第4章 MCS-51程序设计

单片机技术及应用
• 【例4-3】拆字程序。 • ORG 0000H • START： MOV R1,#40H • MOV A,@R1 • MOV B,A • ANL A,#0FH • INC R1 • MOV @R1,A • MOV A,B • SWAPA • ANL A,#0FH • INC R1 • MOV @R1,A • SJMP $ • END
;暂存B中 ;取第一个半字节 ;存放第一个半字节
;取第二个半字节 ;存放第二个半字节
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4.1.2 分支程序 • 分支程序比顺序程序的结构复杂得多，其主要特 点是程序的流向有两个或两个以上的出口，根据 指定的条件进行选择确定。编程的关键是如何确 定供判断或选择的条件以及选择合理的分支指令。 • 通常根据分支程序中出口的个数，分为单分支结 构程序(两个出口)和多分支结构程序(3个或3个以 上出口)。 • 在处理实际事务中，只用简单程序设计的方法是 不够的，因为大部分程序总包含有判断、比较等 情况。根据判断、比较的结果转向不同的分支。
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2. 多重循环程序 • 如果在一个循环体中又包含了其他的循环程序，即循环中还套着循环， 这种程序称为多重循环程序。 【例4-9】10秒延时程序。 • 延时程序与MCS-51执行指令的时间有关，如果使用6MHz晶振，一个 机器周期为2μs，计算出执行一条指令以至一个循环所需要的时间， 给出相应的循环次数，便能达到延时的目的。 • 程序如下： • DEL： MOV R5,#100 • DEL0： MOV R6,#100 • DEL1： MOV R7,#249 • DEL2： DJNZ R7,DEL2 ;248*2+4 • DJNZ R6,DEL1 ;（248*2+4）*200+4 • DJNZ R5,DEL0 ;（248*2+4）*200+4）*100+4 • RET
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4.2.1 工作寄存器或累加器传递参数 • 此方法是把入口参数或出口参数放在工作 寄存器或累加器中的方法。使用这种方法 可使程序最简单，运算速度也最高。它的 缺点是：工作寄存器数量有限，不能传递 太多的数据；主程序必须先把数据送到工 作寄存器；参数个数固定，不能由主程序 任意设定。
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第4章 MCS-51程序设计
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教学提示 • 本章重、难点在于单片机MCS-51汇编语言 程序的3种基本结构形式、常用汇编语言程 序设计。 教学目标 • 掌握汇编语言程序基本结构。 • 掌握程序设计的步骤和方法。 • 学会具体程序的应用。
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• 循环程序一般由4个部分组成： (1) 置循环初值，即确立循环开始时的状态。 (2) 循环体(工作部分)，要求重复执行的部分。 (3) 循环修改，循环程序必须在一定条件下结束，否则就 要变成死循环。 (4) 循环控制部分，根据循环结束条件，判断是否结束循 环。 • 循环程序的结构一般有两种形式： (1) 先进入处理部分，再控制循环理部分。即先根据判断结果， 控制循环的执行与否，有时可以不进入循环体就退出循环 程序
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【例4-8】外部RAM单元清零。 • 要求：设有40个外部RAM单元要清“0”，即为循环次数存 放在R2寄存器中，其首地址存放在DPTR中，设为3000H。 • 解：方法一： • 程序如下： • ORG 0000H • MOV DPTR,#3000H • CLEAR： CLR A • MOV R2,#28H ;置计数值 • LOOP： MOVX@DPTR,A • INC DPTR ;修改地址指针 • DJNZ R2,LOOP ;控制循环 • END
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• 使用多重循环程序时，必须注意以下几点： (1) 循环嵌套，必须层次分明，不允许产生 内外层循环交叉。 (2) 外循环可以一层层向内循环进入，结束 时由里往外一层层退出。 (3) 内循环体可以直接转入外循环体，实现 一个循环由多个条件控制的循环结构方式。
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4.2 子程序和参数传递方法 • 在实际程序中，常常会多次进行一些相同的计算和操作， 如数制转换、函数式计算等。如果每次都从头开始编制一 段程序，不仅麻烦，而且浪费存储空间。因此对一些常用 的程序段，以子程序的形式，事先存放在存储器的某一区 域。当主程序运行过程中需要用子程序时，只要执行调用 子程序的指令，使程序转至子程序即可。子程序处理完毕， 返回主程序，继续进行以后的操作。 • 调用子程序有以下优点： • (1) 避免对相同程序段的重复编制。 • (2) 简化程序的逻辑结构，同时也便于子程序调试。 • (3) 节省存储器空间。
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【例4-5】两个无符号数比较大小。 • 解：设两个连续外部RAM单元ST1和ST2中存放不带符号的二进制数，找出 其中的大数存入ST3单元中。 • 程序如下： • ORG 8000H • ST1 EQU 8040H • START1： CLR C ;进位位清零 • MOV DPTR,#ST1 ;设数据指针 • MOVX A,@DPTR ;取第一个数 • MOV R2,A ;暂存R2 • INC DPTR • MOVX A,@DTPR ;取第二个数 • SUBB A,R2 ;两数比较 • JNC BIG1 • XCH A,R2 ;第一个数大 • BIG0： INC DPTR • MOVX @DPTR,A ;存大数 • SJMP $ • BIG1： MOVX A,@DPTR;第二个数大 • SJMP BIG0
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1. 单循环程序 【例4-6】多个单字节数据求和。 • 已知有10个单字节数据，依次存放在以内部RAM的50H单元开始的连 续单元中。要求把计算结果存入R2、R3中(高位存R2，低位存R3)。
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• • • • • • • • • • • • • • •
解：程序如下： ORG 8000H SAD： MOV R0,#50H ;设数据指针 MOV R5,#0AH ;计数值0AH→R5 SAD1： MOV R2,#0 ;和的高8位清零 MOV R3,#0 ;和的低8位清零 LOOP： MOV A,R3 ;取加数 ADD A,@R0 MOV R3,A ;存和的低8位 JNC LOP1 INC R2 ;有进位，和的高8位+1 LOP1： INC R0 ;指向下一个数据地址 DJNZ R5,LOOP SJMP $ END
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方法二： • 此程序也可写成通用子程序的形式： • CLEAR： CLR A • LOOP： MOVX @DPTR,A • INC DPTR ;修改地址指针 • DJNZ R2,LOOP ;控制循环 • RET • 使用时只要给定入口参数及被清零单元个数，再调用此子程序即可： • ORG 0000H • MOV DPTR,#3000H • MOV R2,#40 • ACALL CLEAR • SJMP $ • CLEAR： CLR A • LOOP： MOVX @DPTR,A • INC DPTR ;修改地址指针 • DJNZ R2,LOOP ;控制循环 • RET • END
【例4-1】已知16位二进制负数存放在R1、R0中，试求其补码，并将结 果存放在R3、R2中。 • 解：二进制负数的求补方法可归结为“求反加1”，符号位不变。利用 CPL指令实现求反；加1时，则应低8位先加1，高8位再加上低位的进 位。注意这里不能用INC指令，因为INC指令不影响标志位。 • 程序如下： • CONT: MOV A,R0 ;读低8位 • CPL A ;取反 • ADD A,#1 ;加1 • MOV R2,A ;存低8位 • MOV A,R1 ;读高8位 • CPL A ;取反 • ADDC A,#80H ;加进位及符号位 • MOV R3,A ;存高8位 • RET ;返回
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4.1.3 循环程序 • 在程序设计中，只有简单程序和分支程序是不够的。因为 简单程序的每条指令只执行一次，而分支程序则根据条件 的不同，会跳过一些指令，执行另一些指令。它们的特点 是，每一条指令至多执行一次。在处理实际事务时，有时 会遇到多次重复处理的问题，用循环程序的方法来解决就 比较合适。循环程序中的某些指令可以反复执行多次。采 用循环程序，可使程序缩短，从而节省存储单元。重复次 数越多，循环程序的优越性就越明显。但是程序的执行时 间并不节省。由于要有循环准备、结束判断等指令，其速 度要比简单程序稍慢些。
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【例4-7】内部RAM单元清零。要求：将60H为起点的9个单 元清“0”。 • 解：程序如下： • ORG 0000H • CLEAR： CLR A ;A清0 • MOV R0,#60H ;确定清0单元起始地址 • MOV R6,#09 ;确定要清除的单元个数 • LOOP： MOV @R0,A ;清单元 • INC R0 ;指向下一个单元 • DJNZ R6,LOOP ;控制循环 • SJMP $ • END
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【例4-4】求单字节有符号二进制数的补码。 • 解：正数的补码是其本身，负数的补码是其反码加1。因 此，程序首先判断被转换数的符号，负数进行转换，正数 即为补码。设二进制数放在累加器A中，其补码放回到A 中。 程序如下： • ORG 0000H • CMPT： JNB ACC.7,NCH ;(A)>0，不需转换 • CPL A • ADD A,#1 • SETB ACC.7 ;保存符号 • NCH： SJMP $ • END
4.1 三种基本程序结构 • 程序设计是为了解决某一个问题，将指令有序地组合在一 起。程序有简有繁，有些复杂程序往往是由简单的基本程 序所构成。本章将通过一些基本程序，介绍部分常用程序 设计方法。 • 程序设计的过程大致可以分为以下几个步骤： (1) 编制说明要解决问题的程序框图。 (2) 确定数据结构、算法、工作单元、变量设定。 (3) 根据所用计算机的指令系统，按照已编制的程序框图， 用汇编语言编制出源程序。 (4) 将编制出的程序在计算机上调试，直至实现预定的功 能。