单片机程序设计ppt课件

.,汇编语言设计,顺序结构分支结构循环结构,.,3.1汇编语言程序设计方法,汇编语言程序设计同高级语言程序设计一样，是有章可循的，只要按照一定的方法步骤去做，程序设计就会变成一件轻松愉快的事情，设计的程序也会规范、清晰、易读、易懂。使用汇编语言设计程序大致上可分为以下几个步骤。1.分析题意，明确要求。2.确定算法。3.画程序流程图。4.分配内存工作单元。5.编写源程序。6.程序优化。7.上机调试。,.,3.2顺序程序设计,【例】程序初始化。初始化就是为变量、寄存器、存储单元赋一初值，是最简单、最常用的操作。如将R0-R3，P1，30H，40H单元初始化为00H，把R4，R5初始化为0FFH。参考程序如下：ORG0000H;PC起始地址LJMPSTART；转主程序ORG0100H；主程序起始地址START：MOVR0，#00H；初始化MOVR1，#00HMOVR2，#00HMOVR3，#00HMOVP1，#00H,.,MOVR4，#0FFHMOVR5，#0FFHMOV30H，#00HMOV40H，#00HHERE：SJMPHERE；反复执行该指令，相当于等待END用立即数比较直观，但用MOVA，#00H，MOVR0,A指令赋值，效果更好。,.,【例】逻辑运算。逻辑操作是控制过程中经常使用的，掌握逻辑运算的特点是提高程序效率的重要途径。在逻辑运算中，进位标标志CY的地位很特殊，它是逻辑累加器，大多数逻辑操作要通过CY来完成。用程序实现图4-2所示的逻辑电路功能。,图3-2逻辑电路,.,参考程序如下：ORG0000HLJMPSTARTORG0100HMOVP1，#0FFH；P1口初始化LOOP：MOVC，P1.1ORLC，P1.2；P1.1与P1.2逻辑或运算CPLC；取反ANLC，P1.0；C与P1.0逻辑与运算CPLCMOV07H，C；暂存于07H单元中MOVC，P1.3ANLC，/P1.4；P1.3与P1.4的反逻辑与运算CPLCORLC，07HMOVP1.5，C；把结果在P1.5口输出SJMP$END,.,3.3分支程序设计,分支程序的主要特点是程序包含有判断环节，不同的条件对应不同的执行路径。编程的关键任务是合理选用具有逻辑判断功能的指令。由于选择结构程序的走向不再是单一的，因此，在程序设计时，应该借助程序框图(判断框)来明确程序的走向，避免犯逻辑错误。一般情况下，每个选择分支均需单独一段程序，并有特定的名字，以便当条件满足时实现转移。1单分支选择结构当程序的判断是二选一时，称为单分支选择结构。通常用条件转移指令实现判断及转移。单分支选择结构有三种典型表现形式。,.,图3-3单分支选择结构,.,(a)当条件满足时执行分支程序1，否则执行分支程序2。(b)当条件满足时跳过程序段1，从程序段2顺序执行；否则，顺序执行程序段1和程序段2。(c)当条件满足时程序顺序执行程序段2；否则，重复执行程序段1，直到条件满足为止。由于条件转移指令均属相对寻址方式，其相对偏移量rel是个带符号的8位二进制数，可正可负。因此，它可向高地址方向转移，也可向低地址方向转移。对于第三种形式，可用程序段1重复执行的次数作为判断条件，当重复次数达到某一数值时，停止重复，程序顺序往下执行。这是分支结构的一种特殊情况，这实际是循环结构程序。用这种方式可方便实现状态检测。【例】：LOOP：JBP1.1，LOOP单分支程序一般要使用状态标志，应注意标志位的建立。,.,【例】设a存放在累加器A中，b存放在寄存器B中，若a0，Y=ab；若a0Y=100X=0XX0Y=100X=0求出Y值，并将Y值放回原处。XX0解：设置一个计数器控制循环次数，每处理完一个数据，计数器减1。程序流程如图4-8所示。,.,图4-8例4.5的程序流程图,返回本节,.,参考源程序如下：ORG2000HMOVR0，#10MOVR1，#30HSTART：MOVA，R1；取数JBACC.7，NEG；若为负数，转NEGJZZER0；若为零，转ZER0ADDA，#02H；若为正数，求X+2AJMPSAVE；转到SAVE，保存数据ZER0：MOVA，#64H；数据为零，Y=100,.,AJMPSAVE；转到SAVE，保存数据NEG：DECACPLA；求XSAVE：MOVR1，A；保存数据INCR1；地址指针指向下一个地址DJNZR0，START；数据未处理完，继续处理SJMP；暂停,.,【例】排序程序。设在内部RAM中存一无符号数的数组，其长度为n，起始地址是30H，要求将它们按从大到小排序，排序后仍存放在原区域中。按“冒泡法”对n个数排序时，可能用不到n-1次循环，排序就结束了。为了提高排序速度，程序中可设一交换标志位，如10H位，每次循环中，若有交换则执行SETB10H，表明排序未完成；若无交换，则执行CLR10H，表明排序已经完成。每次循环结束时，测10H位，判断排序是否结束。参考程序如下：ORG0000HLJMPBUBBLEORG0100HBUBBLE：MOVR0，#30HMOVB，#64HCLR10HDECB；长度计数,.,LOOP：MOVA，R0；内循环的入口MOV20H，A；暂存，为交换作准备INCR0MOV21H，R0CJNEA，21H，BUEU；若(20H)(21H)转移BUEU：JNCBUNEXT；(20H)(21H)转移MOVA，R0；若(20H)(21H)则交换MOVR0，20HDECR0；使R0退格指向小地址MOVR0，AINCR0；恢复R0指向大地址SETB10H；置交换标志BUNEXT：DJNZB，LOOP；内循环是否结束的判断JB10H，BUBBLE；判断标志位为1否？外循环结束的判断END,.,3.5子程序设计,在实际应用中，一些特定的运算或操作经常使用，例如多字节的加、减、乘、除处理，代码转换、字符处理等。如果每次遇到这些运算或操作，都重复编写程序，不仅会使程序烦琐冗长，而且也会浪费编程者大量时间。因此经常把这些功能模块按一定结构编写成固定的程序段，存放在内存中，当需要时，调用这些程序段。通常将这种能够完成一定功能、可以被其它程序调用的程序段称为子程序。调用子程序的程序称为主程序或调用程序。调用子程序的过程，称为子程序调用，用ACALLaddr11和LCALLaddr16两条指令完成。子程序执行完后返回主程序的过程称为子程序返回，用RET指令完成。,.,1.在编写子程序时要注意以下几点：要给每个子程序赋一个名字。它是子程序入口地址的符号，便于调用。明确入口参数、出口参数。所谓入口参数，即调用该子程序时应给哪些变量传递数值，放在哪个寄存器或哪个内存单元，通常称为参数传递。出口参数则表明了子程序执行的结果存在何处。例如，调用开平方子程序，计算。在调用子程序之前，必须先将x值送到主程序与子程序的某一交接处N(如累加器A)，调用子程序后，子程序从该交接处取得被开方数，并进行开方计算，求出的值。在返回主程序之前，子程序还必须把计算结果送到另一交接处M。这样在返回主程序之后，主程序才可能从交接处M得到的值。注意保护现场和恢复现场。在执行子程序时，可能要使用累加器、PSW或某些工作寄存器，而在调用子程序之前，这些寄存器中可能存放有主程序的中间结果，这些中间结果在主程序中仍然有用，这就要求在子程序使用这些资源之前，要将其中的内容保护起来，即保护现场。当子程序执行完毕，即将返回主程序之前，再将这些内容取出，恢复到原来的寄存器，这一过程称为恢复现场。,.,保护现场通常用堆栈来完成。并在子程序的开始部分使用压栈指令PUSH，把需要保护的寄存器内容压入堆栈。当子程序执行结束，在返回指令RET前边使用弹栈指令POP，把堆栈中保护的内容弹出到原来的寄存器。要注意，由于堆栈操作是“先入后出”。因此，先压入堆栈的参数应该后弹出，才能保证恢复原来的数据。为了做到子程序有一定的通用性，子程序中的操作对象，尽量用地址或寄存器形式，而不用立即数、绝对地址形式。另外，子程序中如含有转移指令，应尽量用相对转移指令。2.子程序的调用与返回主程序调用子程序是通过子程序调用指令LCALLadd16和ACALLadd11来实现的。前者称为长调用指令，指令的操作数部分给出了子程序的16位入口地址；后者为绝对调用指令，它的操作数提供了子程序的11位入口地位，此地址与程序计数器PC的高5位并在一起，构成16位的调用地址(即子程序入口地址)。它们的功能，首先是将PC中的当前值(调用指令下一条指令地址，称断点地址)压入堆栈(即保护断点)，然后将子程序入口地址送入PC，使程序转入子程序运行。,.,子程序的返回是通过返回指令RET实现的。这条指令的功能是将堆栈中返回地址(即断点)弹出堆栈，送回到PC，使程序返回到主程序断点处继续往下执行。子程序调用过程如图3-8所示,图3-8子程序调用过程,.,主程序在调用子程序时要注意以下问题。在主程序中，要安排相应指令来传递子程序的入口参数，即提供子程序的入口数据。在主程序中，要安排相应的指令，处理子程序提供的出口数据，即操作结果。在主程序中，不希望被子程序更改内容的寄存器，也可以在调用前由主程序安排压栈指令来保护现场，子程序返回后再安排弹栈指令恢复现场。在主程序中，要正确地设置堆栈指针。,.,3.子程序嵌套子程序嵌套是指在子程序执行过程中，还可以调用另一个子程序。子程序嵌套过程如图3-9所示。,图3-9子程序嵌套过程,.,4.子程序的特性编写子程序应注意以下问题：通用性。为使子程序能适应各种不同程序、不同条件的调用，子程序应具有较好的通用性。可浮动性。可浮动性是指子程序段可设置在存储器的任何地址区域。假如子程序只能设置在固定的存储器地址段，这在编制主程序时要特别注意存储器地址空间的分配，防止两者重叠。为了能使子程序段浮动，必须在子程序中避免选用绝对转移地址，而应选用相对转移类指令，子程序首地址亦应采用符号地址。可递归和可重入性。子程序能自己调用自己的性质，称为子程序的可递归性，而子程序能同时被多个任务(或多个用户程序)调用的性质，称为子程序的可重入性。这在比较复杂的程序中经常用到。子程序说明文件。对于通用子程序，为便于各种用户选用，要求在子程序编制完成后提供一个说明文件，使用户不必详读源程序，只需阅读说明文件就能了解子程序的功能及应用。,.,【例】求平方。用程序实现Ca*ab*b。设a、b均小于10，a存在31H单元，b存在32H单元，把C存入33H单元。因本题两次用到平方值，所以在程序中采用把求平方编为子程序的方法。子程序名称：SQR。功能：求X2，通过查平方表来获得。入口参数：某数在A中。出口参数：某数的平方在A中。参考主程序和子程序如下：主程序：ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN：MOVSP，#3FH；设堆栈指针(调用和返回指令要用到堆栈)MOVA，31H；取a值LCALLSQR；第一次调用，求a2MOVR1，A；a2值暂存R1中MOVA，32H；取b值LCALLSQR；第二次调用，求b2ADDA，R1；完成a2b2MOV33H，A；存结果到33HSJMP$；暂停,.,子程序：ORG0200HSQR：ADDA，#01H；查表位置调整，RET为一字节指令MOVCA，A+PC；查表取平方值RET；子程序返回TAB：DB0，1，4，9，16，25DB36，49，64，81END求平方的子程序在此采用的是查表法，用伪指令DB将09的平方值以表格的形式定义到ROM中。子程序中A之所以要加1，是因为RET指令占了一个字节。,.,实践题目：十字路口交通灯要求：通过单片机的P1口控制实验仪上6个LED按照交通灯的变化规律循环发光，模拟十字路口交通灯。实验电路如下，L5、L4、L3模拟东西方向交通灯，L2、L1、L0模拟南北方向交通灯。通过一条SETB指令，可使某一灯亮，通过一条CLR指令，可使某一灯灭。硬件：画出硬件电路原理图。软件：画出程序流程图，编写源程序。调试：记录调试过程，分析调试结果。,.,南北方向绿灯亮：东西方向红灯亮南北方向绿灯闪：东西方向红灯亮南北方向黄灯亮：东西方向红灯亮南北方向红灯亮：东西方向绿灯亮南北方向红灯亮：东西方向绿灯闪南北方向红灯亮：东西方向黄灯亮,.,SREQUP1.0;南北红灯SYEQUP1.1;南北黄灯SGEQUP1.2;南北绿灯EREQUP1.3;东西红灯EYEQUP1.4;东西黄灯EGEQUP1.5;东西绿灯ORG00hST1:SETBSG;南北方向绿灯亮CLRSYCLRSRCLREGCLREYSETBER;东西方向红灯亮MOVR3,#20;长延时CALLDELAYMOVR4,#8;南北方向绿灯闪4次,.,ST2:CPLSGMOVR3,#2;短延时CALLDELAYDJNZR4,ST2CLRSG;南北方向绿灯灭SETBSY;南北方向黄灯亮MOVR3,#20;延时CALLDELAYST3:CLRSY;南北方向黄灯灭SETBSR;南北方向红灯亮CLRER;东西方向红灯灭SETBEG;东西方向绿灯亮MOVR3,#20;长延时CALLDELAY,.,ST4:MOVR4,#8;东西方向绿灯闪4次LP:CPLEGMOVR3,#2;短延时CALLDELAYDJNZR4,LPCLREG;东西方向绿灯灭SETBEY;东西方向黄灯亮MOVR3,#20;延时CALLDELAYSJMPST1;转ST1DELAY:MOVR1,#0;延时子程序DELAY1:MOVR0,#0DELAY2:DJNZR0,DELAY2DJNZR1,DELAY1DJNZR3,DELAYRET,.,本章小结,本章介绍的基本内容有：MCS-51指令系统的伪指令、汇编语言程序设计步骤、简单程序、循环程序、子程序、查