1、第4章（2） MCS-51汇编语言程序设计,汇编语言是面向机器硬件的语言，要求程序设计者 对MCS-51单片机具有很好的“软、硬结合”的功底。 本章介绍程序设计的基本知识及如何使用汇编语言 来进行基本的程序设计。 4.1 机器语言、汇编语言和高级语言 用于程序设计的语言基本上分为3种：机器语言、汇编语言和高级语言。 1.机器语言 二进制代码表示的指令、数字和符号简称为机器语 言不易懂，难记忆，易出错。,2汇编语言 英文助记符表示的指令称为符号语言或汇编语言，将 汇编语言程序转换成为二进制代码表示的机器语言程 序称为汇编程序。经汇编程序“汇编（翻译）”得到的机器语言程序称 为目标程序，原来的汇编
2、语言程序称为源程序。 汇编语言特点： 面向机器的语言，程序设计员须对MCS-51的硬件有相当深入的了解。 助记符指令和机器指令一一对应，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，用汇编语言能编写出最优化的程序。,能直接管理和控制硬件设备（功能部件），它能处理中断，也能直接访问存储器及I/O接口电路。 汇编语言和机器语言都脱离不开具体机器的硬件，均是面向“机器”的语言，缺乏通用性。 3高级语言 不受具体机器的限制,使用了许多数学公式和数学计算上的习惯用语，非常擅长于科学计算。常用的如BASIC、FORTRAN以及C语言等。 高级语言优点：通用性强，直观、易懂、易学，可读性好。 使用
3、C语言（C51）、PL/M语言来进行MCS-51的应用程序设计。 对于程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言仍是必不可缺的。,C语言和汇编语言混合编程 在很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可 使用汇编语言编程，是单片机程序设计的基本功之一 4.2 汇编语言语句格式及基本规则,4.1.2 汇编语言语句格式及基本规则 MCS-51的汇编语言的四分段格式如下： 标号字段 操作码字段 操作数字段 注释字段 规则： （1）标号字段和操作字码段之间要有冒号“：”相隔； （2）操作码字段和操作数字段间的分界符是空格； （3）双操作数之间用逗号相隔； （4）操作数字段和注释字段之间的分界符
4、用分号“；”相隔。 操作码字段为必选项，其余各段为任选项。 例4-1 下面是一段汇编语言程序的四分段书写格式,标号字段 操作码字段 操作数字段 注释字段START： MOV A，#00H ；0AMOV R1，#10 ；10R1MOV R2，#00000011B ；3R2LOOP：ADD A，R2 ；（A）+（R2）ADJNZ R1，LOOP；R1内容减1不 为零，则循环NOPHERE： SJMP HERE 基本语法规则： 1标号字段 是语句所在地址的标志符号,（1）标号后边必须跟以冒号“：” （2）由18个ASCII字符组成 （3）同一标号在一个程序中只能定义一次 （4）不能使用汇编语言已经定
5、义的符号作为标号 2操作码字段 是汇编语言指令中唯一不能空缺的部分。汇编程序就是根据这一字段来生成机器代码的。 3操作数字段 通常有单操作数、双操作数和无操作数三种情况。如果是双操作数，则操作数之间，要以逗号隔开。 （1）十六进制、二进制和十进制形式的操作数表示,采用十六进制形式来表示 ，某些特殊场合才采用二进制或十进制的表示形式 。 十六进制，后缀“H” 。 二进制，后缀“B” 。 十进制，后缀“D”，也可省略。 若十六进制的操作数以字符AF中的某个开头时，则需在它前面加一个 “0”，以便在汇编时把它和字符AF区别开来。 （2）工作寄存器和特殊功能寄存器的表示 采用工作寄存器和特殊功能寄存器
6、的代号来表示，也可用其地址来表示。 例如，累加器可用A（或Acc）表示。也可用0E0H来表示，0E0H为累加器A的地址。,（3）美元符号$的使用 用于表示该转移指令操作码所在的地址。例如，如下指令：JNB F0， $ 与如下指令是等价的：HERE：JNB F0，HERE 再如：HERE：SJMP HERE 可写为：SJMP $ 4注释字段,必须以分号“；”开头，换行书写，但必须注意也要以分号“；”开头。 汇编时，注释字段不会产生机器代码。,4.3 汇编语言程序设计步骤 （1）分析问题，确定算法 （2）根据算法，画出程序框图 （3）分配内存工作区及有关端口地址 （4）编写程序 养成在程序的适当位
7、置上加上注释的好习惯。 （5）上机调试 编写完毕的程序，必须“汇编”成机器代码，才能调试和运行，调试与硬件有关程序还要借助于仿真开发工具并与硬件连接。,汇编语言源程序的汇编汇编语言源程序 “翻译”成机器代码（指令代码）的过程称 为“汇编”。汇编可分为手工汇编和机器汇编两类:1 手工汇编人工查表翻译指令。但遇到的相对转移指令的偏移量的计 算，要根据转移的目标地址计算偏移量，不但麻烦，且容易出 错。 2 机器汇编用编辑软件进行源程序的编辑。编辑完成后，生成一个ASCII 码文件，扩展名为“.ASM”。然后在微计算机上运行汇编程序， 把汇编语言源程序翻译成机器代码。 交叉汇编汇编后的机器代码是在另一
8、台计算机（这里是单片机）上运行。,MCS-51单片机的应用程序的完成，应经过三个步骤； （1）在微计算机上，运行编辑程序进行源程序的输入 和编辑； （2）对源程序进行交叉汇编得到机器代码； （3）通过微计算机的串行口（或并行口）把机器代码传送到用户样机（或在线仿真器）进行程序的调试和运行。,第（1）步，只需在微计算机上使用通用的编辑软件即可完成。 第（2）步的交叉汇编所用的汇编程序可在购买单片机的仿真开发工具时，由厂商提供。 第（3）步骤的实现要借助于单片机仿真开发工具进行。 反汇编分析现成产品的程序，要将二进制的机器代码语言程序翻译成汇编语言源程序。 例4-2 下面是一段源程序的汇编结果，读
9、者可通过查第3章的表3-3至表3-7 ，进行手工汇编，来验证下面的汇编结果是否正确。见表4-1（P75）,4.4 汇编语言实用程序设计 1 汇编语言程序的基本结构形式 常采用以下几种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构，再加上广泛使用的子程序和中断服务子程序。1顺序结构 2分支结构程序中含有转移指令，无条件分支，有条件分支。有条件分支又分为：单分支结构和多分支结构。 3循环结构 4子程序5中断服务子程序,2 子程序的设计 一、子程序设计原则和应注意的问题一种能完成某一特定任务的程序段。其资源要为所有调用程序共享。因此，子程序在结构上应具有独立性和通用性，在编写子程序时应注意以下问题：1子程序
10、的第一条指令的地址称为子程序的入口地址。该指令前必须有标号。2主程序调用子程序两条子程序调用指令：（1）绝对调用指令：ACALL addr11,（2）长调用指令：LCALL addr16 3注意设置堆栈指针和现场保护 4最后一条指令必须是RET指令 5子程序可以嵌套，即子程序可以调用子程序 6在子程序调用时，还要注意参数传递的问题 二、 子程序的基本结构MAIN： ；MAIN为主程序或调用程序标号LCALL SUB ；调用子程序SUB,SUB：PUSH PSW ；现场保护PUSH ACC ；子程序处理程序段POP ACC ；现场恢复POP PSW ； RET ；最后一条指令必须为RET,例1
11、利用MCS-51系统编写一个用软件实现的50ms延时子程序 ，其中系统晶振为fosc=12MHZ。 解：1个机器周期=12/fosc=1us DEL: MOV R7 , #200 ; 1个机器周期 DEL1: MOV R6 , #123 ; 1个机器周期 NOP ；1个机器周期 DEL2: DJNZ R6 , DEL2 ； 2个机器周期 2*R6DJNZ R7, DEL1 ； 2个机器周期 RET ； 2个机器周期,子程序执行机器周期数为1+R7 *(1+1+2*R6 +2)+2=1+200*(1+1+2*123+2)+2=50003 子程序执行时间=机器周期数*1us=50003*1us=5
12、0003 us =50ms,例2 某单片机系统硬件接线图见图3-9，用单片机P1口控制8个发光管LED1LED8间隔0.5S循环点亮。编写控制程序。,ORG 0100HMOV A,#0FEH START:MOV P1,AMOV R1 , 10 AA1: LCALL DELAY50msDJNZ R1 , AA1RL ALJMP START DELAY50ms: MOV R7 , #200 DEL1: MOV R6 , #123NOP DEL2: DJNZ R6 , DEL2DJNZ R7, DEL1RETEND,主程序,子程序,例3:要求在单片机P1.0口产生0.5KHZ方波 ( 晶振12MHZ
13、），编写控制程序。 解：0.5KHZ方波,分析：方波周期2000ms , 定时 1000ms编程思路： 让P1.0口每隔1000ms取反一次。1000ms由调用20次一个延时50ms子程序实现。,ORG 0030H START: CPL P1.0MOV R2 ，#20 WW1: LCALL DELAY50msDJNZ R2 , WW1 LJMP START,DELAY50ms: MOV R7 , #200 DEL1: MOV R6 , #123NOP DEL2: DJNZ R6 , DEL2DJNZ R7, DEL1RETEND,分析：方波周期2000ms , 定时 1000ms编程思路： 让
14、P1.0口每隔1000ms取反一次。1000ms由调用20次一个延时50ms子程序实现。,作业： 1、在P1.1口产生1KHZ方波，编写控制程序 。 (12MHZ晶振） 2、P1口接8个发光管,每隔一秒依次循环点亮. ，要求画硬件图，编写控制程序 (12MHZ晶振）。,例4、 从50个字节的无序表TAB4中查找一个关键字A。若在表中查到的关键字，则把其在表中位置放入R2R3寄存器中，若在表中未查到的此关键字，则把R2R3寄存器请零。 解、关键字查找程序设计分顺序检索和对分检索，下面采用顺序检索方法。顺序检索为从第1项开始逐项顺序查找，判断所取数据是否与关键字相等。,ORG 1000HMOV 30H，#H；关键字H送30H单元MOV R1，#50 ；查找次数送R1MOV A，#0MOV DPTR，#TAB4 ；表首地址送DPTRLOOP：PUSH ACCMOVC A， A+DPTR ；查表结果送ACJNE A，30H，LOOP1；A不等于关键 ;字则转LOOP1,
