汇编语言程序设计

汇编语言程序设计1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。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。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。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，原来的汇编语言程序称为源程序。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一4.1.1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。一、预完成任务的分析首先，要对单片机应用系统预完成的任务进行深入的分析，明确系统的设计任务的功能要求和技术指标。其次，要对系统的硬件资源和工作环境进行分析。这是单片机应用系统程序设计的基础和条件。二、进行算法的优化算法是解决具体问题的方法。应用系统经过分析、研究和明确规定后，对应实现的功能和技术指标可以利用严密的数学方法或数学模型来描述，从而把实际问题转化成由计算机进行处理的问题。三、程序总体设计及流程图绘制经过任务分析、算法优化后，就可以进行程序的总体构思，确定程序的结构和数据形式，并考虑资源的分配和参数的计算等。然后根据程序运行的过程，勾画出程序执行的逻辑顺序，用图形符号将总体设计思路及程序流向绘制在平面图上，从而使程序的结构关系直观明了，便于检查和修改。清晰正确的流程图是编制正确无误的应用程序的基础和条件。所以，绘制一个好的流程图，是程序设计的一项重要内容。流程图可以分为总流程图和局部流程图。总流程图侧重反映程序的逻辑结构和各程序模块之间的相互关系。局部流程图反映程序模块的具体实施细节。对于简单的应用程序，可以不画汇编语言程序设计2流程图。但是当程序较为复杂时，绘制流程图是一个良好的编程习惯。常用的流程图符号有：开始和结束符号、工作任务符号、判断分支符号、程序连接符号、程序流向符号等4.1.2编制程序的方法和技巧一、采用模块化程序设计方法应用系统的程序由包含多个模块的主程序和各种子程序组成。各程序模块都要完成一个明确的任务，实现某个具体的功能，如：发送、接收、延时、打印和显示等。模块化的程序设计方法具有明显的优点。把一个多功能的复杂的程序划分为若干个简单的、功能单一的程序模块，有利于程序的设计和调试，有利于程序的优化和分工，提高了程序的可读性和可靠性，使程序的结构层次一目了然。二、尽量采用循环结构和子程序采用循环结构和子程序可以使程序的长度减少、占用内存空间减少。通用的子程序，除了用于存放子程序入口参数的寄存器外，子程序中用到的其它寄存器的内容应压入堆栈进行现场保护，并要特别注意堆栈操作的压入和弹出的平衡；4.1.3汇编语言语句的种类和格式两种基本类型：指令语句和伪指令语句（1）指令语句已在第3章介绍每一条指令语句在汇编时都产生一个指令代码——机器代码（2）伪指令语句是为汇编服务的。在汇编时没有机器代码与之对应。指令语句：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用分号“；”相隔。操作码字段为必选项，其余各段为任选项。举例：开始或结束符号工作任务符号判断分支符号程序连接符号程序流向符号程序流向符号汇编语言程序设计3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：MOVA，#00H；0→AMOVR1，#10；10→R1MOVR2，#00000011B；3→R2LOOP：ADDA，R2；（A）+（R2）→ADJNZR1，LOOP；R1内容减1不为零，则循环NOPHERE：SJMPHERE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1~8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（2）工作寄存器和特殊功能寄存器的表示（3）美元符号$的使用4．注释MCS-51单片机的应用程序的完成，应经过三个步骤：（1）在微计算机上，运行编辑程序进行源程序的输入和编辑，以.ASM或.C的形式存盘。（2）对源程序进行汇编、连接，得到.EXE格式的可执行文件及.HEX格式的可烧录文件；（3）通过微计算机的串行口（或并行口）把机器代码传送到用户样机（或在线仿真器）进行程序的调试和运行，并最终传送至烧录器进行烧录。4.2.1源程序汇编手工汇编：人工查表翻译指令。但遇到的相对转移指令的偏移量的计算，要根据转移的目标地址计算偏移量，不但麻烦，且容易出错。机器汇编：用编辑软件进行源程序的编辑。编辑完成后，生成一个ASCII码文件，扩展名为“.ASM”。然后在微计算机上运行汇编程序，把汇编语言源程序翻译成机器代码。4.2.2伪指令在MCS-51汇编语言源程序中应有向汇编程序发出的指示信息，告诉它如何完成汇编工作，汇编语言程序设计4这是通过使用伪指令来实现的。也称为汇编程序控制命令。只有在汇编前的源程序中才有伪指令。经过汇编得到目标程序（机器代码）后，伪指令已无存在的必要，所以“伪”体现在汇编时，伪指令没有相应的机器代码产生。常用的伪指令：1.ORG（ORiGin）汇编起始地址命令2.END(ENDofassembly)汇编终止命令3．DB（DefineByte）定义字节命令4．DW（DefineWord）定义数据字命令5．EQU（EQUate）赋值命令6.BIT定义位地址为符号名解释：1.ORG（ORiGin）汇编起始地址命令在汇编语言源程序的开始，通常都用一条ORG伪指令来实现规定程序的起始地址。例如ORG2000HSTART：MOVA,#00H┋规定标号START代表地址为2000H开始。2.END(ENDofassembly)汇编终止命令汇编语言源程序的结束标志，用于终止源程序的汇编工作。在整个源程序中只能有一条END命令，且位于程序的最后。3．DB（DefineByte）定义字节命令DB功能是从指定的程序存储器中的单元开始定义（存储）若干个字节。DB后的各项以逗号分隔，每项为一个字节。各项的形式可以是十进制数、二进制数、十六进制数或字母，字母按ASCII码存储，其余按十六进制数存储。4．DW（DefineWord）定义数据字命令从指定的地址开始，在程序存储器的连续单元中定义若干个16位的数据。DW后的各项以逗号分隔，每项为一个字。低地址，高字节。举例：如：汇编语言程序设计5ORG2000HDB30H，40H，24DB‘C’，‘B’汇编后：（2000H）=30H（2001H）=40H（2002H）=18H（2003H）=43H（2004H）=42HORG2000HDW1246H，7BH，10汇编后：（2000H）=12H；第1个字（2001H）=46H（2002H）=00H；第2个字（2003H）=7BH（2004H）=00H；第3个字（2005H）=0AH5．EQU（EQUate）赋值命令格式：字符名称EQU项（数或汇编符号，字节或字）例如：TESTEQU2000HKEYEQUP1DELYEQU30H定义后使用。6．BIT定义位地址为符号名与EQU类似的，BIT赋值命令，格式相同，只是项是位。例如：FLAGBIT30HKEY1BITP1.1举例：LENEQU10SUMEQU21HBLOCKEQU22HCLRAMOVR7,＃LENMOVR0,＃BLOCKLOOP:ADDA,@R0INCR0DJNZR7,LOOPMOVSUM,A举例：源程序注释汇编语言程序设计6ORG0000H；整个程序起始地址LJMPMAIN；跳向主程序ORG0030H；主程序起始地址MAIN:CLRC；MAIN为程序标号LOOP:MOVA,@R0ADDCA,@R1INCR0DJNZR1,LOOP；相对转移SJMPNEXTMOVR0,#03HNEXT:DECR0SJMP$；HERE:SJMPHEREEND；结束标记地址机器码源程序注释ORG0000H；整个程序起始地址0000020030LJMPMAIN；跳向主程序ORG0030H；主程序起始地址0030C3MAIN:CLRC；MAIN为程序标号0031E6LOOP:MOVA,@R0003237ADDCA,@R1003308INCR00034DAFBDJNZR1,LOOP；相对转移00368002SJMPNEXT00387803MOVR0,#03H003A18NEXT:DECR0003B80FESJMP$；HERE:SJMPHEREEND;结束标记4.4子程序及其调用（部分）一、子程序设计原则和应注意的问题一种能完成某一特定任务的程序段。其资源要为所有调用程序共享。因此，子程序在结构上应具有独立性和通用性，在编写子程序时应注意以下问题：1．形式：子程序的第一条指令的地址称为子程序的入口地址，该指令前必须有标号；最后一条一定是RET。2．主程序调用子程序两条子程序调用指令：汇编语言程序设计7（1）绝对调用指令：ACALLaddr11（2）长调用指令：LCALLaddr16举例：MAIN：┇；MAIN为主程序或调用程序标号LCALLABC；调用子程序ABC┇┇ABC：PUSHPSW；现场保护PUSHACC；子程序处理程序段POPACC；现场恢复POPPSW；RET；最后一条指令必须为RET3.子程序调用、返回指令----调用指令格式：LCALL指令标号指令功能：指令标号对应子程序开始位置。指令执行时，先将下一条指令的地址放入堆栈保护起来，然后转至子程序执行。指令格式：RET指令执行过程下一条指令的高8位地址入栈下一条指令的低8位地址入栈程序转至子程序标号位置执行指令执行过程下一条指令的高8位地址入栈下一条指令的低8位地址入栈程序转至子程序标号位置执行指令执行过程下一条指令的高8位地址入栈下一条指令的低8位地址入栈程序转至子程序标号位置执行汇编语言程序设计8指令功能：放置在子程序末尾。将堆栈中被保护的指令地址取出给PC，程序返回继续执行。子程序设计步骤和注意事项1、确定子程序名称，设定子程序开始标号注意：标号的唯一性2、分析子程序功能，确定初始参数和结果参数注意：初始参数和结果的存储位置3、确定所使用的寄存器和存储单元注意：数据冲突、数据丢失4、确定子程序结构，编写程序。注意：子程序的通用性举例，关注调用过程及参数传递方法：例ABC:MOVR3,#30HMOVR1,#40HCLRAL1:MOV@R1,AINCR1DJNZR3,L1RET问：子程序的功能？若清除50H单元后20个单元，如何调用？ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOV30H,#20MOV40H,#50HLCALLABCSJMP$ABC:MOVR3,#30H；？30HMOVR1,#40H；？40HCLRAL1:MOV@R1,AINCR1DJNZR3,L1汇编语言程序设计9RE