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第 4 章 汇编语言程序设计简介. 4.1 程序设计与汇编 4.2 汇编语言程序设计 4.3 实用程序举例. 4.1 程序设计与汇编. 一、程序设计步骤 分析确定算法→流程图→源代码→调试仿真 二、汇编与反汇编 汇编语言←→机器语言 手工 机器. 三、 伪指令. 1 、 汇编起始指令 ORG 指令格式为 : ORG nn
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第4章 汇编语言程序设计简介 4.1 程序设计与汇编 4.2 汇编语言程序设计 4.3 实用程序举例
4.1 程序设计与汇编 一、程序设计步骤 分析确定算法→流程图→源代码→调试仿真 二、汇编与反汇编 汇编语言←→机器语言 手工 机器
三、伪指令 1、 汇编起始指令 ORG 指令格式为: ORG nn 该指令的作用是指明后面的程序或数据块的起始地址, 它总是出现在每段源程序或数据块的开始。 式中, nn为 16 位地址, 汇编时nn确定了此语句后面第一条指令或第一个数据的地址,此后的源程序或数据块就依次连续存放在以后的地址内, 直到遇到另一个ORG指令为止。
例: ORG 2000H MOV SP, ＃60H MOV R0, ＃2FH MOV R2, ＃ 0FFH ORG伪指令说明其后面程序的目标代码在存储器中存放的起始地址是2000H, 即 存储器地址 目标程序 2000H 75 81 60 2003H 78 2F 2005H 7A FF
2、等值指令EQU 指令格式: 字符名称 EQU 数字或汇编符号 功能: 使指令中的字符名称等价于给定的数字或汇编符号。 使用等值指令可给程序的编制、调试、修改带来方便, 如果在程序中要多次使用到某一地址,由EQU指令将其赋值给一个字符名称, 一旦需要对其进行变动, 只要改变EQU命令后面的数字即可, 而不需要对程序中涉及到该地址的所有指令逐句进行修改。 但要注意, 由 EQU等值的字符名称必须先赋值后使用, 且在同一个源程序中, 同一个标号只能赋值一次。 例: PA8155 EQU 8001H；即给标号PA8155赋值为8001H。
3、 定义字节指令DB 指令格式: ［标号: ］ DB 8位二进制数表 功能: 把 8 位二进制数表依次存入从标号开始的连续的存储单元中。 格式中, 标号区段可有可无, DB指令之后的 8 位二进制数表是字节常数或用逗号隔开的字节串, 也可以是用引号括起来的ASCII码字符串 (一个 ASCII字符相当于一个字节)。 例:
ORG 1000H • BUF1: DB 38H, 7FH, 80H • BUF2: DB 45H, 66H • ORG伪指令指定了标号BUF1的地址为1000H, 而DB伪指令是将其后的二进制数表38H, 7FH, 80H依次存放在1000H, 1001H, 1002H 3 个连续单元之中, BUF2也是一个标号, 其地址与前一条伪指令连续, 即1003H, 1004H地址单元中依次存放 45H, 66H。
4、 定义字指令DW 指令格式: ［标号:］ DW 16 位数据表 该指令的功能与DB相似, 区别仅在于从指定地址开始存放的是指令中的 16 位数据, 而不是字节串。每个 16 位数据要占两个存储单元, 高8 位先存, 低 8 位后存, 这和MCS -51指令中的16位数据存放顺序是一致的。
5、 汇编结束指令END 指令格式: ［标号:］ END 地址或标号 格式中标号以及END后面的地址或标号可有可无。 功能: 提供汇编结束标志。汇编程序遇到 END后就停止汇编, 对 END以后的语句不予处理, 故 END应放在程序的结束处。
4.2 汇编语言程序设计 4.2.1 顺序程序设计 例 1两个双字节数相加。 设有两个16位的双字节数，低8位分别存放在片内20H、30H单元中，高8位分别存放在片内21H、31H单元中，求这两个数的和，结果存放在22H、21H、20H单元中。
ORG 0030H ；设置程序存放的起始地址 MOV 22H，#00H ；22H单元清零 MOV A，20H ；20H中的低 8位数送入A ADD A，30H ；两个数的低8位相加 MOV 20H，A ；低8位相加的结果送入20H中 MOV A，21H ；21H中的高8位数送入A中 ADDC A，31H ；两数高8位数相加并加低8位进位 MOV 21H，A ；高8位相加的结果送入21H中 CLR A ；A清零 ADDC A，#00H ；加上高位进位 MOV 22H，A ；保存最高位进位 RET
例 2将两个半字节数合并成一个一字节数。 设内部RAM 40H, 41H单元中分别存放着 8 位二进制数 要求取出两个单元中的低半字节, 并成一个字节后, 存入 50H单元中。 程序如下: START: MOV R1, ＃40H ; 设置R1为数据指针 MOV A, @R1 ; 取出第一个单元中的内容 ANL A, ＃0FH ; 取第一个数的低半字节 SWAP A ; 移至高半字节 INC R1 ; 修改数据指针 XCH A, @R1 ; 取第二个单元中的内容 ANL A, ＃ 0FH ; 取第二个数的低半字节 ORL A, @R1 ; 拼字 MOV 50H, A ; 存放结果 RET ANL 40H,#0FH ANL 41H,#0FH MOV A,40H SWAP A ORL A,41H MOV 50H,A
4.2.2 分支程序设计 图 4.1 分支结构框图 (a) 单分支流程; (b) 多分支流程
例 3 x, y均为8位二进制数, 设 x存入R0, y存入R1, 求解:
程序如下: START: CJNE R0, ＃00H, SUL1 ; R0中的数与00比较 不等转移 MOV R1, ＃00H ; 相等, R1← 0 SJMP SUL2 SUL1: JC NEG ; 两数不等, 若（R0）<0, 转向NEG MOV R1, ＃01H ;（R0）>0, 则 R1←01H SJMP SUL2 NEG: MOV R1, ＃0FFH ;（R0）<0, 则 R1=0FF SUL2: RET
例 4比较两个无符号数的大小。 设外部 RAM 的存储单元 ST1和 ST2中存放两个不带符号的二进制数, 找出其中的大数存入外部 RAM 中的ST3单元中。
程序如下： ORG 1000H ST1 EQU 2000H ST2 EQU 2100H ST3 EQU 2200H START: CLR C ; 清零Cy MOV DPTR, ＃ST1 ; 第一个数的指针 MOVX A, @DPTR ; 取第一个数 MOV R2, A ; 保存 MOV DPTR, ＃ST2 ; 第二个数的指针 MOVX A, @DPTR ; 取第二个数 CLR C
SUBB A, R2 ; 两数比较 • JNC BIG1 ; 若第二个数大, 则转 • XCH A, R2 ; 第一个数大 • BIG0: MOV DPTR, ＃ST3 • MOVX @DPTR, A ; 存大数 • RET • BIG1: MOVX A, @DPTR ; 第二个数大 • SJMP BIG0 • RET
散转程序 散转程序是分支程序的一种, 它可根据运算结果或输入数据将程序转入不同的分支。 JMP @A+DPTR 该指令把8 位无符号数与 16 位数据指针内容相加, 并把结果装入PC, 控制程序转向目标地址去执行。此指令的特点在于, 转移的目标地址是在程序运行过程中动态地确定的。 目标地址由 DPTR的内容决定分支转移程序的首地址, 由累加器A的内容来动态选择其中的某一个分支转移程序。
例 11根据工作寄存器R0 内容的不同, 使程序转入相应的分支。 (R0)=0 对应的分支程序标号为PR0; (R0)=1 对应的分支程序标号为PR1; (R0)=N 对应的分支程序标号为PRN。 …
程序如下: LP0: MOV DPTR, ＃TAB ; 取表头地址 MOV A, R0 ADD A, R0 ; R0内容乘以2 JNC LP1 ; 无进位转移 INC DPH ; 加进位位 LP1: JMP @A+DPTR; 跳至散转表中相应位置 TAB: AJMP PR0 AJMP PR1 AJMP PRn … …
本例程序仅适用于散转表首地址TAB和处理程序入口地址 PR0, PR1, …, PRn在同一个 2 KB范围的存储区内的情形。若超出 2 KB范围可在分支程序入口处安排一条长跳转指令, 可采用如下程序: MOV DPTR, ＃TAB MOV A, R0 MOV B, ＃03H ; 长跳转指令占 3 个字节 MUL AB XCH A, B
ADD A, DPH MOV DPH, A XCH A, B JMP @A+DPTR; 跳至散转表中相应的位置 TAB: LJMP PR0; 跳至不同的分支 LJMP PR1 LJMP PRn … …
循环程序一般由四个主要部分组成: (1) 初始化部分: 为循环程序做准备, 如规定循环次数、 给各变量和地址指针预置初值。 (2) 处理部分: 为反复执行的程序段, 是循环程序的实体, 也是循环程序的主体。 (3) 循环控制部分: 这部分的作用是修改循环变量和控制变量, 并判断循环是否结束, 直到符合结束条件时, 跳出循环为止。 (4) 结束部分: 这部分主要是对循环程序的结果进行分析、 处理和存放。
例 5 工作单元清零。 在应用系统程序设计时, 有时经常需要将存储器中各部分地址单元作为工作单元, 存放程序执行的中间值或执行结果, 工作单元清零工作常常放在程序的初始化部分中。 设有50个工作单元, 其首址为外部存储器8000H单元, 则其工作单元清零程序如下:
CLEAR: CLR A MOV DPTR, ＃8000H ; 工作单元首址送指针 MOV R2, 50 ; 置循环次数 CLEAR1: MOVX @DPTR, A INC DPTR ; 修改指针 DJNZ R2, CLEAR1; 控制循环 RET
例6设在内部 RAM的BLOCK单元开始处有长度为 LEN个的无符号数据块, 试编一个求和程序, 并将和存入内部 RAM的 SUM单元（设和不超过 8 位）。 • BLOCK EQU 20H • LEN EQU 30H • SUM EQU 40H • START: CLR A ; 清累加器A • MOV R2, ＃LEN; 数据块长度送R2 • MOV R1, ＃BLOCK ; 数据块首址送R1 • LOOP: ADD A, @R1 ; 循环加法 • INC R1; 修改地址指针 • DJNZ R2, LOOP ; 修改计数器并判断 • MOV SUM, A; 存和 • RET
多重循环 • 例 7、10 秒延时程序。 • 延时程序与 执行指令的时间有关, 如果使用 6 MHz晶振, 一个机器周期为 2 μs, 计算出一条指令以至一个循环所需要的执行时间, 给出相应的循环次数, 便能达到延时的目的。10 秒延时程序如下: • DELAY: MOV R5, ＃100 • DEL0: MOV R6, ＃200 • DEL1: MOV R7, ＃248 • DEL2: DJNZ R7, DEL2 • DJNZ R6, DEL1 • DJNZ R5, DEL0 • RET
上例程序中采用了多重循环程序, 即在一个循环体中又包含了其它的循环程序, 这种方式是实现延时程序的常用方法。 使用多重循环时, 必须注意: （1）循环嵌套, 须层次分明, 不允许有内外层循环交叉。 （2）外循环可一层层向内循环进入, 结束时由里往外一层层退出。 （3） 内循环可以直接转入外循环, 实现一个循环由多个条件控制的循环结构方式。
例10在内部 RAM中从 50H单元开始的连续单元依次存放了一串字符, 该字符串以回车符为结束标志, 要求测试该字符串的长度。 程序如下: START: MOV R2, ＃0FFH MOV R0, ＃4FH ; 数据指针R0置初值 LOOP: INC R0 INC R2 CJNE @R0, ＃0DH, LOOP RET
4.2.5 子程序和参数传递 一、 子程序的概念 通常把这些基本操作功能编制为程序段作为独立的子程序, 以供不同程序或同一程序反复调用。在程序中需要执行这种操作的地方放置一条调用指令, 当程序执行到调用指令, 就转到子程序中完成规定的操作, 并返回到原来的程序继续执行下去。
二、 子程序的调用 调用子程序的指令有“ACALL”和“LCALL”, 执行调用指令时, 先将程序地址指针PC改变（“ACALL”加 2, “LCALL”加 3）, 然后 PC值压入堆栈, 用新的地址值代替。执行返回指令时, 再将 PC值弹出。 子程序调用中, 主程序应先把有关的参数存入约定的位置, 子程序在执行时, 可以从约定的位置取得参数, 当子程序执行完, 将得到的结果再存入约定的位置, 返回主程序后, 主程序可以从这些约定的位置上取得需要的结果, 这就是参数的传递。
4.3.1 查表程序设计 查表程序是一种常用程序, 它广泛使用于 LED显示控制、 打印机打印控制、数据补偿、数值计算、转换等功能程序中, 这类程序具有简单、执行速度快等特点。 所谓查表法, 就是预先将满足一定精度要求的表示变量与函数值之间关系的一张表求出, 然后把这张表存于单片机的程序存储器中, 这时自变量值为单元地址, 相应的函数值为该地址单元中的内容。查表, 就是根据变量 X在表格中查找对应的函数值 Y, 使 Y=f(X)。
指令系统中, 有两条查表指令: • MOVC A, @A+PC • MOVC A, @A+DPTR
例 一个十六进制数存放在内部 RAM 的 HEX单元的低 4 位中, 将其转换成ASCII码并送回 HEX单元。 十六进制 0～9的ASCII码为 30H～39H, A～F的ASCII码为41H～46H, ASCII码表格的首地址为ASCTAB。编程如下: ORG 1000H HEXASC: MOV A, HEX ANL A, ＃0FH ADD A, ＃3 ; 修改指针 MOVC A, @A+PC MOV HEX, A RET
ASCTAB: DB 30H, 31H, 32H, 33H, 34H DB 35H, 36H, 37H, 38H, 39H DB 41H, 42H, 43H, 44H, 45H DB 46H 在这个程序中, 查表指令MOVC A, @A+PC到表格首地址有两条指令, 占用 3 个字节地址空间, 故修改指针应加 3。
例 设有一个巡回检测报警装置, 需对 96 路输入进行控制, 每路有一个额定的最大值, 是双字节数。当检测量大于该路对应的最大值时, 就越限报警。假设R2 为保存检测路数的寄存器, 其对应的最大额定值存放于 31H和 32H单元中。 查找最大额定值的程序如下: FMAX: MOV A, R2 ADD A, R2 ; 表中一个额定值为2个字节 MOV 31H, A MOV DPTR, ＃TAB ; 表首址
MOVC A, @A+DPTR; 查表读取第一个字节 XCH A, 31H ; 第一个字节内容存入31H INC DPTR MOVC A, @A+DPTR; 查表读取第二个字节 MOV 32H, A ; 第二字节的内容存入32H TAB: DW 1230H, 1450H, ... DW 2230H, 2440H, ... DW 3120H, 3300H, ...
例 在一个温度检测系统中, 温度模拟信号由 10 位A/D输入。将A/D结果转换为对应温度值, 可采用查表方法实现。 先由实验测试出整个温度量程范围内的A/D转换结果, 把A/D转换结果000H～3FFH所对应的温度值组织为一个表存储在程序存储器中, 那么就可以根据检测到的模拟量的A/D转换值查找出相应的温度值。 设测得的A/D转换结果已存入 20H, 21H单元中（高字节在20H中, 低字节在21H中）, 查表得到的温度值存放在22H,23H单元（高字节在 22H中, 低字节在23H中）。
程序如下: FTMP: MOV DPTR, ＃TAB ; DPTR←表首地址 MOVA, 21H ; （20H）（21H）×2 CLRC RLCA MOV21H, A MOVA, 20H RLCA MOV20H, A MOVA, 21H ;表首地址+偏移量 ADD A, DPL MOV DPL, A
MOV A, 20H • ADDC A, DPH • MOV DPH, A • CLR A • MOVC A, @A+DPTR; 查表得温度值高位字节 • MOV 22H, A • CLRA • INC DPTR • MOVC A, @A+DPTR; 查表得温度值低位字节 • MOV 23H, A • RET • TAB: DW …
4.3.2数制转换 例 将一个字节二进制数转换成 3 位非压缩型BCD码。 设一个字节二进制数在内部RAM 40H单元, 转换结果放入内部 RAM 50H, 51H, 52H单元中（高位在前）, 程序如下: • HEXBCD: MOV A, 40H • MOV B, ＃100 • DIV AB • MOV 50H, A • MOV A, ＃10 • XCH A, B • DIV AB • MOV 51H, A • MOV 52H, B • RET
例 设4位BCD码依次存放在内存RAM中40H~43H单元的低4位, 高4位都为0, 要求将其转换为二进制数, 结果存入 R2R3 中。 一个十进制数可表示为: Dn×10n +Dn-1×10n-1 +… + D0×100 =（…（（Dn×10+Dn-1）×10+Dn-2）×10+…）+D0 当n=3时, 上式可表示为: （（D3×10+D2）×10+D1）×10+D0
BCDHEX: MOV R0, ＃40H ; R0指向最高位地址 • MOV R1, ＃03 ; 计数值送R1 • MOV R2, ＃0 ; 存放结果的高位清零 • MOV A, @R0 • MOV R3, A ；初始化 • LOOP: MOV A, R3 • MOV B, ＃10 • MUL AB • MOV R3, A ; (R3)×10 的低 8 位送R3 • MOV A, B • XCH A, R2 ; (R3)×10的高 8 位暂存R2 • MOV B, ＃10
MULAB ADD A, R2 MOV R2, A ; R2×10+（ R3×10）高 8 位送R2 INC R0 ; 取下一个 BCD数 MOV A, R3；加低位 ADD A, @R0 MOV R3, A MOV A, R2；处理进位 ADDC A, ＃0 MOVR2, A DJNZ R1, LOOP RET
4.3.3 数值处理（查找和排序） 例 在外部RAM中, BLOCK开始的单元中有一无符号数据块, 其个数为 LEN个字节。试将这些无符号数按递减次序重新排列, 并存入原存储区。 ORG 1000H START: MOV DPTR, ＃BLOCK; 置地址指针 MOV P2, DPH ; P2作地址指针高字节 MOV R7, ＃LEN ; 置外循环计数初值 DEC R7 ; 比较与交换 n-1次
LOOP0: CLR F0 ; 交换标志清 0 MOV R0, DPL; MOV R1, DPL ; 置相邻两数地址指针低字节 INC R1 MOV R6, R7 ; 置内循环计数器初值 LOOP1: MOV X A, @R0 ; 取数 MOV B, A ; 暂存 MOVX A, @R1 ; 取下一个数 CJNE A, B, NEXT; 相邻两数比较, 不等转 SJMP NOCHA ; 相等不交换
NEXT: JC NOCHA; Cy =1, 则前者大于后者, 不必交换 SETB F0 ; 否则, 置交换标志 MOVX @R0, A ; XCH A, B ; 两数交换, 大者在前, 小者在后 MOVX @R1, A ; NOCHA: INC R0 INC R1; 修改指针 DJNZ R6, LOOP1 ; 内循环未完, 则继续 JNB F0, EXIT ; 若从未交换, 则结束 DJNZ R7, LOOP0; 外循环未完, 则继续 EXIT: RET
