重點第三章匯編語言程序設計

第三章

MCS51系列單片機的指令系統(tǒng)及匯編程序設計

3.1匯編語言基本概念3.2匯編語言程序設計2.1匯編語言基本概念3.1.1程序設計語言3.1.2匯編語言的語句3.1.3偽指令返回本章首頁3.1.1程序設計語言 按照語言的結構及其功能可以分為三種：1．機器語言：機器語言是用二進制代碼0和1表示指令和數(shù)據(jù)的最原始的程序設計語言。2．匯編語言：在匯編語言中，指令用助記符表示，地址、操作數(shù)可用標號、符號地址及字符等形式來描述。3．高級語言：高級語言是接近于人的自然語言，面向過程而獨立于機器的通用語言。返回本節(jié)3.1.2匯編語言的語句 1．匯編語言的語句格式匯編語言源程序是由匯編語句（即指令）組成的。匯編語言一般由四部分組成。其典型的匯編語句格式如下：標號： 操作碼 操作數(shù) ；注釋

START：MOVA，30H;A←（30H）2．匯編語言的指令類型

MCS-51單片機匯編語言，包含兩類不同性質(zhì)的指令。（1）基本指令：即指令系統(tǒng)中的指令。它們都是機器能夠執(zhí)行的指令，每一條指令都有對應的機器碼。（2）偽指令：匯編時用于控制匯編的指令。它們都是機器不執(zhí)行的指令，無機器碼。返回本節(jié)MCS-51基本指令:(a)指令編碼：

MCS-51指令編碼分為單字節(jié)指令、雙字節(jié)指令、三字節(jié)指令3種形式，復雜指令系統(tǒng)CISC，共42種操作碼助記符，共111條指令。(b)指令系統(tǒng)中用到的符號：

#data:8位立即數(shù)；MOVA，#3AH

#data16:16位立即數(shù)；MOVDPTR,#8000H

Rn:當前內(nèi)部寄存器組R0~R7中的某個工作寄存器；MOVR1，#0FFH

返回本節(jié)MCS-51基本指令:

@Ri:

以寄存器R0和R1作為間接尋址，操作對象是外部RAM或內(nèi)部RAM00~7FH單元（51:128字節(jié),52:256字節(jié)MOV@R0,A

addr16:16位地址;用于LCALL和LJMP指令轉移范圍為64kB

addr11:11位目標地址，用于ACALL和AJMP指令。

direct:8位直接地址，內(nèi)部RAM00~7FH單元地址，或內(nèi)部RAM中的位地址。返回本節(jié)MCS-51基本指令:

bit:位地址；/bit位取反，再參與運算。不改變bit的值。

@DPTR:

以數(shù)據(jù)指針作為間接尋址，操作數(shù)在外部RAM。MOVX@DPTR,A

rel:帶符號的地址偏移量（8位），補碼形式的8位，-128~+127

$:11當前指令地址;SLMP$;SJMP$返回本節(jié)MCS-51基本指令:

A與Acc的區(qū)別

:

寫作A，是寄存器尋址；寫作Acc時是直接尋址，以內(nèi)存形式顯現(xiàn)。盡管操作對象均是CPU的累加器A，對于支持直接尋址和寄存器尋址的指令來說，如

MOV23H,AMOV23H,Acc都可用A或Acc。

對于不支持寄存器尋址的指令如PUSH、POP只能PUSHAcc;PopAcc;JNBAcc.7,NEXT3

對于不支持直接尋址的指令。如MOVX中的A就不能寫成Acc，必須嚴格區(qū)分A的寫法。返回本節(jié)MCS-51基本指令:?尋址方式：

MCS-51系列單片機CPU支持七種尋址方式:

立即尋址；直接尋址；寄存器尋址；寄存器間接尋址方式；基址寄存器加變址寄存器間接尋址（變址尋址）；相對尋址；位尋址方式；返回本節(jié)MCS-51基本指令:?按功能劃分：

111條指令可歸類為如下類型：

數(shù)據(jù)傳送（29條）；算術運算（24條）；邏輯運算（24條）；控制轉移（17條）；位操作（17條）；

返回本節(jié)MCS-51基本指令:1）、數(shù)據(jù)傳送：

MOV：內(nèi)部RAM與SFRMOVX：外部RAM與累加器AMOVC：程序存儲器ROMAPUSH，POP：堆棧操作

XCH,XCHD:字節(jié)交換;SWAPA:高4位與低4位交換2)、算術運算：

ADD；ADDC：加法

SUB；SUBB：減法

INC:增1；DEC：減1；MUL：乘法；DIV：除法

DA：十進制加法調(diào)正返回本節(jié)MCS-51基本指令:3）、邏輯運算：

ANL：邏輯與，共6條；

ORL：邏輯或，共6條；

XRL：邏輯異或，共6條；

CPL：邏輯非（取反），共1條；

CLR：A清零，共1條；

RL；RLC；RR；RRC：循環(huán)移位，共4條;4)、控制運算：跳轉指令（4條)：AJMP,LJMP,SIMP,JMP返回本節(jié)MCS-51基本指令:4)、控制運算：跳轉指令（4條)：AJMP,LJMP,SIMP,JMP

調(diào)用指令(2條）：ACALL，LCALL

返回指令(2條)：RET，RETI

條件跳轉指令：JZ，JNZ；JC，JNC；JB，JNB，JBC；CJNE；DJNZ；5）空操作指令：

NOP返回本節(jié)MCS-51基本指令:6)、位操作指令：

位傳送指（2條)：MOVC，bitMOVbit,C

位控制指令(6條）：CLRC，SETBC；

CLRbit;SETBbit;CPLC;CPLbit

位邏輯運算指令（4條）：ANLc,bit;ANLc,/bit;ORLc,bit;ORLc,/bit

位轉移指令：JBbit,rel;JNB

bit,rel;JBCbit,rel

返回本節(jié)3.1.3偽指令 1．ORG：匯編起始地址用來說明以下程序段在存儲器中存放的起始地址。例如程序： ORG 1000H START： MOV A，#20H MOV B，#30H┇2．EQU：賦值給變量標號賦予一個確定的數(shù)值。3.DATA,XDATA:數(shù)據(jù)賦值，地址賦值。4．DB：定義數(shù)據(jù)字節(jié)把數(shù)據(jù)以字節(jié)數(shù)的形式存放在存儲器單元中。

5．DW：定義數(shù)據(jù)字按字的形式把數(shù)據(jù)存放在存儲單元中。

6．DS：定義存儲區(qū)從指定的地址單元開始，保留一定數(shù)量存儲單元。

7．BIT：位定義確定字符名為確定的位地址值。

8．END：匯編結束返回本節(jié)3.2匯編語言程序設計3.2.1匯編語言程序結構及設計步驟3.2.2順序程序3.2.3分支程序3.2.4循環(huán)程序3.2.5子程序3.2.6位操作程序

3.2.7匯編語言程序設計基本要求

返回本章首頁3.2.1.1匯編語言程序設計步驟1．分析問題2．確定算法3．設計程序流程圖4．分配內(nèi)存單元5．編寫匯編語言源程序6．調(diào)試程序返回本節(jié)3.2.1.2匯編語言程序結構1．程序頭（即定義變量和等值符號）2．主程序3．子程序結構4.中斷服務程序。返回本節(jié)3.2.1.2匯編語言程序結構1．程序頭（即定義變量和等值符號）

SCLBITP1.2;定義SCL位變量

SDABITP1.3;定義SDA位變量

ByteConDATA30H;定義字節(jié)變量ByteConORGnnnn;CPU復位后的第一個機器碼存放單元地址。具體值由CPU類型決定。

LJMPMain;一般第一條指令是跳轉指令。跳到主程序入口。Main為主程序入口地址標號。

LJMPSINT1;跳轉到中斷服務程序入口。返回本節(jié)3.2.1.2匯編語言程序結構2．主程序

ORGyyyy;其中yyyy就是主程序代碼存放區(qū)的首地址。Main:MOVSP,#5FH;初始化有關寄存器。如設置堆棧指針SP、選擇工作寄存器組、初始化中斷控制寄存器等。

LCALLSUB1;調(diào)用子程序SUB1。返回本節(jié)3.2.1.2匯編語言程序結構3．子程序

ORGzzzz;其中zzzz就是子程序代碼存放區(qū)的首地址?？梢圆挥肙RG指令，直接將子程序存放在主程序后。SUB1:PUSHPSWPUSHAcc;保護現(xiàn)場

……POPAccPOPPSW;恢復現(xiàn)場

RET返回本節(jié)3.2.1.2匯編語言程序結構4．中斷服務程序

ORGzzzz;其中zzzz就是中斷程序代碼存放區(qū)的首地址。SINT1:PUSHPSWPUSHAcc;保護現(xiàn)場

……POPAccPOPPSW;恢復現(xiàn)場

RETI返回本節(jié)3.2.2順序程序 順序程序是一種最簡單，最基本的程序。特點：程序按編寫的順序依次往下執(zhí)行每一條指令，直到最后一條?！纠?.1】將30H單元內(nèi)的兩位BCD碼拆開并轉換成ASCII碼，存入RAM兩個單元中。程序流程如圖3-1所示。參考程序如下：

ORG 2000HMOV A，30H ；取值

ANL A，#0FH ；取低4位ADD A，#30H ；轉換成ASCII碼MOV 32H，A ；保存結果MOV A，30H ；取值SWAP A ；高4位與低4位互換ANL A，#0FH ；取低4位（原來的高4位）ADD A，#30H ；轉換成ASCII碼MOV 31H，A ；保存結果SJMP $END結束取數(shù)據(jù)低4位轉換成ASCII碼存ASCII碼取數(shù)據(jù)高4位轉換成ASCII碼存ASCII碼開始圖3-1拆字程序流程圖【例3.2】設X、Y兩個小于10的整數(shù)分別存于片內(nèi)30H、31H單元，試求兩數(shù)的平方和并將結果存于32H單元。解：兩數(shù)均小于10，故兩數(shù)的平方和小于200，可利用乘法指令求平方。程序流程如圖2-2所示。參考程序如下：

ORG 2000HMOV A，30H ；取30H單元數(shù)據(jù)

MOV B，A ；將X送入B寄存器MUL AB ；求X2，結果在累加器中MOV R1，A ；將結果暫存于R1寄存器中MOV A，31H ；取31H單元數(shù)據(jù)MOV B，A ；將Y送入B寄存器MUL AB ；求Y2，結果在累加器中ADD A，R1 ；求X2+Y2MOV 32H，A ；保存數(shù)據(jù)SJMP $ ；暫停END結束取數(shù)據(jù)X求X2暫存X2取數(shù)據(jù)Y求Y2求X2+Y2開始保存平方和圖3-2例3.2程序流程圖3.2.3分支程序 1．分支程序的基本形式分支程序有三種基本形式，如圖3-3所示。分支程序的設計要點如下：（1）先建立可供條件轉移指令測試的條件。（2）選用合適的條件轉移指令。（3）在轉移的目的地址處設定標號。條件滿足？AYN（a）條件滿足？ABNY（b）（c）A0A1AnK=0K=1…K=nK=？……圖3-3分支程序結構流程圖2．雙向分支程序設計舉例【例3.3】設X存在30H單元中，根據(jù)下式

X+2 X>0Y= 100 X=0求出Y值，將Y值存入31H單元。∣X∣ X<0解：根據(jù)數(shù)據(jù)的符號位判別該數(shù)的正負，若最高位為0，再判別該數(shù)是否為0。程序流程如圖3-4所示。

參考程序如下：ORG 1000H

MOV A，30H ；取數(shù)

JB ACC.7，NEG；負數(shù)，轉NEGJZ ZER0 ；為零，轉ZER0ADD A，#02H ；為正數(shù)，求X+2AJMPSAVE ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)ZER0：MOVA，#64H ；數(shù)據(jù)為零，Y=100AJMPSAVE ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)NEG：DECA；

CPL A；求∣X∣SAVE：MOV31H，A ；保存數(shù)據(jù)

SJMP ＄ ；暫停A為負數(shù)？取數(shù)，A←（30H）開始結束A=0？YNNA←|X|A←64HA←X+2存數(shù)，（31H）←A（30H）圖3-4例3.3程序流程圖3．多向分支程序設計舉例

利用JMP@A+DPTR指令可以實現(xiàn)256分支,為菜單程序設計提供的方便?！纠?.4】

根據(jù)R0的值轉向7個分支程序。R0<10，轉向SUB0；R0<20，轉向SUB1；

R0<60，轉向SUB5；R060，轉向SUB6；解：利用JMP@A+DPTR指令直接給PC賦值，使程序?qū)崿F(xiàn)轉移。程序流程如圖3-5所示。參考程序如下：

ORG2000H MOVDPTR，#TAB；轉移指令表首地址

MOVA，R0 ；取數(shù)

MOV B，#10…… DIV AB；A/10，商在A中

CLR C RLCA ；A←2A JMP@A+DPTR ；PC←A+DPTRTAB: AJMP SUB0 ；轉移指令表

AJMPSUB1AJMP SUB2 AJMPSUB5AJMP SUB6K=？轉SUB0轉SUB1轉SUB6K=0K=1……K=6開始圖3-5多向分支程序流程圖返回本節(jié)【例3.5】

假設某菜單有9項。試編寫一程序段，根據(jù)輸入數(shù)碼轉去執(zhí)行相應的子程序，即輸入“1”，執(zhí)行子程序1；輸入“2”，執(zhí)行子程序2；依次類推，輸入“9”，執(zhí)行子程序9。解：利用JMP@A+DPTR指令直接給PC賦值，使程序?qū)崿F(xiàn)轉移。參考程序如下：

ORG1000H MOVDPTR，#TAB；轉移指令表首地址

MOVA，KEYMA；鍵盤輸入緩沖區(qū)內(nèi)容送到ADECA；由于輸入數(shù)碼1~9，因此需要減1 MOV B，#03HMULAB；A*3A

JMP@A+DPTR ；PC←A+DPTRORG2000HTAB: LJMP SUB0 ；轉移指令表

LJMPSUB1LJMP SUB2 LJMPSUB5LJMP SUB6 LJMPSUB7LJMP SUB8LJMPSUB93.2.4循環(huán)程序 1．循環(huán)程序的結構（如圖3-6所示）☆循環(huán)程序一般包括如下四個部分：（1）初始化（2）循環(huán)體（3）循環(huán)控制（4）結束☆循環(huán)程序按結構形式，有單重循環(huán)與多重循環(huán)?！钤诙嘀匮h(huán)中，只允許外重循環(huán)嵌套內(nèi)重循環(huán)?！畈辉试S循環(huán)相互交叉，也不允許從循環(huán)程序的外部跳入循環(huán)程序的內(nèi)部（如圖3-7所示）。（a）當型循環(huán)結構（b）直到型循環(huán)結構循環(huán)結束？循環(huán)體YN初始化修改循環(huán)參數(shù)結束部分開始結束循環(huán)結束？循環(huán)體Y初始化修改循環(huán)參數(shù)結束部分開始N結束圖3-6循環(huán)結構程序流程圖外循環(huán)中循環(huán)內(nèi)循環(huán)外循環(huán)內(nèi)循環(huán)外循環(huán)內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)（a）嵌套正確（b）嵌套正確（c）交叉不正確圖3-7多重循環(huán)示意圖2．循環(huán)程序設計舉例【例3.6】有一數(shù)據(jù)塊從片內(nèi)RAM的30H單元開始存入，設數(shù)據(jù)塊長度為10個單元。根據(jù)下式：

X+2 X>0Y=100X=0求出Y值，并將Y值放回原處。

∣X∣X<0解：設置一個計數(shù)器控制循環(huán)次數(shù)，每處理完一個數(shù)據(jù)，計數(shù)器減1。程序流程如圖3-8所示。參考源程序如下：

ORG 2000H MOV R0，#10MOV R1，#30HSTART： MOV A，@R1 ；取數(shù)

JB ACC.7，NEG；若為負數(shù)，轉NEG JZ ZER0 ；若為零，轉ZER0 ADD A，#02H ；若為正數(shù)，求X+2 AJMP SAVE ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)

ZER0：MOVA，#64H ；數(shù)據(jù)為零，Y=100

AJMP SAVE ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)NEG：DEC A CPL A ；求∣X∣SAVE：MOV @R1，A ；保存數(shù)據(jù)

INC R1 ；地址指針指向下一個地址

DJNZ R0，START；數(shù)據(jù)未處理完，繼續(xù)處理

SJMP＄；暫停A=0？YYNNYNA為負數(shù)？取數(shù)，A←（（R1））開始結束A←∣X∣A←64HA←X+2存數(shù)，（（R1））←A（30H）設置地址指針R1、計數(shù)器R0初值R1←R1+1；R0←R0-1R0=0?圖3-8例3.6的程序流程圖返回本節(jié)3.2.5子程序

1．子程序概念所謂調(diào)用子程序，暫時中斷主程序的執(zhí)行，而轉到子程序的入口地址去執(zhí)行子程序。如圖3-10所示。調(diào)用子程序應注意：（1）子程序占用的存儲單元和寄存器。（2）參數(shù)的傳遞。（3）子程序經(jīng)過調(diào)用后得到的數(shù)據(jù)來完成程序之間的參數(shù)傳遞。

（4）嵌套調(diào)用與遞歸調(diào)用。如圖3-11所示。RETLCALLSUB圖3-10子程序的調(diào)用與返回LCALLARETRETLCALLB圖3-11子程序的嵌套調(diào)用與返回2．子程序設計舉例【例3.8】將3.4節(jié)中的例3.6改為子程序結構。解：數(shù)據(jù)塊中的十個數(shù)都需要進行符號判斷并作相應處理，可把一部分工作交給子程序完成，主程序只負責讀取數(shù)據(jù)、調(diào)用判斷處理子程序、保存數(shù)據(jù)、循環(huán)控制工作。源程序如下：

ORG 1000H MOV R0，#10 MOV R1，#30HSTART：MOV A，@R1 ；取數(shù)

ACALLDISPOSE；調(diào)用判斷、處理子程序SAVE：MOV @R1，A ；保存數(shù)據(jù)

INC R1；修改地址指針，指向下一個地址

DJNZR0，START ；數(shù)據(jù)未處理完，繼續(xù)處理

SJMP＄ ；暫停

ORG 0200HDISPOSE：JBACC.7，NEG；若為負數(shù)，轉NEG

JZ ZER0 ；若為零，轉ZER0 ADD A，#02H ；若為正數(shù)，求X+2 AJMP BACK ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)ZER0：MOV A，#64H ；數(shù)據(jù)為零，Y=100 AJMP BACK ；轉到SAVE，保存數(shù)據(jù)NEG：DEC A CPL A ；求∣X∣BACK：RET返回本節(jié)2.2.6位操作程序 【例3.9】編寫一程序，實現(xiàn)圖3-12中的邏輯運算電路。其中P3.1、P1.1、P1.0分別是單片機端口線上的信息，RS0、RS1是PSW寄存器中的兩個標志位，30H、31H是兩個位地址，運算結果由P1.0輸出。程序如下：

ORG 1000HMOV C，P3.1ANL C，P1.1CPL CMOV 20H，C ；暫存數(shù)據(jù)MOV C，30HORL C，/31HANL C，RS1ANL C，20HANL C，RS0MOV P1.0，C ；輸出結果SJMP $P3.1P1.130H31HRS1RS0&≥1&&P1.0圖3-12硬件邏輯硬件電路圖返回本節(jié)3.2.7匯編語言程序設計基本要求1．正確性2．可靠性3．可讀性4．