单片机虚拟实验室仿真软件中的仿真编译算法

Ｘ Ｚ Ｙ ２ ０ １ ３ Ｊ Ｘ ０ ７ ） 阶段性 成果．
作者 简介 ： 刘
吕
陆（ １ ９ ７ ８ 一） ， 女， 陕西兴平人 ， 西安职业技术学院机电工程系讲பைடு நூலகம் 。 硕士 ．
吴（ １ ９ ７ ６一） ， 男， 陕西西安人 ， 西安职业技术学院机电工程系讲师 ， 硕士 ．
底
群（ １ ９ ７ ７一） ， 男， 陕西咸 阳人 ， 西安职业技术学院机电工程系讲师 ， 硕士 ．
２ 仿 真 编 译 中 的词 法 分 析 算 法
词 法分析 模块 调 用用 户 源 程 序 文 件 ， 逐 行 对 文 件 中用 户 输 人 的源 程 序 按 照 单 片机 指 令 系 统规 定 的符
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ２
收稿 日期 ： 本文 系西 安 职 业技 术 学 院 ２ ０ １ ３年度 基 金项 目“ 单 片 机 虚拟 实 验 室仿 真 软 件 的设 计 与 开 发 ” （ 项 目编 号 ：
细阐述了词 法分析算法和语 法分析 算法． 最后 ， 讨论 了如何使 用 ｃ＋＋语 言建 立指令 类， 对仿真编译结果存储 ．
关键词 ｉ 编译 ； 词法分析 ； 语 法分析
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—３ ９—０ ４
第 ６卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ９月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｘｉ ｉ ｍ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
西 安 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｖ ０ １ ． ６ Ｎ ｏ ． ３
１ 仿 真 编 译 需求 分 析
实 际 的编 译 是 利 用 编 译 程 序 从 源 程 序 产生 目标 程 序 的过 程 ． 该 过 程 分 为 五个 阶段 ： 词 法 分析 ； 语 法 分
析； 语义检查 ； 中间代码生成 ； 代码优化 ； 目标代码生成． 主要是进行词法分析和语法分析 ， 又称为源程序分 析， 分析过程 中发现有语法错误 ， 给出提示信息． 对于刚刚接触汇编语言编程 的学生来说 ， 自己所编写的程 序 指令 是否符 合语 法 规定 、 能 否正 确运 行 获 得 正确 的结果 往 往 是 做 实验 时 考 虑 的重 点 ． 通 过实 验 加深 学 生 对于汇编语言指令 系统的掌握则是教师的教学 目标． 基于以上的考虑 ， 确定仿真编译子系统 的功能需求有： （ １ ） 将用户输入 的源程序进行词法和语法检查 ， 发现错误则指 出具体的错误类 型提示用户修改 ， 在此 处， 对 于 程序 中 的错 误 进行 分 析 ， 结 合初 学者 常犯 得错 误 给 出错 误 提示 的同 时给 出可能 的 错误 原 因 ， 以促进 用户 对 ＭＣ Ｓ一 ５ １ 指令 系 统 的学 习和 应用 ． （ ２ ） 源 程序 语法 检查 正确 后 ， 对 其进 行处 理 ， 标 识 出每 条指 令标 号 （ 可 以没有 ） 、 操 作码 、 操 作数 （ 可 以没 有或 多个 ， 但 最多 为 三 个 ） 、 操作数类型、 操作数值（ 对 于源 程序文 件 中字符 型 的二 进 制 、 八进制、 十进 制 、 十 六进制操作数以及使用特殊功能寄存器 Ｓ Ｆ Ｒ名称 的操作数将其转换为对应 的十六进制存储单元地址） 、 指 令 字节 数 、 指令 周期 并计 算 出指 令 的地址 ； 对 于注 释部分 在仿 真编译 时将 其 略去 ． （ ３ ） 将 处理后 的仿真 编译 结 果保 存在 指令 类 中 ， 供仿 真运行 子系 统调 用． 考虑本软件的实际情况 ， 由于对用户程序只进行仿真运行， 所 以不需要生成 目标代码， 仿真编译子系统 只需要 进行词 法 分析 和语 法 分析 ， 发 现 有语 法 错 误 ， 给 出提 示 信 息 ， 仿 真 编译 成 功 后 将 仿 真 编译 结果 保 存 ． 在设 计 时将仿 真 编译 子 系统 分为 两个 模 块 ， 分 别 是词 法 分 析模 块 和语 法 分 析存 模 块 ． 词 法 分 析 和语 法分 析 都 采用 结构 化程 序设 计方 法 ．
Ｓ ｅ ｐ ２ ０１ ３
单 片 机 虚 拟 实 验 室仿 真软 件 中 的仿 真 编 译算 法
刘 陆 ， 吕 昊， 底 群
（ 西安职业技术学 院 机 电工程系 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ３ ２ ）
摘
要： 主要讨论在 虚拟环境 中如何 实现 源程 序的仿真编译 ． 分析在虚 拟实验 中仿 真编译 的主要 功能需求 ， 详
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３ ９・
刘陆， 等： 单片机虚拟实验 室仿真软件 中的仿真编译算法
号， 如： （ “ Ｒ ｎ ” 、 “ ＃ ” 、 “ ／ ” 、 “ ＠” 、 “￥ ” 、 “ ： ” 及７ 种不同寻址方式表示的邀据或地址、 指令转移的偏移量、 工作
寄存器和特殊功能寄存器 的表示 符号、 ４ ４个 指令助记符、 ７个伪 指令 、 户定 义的标号和符 号常量 、 回车 符） ． 进行 词法 分析 ， 判 断用 户源 程序 中使 用 的基 本 符号 是 否正 确 ， 如 果 不是 合 法 的 符 号 则将 错 误 所在 的位 置及错误 的类型反馈给用户 ， 终止仿真编译等待用户修改后再一次运行仿真编译 ； 如果是合法的符号则将 每个符号以及符号的类型保存在 ｓ ｔ ｒ ｉ ｎ ｇ 类型数组 ｃ ｉ ｆ ａ ［ ］ 和ｉ ｎ ｔ 类型数组 ｔ ｙ ｐ ｅ ［ ］ 中供语法分析程序模块使用． 词法 分 析算法 如 图 １ ．
） 稠
图 １ 词 法分 析 的设 计 流 程 图
词法分析算法首先从源程序 中区分识别 出独立 的行（ 略过空行 ） ， 以行为单位按照 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片机汇 编语言指令格式（ ［ 标号 ： ］＜ 操作码 ＞ ［ 操作数 １ ］［ ， 操作数 ２ ］［ ， 操作数 ３ ］［ ； 注释］ ） ， 自 左 向右进行识 别． 在一行中， 以空格或合法 的界符为依据 ， 将该行分解为独立的“ 词” ． 与此同时 ， 对所分解出的“ 词” 参考其 出现在该 行 中的位 置 ， 对 照 ＭＣ Ｓ一 ５ １ 单 片 机汇 编语 言规定 的合法 关键 字 （ 如： 指 令 助记符 、 伪 指令 、 合法操 作