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【2019年整理】第4章 汇编 语言程序设计_图文


第4章 AT89S51汇编语 言程序设计
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第4章 目录 4.1 汇编语言程序设计概述
4.1.1 单片机编程语言 4.1.2 汇编语言语句和格式 4.1.3 伪指令 4.2 汇编语言源程序的汇编 4.2.1 手工汇编 4.2.2 机器汇编
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4.3 AT89S51汇编语言程序设计举例 4.3.1 子程序的设计 4.3.2 查表程序设计 4.3.3 关键字查找程序设计 4.3.4 数据极值查找程序设计 4.3.5 数据排序程序设计 4.3.6 分支转移程序设计 4.3.7 循环程序设计
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内容概要 汇编语言能直接控制单片机硬件的编程语言。 因此,要求程序设计者要 “软、硬结合” 。 本章介绍汇编语言程序设计的基本知识,以及一些基本的 程序设计。
4.1 汇编语言程序设计概述 程序是指令的有序集合。 单片机运行就是执行指令序列的过程。 编写这一指令序列的过程称为程序设计。
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4.1.1 单片机编程语言 常用的编程语言是汇编语言和高级语言。 1.汇编语言 用英文字符来代替机器语言,这些英文字符被称为助记符汇 编语言:用助记符表示的指令。 汇编语言源程序:用汇编语言编写的程序。 “汇编”:汇编语言源程序需转换(翻译)成为二进制代码 表示的机器语言程序,才能识别和执行。 完成“翻译”的程序称为汇编程序。经汇编程序“汇编”得 到的以“0”、“1”代码形式表示的机器语言程序称为目标程 序。
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优点:用汇编语言编写程序效率高,占用存储空间小,运行 速度快,能编写出最优化的程序,
缺点:可读性差,离不开具体的硬件,是面向“硬件”的语 言通用性差。
2.高级语言 不受具体“硬件”的限制,优点:通用性强,直观、易懂、 易学,可读性好。 目前多数的51单片机用户使用C语言(C51)来进行程序设 计,已公认为高级语言中高效简洁而又贴近51单片机硬件的编 程语言。 将C语言向单片机上移植,始于20世纪80年代的中后期。
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经过十几年努力,C51已成为单片机的实用高级编程语言。 尽管目前已有不少设计人员使用C51来进行程序开发,但在 对程序的空间和时间要求较高的场合,汇编语言仍必不可少 。 在这种场合下,可使用C语言和汇编语言混合编程。在很多 需要直接控制硬件且对实时性要求较高的场合,则更是非用 汇编语言不可。 掌握汇编语言并能进行程序设计,是学习和掌握单片机程 序设计的基本功之一。 4.1.2 汇编语言语句和格式 两种基本语句:指令语句和伪指令语句。
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(1)指令语句 已在第3章介绍。每一指令语句在汇编时都产生一个指令代码
(机器代码),执行该指令代码对应着机器的一种操作。 (2)伪指令语句 是控制汇编(翻译)过程的一些控制命令。在汇编时没有机
器代码与之对应。 下面介绍指令语句格式。伪指令语句将在4.1.3节介绍。
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汇编语言语句是符合典型的汇编语言的四分段格式:

标号字段 (LABLE)

操作码字段 (OPCODE)

操作数字段 (OPRAND)

注释字段 (COMMENT)

标号字段和操作码字段之间要有冒号“:”分隔; 操作码字段和操作数字段间的分界符是空格; 双操作数之间用逗号相隔; 操作数字段和注释字段之间的分界符用分号“;”。 任何语句都必须有操作码字段,其余各段为任选项。

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【例4-1】下面是一段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:MOV A,#00H

;0→A

MOV R1,#10

;10→R1

MOV R2,#00000011B

;03H→R2

LOOP: ADD A,R2

;(A)+(R2)→A

DJNZ R1,LOOP ;R1减1不为零,则跳LOOP处

NOP HERE:SJMP HERE

上述4个字段应该遵守的基本语法规则如下。

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1.标号字段 语句所在地址的标志符号,才能被访问。如标号
“START”和“LOOP”等。有关标号规定如下: (1)标号后必须跟冒号“:”。 (2)标号由1~8个ASCII码字符组成,第一个字符必须是 字母。 (3)同一标号在一个程序中只能定义一次,不能重复定 义。 (4)不能使用汇编语言已经定义的符号作为标号,如指 令助记符、伪指令以及寄存器的符号名称等。 (5)标号的有无,取决于本程序中的其他语句是否访
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问该条语句。如无其他语句访问,则该语句前不需标号。 2.操作码字段 操作码字段规定了语句执行的操作,操作码是汇编语言指令中
唯一不能空缺的部分。 3.操作数字段 指令的操作数或操作数地址。 在本字段中,操作数的个数因指令的不同而不同。通常有单操
作数、双操作数和无操作数三种情况。 如果是多操作数,则操作数之间要以逗号隔开。
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操作数表示时,几种情况需注意: (1)十六进制、二进制和十进制形式的操作数表示
多数情况,操作数或操作数地址是采用十六进制形式来表 示的。则需加后缀“H”。
在某些特殊场合用二进制表示,需加后缀“B” 若操作数采用十进制形式,则需加后缀“D”,也可省略。 若十六进制操作数以字符A~F开头,需在它前面加一个 “0” ,以便汇编时把它和字符A~F区别开。
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(2)工作寄存器和特殊功能寄存器的表示 当操作数为工作寄存器或特殊功能寄存器时,允许用
工作寄存器和特殊功能寄存器的代号表示。 例如,工作寄存器用R7~R0,累加器用A(或Acc)表
示。另外,工作寄存器和特殊功能寄存器也可用其地址来 表示,如累加器A可用其地址E0H来表示。 4.注释字段
用于解释指令或程序的含义,对可读性非常有用。 使用时须以分号开头,长度不限,一行写不下可换行 书写,但注意也要以分号开头。
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汇编时,遇到“;” 就停止“翻译”。因此,注释字 段不会产生机器代码。 4.1.3 伪指令
在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,这是通过伪指令来实现。
伪指令不属于指令系统中的汇编语言指令,它是程序员 发给汇编程序的命令,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。 “伪”体现在 汇编后,伪指令没有相应的机器代码产生。
伪指令具有控制汇编程序的输入/输出、定义数据和符 号、条件汇编、分配存储空间等功能。
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不同汇编语言的伪指令有所不同,但基本内容相同。
介绍常用的伪指令。
1.ORG(ORiGin)汇编起始地址命令 源程序的开始,用一条ORG伪指令规定程序的起始地
址。如果不用ORG,则汇编得到的目标程序将从0000H地 址开始。例如:
ORG 2000H START: MOV A,#00H
……
即规定标号START代表地址为2000H开始。 在一源程序中,可多次用ORG指令,规定不同的程序段的 起始地址。但是,地址必须由小到大排列,且不能交叉、
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重叠。例如:

ORG …… ORG …… ORG ……

2000H 2500H 3000H

这种顺序是正确的。若按下面顺序的排列则是错误的,因

为地址出现了交叉。

ORG 2500H …… ORG 2000H …… ORG 3000H ……
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2. END(END of Assembly)汇编终止命令 源程序结束标志,终止源程序的汇编工作。整个源程序 中只能有一条END命令,且位于程序的最后。如果END出现 在程序中间,其后的源程序,将不进行汇编处理。 3.EQU(EQUate)标号赋值命令 用于给标号赋值。赋值后,标号值在整个程序有效。 例如:TEST: EQU 2000H 表示TEST=2000H,汇编时,凡是遇到TEST时,均以 2000H来代替。
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4.DB(Define Byte)定义数据字节命令 用于从指定的地址开始,在程序存储器连续单元中定义 字节数据。例如:
ORG 2000H DB 30H,40H,24,"C","B" 汇编后
(2000H)=30H (2001H)=40H (2002H)=18H(十进制数24) (2003H)=43H(字符“C”的ASCII码) (2004H)=42H(字符“B”的ASCII码)
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显然,DB功能是从指定单元开始定义(存储)若干字节, 十进制数自然转换成十六进制数,字母按ASCII码存储。

5.DW(Define Word)定义数据字命令

该命令用于从指定的地址开始,在程序存储器的连续单元中

定义16位的数据字。例如:

ORG 2000H

DW 1246H,7BH,10

汇编后

(2000H)=12H

;第1个字

(2001H)=46H (2002H)=00H

;第2个字

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(2003H)=7BH (2004H)=00H

;第3个字

(2005H)=0AH

6.DS(Define Storage)定义存储区命令

从指定地址开始,保留指定数目的字节单元作为存储区

,供程序运行使用。例如:

TABEL:DS 10
表示从TABEL代表的地址开始,保留10个连续的地址单 元。又例如:

ORG 2000H DS 10 H
表示从2000H地址开始,保留16个连续地址单元。
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注意:DB、DW和DS命令只能对程序存储器有效,不能对 数据存储器使用。
7.BIT 位定义命令 用于给字符名称赋以位地址,位地址可以是绝对位地
址,也可是符号地址。例如: QA BIT P1.6
功能是把P1.6的位地址赋给变量QA。 4.2 汇编语言源程序的汇编 “汇编”?汇编可分为手工汇编和机器汇编两类。
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4.2.1 手工汇编 通过查指令的机器代码表(表3-2),逐个把助记符指令
“翻译”成机器代码,再进行调试和运行。 手工汇编遇到相对转移偏移量的计算时,较麻烦,易出
错,只有小程序或受条件限制时才使用。实际中,多采用“ 汇 编程序”来自动完成汇编。
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4.2.2 机器汇编 用微型计算机上的软件(汇编程序)来代替手工汇编。在微
机上用编辑软件进行源程序编辑,然后生成一个ASCII码文件, 扩展名为 “.ASM”。在微机上运行汇编程序,译成机器码。
机器码通过微机的串口(或并口)传送到用户样机(或在 线仿真器),进行程序的调试和运行。
有时,在分析某些产品的程序的机器代码时,需将机器代 码翻译成汇编语言源程序,称为“反汇编”。
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【例4-2】 表4-1是一段源程序的汇编结果,可查表3-2,手 工汇编,来验证下面的汇编结果是否正确。机器码从1000H单 元开始存放。
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4.3 AT89S51汇编语言程序设计举例 介绍常用的汇编语言程序的设计。
4.3.1 子程序的设计 将那些需多次应用的、完成相同的某种基本运算或操作
的程序段从整个程序中独立出来,单独编成一个程序段, 需要时进行调用。这样的程序段称为子程序。
优点:采用子程序可使程序结构简单,缩短程序的设计 时间,减少占用的程序存储空间。
子程序在程序设计中非常重要,读者应熟练掌握子程序 的设计方法。
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1.子程序的设计原则和应注意的问题 编写子程序应注意以下问题:
(1)子程序的入口地址,前必须有标号。 (2)主程序调用子程序,是通过调用指令来实现。有两 条子程序调用指令:
① 绝对调用指令ACALL addr11。双字节,addr11指出了 调用的目的地址,PC中16位地址中的高5位不变,被调用的 子程序的首地址与绝对调用指令的下一条指令的高5位地址 相同,即只能在同一个2KB区内。
② 长调用指令LCALL addr16。三字节,addr16为直接调 用的目的地址,子程序可放在64KB程序存储器区任意位置。
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(3)子程序结构中必须用到堆栈,用来进行断点和现场的 保护。
(4)子程序返回主程序时,最后一条指令必须是RET指令, 功能是把堆栈中的断点地址弹出送入PC指针中,从而实现子程 序返回后从主程序断点处继续执行主程序。
(5)子程序可以嵌套,即主程序可以调用子程序,子程序 又可以调用另外的子程序。
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2.子程序的基本结构

典型的子程序的基本结构如下:

MAIN:
子程序 SUB:

…… …… LCALL …… ……
PUSH PSW P子U程S序H处理A程cc序段

;MAIN为主程序入口标号 SUB ;调用子程序SUB
;现场保护

POP POP RET

Acc PSW

;现场恢复,注意要先进后出 ;最后一条指令必须为RET

子程序
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注意:上述子程序结构中,现场保护与现场恢复不是必需 的,要根据实际情况而定。

4.3.2 查表程序设计

查表程序是一种常用程序,避免复杂的运算或转换过程, 可完成数据补偿、修正、计算、转换等各种功能,具有程序 简单、执行速度快等优点。

查表是根据自变量x,在表格寻找y,使y =f(x)。单片机
中,数据表格存放于程序存储器内,在执行查表指令时,发 出读程序存储器选通脉冲 。两条极为有用的查表指令如下:

(1)MOVC (2)MOVC

A,@A+DPTR A,@A+PC

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两条指令的功能完全相同,具体使用有差别。 指令“MOVC A,@A+DPTR” 把A中内容与DPTR中的内容相加 ,结果为某一程序存储单元的地址,然后把该地址单元的内容 送到A中。 指令“MOVC A,@A+PC” ,PC的内容与A的内容相加后所得 的数作为某一程序存储器单元的地址,根据地址取出程序存储 器相应单元中的内容送到累加器A,指令执行后,PC的内容不 发生变化,仍指向该查表指令的下一条指令。 优点:在于预处理较少且不影响其他特殊功能寄存器的值, 不必保护其他特殊功能寄存器。
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缺点:在于该表格只能存放在这条指令的地址X3X2X1X0以下 00H~FFH之中,即只能存放在地址范围X3X2X1X0+1~ X3X2X1X0+100H中,这就使得表格所在的程序空间受到了 限制。
下面说明查表指令的用法和计算偏移量应注意的问题。
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【例4-3】 设计一子程序,功能是根据累加器A中的数x(0~ 9之间)查x的平方表y,根据x的值查出相应的平方y。本例中的 x和y均为单字节数。

地址

子程序

Y3Y2Y1Y0 Y3Y2Y1Y0+2 Y3Y2Y1Y0+3 Y3Y2Y1Y0+4

ADD A,#01H MOVC A,@A+PC RET DB 00H,01H,04H,09H,10H DB 19H,24H,31H,40H,51H ;数0~9的平方表

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指令“ADD A,#01H”的作用是A中的内容加上 “01H” , “01H”即为查表指令与平方表之间的“RET”指令所占 的字节数。加上 “01H”后,可保证PC指向表首,累加器A 中原来的内容仅是从表首开始向下查找多少个单元。
在进入程序前,A的内容在00~09H之间,如A中的内容
为02H,它的平方为04H,可根据A的内容查出x的平方
指令“MOVC A,@A+DPTR” 应用范围较广,使用该指 令时不必计算偏移量,优点是表格可以设在64KB程序存储 器空间内的任何地方,而不像“MOVC A,@A+PC”那样只 设在PC下面的256个单元中,所以使用较方便。
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如果DPTR已被使用,则在查表前必须保护DPTR,且结束 后恢复DPTR,例4-3可改成如下形式:

PUSH DPH PUSH DPL MOV DPTR,#TAB1 MOVC A,@A+DPTR POP DPL POP DPH

;保存DPH ;保存DPL
;恢复DPL ;恢复DPH

RET TAB1: DB
DB

00H,01H,04H,09H,10H;平方表 19H,24H,31H,40H,51H

实际查表,有时x为单字节数,y为双字节数。来看下例。

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【例4-4】有一巡回检测报警装置,需对16路(x)输入 进行检测,每路有一个最大允许值(y),为双字节数。 需根据测量的路数(x),查表找出对应该路的最大允许 值(y),看输入值是否大于最大允许值,如果大于就报 警。
取路数为x(0≤x≤15),y为最大允许值,放在表格中 。设进入查表程序前,假设路数x已放于R2中,查表后该 路的最大允许值y放于R3R4中。查表的程序如下:
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TB3: MOV A,R2

ADD A,R2

;(R2)*2→(A)

MOV R3,A

;保存指针

ADD A,#6

;加偏移量

MOVC A,@A+PC ;查第一字节

XCH A,R3

ADD A,#3

MOVC A,@A+PC ;查第二字节

MOV R4,A

RET

TAB3: DW 1520,3721,42645,7580 ;最大值表

DW 3483,32657,883,9943

DW 10000,40511,6758,8931

DW 4468,5871,13284,27808
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表格长度不能超过256B,且表格只能存放于“MOVC A, @A+PC”指令以下的256个单元中,如需把表格放在程序存储 器空间的任何地方,应使用指令“ MOVC A,@A+DPTR”。
【例4-5】 以AT89S51为核心的温度控制器,温度传感器 输出的电压与温度为非线性关系,传感器输出的电压已由 A/D转换为10位二进制数。测得的不同温度下的电压值数据
构成一个表,表中温度值为y(双字节无符号数),x(双字 节无符号数)为电压值数据。设测得电压值x放入R2R3中, 根据电压值x,查找对应的温度值y,仍放入R2R3中。参考程
序:
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LTB2:

MOV DPTR,#TAB2 MOV A,R3 CLR C RLC A MOV R3,A XCH A,R2 RLC A XCH R2,A ADD A,DPL ;(R2R3)+(DPTR)→(DPTR) MOV DPL,A MOV A,DPH ADDC A,R2 MOV DPH,A CLR A
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MOVC A,@A+DPTR ;查第一字节

MOV R2,A

;第一字节存入R2中

CLR A

INC DPTR

MOVC A,@A+DPTR ;查第二字节

MOV R3,A

;第二字节存入R3中

RET

TAB2: DW …, … ,… ;温度值表

由于使用了指令“MOVC A,@A+DPTR”,表TAB2可放 入64KB程序存储器空间任何位置,表格的长度可大于256B。

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4.3.3 关键字查找程序设计

在表中查找关键字的操作,也称为数据检索。有两种方 法,即顺序检索和对分检索。

1.顺序检索

要检索的表是无序的,检索时只能从第1项开始逐项查 找,判断所取数据是否与关键字相等。

【例4-6】 从50个字节的无序表中查找一个关键字 “xxH”。

ORG 1000H

MOV 30H,#xxH ;关键字xxH送30H单元

MOV R1,#50

;查找次数送R1

MOV A,#14

;修正值送A

MOV DPTR,#TAB4 ;表首地址送DPTR

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LOOP: PUSH Acc

MOVC A,@ A+PC ;查表结果送A

CJNE A,40H,LOOP1;(40H)不等于关键字则转LOOP1

MOV R2,DPH

;查到关键字,把地址送R2,R3

MOV R3,DPL

DONE: RET

LOOP1:POP Acc

;修正值弹出

INC A

;A+1→A

INC DPTR

;修改数据指针DPTR

DJNZ R1,LOOP ;R1≠0,未查完,继续查找

MOV R2,#00H ;R1=0,R2和R3清0

MOV R3,#00H ;表中50个数已查完

AJMP DONE

;从子程序返回

TAB4: DB …,…,… ;50个无序数据表
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2.对分检索 对分检索的前提是检索的数据表已经排好序,以便于按 照对分原则取数。如何进行数据排序,稍后介绍。 对分检索的方法:取数据表中间位置的数与关键字进行 比较,如相等,则查找结束。 如果取数大于关键字,则下次对分检索的范围是从数据 区起点到本次取数处。 如果取数小于关键字,则下次对分检索的范围是从本次 取数数据区起点到数据区终点。依此类推,逐渐缩小检索 范围,减少次数,大大提高查找速度。
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4.3.4 数据极值查找程序设计

进行数值大小的比较,从一批数据中找出最大值(或最小值)并 存于某一单元中。

【例4-7】片内RAM中存放一批数据,查找出最大值并存放于首

地址中。设R0中存放首地址,R2中存放字节数,程序框图见

图4-1。程序如下:

MOV R2,n

;n为要比较的数据字节数

MOV A,R0

;存首地址指针

MOV R1,A

DEC R2

MOV A,@R1

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LOOP: MOV R3, A DEC R1 CLR C SUBB A,@R1 JNC LOOP1 MOV A,@R1 SJMP LOOP2
LOOP1:MOV A,R3 LOOP2:DJNZ R2, LOOP
MOV @R0, A RET

;两个数比较 ;C=0,A中数大,跳LOOP1 ;C=1,则大数送A
;是否比较结束? ;存最大数

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4.3.5 数据排序程序设计 将一批数由小到大(升序)排列,或由大到小(降序)排 列。 最常用的数据排序算法是冒泡法,是相邻数互换的排序方 法,因其过程类似水中气泡上浮,故称冒泡法。 排序时,从前向后进行相邻两个数的比较,如果数据的大 小次序与要求的顺序不符时,就将两个数互换;否则,顺序 符合要求就不互换。如果进行升序排序,应通过这种相邻数 互换方法,使小数向前移,大数向后移。 如此从前向后进行一次次相邻数互换(冒泡),就会把这 批数据的最大数排到最后,次大数排在倒数第二的位置,
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从而实现一批数据由小到大的排列。 假设有7个原始数据的排列顺序为6、4、1、2、5、7、
3。第一次冒泡的过程是: 6、4、1、2、5、7、3 ;原始数据的排列 4、6、1、2、5、7、3 ;逆序,互换 4、1、6、2、5、7、3 ;逆序,互换 4、1、2、6、5、7、3 ;逆序,互换 4、1、2、5、6、7、3 ;逆序,互换 4、1、2、5、6、7、3 ;正序,不互换 4、1、2、5、6、3、7 ;逆序,互换,第一次冒泡结束
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如此进行,各次冒泡的结果如下: 第1次冒泡结果:4、1、2、5、6、3、7 第2次冒泡结果:1、2、4、5、3、6、7 第3次冒泡结果:1、2、4、3、5、6、7 第4次冒泡结果:1、2、3、4、5、6、7 ;已完成排序 第5次冒泡结果:1、2、3、4、5、6、7 第6次冒泡结果:1、2、3、4、5、6、7 对于n个数,理论上应进行(n-1)次冒泡才能完成排序 ,实际上有时不到(n-1)次就已完成排序。
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例如,上面的7个数,应进行6次冒泡,但实际上第4次冒泡时 就已经完成排序。
如何判定排序是否已经完成?就是看各次冒泡中是否有互换发 生,如果有,则排序还没完成;否则就表示已经排好序。
在程序设计中,常用设置互换标志的方法,用标志的状态表示 是否有互换进行。
【例4-8】一批单字节无符号数,以R0为首地址指针,R2中为 字节数,将这批数进行升序排列。程序框图如图4-2所示。 程序如下:
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SORT: MOV A,R0 MOV R1,A

MOV A,R2

;字节数送入R5

MOV R5,A

CLR F0

;互换标志位F0清0

DEC R5

MOV A,@R1

LOOP: MOV R3,A

INC R1

CLR C

MOV A,@R1 ;比较大小

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SUBB A,R3 JNC LOOP1 SETB F0 MOV A,R3; XCH A,@R1 DEC R1 XCH A,@R1 INC R1 LOOP1:MOV A,@R1 DJNZ R5,LOOP JB F0,SORT RET

;互换标志位F0置1 ;两个数互换

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图4-2 单字节无符号数排序程序框图
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4.3.6 分支转移程序设计 分为无条件转移和有条件转移。 无条件分支转移程序很简单,不讨论。有条件分支转移程序 按结构类型来分,又分为单分支选择结构和多分支选择结构。 1.单分支选择结构 仅有两个出口,两者选一。一般根据运算结果的状态标志, 用条件判跳指令来选择并转移。 【例4-9】 求单字节有符号数的二进制补码 正数补码是其本身,负数补码是其反码加1。因此,应首先 判被转换数的符号,负数进行转换,正数本身即为补码。
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设二进制数放在A中,其补码放回到A中,框图如图4-3所 示。参考程序如下:

CMPT: JNB Acc.7,RETURN ;(A)>0,不需转换

MOV C,Acc.7

;符号位保存

CPL A

;(A)求反,加1

ADD A,#1

MOV Acc.7,C

;符号位存在A的最高位

RETURN:RET

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图4-3 求单字节有符号二进制数补码的框图
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此外,单分支选择结构还有图4-4、图4-5所示的几种形 式。

图4-4 单分支选择结构2

图4-5 单分支选择结构3
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2.多分支选择结构 当程序的判别部分有两个以上的出口时,为多分支选择 结构。有两种形式,如图4-6和图4-7所示。

图4-6 多分支选择结构1

图4-7 多分支选择结构2
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指令系统提供了非常有用的两种多分支选择指令: 间接转移指令 JMP @A+DPTR 比较转移指令 CJNE A,direct,rel
CJNE A,#data,rel CJNE Rn,#data,rel CJNE @Ri,#data,rel
间接转移指令“JMP @A+DPTR”由数据指针DPTR决 定多分支转移程序的首地址,由A的内容选择对应分支。
4条比较转移指令CJNE能对两个欲比较的单元内容进 行比较,当不相等时,程序实现相对转移;若两者相等, 则顺序往下执行。
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简单的分支转移程序的设计,常采用逐次比较法,就是 把所有不同的情况一个一个地进行比较,发现符合就转向 对应的处理程序。缺点是程序太长,有n种可能的情况, 就需有n个判断和转移。

【例4-10】 求符号函数的值。符号函数定义如下:

1 Y= 0
-1

X>0 X=0 X<0

X存放在40H单元,Y存放在41H单元,如图4-6所示。

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程序如下:
SIGNFUC:
NZEAR:
POSI: NEGT:

MOV A,40H CJNE A,#00H,NZEAR AJMP NEGT JB Acc.7, POSI MOV A,#01H AJMP NEGT MOV A,#81H MOV 41H, A END

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实际中,经常遇到图4-7的分支转移程序设计,典型例子 就是当单片机系统中的键盘按下时,就会得到一个键值,根 据不同的键值,跳向不同的键处理程序入口。此时,可用直 接转移指令(LJMP或AJMP指令)组成一个转移表,然后把 该单元的内容读入累加器A,转移表首地址放入DPTR中,再 利用间接转移指令实现分支转移。
【例4-11】 根据寄存器R2的内容,转向各个处理程序 PRGX(X=0~n)。
(R2)=0,转PRG0 (R2)=1,转PRG1
…… (R2)=n,转PRGn
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程序如下:
JMP6: MOV MOV MOV MUL MOV MOV ADD MOV MOV JMP ……

DPTR,#TAB5 ;转移表首地址送DPTR

A,R2

;分支转移参量送A

B,#03H

;乘数3送B

AB

;分支转移参量乘3

R6, A

;乘积的低8位暂存R6

A,B

;乘积的高8位送A

A ,DPH

;乘积的高8位加到DPH中

DPH, A

A, R6

@A+DPTR ;多分支转移选择

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TAB5: LJMP PRG0 LJMP PRG1 …… LJMP PRGn

;多分支转移表

R2中的分支转移参量乘3是由于长跳转指令LJMP要占3 个单元。本例程序可位于64KB程序存储器空间的任何区 域。

4.3.7 循环程序设计

程序中含有可以反复执行的程序段,称循环体。例如, 求100个数的累加和,没必要连续安排100条加法指令, 用一条加法指令使其循环执行100次。因此可缩短程序长 度和程序所占的内存单元数量更少,使程序结构紧凑。

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1.循环程序的结构 主要由以下四部分组成。 (1)循环初始化 完成循环前的准备工作。例如,循环控制计数初值的设 置、地址指针的起始地址的设置、为变量预置初值等。 (2)循环处理 完成实际的处理工作,反复循环执行的部分,故又称循 环体。 (3)循环控制 在重复执行循环体的过程中,不断修改循环控制变量, 直到符合结束条件,就结束循环程序的执行。
64

循环结束控制方法分为循环计数控制法和条件控制法。 (4)循环结束 这部分是对循环程序执行的结果进行分析、处理和存放。 2.循环结构的控制 分为循环计数控制结构和条件控制结构。 图4-8是计数循环控制结构,图4-9是条件控制结构。
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图4-8 计数循环控制结构

图4-9 条件控制结构
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(1)计数循环控制结构

依据计数器的值来决定循环次数,一般为减1计数器, 计数器减到“0”时,结束循环。计数器初值在初始化设定 。

MCS—51指令系统提供了功能极强的循环控制指令:

DJNZ Rn,rel

;以工作寄存器作控制计数器

DJNZ direct,rel

;以直接寻址单元作控制计数器

n

y ? ? xi

例如,计算n个数据的和,计算公式为

i ?1



如直接按公式编写程序,则n=100时,需编写连续的 100次加法。这样程序将太长,并且n可变时,将无法编写 出程序。
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公式要改写为用程序实现的形式,用下式表示 程序框图见图4-10。
图4-10 求数据和的程序框图
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【例4-12】 求n个单字节无符号数xi的和,xi按i顺序存 放在AT89S51单片机内部RAM从50H开始的单元中,n放 在R2中,和(双字节)放在R3R4中。
程序如下:
ADD1: MOV R2,#n ;加法次数n送R2 MOV R3,#0 ;R3存放和的高8位,初始值为0 MOV R4,#0 ;R4存放和的低8位,初始值为0 MOV R0,#50H
LOOP: MOV A,R4 ADD A,@R0 MOV R4,A
INC R0
CLR A
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ADDC A,R3 MOV R3,A DJNZ R2,LOOP

;判加法循环次数是否已到?

END

用寄存器R2作为计数控制变量,R0作为变址单元,用它 来寻址xi。
一般来说,循环工作部分中的数据应该用间接方式来寻

址,如这里用:ADD A,@R0

计数控制只有在循环次数已知的情况下才适用。循环次

数未知,不能用循环次数来控制,往往需要根据某种条件

来判断是否应该终止循环。

70

(2)条件控制结构 结构见图4-9。循环控制中,设置一个条件,判是否满足该条 件,如满足,则循环结束。如不满足该条件则循环继续。 【例4-13】 一串字符,依次存放在内部RAM从30H单元开始 的连续单元中,字符串以0AH为结束标志,测试字符串长度。 采用逐个字符依次与“0AH”比较(设置的条件)的方法。设 置一个累计字符串长度的长度计数器和一个用于指定字符串指针 。 如果字符与“0AH”不等,则长度计数器和字符串指针都加1; 如果比较相等,则表示该字符为“0AH”,字符串结束,计数器 值就是字符串的长度。程序如下:
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MOV R4,#0FFH ;长度计数器初值送R4

MOV R1,#2FH NEXT: INC R4

;字符串指针初值送R1

INC R1 CJNE @ R1,#0AH,NEXT;比较,不等则进行下一

;字符比较

END

上面两例都是在一个循环程序中不再包含其他循环程序,

则称该循环程序为单循环程序。如果一个循环程序中包含了

其他循环程序,则称为多重循环程序。

最常见的多重循环是由DJNZ指令构成的软件延时程序, 是常用程序之一。

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【例4-14】 50ms延时程序。

软件延时程序与指令执行时间有很大的关系。在使用

12MHz晶振时,一个机器周期为1?s,执行一条DJNZ指

令的时间为2?s。可用双重循环方法的延时50ms程序:

DEL: MOV R7,#200

;本指令执行时间1?s

DEL1:MOV R6,#125

;本指令执行时间1?s

DEL2:DJNZ R6,DEL2

;指令执行1次为2?s,计

; 125×2 ?s=250?s

DJNZ R7,DEL1

;指令执行时间2?s,本循环体 ; 执行125次

RET

;指令执行时间2?s

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以上延时程序不是太精确,如把所有指令的执行时间计 算在内,它的延时时间为
[1+(1+250+2)× 200+2]?s=50.603ms, 如要求比较精确的延时,应对上述程序进行修改,才能 达到较为精确的延时时间。但要注意,用软件实现延时程 序,不允许有中断,否则将严重影响定时的准确性。 对于延时更长的时间,可采用多重的循环,如1s延时, 可用三重循环。
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