1_BRTABDB BR2_BRTABDB BR3_BRTABBR0： MOV A，R0SJMP BREBR1： MOVX A，R0SJMP BREBR2： MOV A，R1A ？转向 0分支A
14、=0A=1A=n-1A=n转向 1分支 转向n-1分支 转向 n分支30H首 址 40H60H20H10H301H302H303H DPTRANL A，#0FHANL P2，#0F0HORL P2，AMOVX A，R0BR3： MOV DPL，R0MOV DPH，R1MOVX A，DPTRBRE： SJMP 2、使用转移指令表法。用分支转移指令 AJMP P88： 例题（ 查转移指令表 ）4.5假定键盘上有 3 个操作键，功能说明如下表： MOV DPTR， #3000HCLR CRLC AJMP A+DPTRAJMP DSAJMP XSAJMP CR 3、利用堆栈操作法： （P88）设分支号
15、已存入 A。MTJS：MOV DPTR， #TAB ；取分支入口地址表首地址CLR C ；分支号2RLC AMOV R2，AMOVC A，A+DPTR ；取分支地址低位PUSH A ；入栈保存MOV A，R2INC AMOVC A，A+DPTR ；取分支地址高位PUSH A ；入栈保存RET ；分支地址PC，转移键 功 能读 数 据插 入写 数 据 键 值010203处 理 程 序DSXSCRTAB：DW ADDR0 ；分支程序入口地址表 DW ADDR1ADDR0： ；程序段 0 4-5 循环程序包含多次重复执行的程序段，循环结构使程序紧凑4-5-1 循环程序的构成各个环节任务：一、初始化部
16、分：循环准备工作。如：清结果单元、设指针、设循环控制变量初值等。二、循环体：循环工作部分：需多次重复处理的工作。循环控制部分：1.修改指针和循环控制变量。2.检测循环条件：满足循环条件，继续循环，否则退出循环。三、结束部分：处理和保存循环结果。允许 0 次循环的循环结构：在循环工作之前检测循环条件。4-5-2 单重循环简单循环结构：循环体中不套循环。例：求 n 个单字节数据的累加，设数据串已在 43H 起始单元，数据串长度在42H 单元，累加和不超过 2 个字节。SUM： MOV R0，#42H ；设指针MOV A，R0MOV R2，A ；循环计数器nCLR A ；结果单元清 0高 位 地 址
17、低 位 地 址304H305HROM 内 部 RAMA 31H32HYN循 环 控 制 ？循 环 工 作循 环 结 束循 环 初 始 化片 内 RAM Xn 43H X1 42H n 41H SUMH 40H SUML MOV R3，AADD1：INC R0 ；修改指针ADD A，R0 ；累加JNC NEXT ；处理进位（C=0 跳）INC R3 ；有进位，高字节加 1NEXT：DJNZ R2，ADD1 ；循环控制：数据是否加完？MOV 40H，A ；循环结束，保存结果MOV 41H，R3RET循环控制方法：计数控制、特征标志控制。一、计数控制：（参看 P89例 4.6）设循环计数器，控制循环
18、次数。正计数和倒计数两种方式。例：为一串 7 位 ASCII 码数据的 D7 位加上奇校验，设数据存放在片外 RAM的2101H 起始单元，数据长度在 2100H 单元。MOV DPTR，#2100HMOVX A，DPTRMOV R2，ANEXT：INC DPTRMOVX A，DPTRORL A，#80HJNB P，PASS ；P=0：1 的个数为偶数，跳MOVX DPTR，APASS： DJNZ R2，NEXTDONE：SJMP DONE二、特征控制：设定循环结束标志实现循环控制。 （参看 P89例 4.7）例：找正数表最小值。正数表存在片外 RAM 中以 LIST 为起始单元，用-1 作为
19、结束标志。START：MOV DPTR，# LIST ；数表首地址MOV B，#127 ；预置最小值NEXT：MOVX A，DPTR ；取数INC DPTR ；修改指针CJNE A，#-1，NEXT1 ；是否为数表结尾？（A -1 跳）SJMP DONE ；循环结束片 外 RAM 2102H 01101000 2101H 00101101 2100H n LIST片 外 RAM.-1NEXT1：CJNE A，B，NEXT2 ；比较（A B 跳）NEXT2：JNC NEXT ；C=0 跳MOV B，A ；保存较小值SJMP NEXTDONE：SJMP DONE习题：统计一班考试为 100 分和不
20、及格人数，成绩单在 41H 起始单元。4-5-3 多重循环循环体中套循环结构。以双重循环使用较多。例：将内存一串单字节无符号数升序排序。（参看P102例4.14）步骤：每次取相邻单元的两个数比较，决定是否需要交换数据位置。第一次循环，比较N-1次，取到数据表中最大值。第二次循环，比较N-2次，取到次大值。第N-1次循环：比较一次，排序结束。SORT：MOV A，#N-1 ；N个数据排序MOV R4，A ；外循环次数LOOP1：MOV A，R4MOV R3，A ；内循环次数MOV R0，#TAB ；设数据指针LOOP2：MOV A，R0 ；取二数MOV B，AINC R0MOV A，R0片 内
21、RAM MAX 5 2 4 1 TAB 3 开 始循 环 结 束 YN内 循 环 控 制 ？外 循 环 初 始 化外 循 环 工 作 ？NY内 循 环 初 始 化循 环 工 作开 始循 环 结 束YNA B？外 循 环 次 数 R4NYB （ R0） A（ +1）内 循 环 次 数 R3 表 首 TAB0（ R0） （ R0+1）R0 R0+1R3 R3-1=0？YR4 R4-1=0？ NCJNE A，B ，L1 ；比较（AB跳）L1：JNC UNEX ；AB，不交换DEC R0 ；否则交换数据XCH A，R0INC R0MOV R0 ， AUNEX：DJNZ R3，LOOP2 ；内循环结束？
22、DJNZ R4，LOOP1 ；外循环结束？RET软件延时程序：用循环程序将指令重复多次执行，实现软件延时。1、单循环定时程序： （参看 P98）MOV R5，#TIMELOOP：NOPNOPDJNE R5，LOOP设：f OSC=6MHz，则 T=12/ 6MHz=2 s t=（1+4 TIME）T=2+8TIME （s ）2、多重循环定时：用循环程序将指令重复多次执行，实现较长时间的延时。试计算延时程序的执行时间。 （参看 P99）源程序 指令周期(M) 指令执行次数DELAY：MOV R6，#64H （=100） 1 1I1： MOV R7，#0FFH （=255 ） 1 100I2： D
23、JNZ R7，I2 2 100255DJNZ R6，I1 2 100RET 2 1延时时间计算：（设时钟 fOSC=12MHz） M =1 st=(11+1100+2100255+2100+21)M= 51.303 ms习题：DELAY：MOV R6，#100D1：MOV R7，#10D2：NOPDJNZ R7，D2DJNZ R6，D1RET计算延时程序的执行时间（设时钟 fOSC=6MHz，M=2s） 。t=6.606 ms4-6 子程序子程序：能完成某项特定功能的独立程序段，可被反复调用。4-6-1 子程序设计一、子程序入口用标号作为子程序名。二、调用子程序之前设置好堆栈。三、用返回指令
24、RET 结束子程序，并保证堆栈栈顶为调用程序的返回地址。四、子程序嵌套须考虑堆栈容量。五、提供足够的调用信息:如：子程序名、子程序功能、入口参数和出口参数、子程序占用的硬件资源、子程序中调用的其他子程序名。4-6-2 子程序的类型按子程序与主程序之间传递参数的方式分类。入口参数：调用子程序之前，需要传给子程序的参数。出口参数：子程序送回调用程序的结果参数。设计子程序应满足通用性的要求，不针对具体数据编程。如：1. 子程序功能为求单字节数的立方：AA 3，入口参数和出口参数为 A。2. 子程序功能为求单字节数的 n 次方：(41H)(42H) (40H) A，入口参数为(40H) 和 A，出口参
25、数为(42H)(41H)。 选用不同的参数传递方式：1.寄存器传送参数；2.存储器传送参数；3.堆栈传送参数。例：将R4R5R6中三个字节数据对半分解，变成6个字节，存入显示缓冲区(DISMEM0DISMEM5)。1）子程序UFOR1的功能：将A累加器中单字节数据，对半分解成两个字节，存入主 程 序 CAL S CAL S 子 程 序 S RET R0所指向的相邻两个单元。UFOR1：MOV R0，#00HXCHD A，R0 ；保存低半字节INC R0 ；修改指针MOV R0，#00HSWAP AXCHD A，R0 ；保存高半字节RET2）调用子程序UFOR1之前，将待分解的内容送A，存放地址
26、送R0 。例： 比较两个数据串是否完全相等，若完全相等，A=0；否则，A=FFH。PMT：MOV R2，A ；设数串长度CHC：MOV A，R0 ；各取数串中的一个数MOV 42H，R1CJNE A，42H，NOM ；是否相等？不相等转移INC R0 ；相等，修改指针INC R1DJNZ R2，CHC ；全部比较完？MOV A，#00H ；完全相等SJMP PENDNOM：MOV A，#0FFH ；不完全相等PEND：RET例：查表求出数据的ASCII码，再以字符形式输出。1）子程序HEXASC功能：取出堆栈中数据，查表将低半字节转换成ASCII码送累加器A。2）分别将待转换数据入栈，然后调用
27、子程序HEXASC。（参看P96）RAM显 示 缓 冲 区 地 址 数 据 DISMEM 5 0 R6H DISE 4 0 R6L DISMEM 3 0 R5H DISE 2 0 R5L DISMEM 1 0 R4H DISE 0 0 R4L RAM R0+1 0 AH R0 0 AL MOV SP，#30HPUSH 40H ；入口参数入栈LCALL HEXASCPOP AHEXASC：DEC SP ；跳过返回地址DEC SPPOP A ；取入口参数 ；查表求ASCII码PUSH A ；保存出口参数INC SP ；指向返回地址INC SPRETDB 0，1， ；ASCII码表4-7 算术运算程
28、序4-7-1 多字节加减运算程序1. 多字节加法子程序，Z=X+Y 。 （参看 P90）ADDS：CLR CMOV R2，#23H LOOP：MOV A，R0ADDC A，R1 ；加一字节MOV R0，A ；存和一字节INC R0 ；修改指针INC R1DJNZ R2，LOOP ；全部字节加完？RET习题 1：编写十进制多字节加法子程序，Z=X+Y 。习题 2：编写多字节减法子程序，Z=X-Y。思考题：修改程序使运算结果保存到其他存储单元。4-7-2 多字节无符号数乘除运算RAM 41H 23 40H 01 3H 32H 31H 30H YH R1 YL XH R0 XL 相加计算多字节乘法程
29、序。步骤：1.部分积清零。2.检测乘数各位，为1则部分积对位加被乘数，否则加0 。3.对位方法：被乘数左移或部分积右移。（参看P92 ）例：双字节相乘 R2R3R6R7R4R5R6R7 解：部分积清零，右移检测乘数，决定部分积是否加被乘数，部分积右移对位。相减计算多字节除法程序。步骤：1.对齐高位被除数试减除数。2.若够减商上 1，不够减商上 0 且恢复余数。3.余数左移或除数右移对位。4.循环重复前 3 步，直至取够相应位数的商。“四舍五入”：得到余数后，判断余数乘 2 后是否大于除数，若大于除数则商再加“1”；否则不加。（参看 P94）例：R2R3R4R5R6R7R4R5 (余数R2R3)
30、解：1.判断 R2R3 R6R7？使商不大于 16 位。2.被除数左移 1 位，试减除数。3.若够减，商加 1 并保留余数。4-7-3 代码转换程序(一) 十六进制数转换为ASCII码；(二) ASCII码转换为十六进制数。09的ASCII码：3039H；AF的ASCII码：4146H。十六进制数转换为ASCII码：HASC：CJNE A，#0AH，NN： JNC N1（C=0跳N1）ADD A，#30HSJMP SEN1： ADD A，#37HSE： RETASCII码转换为十六进制数：AHEX： CLR CSUBB A，#30HCJNE A，#0AH，NN： JC N1SJMP AEN1：
31、 SUBB A，#11HCJNE A，#06H，N2N2： JNC ERRADD A，#0AHSJMP AEERR： MOV A，#0FFHAE： RETP96： 例题（ 数制转换）例4.11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。设（hex）=7BHMOV SP，#3FHMAIN：PUSH hexACALL HASCPOP asc MOV A，hexSWAP APUSH ACCACALL HASCPOP asc+1 子程序 （HASC）：HASC：DEC SPDEC SPPOP ACCANL A，#0FHADD A，#7
32、（A=12H）MOVC A，A+PCPUSH ACCINC SPINC SPRETASCTAB:DB “0,1,2,3,4,5,6,7”DB “8,9,A,B,C,D,E,F”(三) BCD码与二进制数之间的转换有乘法和除法两种转换方式。 1BCD 码转换为二进制数：D = dn-110n-1+dn-210n-2+d1101+d0100 =( dn-110+dn-2 )10 +dn-3 )10 + d1) 10+ d0“整数十翻二”：从最高位开始，按二进制运算法则循环。“乘十加次低位”：B=B10+bi。2二进制数转换为 BCD 码：B = bn-12n-1 + bn-22n-2 + + b1
33、21 + b020=( bn-12 + bn-2 )2 + bn-3)2 + b1)+ b0“整数二翻十”：从最高位开始，按十进制运算法则循环。“乘二加次低位”：D=D2+di 。除法转换式：bn-12n-1 + bn-22n-2+ +b0 = dm-110m-1 + dm-210m-2+ +d0两边同时除基数，两边的整数或小数应该分别相等。R4010R3 R4+ (R0)R3 R4R30除基数，取出 1 位余数，得到的商继续除基数取余数。循环“除基取余 ”操作，得到转换进制的各位系数。编程习题要求：1.为程序标明必要注释。2.上机调试通过。3.给出程序执行前设定的数据，并记录程序执行后的结果
34、数据。4.要求写明数据的存储单元。小结：机器语言 （Machine Language)1、有三类 汇编语言 (Assemble)高级语言 (High Level Language)不同计算机语言的应用：源程序通过编译得到机器能执行的目标程序。汇编语言程序可以高效率利用计算机资源，目标程序占用内存少，执行速度快，适合于自动测控系统反应快速、结构紧凑的要求。实际应用中，常与 C语言配合使用。高级语言程序容易掌握，通用性好，但编译程序系统开销大，目标程序占用内存多，且执行时间比较长，多用于科学计算、工业设计、企业管理。编译执行方式：将源程序编译成机器语言的目标，然后执行，生成并保留目标程序。解释执行
35、方式：逐条语句边解释边执行，即每解释一条语句就执行一条语句。高级语言：在科学计算方面（要求机器内存大，因编译后的目标程序比汇编语言的源程序大） 。汇编语言：在实时控制中。单 片 机 指 令伪 指 令宏 指 令 源 程 序编 辑 程 序 交 叉 汇编 程 序 列 表 文 件目 标 文 件 单 片 机调 试 运 行语言处理方式应用2、宏指令与子程序的区别：宏指令：在汇编语言的源程序中，若有一段程序要多次使用，为了使在源程序中不重复书写这样的一段程序，可用一条宏指令来代替，由汇编程序在汇编时产生所需要的代码。优点：可简化源程序。与子程序不同：宏指令并没有简化目标程序，而子程序可以。3、伪指令：ORG、DB、DW、EQU、END 等。4、程序设计步骤。5、常用程序结构：顺序结构、分支结构、循环结构（1）顺序程序：直线程序或简单程序单重分支（2）分支程序 多次使用条件转移指令多重分支 地址表法按分支号转移 转移指令表法过堆栈操作（3）循环程序：构成：初始化、循环体、控制变量的修改、循环次数的控制。延时；控制 记数控制特征标志控制
