第四章——MCS-51汇编语言

4.1 汇编语言程序设计概述

4.1.1 机器语言、汇编语言和高级语言

        用于程序设计的语言基本上分为3种：机器语言、汇编 语言和高级语言。

1.机器语言

        二进制代码表示的指令、数字和符号简称为机器语言 不易懂，难记忆，易出错。

2．汇编语言

     英文助记符表示的指令称为符号语言或汇编语言，将汇编语言程序转换成为二进制代码表示的机 器语言程序称为汇编程序 ，经汇编程序“汇编（翻译、编译）”得到的机器 语言程序称为目标程序，原来的汇编语言 程序称为源程序。

汇编语言特点：

 1、用汇编语言编写的程序效率高，占用存储空间小，运行速度快，用汇编语言能编写出最 优化的程序。

2、能直接管理和控制硬件设备（功能部件），它能处理中断，也能直接访问存储器及I/O接口电路。

3、汇编语言和机器语言都脱离不开具体机器的硬件，均是面向 “ 机 器 ”的语言，缺乏通用性。

3．高级语言

        不受具体机器的限制,使用了许多数学公式和数学计 算上的习惯用语，非常擅长于科学计算。常用的 如BASIC、FORTRAN以及C语言等。

      高级语言优点：通用性强，直观、易懂、易学，可读性好。

4.1.2 汇编语言语句的种类和格式

     两种基本类型：指令语句和伪指令语句

（1）指令语句：

        即指令系统，已在第3章介绍（共111条）

        每一条指令语句在汇编时都产生一个指令代码—— 机器代码

（2）伪指令：

        是为汇编服务的，是指示性语句。在汇编时没有机器 代码与之对应。

MCS-51的汇编语言的四分段格式如下：

 标号字段       操作码字段     操作数字段     注释字段

规则：

（1）标号字段和操作字码段之间要有冒号 “ ： ”相隔；

（2）操作码字段和操作数字段间的分界符是空格；

（3）双操作数之间用逗号相隔；

（4）操作数字段和注释字段之间的分界符用分号 “ ； ” 相隔。

    操作码字段为必选项，其余各段为任选项。 不区分大小写

例4-1 下面是一段汇编语言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 ；3→R2
LOOP：ADD A，R2 ；（A）+（R2）→A
DJNZ R1，LOOP；R1内容减1不
为零，则循环
NOP
HERE： SJMP HER

START是标号字段，表示程序的起始位置。

MOV是操作码字段，代表数据传输指令。
A，#00H   是操作数字段，将立即数00H（即十进制的0）送到累加器ACC中。

0→A 注释字段，将0赋值到A

DJNZ：R1内容减1不为零，则循环

NOP:是操作码，代表空操作指令，即不执行任何实质性操作，仅占用一个机器周期。此指令没有其他字段。

HERE  是标号。
-  SJMP  是操作码，为无条件短跳转指令。
-  HERE  是操作数，表示跳转到  HERE  标号处，形成一个无限循环，使程序停在此处 。

基本语法规则：

                START： MOV A，#00H ；0→A

1．标号字段 是语句所在地址的标志符号

（1）标号后边必须跟以冒号“：”

（2）由1~8个ASCII字符组成

（3）同一标号在一个程序中只能定义一次

（4）不能使用汇编语言已经定义的符号作为标号

2．操作码字段

      是汇编语言指令中唯一不能空缺的部分。汇编程序就是根据这 一字段来生成机器代码的。

3．操作数字段 通常有单操作数、双操作数和无操作数三种情况。如果是双操作数，则操作数之间，要以逗号隔开。

（1）十六进制、二进制和十进制形式的立即数的表示

       采用十六进制形式来表示 ，某些特殊场合才采用二进制或十 进制的表示形式 。

十六进制，后缀“H” 。

二进制，后缀“B” 。

十进制，后缀“D”，也可省略。

       若十六进制的操作数以字符A—F中的某个开头时，则需在它前面加一个 “0”，以便在汇编时把它和字符A~F区别开来。

（2）工作寄存器和特殊功能寄存器的表示

        采用工作寄存器和特殊功能寄存器的代号来表示，也可用其地址来表示。 例如，累加器可用A（或Acc）表示。也可用0E0H来表示，0E0H 为累加器A的地址

 （3）美元符号$的使用

        用于表示该转移指令操作码所在的地址。

例如：

JNB F0， $
与如下指令是等价的：
HERE：JNB F0，HERE
再如：
HERE：SJMP HERE  会形成一个无限循环，使程序一直停留在这里。
可写为：
SJMP $

JNB:指位为0则跳转。 

 4．注释字段

      必须以分号“；”开头，换行书写，但必须注意也要以 分号“；”开头。

      汇编时，注释字段不会产生机器代码。

4.1.3 伪指令

        伪指令的作用：在MCS-51 汇编语言源程序中向汇编程 序发出的指示信息，告诉它如何完成汇编工作。 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。经过汇编得到目标程序（机器代码） 后，伪指令已无存在的必要，所以“伪”体现在汇编 时，伪指令没有相应的机器代码产生。

常用的伪指令：

1.ORG（ORiGin）汇编起始地址命令

        在汇编语言源程序的开始，通常都用一条ORG伪指令来实现 规定程序的起始地址。如不用ORG规定，则汇编得到的目标 程序将从0000H开始。

例如：

   ORG 2000H 规定下面指令的地址

    START： MOV A,#00H 

    规定标号START代表地址为2000H开始。 在一个源程序中，可多次使用ORG指令，来规定不同的程序段 的起始地址。但是，地址必须由小到大排列，地址不能交 叉、重叠。

例如： ORG 2000H 、ORG 2500H、 ORG 3000H。

2. END(END of assembly)汇编终止命令

        汇编语言源程序的结束标志，用于终止源程序的汇编工作。在整个源程序中只能有一条END命令，且 位于程序的最后。

3．DB（Define Byte）定义字节命令

      在程序存储器的连续单元中定义字节数据。

例如：

 4．DW（Define Word）定义数据字命令

        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。

 5．EQU（EQUate）赋值命令

        用于给标号赋值。赋值以后，其标号值在整个程序有 效。例如

        TEST EQU 2000H 表示标号TEST=2000H，在汇编时，凡是遇到标号TEST 时，均以2000H来代替。

注意：       

1、EQU指令用于为程序中的任意标号赋值。 

2、  程序中的常量通常可以用标号代替，便于修改。

3、主程序前要先用equ指令为常量标号赋值。

4.1.4 汇编语言程序设计步骤

（ 1）明确要求和要达到的目的

（ 2）确定解决问题的计算方法和步骤

（ 3）画出流程图

（ 4 ）分配内存地址

（ 5）按流程图编写程序

（6）上机汇编、调试、修改直至最后确定源程序

4.3 汇编语言实用程序设计

4.3.1 汇编语言程序的基本结构形式

        常采用以下几种基本结构： 顺序结构、分支结构和循环结构，再加上广泛使用的子程序和中断服务子程序。

4.3.2 子程序的设计 

       一种能完成某一特定任务的程序段。其资源要为所有调用程序共享。因此，子程序在结构 上应具有独立性和通用性。

 

 例如：将1加到10

MAIN:
    MOV R0, #10  ; 将循环次数10赋给寄存器R0
    MOV A, #0    ; 累加器A清零
    LCALL SUM    ; 调用计算累加和的子程序SUM

    SJMP $       ; 主程序结束，原地循环

SUM:
    PUSH PSW     ; 现场保护，保存程序状态字
    PUSH ACC     ; 保存累加器A的值

LOOP:
    ADD A, R0    ; 累加当前的数
    DJNZ R0, LOOP ; R0减1不为0则继续循环

    POP ACC      ; 现场恢复，恢复累加器A的值
    POP PSW      ; 恢复程序状态字
    RET          ; 子程序返回