1、2022-8-13单片机原理及其应用1第第7 7章章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计7.1 伪指令7.2 算术运算程序的设计7.3 循环程序的设计7.4 查表程序的设计7.5 检索程序的设计7.6 分支程序的设计7.7 码制转换程序的设计7.8 逻辑操作程序主要内容2022-8-13单片机原理及其应用2第第7 7章章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计 程序设计是为了解决某一个问题，把指令（或语句）按照一定的意图有序地组合在一起。目前，基于MCS-51单片机的程序开发设计有采用汇编语言和高级语言2种形式，高级语言有采用C语言、BASIC语言、PLM语言等，大多数集成开发环境（Integrate
2、d Development Environment，IDE）软件都支持这2种形式。2022-8-13单片机原理及其应用3汇编程序设计的步骤：（1）分析题目或课题的要求，正确理解解决什么问题，如何解决问题、有哪些可利用的资源、对计算精度的要求等；另外，了解应用系统硬件的结构和功能与课题任务的关联。（2）确定解决问题的方案，画出程序流程框图；（2）根据解决方案，确定变量及其数据存储格式，给各个变量分配存储空间；（3）根据程序流程图，选用合适的指令编写程序，完成源程序的设计；（4）在集成开发环境上调试，完成设计要求的功能。第第7 7章章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计2022-8-13单片机原理及
3、其应用47.1 伪指令 伪指令（Pseudo Instruction）是汇编语言中起解释说明的命令，它不是单片机的指令。在单片机的集成开发环境中，向汇编系统说明程序存储在程序存储器的哪个区域、本汇编语言程序到何处结束、变量代号对应的单元地址或所代表的数值等。在汇编时，伪指令不会产生目标代码，不影响程序的执行。2022-8-13单片机原理及其应用57.1 伪指令常用的有以下几种伪指令：（1）设置起始地址伪指令ORG ORG xxxxH如：ORG 0100H SUB:MOV R0,#30H （2）赋值伪指令EQU 变量代号 EQU 数值如：LEN EQU 20;在程序中变量LEN的值为20H Xd
4、ataEQU 4F8BH;在程序中变量Xdata的值 为4F8BH2022-8-13单片机原理及其应用67.1 伪指令（3）定义字节数据伪指令DB xxxxH DB data如：2000H DB 30H;伪指令DB也可用来定义多个连续单元为常数，即用来定义一组单字节数据组成的常数表。如：ORG 1000H DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,2EH,0DH2022-8-13单片机原理及其应用77.1 伪指令（4）定义双字节数据伪指令DW xxxxH DWdata16如:1000H DW 0FDE1H 1100H DW 1345,2241,345
5、56（5）位地址赋值伪指令BIT 变量代号BIT位地址如:CSBITP2.0 FLAG BIT20H.6（6）汇编结束伪指令END END2022-8-13单片机原理及其应用87.2 算术运算程序的设计 在MCS-51单片机指令系统中，算术运算指令仅支持2个无符号的8位二进制数的运算，二进制数算术运算是按字节的方式进行的。2022-8-13单片机原理及其应用97.2 算术运算程序的设计例1 多字节二进制加法。以三字节无符号二进制数为例，算法如图7.1所示，图中一个方框代表一个单元。Cy表示进位。当最低字节（低8位）运算时，如果令Cy为0，那么，完成3个字节的加法运算进行了3次相同的单字节加法操
6、作，可以采用循环结构实现2个3字节数据的加法运算。图7.1 二进制数加法算法2022-8-13单片机原理及其应用107.2 算术运算程序的设计例2 多字节二进制减法。多字节二进制减法与多字节二进制加法相似，图7.2为3字节二进制减法的算法。CyCyCy0 图7.2 减法算法2022-8-13单片机原理及其应用117.2 算术运算程序的设计例3 多位十进制数加法。十进制数在计算机中可以采用BCD码的形式存放。采用紧凑形式（或压缩式）BCD码存放十进制数时，一个存储单元可以存储2位。MCS-51单片机仅支持二进制加法运算，采用ADD和ADDC指令的结果是二进制数，因此，2个以BCD码形式存储的数据
7、，在用ADD和ADDC运算之后，必须对其运算结果进行调整。多位十进制数加法的算法与多字节二进制数算法相似，如图7.3所示。2022-8-13单片机原理及其应用127.2 算术运算程序的设计DA ADA ADA A图7.3 多位十进制加法算法2022-8-13单片机原理及其应用137.2 算术运算程序的设计例4 多位十进制减法 在第3章的例30中，我们介绍了2位十进制数减法算法：XYX100Y X9AHY，把十进制减法变换成二进制减法（求十进制减数的补码）和十进制加法2步进行。多位十进制数减法也采用了同样的算法。设被减数存放在20H开始的内部RAM存储单元，减数存放在30H开始的存储单元，6位十
8、进制数减法的程序如下2022-8-13单片机原理及其应用147.2 算术运算程序的设计（1）2位十进制数减法子程序：入口条件：R0指出被减数所在单元的地址；R1指出减数 所在单元的地址；出口条件：R0指出差所在单元的地址，进位在Cy中；SH_SUB:MOV A,#9AHSUBB A,R1ADD A,R0DA AMOV R0,AINC R0INC R1CPL CRET2022-8-13单片机原理及其应用157.2 算术运算程序的设计（2）6位十进制数加法程序：MOV R0,#20HMOV R1,#30HMOV R5,#03HCLR C DOSUB:ACALL SH_SUB DJNZ R5,DOS
9、UB RET2022-8-13单片机原理及其应用167.2 算术运算程序的设计例5 多字节数二进制乘法 2个多字节二进制数乘法的算法与按位进行十进制数乘法相似。把它转换为几个多字节与单字节的乘法运算，先分别计算出它们的部分积，然后按照规则把部分积累加计算出乘积。图7.4为2个16位二进制数相乘的算法原理图。图中被乘数为X，其高八位和低八位分别存储在XH和XL单元，乘数为Y，YH和YL分别高八位和低八位存储单元。2022-8-13单片机原理及其应用177.2 算术运算程序的设计 算法分2步进行：首先，分别用乘数的高八位和低八位与被乘数相乘，计算部分积，分别存储在(XYH3),(XYH2),(XY
10、H1)和(XYL3),(XYL2)(XYL1)单元；在编写程序时，乘法运算可以用子程序调用的方法实现（第3章例33）。第二步，采用加法运算求出乘积存储在（XY4）（XY3）（XY2）（XY1）单元。2022-8-13单片机原理及其应用187.2 算术运算程序的设计图7.4 2个16位二进制数乘法算法XYH3XYH2XYH1XHXLYHYLXHXLYHXHXLYLXYL3XYL2XYL1XYH3XYH2XYH1XYL3XYL2XYL1XY3XY2XY1XY42022-8-13单片机原理及其应用197.2 算术运算程序的设计例6 多字节二进制除法 2个多字节无符号二进制数的除法是采用移位和减法运算
11、实现的，实现过程与我们进行十进制数乘法形似，每次进行除法运算时，如果余数大于减数（构件）则商1，否则，商0。图7.5为16位二进制数除以8位二进制数的程序流程图。该算法要求被除数的高八位数据必须小于除数，否则，作为溢出处理，子程序把标志位OV的状态置为1，从子程序返回。2022-8-13单片机原理及其应用207.2 算术运算程序的设计图7.5 除法程序流程图Y被除数的高八位大于除数开始置溢出标志结束除法（移位）次数余数左移一位保留余数移出的最高位余数的高八位减去除数够减否？差为余数的高八位商1商0除法完？四舍五入处理结束清溢出标志YNYNN2022-8-13单片机原理及其应用217.3 循环程
12、序的设计（一）循环结构的组成 循环结构由4部分组成：初始化部分、循环处理部分、循环控制部分和循环结束部分。循环结构组成图见图7.6。图7.6 循环结构组成2022-8-13单片机原理及其应用227.3 循环程序的设计 汇编语言程序设计中常见的典型循环结构如图7.7所示。开始初始化循环处理修改变量循环结束？结束结束部分YNNY开始初始化修改变量循环结束？结束处理部分结束部分（1）先处理后判断的结构 （2）先判断后处理的结构 图7.7 典型循环结构2022-8-13单片机原理及其应用237.3 循环程序的设计（二）循环程序设计举例 例7 设单片机系统采集的8个单字节数据存储在单片机内部RAM的30
13、H开始的连续单元中，求它们的均值。计算一组数据平均值的公式为：，其中，为第i个数据，N为数据的个数。因此，要计算出平均值需要进行2种运算：求数据的总和、数据总和除以数据个数。（1）求数据的总和 设S为数据的总和，在计算机中求多个数据总和的算法如下：该算法的程序流程框图见图7.8NxxNii10S0iixSSNi,2,1 ix2022-8-13单片机原理及其应用247.3 循环程序的设计开始存放数据的首地址取数据xiS=S+xi累加结束？结束修改存储单元地址YN数据个数总和S清零图7.8 多个数据求总和的流程图2022-8-13单片机原理及其应用257.3 循环程序的设计例8 设有一个字符串以回
14、车符（ASCII码为0DH）为结束标志，并存放在内部RAM的40H单元开始的连续存储单元中，编写测试字符串长度的程序。这是一个循环次数未知的循环程序设计例题。为了测试字符串的长度，字符串中的每个字符依次与回车符（0DH）比较，如果比较不相等，则字符串长度计数器加1，继续测试；如果比较相等，表示该字符为回车符，则字符串结束，长度计数器的值就是字符串的长度。程序流程框图如图7.9所示。2022-8-13单片机原理及其应用267.3 循环程序的设计NY开始字符串存储首地址是0DH(回车)？结束长度计数器加1长度计数器清0取字符存储单元地址1图7.9 测试字符串长度的程序流程框图 2022-8-13单
15、片机原理及其应用277.3 循环程序的设计5VR0L0R1L1R2L2R3L3R4L4R5L5R6L6R7L7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7MCS-51L0L1L2L3L4L5L6L7（1）硬件电路原理图 （2）发光二极管布置示意图 图7.10 循环闪烁系统原理与布置示意图2022-8-13单片机原理及其应用287.3 循环程序的设计 例9循环闪烁系统原理与布置示意图如图7.10所示，MCS-51单片机的P1口控制8个发光二极管。编制一个循环闪烁的程序，要求每次相邻的2个发光二极管为1组闪烁点亮3次后，转移到下一组，8个发光二极管显示1遍后，全部点亮，然后熄灭
16、，又以每组2个灯的方式闪烁显示，如此不断循环。2022-8-13单片机原理及其应用297.3 循环程序的设计N开始关闭所有LED3次完否？设置显示控制码初值：00000011闪烁设置闪烁次数移位产生下一组显示控制码N8个LED全部点亮1遍？点亮所有LED关闭所有LED图7.11 循环闪烁系统的程序流程图2022-8-13单片机原理及其应用307.4 查表程序的设计 查表程序是一种在单片机应用系统中常用的程序，例如，显示输出时，利用查表程序提取字型编码，数值运算时，利用它可以避免进行复杂的程序运算或转换运算，可以完成数据插补、修正、计算、转换等功能。2022-8-13单片机原理及其应用317.4
17、 查表程序的设计例10 设字符09、AF的ASCII码已作为常数存储在程序存储器中，编写子程序由给定x（）查找其对应的ASCII码。ASCII码为七位二进制编码，一个单元也可存储一个字符的ASCII码。如果ASCII码表存放在以ASC_TAB单元开始的区域，那么，存储ASCII码的单元地址与x的关系为：ASC_TABx。设存储在寄存器R2中，从子程序返回时ASCII码存储在R2中，子程序程序如下：Fx 02022-8-13单片机原理及其应用327.4 查表程序的设计CHECHUP:MOV DPTR,#ASC_TAB;设置表的首地址 MOV A,R2;取x MOVC A,A+DPTR；查表取AS
18、CII码 MOVR2,A;存查到的ASCII码 RETASC_TAB:DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H DB 41H,42H,43H,44H,45H,46H2022-8-13单片机原理及其应用337.5 检索程序的设计 数据检索为关键字查找，通常有两种方法：顺序检索和对分检索。本节介绍前者，对分检索请参阅相关资料。数据检索顺序检索对分检索2022-8-13单片机原理及其应用347.5 检索程序的设计 例15 设内部RAM有一单字节无符号数数据块，存储在以30H单元为首地址的区域中。长度为50个字节，试编程找出其中最小的数，并放在20H单元。如
19、图7.13例15的程序流程图。2022-8-13单片机原理及其应用357.5 检索程序的设计Y开始设置比较次数设置数据块存储区首地址取第一个数据作为最小数修改存储单元地址取数据比最小数小新数据作为最小数比较完否？结束NYN图7.13例15的程序流程图2022-8-13单片机原理及其应用367.5 检索程序的设计 例16 从一个字符串找出一个A的关键字，字符串的结束标志为EOF。设字符串存放在20H单元开始的区域，字符以ASCII码形式存储，找到关键字标志位F0置1，否则清0。如图7.14 例16程序流程图。2022-8-13单片机原理及其应用377.5 检索程序的设计开始设置字符串存储区首地址
20、清标志位F0取字符是EOF？置标志位F0为1是A？结束NY结束修改存储单元地址NY图7.14 例16程序流程图2022-8-13单片机原理及其应用387.6 分支程序的设计 分支程序主要是根据判断条件的成立与否来确定程序的走向。可组成简单分支结构和多分支结构。（一）单分支选择结构 当程序的判断仅有两个出口，两者选一，称为单分支结构。通常用条件判断指令来选择并确定程序的分支出口。这类单分支选择结构有三种典型的形式，见图7.15。（1）如果条件满足，执行程序段2，否则，执行程序段1，结构如图7.15（1）。（2）如果条件满足，则不执行程序段1，仅执行程序段2；否则，先执行程序段1，再执行程序段2。
21、结构如图7.15（2）。（3）在图7.15（3）中，当条件不满足时，重复执行程序段1，只有当条件满足时，才停止执行程序段2。2022-8-13单片机原理及其应用397.6 分支程序的设计开始程序段0程序段1条件满足？结束Y程序段2程序段3N开始程序段0程序段1条件满足？结束程序段2NY开始程序段1程序段2条件满足？结束NY（1）（2）（3）图7.15 单分支选择结构2022-8-13单片机原理及其应用407.6 分支程序的设计（二）多分支选择结构 当程序的判别部分有两个以上的出口流向时，称为多分支选择结构。如图7.16所示。程序段3开始程序段0条件1成立？结束N条件2成立？程序段1Y程序段2Y
22、N图7.16 多分支选择结构2022-8-13单片机原理及其应用417.6 分支程序的设计 例17 和为2个带符号单字节数据，以原码方式存放，编制程序求它们的乘积。MCS-51单片机的乘法指令支持2个8位无符号二进制数相乘，2个带符号二进制数相乘，的方法如下：2个数符号相同，乘积符号为正，数值为2个数绝对值之积；2个数符号相异，乘积符号为负，数值为2个数绝对值之积。带符号二进制乘法的程序流程图如图7.17所示。2022-8-13单片机原理及其应用427.6 分支程序的设计图7.17 带符号二进制乘法的程序流程图2022-8-13单片机原理及其应用437.6 分支程序的设计 例18 设变量的值存
23、放在内部RAM的30H单元中，编程求解下列函数式，将求得的函数值存入40H单元。1001100100101xxxxxy开始取xx 10结束Yx 1000y1 xyN1 xyYN图7.17 例18程序设计框图2022-8-13单片机原理及其应用447.7 码制转换程序的设计 在单片机应用系统中，计算机CPU计算、存储是以二进制形式进行的；人机交换信息时，经常采用十进制；设备与设备之间交换信息时，有时采用ASCII码；等等，码制转换程序是单片机应用系统常用的程序之一。2022-8-13单片机原理及其应用457.7 码制转换程序的设计（一）二进制数与十进制数（BCD码）之间的转换程序设计例20 设工
24、作寄存器R6和R7中存储16位二进制数，R6中存放高八位，把该数转换为BCD码形式，并存结果于(R3),(R4),(R5)二进制数转换为十进制数的方法为按权展开，设16位二进制数 ，则对应的十进制数为 （7.3）转换时，乘以2可以采用左移方法实现，从最高位 开始，逐位加到BCD码存储单元的最低位，并进行十进制加法调整，然后左移，当最低位 加入后，转换完成。程序流程图如图7.18所示 011415ddddx001114141515102222ddddx011314152)2)2)2(ddddd15d0d2022-8-13单片机原理及其应用467.7 码制转换程序的设计结束所有位加完否？NY开始存
25、储BCD码转换结果x10的单元清0待转换二进制数位数二进制数左移1位，数据di进Cyx10=x10+2di十进制加法调整图7.18 二进制数转换BCD码程序流程图2022-8-13单片机原理及其应用477.7 码制转换程序的设计（二）ASCII代码与十六进制数之间的转换程序设计例21 把2个ASCII码表示的十六进制数转换成1个字节的十六进制数。在ASCII码表中，十六进制数符09的ASCII码 是30H39H，它们与其代表的十六进制数值相差30H；数符AF的ASCII码为41H46H，它们与其代表的十六进制数值相差37H。因此，1位十六进制数的ASCII码转换为十六进制数，当ASCII码减去
26、30H的差小于0AH时，其差值就是转换结果，否则，差值还应再减去07H才能得到转换结果。2022-8-13单片机原理及其应用487.7 码制转换程序的设计（三）ASC1I代码与十进制数（BCD码）之间的转换程序设计 十进制数符09对应的ASCII码是30H39H，因此，09的BCD码加上30H（或者与30H相或）就是它所对应的ASCII码，反之，数符09的ASCII码减去30H（或者与00001111B相与）就是它的BCD码。2022-8-13单片机原理及其应用497.8 逻辑操作程序 开关量的检测和控制是计算机控制系统中的一个非常重要的组成部分。如电机启动与停止，继电器和接触器动作、电磁阀的
27、开闭等等，在控制系统中，它们动作是由许多信号的逻辑组合后决定的，这种逻辑运算在MCS-51单片机中可以由位操作指令方便地实现。位操作指令是其它MCS-51单片机的一个特色。2022-8-13单片机原理及其应用507.8 逻辑操作程序例22 设U、V、W、Q分别是P1.1、P1.2、P1.3和P1.5，X和Y为单片机内部人为设置的标志位，它们分别是27H.1和27H.0，Z为定时/计数器T0的溢出标志TF0。用软件实现下列逻辑表达式 UYZYXUYZUXQ2022-8-13单片机原理及其应用517.8 逻辑操作程序程序实现如下：MOVC,27H.1ANLC,/P1.1MOV20H.0,C ;暂存 MOVC,27H.0 ANLC,/P1.1 ANLC,TF0;ORLC,20H.0;MOV20H.0,C ;暂存 +MOVC,27H.1ANL C,/27H.0ANL C,TF0 ;ORLC,20H.0;MOV20H.0,C;暂存 MOVC,27H.0 CPLCANL C,P1.1;ORL C,20H.0 ;MOVP1.5,CRETUXUYZUXUYZZYXZYXUYZUXUYUYZYXUYZUX2022-8-13单片机原理及其应用52end
