高级语言--->汇编语言---->机器语言
一条高级语言可能对应多条汇编语言,但是汇编语言指令与机器语言是一一对应的关系
机器语言与汇编语言合称为机器级代码
“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。
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。
汇编语句的格式
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。
特别说明:
1.标号
语句所在地址的标志符号,才能被访问。如标号“START”和“LOP”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.操作数
(1) 十六进制、二进制和十进制形式的操作数表示
•操作数或操作数地址若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。
(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EOH来表示。
汇编语句的两个基本语句
指令语句:
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。
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。
1.ORG
2.END(END of Assembly)
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.DATA数据地址赋值伪指令
格式:(字符名称)DATA(表达式)
如:AT Data 05H,表示将05H这个地址赋给AT
功能:将数据地址活代码地址赋予规定的字符名称
4.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
5.DB(Define Byte)定义数据字节命令
DB功能是从指定单元开始定义(存储)若干字节,十进制自然转换成十六进制,字母按ASCLL码进行存储。
6.DW (Define Word) 定义数据字 (双字节) 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:
7. DS ( Define Storage)定义存储区命令
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。
8.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:
子程序的调用
•子程序的入口地址,前必须有标号。
•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扑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。
•子程序结构中必须用到堆栈,用来进行断点和现场的保护。
•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。
•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。
例如:
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()。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 A,@A+DPTR
(2)MOVC A,@A+PC
两条指令的功能完全相同,具体使用有差别。
指令“MOVC A,@AYDPTR”:把A中内容与DPTR中的内容相加,结果为某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
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。
查表程序示例:
1.x和y均为单字节数的查表程序设计
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,根据x的值查出相应的平方。本例中的x和为单字节数。
第一条指令“ADD A,#01H”的作用是A中的内容加上“01H”,“01H为查表的偏移量,即查表指令与平方表之间的所有指令所占的字节数。这里的指令为“RET”,为单字节指令。加上“01H”后,可保证PC指向表首累加器A中原来的内容反映的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
由于“MOVC A,@A+DPTR”不必计算偏移量,一般情况下,大多使用该指令。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。
注:如果DPTR已被使用,则在查表前必须保护DPTR,且结束后恢复DPTR。
2.x为单字节数y为双字节数的查表程序设计
单字节一查双多字节的地址确定:
设单字节长度X,双字节长度Y
TAB为表首地址。
存储单元的地址与X有关,为:
第一个字节: TAB+2x
第二个字节: TAB+2x+1
3.x和y均为双字节数的查表程序设计
双字节一查双多字节的地址确定:设双字节长度X,双字节长度Y,TAB为表首地址。存储单元的地址与X有关,为:第一个字节: TAB+2x 第二个字节: TAB+2x+1
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3-17] 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。
程序如下:
单分支选择结构还有以下几种形式
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。
指令系统中的两种多分支选择指令:
多分支语句的示例:
根据寄存器R2的内容,转向各个处理程序PRGX(X=0~n)
注: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
循环程序设计
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。
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
(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
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,@RO
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
(2) 条件控制结构
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。
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“OAH”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。
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。
[例] 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1μs,执行一条DJNZ指令的时间为2us。可用双重循环方法的延时50ms程序:
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) X 200+2]us=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