單片機匯編語言及程序設計

1、第二章 單片機匯編語言及程序設計,對任何計算機，如果只有硬件（裸機），而沒有軟件（程序）的支持，就不能發(fā)揮其運算和控制功能。指令：程序的最基本單位，指CPU所能進行的操作程序：指完成某項任務的計算機指令的有序集合指令系統(tǒng)：所有指令的集合。不同的CPU具有不同的 指令系統(tǒng)。MCS-51的指令系統(tǒng)共有111條指令計算機編程語言機器語言 匯編語言 高級語言,匯編,編譯,MCS-51

2、指令格式匯編語言級指令格式： [標號:] 操作碼 [操作數] [；注釋]例： LB： MOV A,R2 ; A←(R2)標號——指令的標識，表示指令的首地址；操作碼——操作的命令（指示機器執(zhí)行何種操作）操作數——參與操作的數據（是操作碼的補充）， 分目的操作數和源操作數。注釋——對指令功能的說明，便于程序閱讀和維護， 不參與操作。,機

3、器語言級指令格式： 機器語言指令是一種二進制代碼，具體包含兩個基本的部分：操作碼和操作數。機器語言分為單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)指令，具體格式分別為：單字節(jié)指令:例：MOV A,R0 對應的機器語言指令為：E8H雙字節(jié)指令:例：MOV A,20H 對應的機器語言指令為：E520H三字節(jié)指令:例：MOV 20H,#46H 對應的機器語言指令為：752046H,操作碼,操作碼,操作數,操作碼,第一操作數,第二操作數,一、MCS—

4、單片機尋址方式*二、單片機常用指令類型*三、單片機指令系統(tǒng)的幾個特點*四、單片機中的偽指令*五、匯編語言程序設計-舉例*,本章主要內容,一、MCS-51單片機尋址方式,尋址方式的“尋址”：是指尋找參與操作的數據所在的存儲器單元的地址。注意： MCS-51指令系統(tǒng)的尋址方式及其對應的尋址空間,1、立即尋址,特點：·指令碼中直接含有操作數本身（立即數）·立即數可以是8位或16位·立即

5、數通常用#data或#data16表示·立即數只能作為源操作數·立即數同操作碼一起存放在程序存儲器中 例如：MOV A，#3BH ；A←3BH MOV DPTR，#1828H ；DPTR←#1828H,,3BH,2、直接尋址,特點：·指令碼中含有操作數地址（8位二進制數）；·可用于直接尋址的

6、存儲空間是：片內RAM的低128字節(jié)和特殊功能寄存器SFR；·直接尋址通常用direct（操作數所在存儲單元的物理地址）表示；例：MOV 40H， A ；（40H） ← A·對片內高128B的RAM，direct既可以使用SFR的物理地址，也可以用SFR的名稱符號。MOV A， 81H ；A ← （81H） MOV A， SP

7、 ；A ← SP，可讀性好,,3BH,演示MOV 40H， A ；（40H） ← A,3BH,3、寄存器尋址,特點： ·操作數在R7-R0,A,B,AB,DPTR中，指令碼中含有該操作數的寄存器號； ·操作數位于片內RAM中 MOV A， Rn ； A ← Rn INC Rn ； Rn ← Rn+1,,3BH,3BH,,,000,

8、4、寄存器間接尋址,特點： ·指令碼中含有存放該 操作數地址的寄存器號； ·間址寄存器采用@R0，@R1，@DPTR表示； ·@R0，@R1用于對片內RAM和外部RAM （0000H~00FFH）尋址，@DPTR的尋址范圍是片外ROM/RAM的全部64KB區(qū)域； ·寄存器間址指令不能用于尋址SFR MOV A， @R0 ； A ← (R0),,3BH,3BH

9、,5、變址尋址,特點：·指令碼中隱含有作為基地址寄存器用的數據指針DPTR或程序計數器PC（存放基地址）；·指令碼中也隱含有累加器A（A中存放地址偏移量，00H~FFH范圍內的無符號數）；·尋址空間是程序存儲器。 MOVC A， @A+PC ； A ← (A+PC) MOVC A， @A+DPTR ； A ← (A+DPTR)

10、例：假設A中的內容為05H，DPTR的內容為0400H，程序存儲器0405H單元的內容為2DH，則 MOVC A, @A+DPTR 執(zhí)行后A的內容為2DH,,,,02,,2000H,A,IR,DPTR,ALU,,2002H,X2,,93,演示：MOVC A， @A+DPTR ； A ← (A+DPTR),6、相對尋址,特點：·相對轉移指令的指令碼中含有相對地址偏移量；·

11、相對轉移指令分為：短轉移指令和長轉移指令（分別為雙字節(jié)和三字節(jié)）；·PC的當前值 + 相對地址偏移量rel = 下一條要執(zhí)行指令的地址；·PC的當前值是指相對轉移指令從程序存儲器中取出后的PC值。 2000H 8054H SJMP rel ； PC ← PC+2+rel,,,,,2000H,A,PC,ALU,2002H,54H,演示：2000H 8054H SJM

12、P 54H ； PC ← 2056H,,,2056H,7、位尋址,特點：·位尋址指令的指令碼中含有位地址；·位尋址指令中位地址用bit表示（字節(jié)地址direct）；·位尋址區(qū):片內RAM位尋址區(qū)20H~2FH和11個SFR；·位地址的表示方法： MOV C， 7FH ； Cy ← （7FH） MOV C， 2F

13、H.7 ； Cy ← （7FH） MOV C， ACC.7 ； Cy ← ACC.7 A1 BIT 7FH ——位地址賦值偽指令 MOV C, A1 ; Cy ← 2FH.7 , A1 為符號位地址,*,,,7FH,00H,1,演示：D200H SETB 00H ； 00H ← 1,二、單片機常用指令類型,數據傳送指令（

14、28條） 將源地址中操作數傳送到目的地址的指令。算數運算指令（24條） 對兩個操作數進行加、減、乘、除等運算的指令。邏輯操作和環(huán)移指令（25條） 對兩個操作數進行邏輯乘、邏輯加、邏輯取反和異或等操作； 對累加器A中數進行環(huán)移（左環(huán)移、右環(huán)移，帶進位、不帶進位）控制轉移指令（17條） 條件轉移、無條件轉移、調用和返回等指令（改變PC中值為目標）位操作指令（布爾變量操作指令）（1

15、7條） 位傳送、位置位、位運算和位控制轉移指令。,1、數據傳送指令（28條）,此類指令不影響Cy, AC, OV標志，只影響奇偶標志P。片內RAM單元之間的數據傳送指令（15條） 指令的源操作數和目的操作數地址都在單片機內部，是片內RAM或SFR的地址。·立即尋址型傳送指令 MOV A，#data ; A← data

16、 MOV Rn，#data ; Rn← data MOV @Ri，#data ; (Ri)← data MOV direct，#data ; direct ← data,1、數據傳送指令（28條）,·直接尋址型傳送指令 指令操作碼中至少含有一個操作數的直接地址。

17、 MOV A， direct ; A← （direct） MOV direct ，A ; direct ← A MOV Rn， direct ; Rn← （direct） MOV @Ri， direct ; (Ri)← （direct） MOV d

18、irect2，direct1 ; direct2 ← (direct1) 注：目的存儲單元有累加器A、工作寄存器和片內 RAM單元(包括SFR的字節(jié)地址）。,1、數據傳送指令（28條）,·寄存器尋址型傳送指令MOV A， Rn ; A← RnMOV Rn， A ; Rn← A MOV direct，

19、Rn ; direct ← Rn,1、數據傳送指令（28條）,·寄存器間址型傳送指令 MOV A， @Ri ; A← (Ri) MOV @Ri ， A ; (Ri) ← A MOV direct， @Ri ; direct ← (Ri),1、數據傳送指令,外部數據傳送指令（外部RAM/RO

20、M） ·16位數傳送指令 MOV DPTR，#data16 ; DPTR ← data16 16位立即數是外部RAM/ROM的地址，其高8位送入DPH，低8位送入DPL。·外部ROM的字節(jié)傳送指令（查表指令） MOVC A， @A+DPTR ; A ← (A+DPTR) 遠程查表 MOVC A， @A+P

21、C ; PC ← PC+1, A ← (A+PC) 近程查表,1、數據傳送指令,·外部RAM的字節(jié)傳送指令 實現外部RAM和累加器A之間的數據傳送。 MOVX A， @Ri ; A ← (Ri)

22、 MOVX @Ri， A ; (Ri) ← A MOVX A， @DPTR ; A ← (DPTR) MOVX @DPTR, A ; (DPTR )← A 注：前面兩條指令訪問外部RAM：0000H~00FFH 后面兩條指令訪問外部RAM：0000H~FFFFH,1

23、、數據傳送指令,堆棧操作指令 PUSH direct ; SP ← SP+1，(SP) ←（direct） POP direct ; direct ←(SP)， SP ← SP-1 堆棧操作指令是直接尋址指令，書寫格式為： PUSH ACC PUSH 00H POP ACC

24、 POP 00H注：彈出指令不會改變堆棧區(qū)存儲器單元中的內容。,1、數據傳送指令,數據交換指令 XCH A，Rn ; A?Rn XCH A，direct ；A ?(direct) XCH A， @Ri ; A ?(Ri) XCHD A, @Ri ; A3~0 ?(R

25、i)3~0 注：只是將累加器A中的內容和片內RAM單元內容相互 交換。,2、算術運算指令,加法指令（ 13條）·不帶Cy加法指令ADD A，Rn ； A ← A+Rn ADD A，Direct ； A ← A+（Direct）ADD A，@Ri ； A ← A+（Ri）ADD A，#data ； A ← A+data·對PSW標志位

26、均有影響；·計算機總是按帶符號數法則運算，產生PSW標志位。·兩個帶符號數相加，運算結果是否溢出應判斷OV標志位。,2、算術運算指令,·帶Cy加法指令ADDC A，Rn ； A ← A+Rn +Cy ADDC A，Direct ； A ← A+（Direct） +CyADDC A，@Ri ； A ← A+（Ri）+CyADDC A，#data

27、； A ← A+data +Cy· Cy——指令執(zhí)行前的Cy值。·常用于多字節(jié)無符號數的加法運算,2、算術運算指令,·加1指令 INC A ； A ← A+ 1 INC Rn ； Rn ← Rn+1 INC Direct ； Direct ←（ Direct ）+1 INC @

28、Ri ； (Ri) ← (Ri)+1 INC DPTR ； DPTR ←DPTR+1,只影響奇偶校驗標志位,2、算術運算指令,減法指令（ 8條）·帶Cy減法指令SUBB A，Rn ； A ← A – Rn - Cy SUBB A， Direct ； A ← A -（Direct）- CySUBB A，@Ri

29、； A ← A -（Ri） - CySUBB A， #data ； A ← A – data - Cy·對PSW標志位均有影響；·計算機總是按帶符號數法則運算，產生PSW標志位。·兩個帶符號數相減，運算結果是否溢出應判斷OV標志位。,2、算術運算指令,·減1指令 DEC A ； A ← A - 1 DEC Rn

30、 ； Rn ← Rn - 1 DEC Direct ； Direct ←（ Direct ）- 1 DEC @Ri ； (Ri) ← (Ri) - 1,只影響奇偶校驗標志位,2、算術運算指令,十進制調整指令（ 1條） DA A ；若AC=1或A3~A0>9，則A ←A+06H

31、 若Cy=1或A7~A4>9，則A ←A+60H·通常緊跟在加法指令后使用，對A中的操作數進行十進制調整。· 專用于實現BCD運算。,2、算術運算指令,乘法、除法指令（ 2條） MUL AB ；A×B=BA, 形成標志 對標志位的影響：Cy=0；

32、 若B不等于0，則OV=1，否則OV=0; P由A中1的奇偶性確定。 DIV AB ; A÷B=A…B， 形成標志 對標志位的影響：Cy=0； 執(zhí)行過程中,若

33、發(fā)現B等于0，則OV=1; P由A中1的奇偶性確定。,3、邏輯運算指令(25條）,邏輯操作指令共25條，所有指令均按位進行操作，無進位，一般不影響標志位。·邏輯與運算指令 ANL A，Rn ； A ←A∧Rn ANL A， direct ； A ←A∧(direct)

34、 ANL A， @Ri ； A ←A∧(Ri) ANL A， #data ； A ←A∧data ANL direct ，A ； direct ← (direct) ∧A ANL direct ，#data ; direct ← (direct) ∧data,3、邏輯運算指令(25條）,·邏輯或運算指令

35、 ORL A，Rn ； A ←A ∨ Rn ORL A， direct ； A ←A ∨(direct) ORL A， @Ri ； A ←A ∨(Ri) ORL A， #data ； A ←A ∨ data ORL direct ，A ； direct ← (

36、direct) ∨ A ORL direct ，#data ; direct ← (direct) ∨ data,3、邏輯運算指令(25條）,·邏輯異或運算指令 XRL A，Rn ； A ←A ⊕ Rn XRL A， direct ； A ←A ⊕(direct) XRL A， @Ri ； A ←A ⊕(Ri) XRL A， #dat

37、a ； A ←A ⊕ data XRL direct ，A ； direct ← (direct) ⊕ A XRL direct ，#data ; direct ← (direct) ⊕ data,3、邏輯運算指令(25條）,·累加器A清零和取反指令CLR A ； A ← 0 CPL A ； A ← A ·移位指令 RL A ;

38、 A7 ←A6 ←….. ←A0 ←A7RR A ; A0→A7→ ….. → A1 → A0RLC A ; CY ← A7 ←A6 ←….. ←A0 ←CYRRC A ; CY → A7→ ….. → A0 → CYSWAP A ；高4位和低4位交換指令,,4、控制轉移指令（17條）,無條件轉移指令 LJMP addr16 ;

39、 PC ← addr16 長轉移指令：64K范圍內轉移指令 AJMP addr11 ； PC ← PC+2，PC10~PC0 ← addr11 絕對轉移指令：2K范圍內轉移指令 SJMP rel ； PC ← PC+2， PC ← PC+rel 短轉移指令：-126-129范圍內轉移指令, rel的取值范圍-128-127 JMP @A

40、+DPTR ; PC ← A+DPTR 間接轉移指令：變址轉移指令，目標轉移地址的基地址送入DPTR,4、控制轉移指令（17條）,條件轉移指令 ·累加器A判零轉移指令 JZ rel ; 若A=0，則 PC ← PC+2+rel， 否則PC ← PC+2 JNZ rel ； 注意：都是雙字節(jié)

41、相對轉移指令，rel為相對地址偏移量。,,4、控制轉移指令（17條）,·比較不相等轉移指令 CJNE A，#data，rel；若A=data,則PC←PC+3 若A不等于data,則PC←PC+3+rel 形成Cy標志。 CJNE A，dir

42、ect，rel； CJNE Rn，#data，rel； CJNE @Ri，#data，rel； 注意：指令的相對轉移范圍為-125 ~ +130,,4、控制轉移指令（17條）,·減1非零轉移指令 DJNZ Rn，rel； 若Rn-1不等于0,則PC←PC+2+rel 若Rn-1=0,則PC←PC+2 DJNZ direct，re

43、l;若,(direct)- 1不等于0,則PC←PC+3+rel 若,(direct)-1=0,則PC←PC+3 注意：條件轉移指令均為相對轉移指令，因此指令的轉移范圍十分有限。,,4、控制轉移指令（17條）,子程序調用和返回指令 ·短調用指令 ACALL addr11 ; PC←PC+2

44、 SP←SP+1，（SP）← PC7~PC0 SP←SP+1，（SP）← PC15~PC8 PC10~0←addr11 注意：（1）短調用指令也稱為絕對調用指令； （2）本調用指令應與被調用子程序起始地址在

45、 同一個2KB范圍內。,,4、控制轉移指令（17條）,·長調用指令 LCALL addr16 ; PC ← PC+3 SP ← SP+1,（SP） ← PC7~PC0 SP ← SP+1,（SP） ← PC15

46、~PC8 PC15~0 ← addr16 注意：本調用指令是一個64KB范圍內調用指令。·返回指令 RET; PC15~PC8 ← （SP）， SP ← SP-1, PC7~PC0 ← （SP）， SP ← SP-1

47、RETI; PC15~PC8 ← （SP）， SP ← SP-1, PC7~PC0 ← （SP）， SP ← SP-1 返回斷點的同時，釋放中斷邏輯，接受新的中斷請求·空操作指令：NOP ； PC ← PC+1,,5、布爾變量操作指令（17條）,MCS-51單片機的一個最大的特點就是在硬件結構上有一個布爾處理器，對

48、應這個處理器，指令系統(tǒng)中設計了處理布爾變量的指令子集。 該位操作指令共17條，所有的位操作指令均采用位尋址方式，在指令中位地址可用四種方式表示： （1）直接尋址方式 （2）點操作符表示方式 （3）位名稱方式 （4）標號表示（自定義地址）方式,位傳送指令 MOV C , bit MOV bit , C

49、 其中：C為PSW中的Cy；bit為布爾變量的位地址。 這組指令的其中一個操作數必須是進位標志C，另一個可以是位地址。,位置位和復位指令·位置位指令SETB C；1→CySETB bit；1→( bit )·位復位指令CLR C；0→CyCLR bit；0→( bit ),位邏輯運算指令·位邏輯“與”指令ANL C, bit ；

50、(C)∧（ bit ）→ CANL C, /bit ；(C)∧ /（bit ）→ C·位邏輯“或”指令ORL C, bit ；（C）∨（ bit ）→ CORL C, /bit ；（C）∨/（ bit ）→ C·位邏輯“非”指令CPL C ；/(C ) → CCPL bit ；/(bit) →bit,位條件轉移指令·累加器cy狀態(tài)判斷轉

51、移指令 JCrel；若Cy=1,則（PC）+2+rel→PC；若Cy=0,則（PC）+2→PC JNCrel；若Cy=0,則（PC）+2+rel→PC；若Cy=1,則（PC）+2→PC·位狀態(tài)判斷轉移指令 JBbit, rel ；若（bit）=1,則（PC）+3+rel→PC；若（bit）=0,則（PC）+3→PC JNBbit, rel ；若（bit）=0,則（PC）+

52、3+rel→PC；若（bit）=1,則（PC)+3→PC JBCbit, rel ；若（bit）=1,則 (PC)+3+rel→PC,0→bit；若（bit）=0,則 (PC)+3→PC,三、單片機指令系統(tǒng)的幾個特點,指令中的數據表示：數據前加#訪問外部數據存儲器指令：MOVX 訪問外部數據存儲器使用數據指針：DPTR查表指令：MOVC A，@A+DPTR M

53、OVC A，@A+PC調用和轉移指令都有幾種：ACALL addr11 絕對調用（2kB內）LCALL addr16 長調用 AJMP addr11 絕對跳轉（2kB內） LJMP addr16 長跳轉 SJMP rel 相對跳轉,CJNE （

54、目的），（源），rel目的字節(jié)與源字節(jié)比較，不等，則轉到rel處執(zhí)行，否則順序執(zhí)行。DJNZ Rn，rel 和 DJNZ direct ，relPUSH和POP指令為單字節(jié)操作，且棧指針向下。布爾（位）處理指令舉例： MOV P1.2, CSETB P1.5 JB ACC.3，label CPL C CLR

55、 P1.6 JNB P1.7，lebel,四、單片機中的偽指令,名詞解釋： 匯編程序——是一種由制造廠家或軟件公司提供的實用 程序，能把“匯編語言源程序”翻譯成機 器語言，供CPU執(zhí)行。例如：MBUG 匯編語言源程序——設計者編寫的程序匯編語言是匯編語言語句的集合，是匯編語言源程序的基本元素。匯編語

56、言語句分為指令性語句和指示性語句。,四、單片機中的偽指令,指令性語句：指采用指令助記符構成的匯編語言語句，是匯編語言語句的主體。每條指令性語句都有對應的指令代碼（機器碼）MCS-51單片機有111條指令性語句指示性語句（又稱偽指令）：不是真正的指令。不會在匯編時產生機器代碼匯編時供匯編程序識別和執(zhí)行，對匯編過程進行某種控制MCS-51中常用的偽指令有8條,四、單片機中的偽指令,偽指令——是在機器匯編時供匯編程序識別和執(zhí)行的命

57、令，用于對匯編的過程進行控制。ORG 指令代碼存儲起始地址 ORG 2000H START：MOV A， #64H： ENDEND 結束匯編偽指令每個源程序只能有一個END，且在程序的末尾。,四、單片機中的偽指令,EQU 等值（賦值）語句 字符名稱 EQU 數據或匯編符

58、 DAPORT EQU 0C010H 注：先定義后使用，定義字符名稱不能在表達式中使用。DATA 數據地址賦值語句 字符名稱 DATA 表達式 AA DATA 35H 注：表達式可為數據或地址，也可包含已定義的“字符名稱”，但不能是匯編符號。,四、單片機中的偽指令,DB——定義字節(jié)

59、 [標號:] DB 項或項表 把“項或項表”中的數據依次存放到以左邊標號為起始地址的存儲單元中 例如： ORG 0600H START：MOV A #64H … TAB：DB 3FH，68，01011010B，’5’，’A’ …

60、 END,四、單片機中的偽指令,DW——定義雙字節(jié)數（字）（高8位放低地址單元） [標號:] DW 項或項表 例如： ORG 1600H START：MOV A #30H … ORG 1620H

61、 HETAB：DW 3F08H，68H，15 END 匯編后: (1620H)=3FH (1622H)=00H (1624H)=00H (1621H)=08H (1623H)=68H (1625H)=0FH,四、單片機中的偽指令,DS——定義存儲空間 [標號:] DS 表達

62、式 從標號地址開始預留一定數量的內存單元 例如： SPC：DS 08H BIT——位地址賦值 字符名稱 BIT 位地址 例如： A1 BIT P3.4 A2 BIT 00H 注：BIT語句定義過的字符名稱是一個符號位地址。,五、匯

63、編語言程序設計-舉例,匯編語言程序設計步驟擬制設計任務書：程序功能、技術指標、精度等級 實施方案、工程進度、所需設備、研制費 用和人員分工等 建立數學模型：可以是表達式，推理和判斷，運行 狀態(tài)的模擬等確立算法：同一數學模型往往有幾種不同的算法繪制程序流程圖：設計程序結構編制匯編語言源程

64、序上機調試,匯編語言程序的匯編 將匯編語言源程序轉換為機器語言的過程稱為“匯編”。可以采用以下兩種手段進行匯編人工匯編——查手冊機器匯編——匯編程序,例 拆字程序: 設 30H中存放待處理的數據，要求將其拆成兩個字節(jié)數，存放在31H和32H（高位）中。 例如：59H → 05H和09H ORG 0500HCHAIZ：MOV R1，#32H MOV R0，

65、#30H MOV A，@R0 ANL A，#0F0H RR A RR A RR A,1.簡單程序設計,注：4個 RR A指令可以用 SWAP A 指令代替。,RR A MOV @R1，ADEC R1MOV A，@R0ANL A，#0FHMOV @R1，AEND,例 將一個字節(jié)

66、BCD碼變成相應的ASCAII碼，存入兩個RAM單元中。設：BCD碼存在內部RAM 30H單元中，變換成ASCAII碼存入31H和32H中。ORG 0500HMOV R0，#32HMOV @R0, #00HMOV A, 30HXCHD A, @R0ORL 32H, #30HSWAP AORL A, #30HMOV 3

67、1H, AEND,或 : ORG 0500HMOV R0, #30HMOV A, @R0MOV B,AANL A, #0FHADD A, #30HMOV 32H, AMOV A, BSWAP AANL A, #0FHADD A, #30HMOV 31H, A

68、END,例：已知 VAR單元內有一變量X，請按右上式編程求Y值，并送入FUNC單元。 求解：（1） 先分支后賦值 ORG 0100H VAR DATA 30H FUNC DATA 31H MOV A, VAR ; A←X JZ DONE ; 若X=0，則DONE JNB

69、 ACC.7, POSI ; 若X>0，則POSI MOV A, #0FFH ; 若X<0，則A←-1 SJMP DONE ; 轉DONEPOSI: MOV A, #01H ; A←1 DONE: MOV FUNC, A ; 存入FUNC單元 SJMP $ END,2.分支程序設計

70、,（2）先賦值后分支 ORG 0100H VAR DATA 30H FUNC DATA 50H MOV A, VAR ; A←X JZ DONE ; 若X=0，則DONE MOV R0, #0FFH ; 若X≠0，則R0 ← -1 JB ACC.7, NEG ;