本章学习目标 ：了解汇编语言的特点，明确程序设计的基本思路 熟悉汇编语言的语句结构，能正确书写汇编语言程序 理解伪指令的功能，能正确使用80C51 常用伪指令 熟悉几种基本的程序结构 能读懂教材中的程序实例，学会编写同等难度的应用程序

第 3 章 单片机的编程技术

单片机与一般集成电路的区别在于可编程应用，程序是单片机应用系统的灵魂。

3.1 程序设计的方法和技巧

3.1.1 程序设计流程

由于汇编语言是面向机器的语言，因此对单片机系统进行程序设计时必须考虑硬件资源的配置。当硬件系统设计完成后，可从以下几方面进行程序设计：

1. 分析问题——针对现有条件，明确在程序设计时应该“做什么”

2. 确定算法——解决“怎样做”的问题

3. 绘制程序流程图——用图形的方法描绘解决问题的思路 （常用的程序流程图符号如图 3-1 所示）

4. 分配内存单元——确定程序和数据区的起始地址

5. 编写源程序——用指令的形式将程序流程图实现出来

6. 汇编——用开发机或仿真器将源程序转换成机器码，便于单片机识别

7. 在线仿真调试——查错、改错，对程序进行优化。

常用的程序流程图符号如图 3-1 所示。

图 3-1 常用的程序流程图符号

3.1.2 汇编语言编程技巧

尽量采用模块化程序设计方法 ；

这种设计方法是把一个完整的程序分成若干个功能相对独立的、较小的程序模块，对各个程序模块分别进行设计、编制程序和调试，最后把各个调试好的程序模块装配起来进行联调，最终成为一个有实用价值的程序。 模块化程序设计的优点是：对单个程序模块设计和调试比较方便、容易完成，一个模块可以被多个任务共用。尽量采用循环结构和子程序结构 ； 采用循环结构和子程序结构，可以使程序的总容量减小，提高程序的效率，节省内存。

尽量少用无条件转移指令 ； 少用无条件转移指令，可以保证程序的条理更加清晰，从而减少错误发生。充分利用累加器； 累加器是主程序和子程序之间信息传递的桥梁，利用累加器传递入口参数或返回参数比较方便。这时，一般不要把累加器内容压入堆栈。对于通用子程序要保护现场； 由于子程序的通用性，除了保护子程序入口参数的寄存器内容外，还要对子程序中用到的其它寄存器内容一并入栈保护。 对于中断处理，还要保护程序状态字 在中断处理程序中，既要保护处理程序中用到的寄存器内容，还要保护程序状态字PSW。否则，当中断服务程序执行结束返回主程序时，整个程序的执行可能会被打乱。

80C51 单片机汇编语言的语句行由 4 个字段组成，汇编程序能对这种格式正确地进行识别。这 4 个字段的格式为： [ 标号： ] 操作码　 [操作数 ]　 [ ；注释 ]

括号内的部分可根据实际情况取舍，各字段之间要用分隔符分隔。可用作分隔符的符号有冒号、空格、逗号、分号等。如： MAIN ： MOV A ， #68H ； A←68H

3.1.3 汇编语言的语句格式

1．标号

标号是指令的符号地址。有了标号，程序中的其它语句才能很方便地访问该语句。有关标号的规定为：标号要由 1～ 8 个 ASCII 码字符组成，但必须以字母开 头，其余字符可以是字母、数字或其它特定字符。不能使用汇编语言已经定义了的符号作为标号，如指令 助记符 MOV 、伪指令记忆符 END 以及寄存器的符号名 称 R1等。标号后边必须跟冒号。同一标号在一个程序中只能定义一次，不能重复定义。

2．操作码

操作码用于规定语句执行的操作。它用指令助记符或伪指令助记符表示，是汇编语句中唯一不能空缺的部分。3．操作数 操作数用于给指令的操作提供数据或地址。在一条语句中，可能没有操作数，也可能只有 1 个操作数，还可能同时包含 2～ 3 个操作数。各操作数之间要以逗号分隔。操作数一般以下面几种形式出现：常数工作寄存器名特殊功能寄存器名

标号名符号“ $” ，表示程序计数器 PC的当前值。如： SJMP $表达式4．注释 注释不属于语句的功能部分，它只是对语句的解释说明，只要用“；”开头，就表明以下为注释内容。使用注释可使程序文件的编制显得更加清楚，便于编程人员的阅读和维护。注释的长度不限，一行不够可以换行接着书写，但换行后仍要以“；”开头。

用户根据系统要求用汇编语言或高级语言编好的程序，叫源程序。

3.2.1 源程序的编辑和汇编

由于通用微型计算机的普及，现在单片机应用系统的

程序设计都借助于通用微型计算机。全过程可概括为“机器编辑→交叉汇编→串行传送”三个部骤，如图 3-2 所示。

3. 2 源程序的编制

1. 编辑 将源程序输入计算机并进行修改的过程就是编辑。编辑工作一般在通用微型计算机上利用各种编辑软件完成，故又称其为机器编辑。编辑完成后，生成一个由汇编指令和伪指令共同组成的 ASCII码文件，其扩展名为“．ASM” 。

图 3-2 单片机汇编语言程序的生成过程

计算机只能识别机器语言，但程序编制人员通常以汇编语言或高级语言编制源程序。这样，要让计算机能听从程序编制人员的指挥，就必须要将汇编语言或高级语言转换成机器语言，供计算机识别，这个过程称为汇编（或编译）。

汇编工作常由汇编软件来完成。汇编软件通常具有指令的错误识别与提示能力，为编程者迅速查找源程序中的错误提供了方便。在汇编过程中，我们只能发现源程序中的语法错误和一般性的逻辑错误，但不能检查程序结构上的错误。如果有错误，汇编软件会报告，指出错误位置及错误类型。程序错误被纠正后，要重新进行编译调试，直至程序汇编无误为止。

现在常用的汇编方法是交叉汇编，即用 PC机中的汇编程序去汇编 80C51 单片机中的源程序。汇编后生成的机器码称为目标程序，扩展名为“． OBJ”。该目标程序可通过 PC机的串行通信接口直接传送到开发系统的 RAM 中。

2. 汇编

在前面的课题与实训环节中用到的 ORG和 END命令就是典型的伪指令，它们是为下一步的汇编工作提供起始地址和结束地址的。

我们知道，汇编语言程序的机器汇编是由计算机自动完成的，因此在源程序中应该有向汇编程序发出的命令。

这种在源程序中出现，通知汇编程序应该如何完成汇编工作的指令，就是伪指令。

下面介绍 80C51 单片机常用的伪指令。

3.2.2 伪指令

1. ORG（ Origin）汇编起始命令格式为： ORG 16 位地址或标号 该命令总是出现在源程序的开始位置。用来规定目标程序（即此

命令后面的程序或数据块）的起始地址。 ORG 后面通常是 16位地址，也可以是已定义的标号地址或表达式。如 ORG 1000H 。

在程序中如果不用 ORG 规定起始地址，则汇编得到的目标程序将从 0000H 开始存放。在一个源程序中， ORG 指令可以多次使用，但要求地址值要由小到大依序排列，且不能出现空间上的重叠。

2. END 汇编结束命令格式为： END 该命令用于中止源程序的汇编工作。 END 是汇编语言源程序的

结束标志，因此在整个源程序中只能有一条 END 指令，且位于程序的最后。如果 END 命令出现在源程序中间，对其后面的源程序，计算机将不予汇编。

3. EQU（ Equate）等值命令格式为： 标号名 EQU 表达式 该命令用来给标号赋值。赋值以后，其标号值在整个程序中有效。例如： DAT EQU 30H

4. DB (Define Byte) 定义字节命令格式为： [ 标号： ] DB 字节数据表 该命令用于从标号指定的地址开始，连续存放字节数据表，常与查表指令 MOVC 配合使用。其中字节数据表可以是一个或多个字节数据、字符串或表达式。例如： DB “hello”

5. DW (Define Word)定义字命令格式为： [ 标号： ] DW 字数据表 该命令用于从标号指定的地址开始，连续存放 16位字

数据表。该数据表在程序存储器中存放的格式为：高 8位存放在低地址单元，低 8位存放在高地址单元。例如：

ORG 1000H

TABLE: DW 1234H, 66H

… …

汇编后 ,(1000H)=12H, (1001H)=34H, (1002H)=00H, (1003H)=66H 。

DB 和 DW 定义的数据表，数的个数不能超过 80 个。如遇数目较多时，可以使用多个定义命令。在 80C51 程序设计中，常用 DB 来定义数据， DW 来定义地址。

6. BIT 定义位命令 格式为：标号名 BIT 位地址 该命令用来将位地址赋值给指定的标号名。例如：KAIGUAN BIT P1.0将 P1.0的位地址赋值给标号 KAIGUAN，在后面编程时就

可以用 KAIGUAN来代替P1.0。7. DS (Define Storage)定义空间命令格式为： [标号： ] DS 表达式 该命令用于从指定单元开始，预留一定数目的字节单元作

存储区，供程序运行使用。

程序结构通常分为三种形式：顺序结构、分支结构、循环结构。形式如图 3-3 所示。

图 3-3 三种程序结构

3.3 基本程序结构

顺序程序是最简单的程序结构，它既无分支，又无循环，在执行时单片机是按程序中指令的顺序逐条进行的。编程注意事项： 正确选择程序存放的地址：通常主程序起始地址在 0100H之后，但由于 80C51 单片机上电后从 0000H开始执行，所以必须在 0000H设一条转移指令，转至主程序首址。 要注意检查所用指令是否合法，在没有把握的情况下，最好查一下指令表。如，下面的指令是非法的： MOVX 2002H， 2000H 为使程序运行结束时不至于跑飞，可在程序最后加一条暂停指令，如： SJMP $。

3.3.1顺序程序

例 1 将地址为 2000H 、 2001H 、 2002H 的片外数据存储单元的内容分别传送到 2002H 、 2003H 和 2004H 单元中去。

ORG 0000H

AJMP 0100H ；转到主程序起始地址 ORG 0100H

MOV DPTR ， #2002H ；最后一个数据的起始地址 MOVX A ， @DPTR ； 2002H 单元的数据送 A

MOV DPTR ， #2004H ；最后一个数据的目的地址 MOVX @DPTR ， A ； 2002H 单元的数据送 2004H 单

元 MOV DPTR ， #2001H ；中间数据的起始地址

MOVX A ， @DPTR ； 2001H 单元的数据送 A

MOV DPTR ， #2003H ；中间数据的目的地址

MOVX @DPTR ， A ； 2001H 单元的数据送 2003H 单元

MOV DPTR ， #2000H ；第一个数据的起始地址

MOVX A ， @DPTR ； 2000H 单元的数据送 A

MOV DPTR ， #2002H ；第一个数据的目的地址

MOVX @DPTR ， A ； 2000H 单元的数据送 2002H 单元

SJMP $

END

<想一想 > 还可以怎样修改？

例 2 已知 30H 单元存有 8位二进制数的 BCD 码，请将其转换为共阴显示的字形码，然后从 P1 口输出。

设这些字形码存放在标号为 TABLE 的存储单元。程序如下： ORG 0000H

AJMP MAIN ；转到主程序起始地址 ORG 0100H

MAIN ： MOV DPTR ， #TABLE ；字形码表首地址送 DPTR

MOV A ， 30H ；取数 MOVC A ， @A+DPTR ；查表取值送 A

MOV P1 ， A ；字形码送 P1

SJMP $

TABLE ： DB 3FH ， 06H ， 5BH ， 4FH ， 66H ； 0～ 4 共阴字形码 DB 6DH ， 7DH ， 07H ， 7FH ， 6FH ； 5～ 9 共阴字形码 END

2．查表程序

通常情况下，程序是顺序执行的，但我们也可以根据需要，在程序中安排一些控制转移指令，改变程序的执行方向，这就是分支程序。分支程序可以分为单分支和多分支等情况。

单分支程序结构如图 3-3 （ b ）所示。当条件满足时顺序执行程序段 A ，否则执行程序段 B 。 多分支结构如图 3-4 所示。先将分支按序号排列，然后按照分支的值来实现多分支选择。

图 3-4 多分支结构

3.3.2 分支程序

分支程序在单片机系统中应用较多，在编程时有许多技巧，设计要点如下：

(1) 先建立可供条件转移指令测试的条件。 (2) 选用合适的条件转移指令。(3)在转移的目的地址处设定标号。

3 已知内 RAM30H单元存有一个 ASCII码，试对其进行判断，如果是“ $” （ 24H），将其存入 40H，否则存入 31H单元。程序如下： ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN ： MOV A ， 30H

CJNE A ， #24H ， DY31 ； 不是“ $” ，转去 ZY31

MOV 40H ， A ；是“ $” ，存入 40H 单元 AJMP END0

DY31 ： MOV 31H ， A ； 不是 $ ，存入 31H 单元END0 ： SJMP $

END

1．单分支程序

（ 1 ） 位操作程序例 4 已知某信号灯电路如图 3-5 ，试编程实现如下功能： ⑴ S0 单独按下，红灯亮，其余灯灭； ⑵ S1 单独按下，绿灯亮，其余灯灭； ⑶ S0、 S1均按下，红、绿、黄灯全亮； ⑷都不按下黄灯亮。

图 3-5 某信号灯电路

参考程序如下： ORG 0000H

LJMP START

ORG 0100H

START ： ORL P1 ， #11000111B ； P1.6 、 P1.7 设为输入，红绿黄灯灭

2．多分支程序

SS0 ： JB P1.7 ， SS1 ； S0未按，转判 S1 JB P1.6 ， RED ； S0按下， S1未按，转红灯亮 DL ： CLR P1.2 ；红灯亮 CLR P1.1 ；绿灯亮 CLR P1.0 ；黄灯亮 SJMP SS0 ；重新检测 SS1 ： JB P1.6 ， YELLOW ； S0未按， S1未按，转黄灯亮 GREEN ： CLR P1.1 ；绿灯亮 SETB P1.2 ；红灯灭 SETB P1.0 ；黄灯灭 SJMP SS0 RED ： CLR P1.2 ；红灯亮 SETB P1.1 ；绿灯灭 SETB P1.0 ；黄灯灭 SJMP SS0

YELLOW ： CLR P1.0 ；黄灯亮 SETB P1.2 ；红灯灭 SETB P1.1 ；绿灯灭 SJMP SS0

END

说明：该程序只是说明位操作指令在分支程序中的应用方法，如果真要实现信号灯的点亮，还要在每段灯亮灭指令后加一段延时程序。

例 5 有一巡回检测报警装置，需对 16路输入信号进行控制，每路设有一个报警上限值（等于或超出此值即报警，置报警标志 F0 ），设 16路输入信号存放在以 50H 为首地址的内 RAM 中， 16 路报警上限值存在以 2000H 为首地址的 ROM 中，试编制该程序。

程序如下： START: MOV DPTR ， #2000H ；置 16 路报警上限值首地址 MOV R0 ， #50H ；置 16 路输入信号数据区首地址 MOV R7 ， #0 ；置 16 路输入信号的序号 0

LOOP : MOV R1 ， @R0 ；检测信号存 R1

MOV A ， R7 ；读输入信号序号 MOVC A,@A+DPTR; 查找该序号对应的报警上限值 CJNE A ， R1 ， NEXT ；与对应的输入信号比较 AJMP ALAM ；输入信号等于报警上限值，转报警

（ 1 ）字节操作程序

NEXT ： JC ALAM ；输入信号超出报警上限值，转报警 INC R0 ；输入信号小于报警上限值，指向下 一路输入信号 INC R7 ；指向下一路输入信号序号 CJNE R7 ， #16 ， LOOP ；看 16 路是否全查完？ 未完继续 CLR F0 ； 16 路全查完，清报警标志 AJMP $ ；暂停 ALAM ： SETB F0 ；置报警标志 RET

3.3.3 循环程序

1．循环结构 在程序设计时，常常遇到需要反复执行的某种操作，这时可编写一个程序段重复执行，这就是循环。循环程序一般包括 4部分，如图 3-6 所示。对这 4部分的含义，我们以例题的形式加以说明。 例 6 编程实现以下数据传送功能：将 BUF为起始地址的50个数取反后，传送到以 DATA为起始地址的内存单元中。

分析：如果采用顺序结构编写，程序会很麻烦，要执行 50次从源地址中取数的 MOV 指令， 50次数据取反的 CPL 指令， 50次向目的地址送数的 MOV 指令。经过观察，我们发现，可以把顺序结构中重复执行的部分提取出来，编成一个独立的小程序段（即循环体部分），然后对这个小程序段重复执行 50次（循环次数），这就构成了循环。

图 3-6 循环结构

1.初始化 规定循环体中各控制变量的初始状态。 2. 循环体 这是循环程序需要重复执行的部分。对这部分编程的时候

要注意两个问题：

指令要具有通用性，程序要便于修改。

程序尽可能简化。

(3)循环修改 循环程序每执行一次，都要对数据的地址指针、循环次

数等作一次修改，这就是循环修改。

(4)循环控制

根据循环结束条件，判断循环是否结束。常用作循环控制的变量是循环次数。

参考程序如下： START ： MOV R0 ， #SBUF ；数据的源地址 MOV R1 ， #DATA ；数据的目的地址 MOV R7 ， #50 ；循环次数 LOOP ： MOV A ， @R0 ； 源地址中数据送 A

CPL A ；取反 MOV @R1 ， A ；取反后的数据送目的地址 INC R0 ；源地址加 1 ，准备取下一个数 INC R1 ；目的地址加 1 ，准备接收下一个数 DJNZ R7 ， LOOP ；循环结束？未结束重新取数 RET

循环程序按结构分，有单重循环与多重循环。在多重循环中，只允许外重循环嵌套内重循环；不允许循环相互交叉，也不允许从循环程序的外部跳入循环程序的内部。

2．循环结构的典型应用——定时

在单片机控制系统中，常有定时的需要，如定时中断、定时检测、定时扫描等。定时功能可以使用定时 /计数器实现，但更多的是使用定时程序完成。

定时程序是典型的循环程序，它通过执行一个具有固定延时时间的循环体来实现时间的推移，因此，又常把定时程序叫做延时程序。定时程序的延时时间不受器件的限制，只要选择好循环初值，就可以实现几秒、几分、乃至几年的时间延迟。

(1)单循环延时 单循环延时是最简单的定时程序。如： DELAY： MOV R7， #TIME ； TIME是循环程序控制变 ；量，可以取任意值 LOOP： NOP NOP NOP DJNZ R7， LOOP 其中的 NOP是空操作指令，它不做任何操作，只是消磨时间。该程序段的延时时间可以这样计算：NOP指令的机器周期是 1 ， DJNZ指令的机器周期是 2 ，因此循环一次共需 5个机器周期。如果单片机的晶振频率采用 12MHz，则一个机器周期是 1μs，因此循环一次的延迟时间是 5μs。

延时程序中总的延时时间为 5×TIME （ μs ），根据程序的需要， TIME 可以任意取值（不超过 8位二进制的表示范围）。因此该程序的最长延时时间是（ TIME=0 时）

5×256=1280 （ μs ） (2)较长时间的延时 单循环延时的延迟时间较短，为了延长定时时间，可以

采用多重循环的方法。 例 7 编写延时 1s 子程序，要求：晶振采用 12MHz ，

用三重循环编写。 分析：用 12MHz 晶振，机器周期是 1μs， 程序如下： DELAY ： MOV R7 ， #20 ； 1μs D1 ： MOV R6 ， #200 ； 1μs D2 ： MOV R5 ， #123 ； 1μs

NOP ； 1μs DJNZ R5 ， $ ； 2μs ，共（ 2×123 ） μs DJNZ R6 ， D2 ； 2μs ，共〔（ 2×123+2+2 ） ×200〕 μs ，即 50ms DJNZ R7 ， D1 ； 2μs ，共〔（ 2×123+2+2 ） ×200+2+1〕 ×20+2=1000062μs≈1s RET ； 2μs

在该程序中，改变不同的寄存器初值，可以实现不同的定时要求。

(3)以一个基本的延时程序满足不同的定时要求 如果系统中有多个定时需要，我们可以先设计一个基本的延时程序，通过对这个基本延时程序的调用，实现所需的不同定时。如将例 7延时 1秒的 DELAY作为基本的延时程序，则实现 5秒、 10秒的调用情况如下：

MOV R0 ， #5 ； 5s

LOOP1 ： ACALL DELAY ； 1s

DJNZ R0 ， LOOP1

……

MOV R0 ， #10 ； 10s

LOOP2 ： ACALL DELAY ； 1s

DJNZ R0 ， LOOP2

……

例 8 已知某单片机温控系统每隔 50ms测一次温度，测得的 8位温度值存在特殊功能寄存器 SBUF 中，请编程求其 1

s 的平均值，并存于 60H 中。（设 1s 采样温度总和不超过 25

5 ） 程序如下： AVR1S ： MOV R2 ， #0 ；温度初值为 0

MOV R4 ， #20 ；平均次数为 20

LOOP ： MOV A ， SBUF ；读温度值 ADD A ， R2 ； 温度求和 MOV R2 ， A ；回存 LCALL DELAY50 ；延时 50ms ，延时子程序略 DJNZ R4 ， LOOP ； 20次采样完否？未完继续 MOV A ， R2 ；和存入 A

MOV B ， #20 ；除数存入 B

DIV AB ；求均值 MOV 60H ， A

RET

请尝试编写延时 50ms 子程序。

3.4 程序设计实例

3.4.1 数据极值查找程序

极值查找就是在指定的数据区中挑出最大值或最小值。 例 9 从内部 RAM30H 单元开始存有 8 个无符号 8位二进制数，请编程查找到最大值，并将其存放于 40H 单元。 分析：假定在比较过程中，用 A存放大数，与之逐个比较的另一个数存放在 2AH 单元。流程图见图 3-7。

图 3-7最大值查找程序流程图

程序如下： MOV R1 ， #30H ；数据区首址 MOV R5 ， #08H ；数据区长度 MOV A ， @R1 ；读第一个数 DEC R5 ；修改数据长度 LOOP ： INC R1

MOV 2AH ， @R1 ；读下一个数 CJNE A ， 2AH ， BJ ；数值比较 AJMP LOOP1

BJ ： JNC LOOP1 ； A 值大，转移 MOV A ， @R1 ；大数送 A

LOOP1 ： DJNZ R5 ， LOOP ；继续 MOV 40H ， A ；最大值送 40H

SJMP $

3.4.2 数码转换程序 数码转换通常采用子程序调用的方法进行，即由子程序完成具体的转换功能，而由主程序组织数据和安排结果。 例 10 在内部 RAM 的 SHU16 单元存有两位十六进制数，请将其转换成 ASCII 码，并存放于 ASCL(低位的 ASCII 码 ) 和 ASCH( 高位的 ASCII 码 ) 两单元。 主程序如下： MAIN ： MOV SP ， #5FH ；设堆栈指针 PUSH SHU16 ； 16 进制数进栈 ACALL ASC16 ；调转换子程序 POP ASCL ；第一位转换结果送 ASCL MOV A ， SHU16 ；再取原 16 进制数 SWAP A ；高低半字节交换 PUSH ACC ；交换后的 16 进制数进栈 ACALL ASC16 ；转换 POP ASCH ；第二位转换结果送 ASCH SJMP $

子程序如下： ASC16 ： DEC SP ；跳过断点保护内容 PC

DEC SP

POP ACC ；弹出转换数据 ANL A ， #0FH ；屏蔽高位 ADD A, #7 ；修改变址寄存器指针 MOVC A, @A+PC ；查表 PUSH ACC ； 2字节，查表结果进栈 INC SP ;2字节，修改断点指针回到断点保护内容 INC SP ； 2字节， RET ； 1字节， ASCTAB ： DB '012345678' ； ASCII 码表 DB '9ABCDEF'

END

这是一个很典型的程序，在阅读时应注意这样两个问题： （ 1）该程序强化了堆栈的使用，这对于大家加深理解堆栈的概念十分有利。在程序中用到了两种使用堆栈的方法：

用堆栈传递数据。使要转换的 16进制数在主程序中进栈（ PUSH SHU16 ）而在子程序中出栈（ POP ACC ），最后再通过堆栈把转换结果返回主程序 （ POP ASCL）。低位转换其堆栈的变化见图 3-8； 系统在调用子程序时自动完成的 PC入栈操作。由于 要转换的 16进制数是在主程序中先于断点值 PC （ ACALL ASC16下一条指令的地址）入栈，这样在 子程序中要取出转换数据，就得修改堆栈指针 SP ， 以指向该数据。

（ 2 ）在 ASCII 码表中，是以字符串的形式列出的 16 进制数，但在汇编的过程中，写入存储单元的是该字符串的 ASCII码形式。

图 3-8 数码转换程序的堆栈变化图

3.4.3课题与实训 4 程序设计

一．实训目的 1．熟悉汇编语言的基本格式、伪指令的使用方法。 2．学习单片机应用程序的设计方法。二．课题要求 1．将 60H~69H单元存放的 10个无符号数按照从小到大的顺序重新排列。 2．选择课后思考题与习题的部分程序运行并调试出来。

三．背景知识 可采用冒泡排序法。冒泡排序法把一批数据想象成纵向排列，采用自下而上的方法比较相邻两个数据，如果这两个数据的大小顺序符合要求，则保持原样，否则交换它们的位置。这样比较一轮后，最小的数据就像气泡一样浮到最顶上，故称冒泡排序法。

实际编程设计时，每一轮操作都从数据区的首地址开始，向末端推进。一般来讲， N 个数据要进行 N－ 1轮次比较和交换排序。表 3-1表示了 60H~65H 单元存储数据的冒泡排序的执行过程。

表 3-1 冒泡排序过程说明

假定 60H~65H 单元存储的原始数据为无序数列，从最上面开始进行相邻两个数据的比较，大的数据放上面，小的数据放下面。第一轮操作， 6 个数据进行 6－ 1＝ 5次比较，最大数据 58“沉淀”到最下面（ 65H 单元）。第二轮操作 58

不参加， 5 个数据需比较 6－ 2＝ 4次， 5 个数据中的最大值 36“沉淀”到 64H 单元。对于本例，经过三轮操作就可以完成排序。 采用冒泡排序法，一般应设立一个标志位，在每轮开始时将标志位清 0 ，在操作过程中出现位置交换，标志位置 1 ，每轮结束时若标志位为 0 ，则说明数据已经有序，可以提前结束排序，从而提高了效率。

图3-9

冒泡排序流程图

四．程序流程图

3.4.4课题与实训 5 交通灯的设计

一．实训目的 1．进一步熟悉单片机 I/O接口的线路连接。 2．学习顺序控制程序的编程技术。 二．课题要求 用仿真器的 P1 口控制 4只双色 LED灯，来模拟十字路口交通灯的工作方式， 本次实训交通灯变化规律如下：假设一个十字路口是东西南北走向。初始状态为东西南北均红灯。停顿 1秒后转状态 S1 （南北绿灯，东西红灯）。延时 20秒，转 S2 （南北绿灯闪 3次变黄灯 ,东西红灯）。再转 S3 （东西绿灯，南北红灯）。延时 20秒，转 S4 （东西绿灯闪 3次变黄灯 ,

南北红灯）。最后跳转至 S1 循环。

三．背景知识 双色 LED灯有三只引脚，工作时，中间引脚接地，另外两支引脚单独接高电平时，一种亮红光，一种亮绿光，两只引脚同时接高电平时，亮黄光。在本次实训线路中，P1.0～ P1.3接双色 LED 的绿灯引脚，当 P1.0～ P1.3输出 1 时，相应灯亮绿光， P1.4～ P1.7接双色LED 的红灯引脚，当 P1.4～ P1.7

输出 1 时，相应灯亮红光，如果 P

1.0 和 P1.4同时为 1 ，则 RG南亮黄光，其余道理与此相同。 四．硬件电路 (见图 3-10 )

图 3-10 交通灯电路

ORG 0000HLJMP STARTORG 0100H

START ： MOV SP,#60H MOV A,#0F0H ；初始状态 (红灯 )

MOV P1,AMOV R2,#10 ；延时 1秒 LCALL DELAY

S1 ： MOV A,#69H ；南北绿灯 ,东西红灯 MOV P1,A

MOV R2,#200 ；延时 20秒 LCALL DELAY S2 ： MOV R3,#03H ；南北绿灯闪 3次变黄灯 ,东西红灯 GLIS ： MOV A,#69H

　五．软件设计

MOV P1,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#60H MOV P1,A MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3,GLIS MOV A,#0F9H MOV P1,A MOV R2,#10 ；延时 1秒 LCALL DELAY

S3 ： MOV A,#96H ；南北红灯 ,东西绿灯 MOV P1,A MOV R2,#200 ；延时 20秒 LCALL DELAY

S4 ： MOV R3,#03H ；东西绿灯闪 3次变黄灯 ,南北红灯GLIS1 ： MOV A,#96H

MOV P1,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#90H MOV P1,A MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3, GLIS1 MOV A,#0F6H MOV P1,A MOV R2,#10 ；延时 1秒 LCALL DELAY LJMP S1

DELAY ： MOV R1,#200 ；延时程序 D1 ： MOV R0,#248 ；延时 100毫秒 DJNZ R0,$

DJNZ R1,D1

DJNZ R2,DELAY

RET

END

六．总结与思考 本实训电路只是用单片机模拟交通灯的管理，真正的交通灯还要考虑到灯的驱动等实际问题。 想一想，如果采用建表方式，程序该如何设计？

3.4.5 课题与实训 6 以循环方式实现流水灯

一．实训目的 1．进一步熟悉单片机 I/O接口的线路连接。 2．学习循环程序的编程技术。 二．课题要求 用单片机的 P1 口控制 8只 LED灯，作 P1.0→P1.1

→P1.2→P1.3→P1.4→P1.5→P1.6→P1.7 的依次单灯点亮，间隔 0.2秒，接下来 8只 LED灯全灭 1次，间隔 0.

2秒；然后作 P1.7→P1.6→P1.5→P1.4→P1.3→P1.2→

P1.1→P1.0 的依次单灯点亮，间隔 0.2秒，接下来 8只LED灯全灭 1次，间隔 0.2秒，再从开始状态循环， 8

只 LED灯即呈现出流水灯的状态。

三．背景知识 循环程序用于需要多次反复执行的相同操作，因此在编制程序时，首先应该确定的就是有哪些相同的操作可由循环部分实现。在该实训中，我们用数据传送指令向 P1.0→P1.

7 一次送数，所以对送出数据的处理过程就是相同的；延时时间都是 0.2秒，这也是相同的，这两部分都可以用循环来实现。 在编制具体的循环程序时，要设置一个存放循环次数的寄存器，通常选用 R2～ R7 中的任何一个来实现（ R0 和R1 常用于寄存器间接寻址。当然，程序中如果不采用间接寻址方式， R0 和 R1也可用来存放循环次数）。程序每循环一次，循环次数寄存器内容要减 1 ，当该寄存器内容减到0 时，表示循环结束，这两个过程可用 DJNZ 指令实现。

四．硬件电路

图3-11

流水灯电路

参考程序如下： ORG 0000H START: MOV 　 A,#0FFH ；设初值 MOV 　 R0,#8 　 ；移动八次 CLR 　 C 　 ；将 CY 清 0 LOOP1: RLC 　 A 　 ；带进位位循环左移 MOV 　 P1,A 　 ；送 P1 口 ,P1.0灯亮 ACALL 　 DELAY ；调延时 DJNZ R0,　 LOOP1 ；判断是否左移 8次 MOV　 A,#0FFH ；够八次 ,灯全灭 MOV 　 P1,A ACALL 　 DELAY MOV 　 A,#0FFH ；设初值 MOV 　 R0,#8 　；移动八次 CLR 　 C 　 ；将 CY 清 0

五．软件设计

LOOP2: RRC 　 A 　 ；带进位位循环右移 MOV 　 P1,A ；送 P1 口 ,P1.7灯亮 ACALL 　 DELAY DJNZ 　 R0,LOOP2 ；判断是否右移 8次 MOV 　 A,#0FFH ；够八次 ,灯全灭 MOV 　 P1,A ACALL 　 DELAY AJMP 　 START ；重新开始 DELAY: MOV 　 R5,#4 ；延时 0.2秒 D1: MOV 　 R6,#200 D2: MOV 　 R7,#123 NOP DJNZ 　 R7,$ DJNZ 　 R6,D2

DJNZ 　 R5,D1 RET END 六．总结与提高 仍采用该实训电路，每次点亮两个灯，其它功能不变，程序如何修改？如果只作 P1.0→P1.1→P1.2→P1.3→P1.4→P1.5→P1.6→P1.7→P1.6→P1.5→P1.4→P1.3→P1.2→P1.1→P1.0 的循环闪烁，间隔 0.2秒，程序又如何修改？

本 章 小 结

用汇编语言编制的源程序结构紧凑、直观易读，汇编后生成的目标程序更有运行速度快、占用空间小、实时性强、便于优化等特点，所以尽管它的通用性较差，程序难以移植，但在单片机应用系统中仍然得到了广泛的应用。 在程序设计时，通常按照这样几步进行： 分析问题→确定算法→绘制程序流程图→分配内存单元→编写源程序→汇编→在线仿真调试。在平时的训练中，同学们要养成用模块化思想设计程序的习惯，编程时尽量采用循环结构和子程序结构，充分利用累加器 A，并注意在子程序中保护好现场。

80C51 单片机汇编语言的语句行由 4个字段组成，汇编程序能对这种格式正确识别。伪指令是程序员发给汇编程序的命令。它不参与任何执行操作，只是提供汇编的格式要求，因此，只有在汇编前的源程序中才有伪指令，而经过汇编得到目标程序后，伪指令已无存在的必要，故伪指令没有机器代码。 单片机应用系统设计的一个重要环节就是程序设计，这是实践性要求较强的一种应用技能，需要经过大量的编程训练和实际经验的积累才能实现，因此要求大家在课下要勤动脑、多动手，“只看不练”是学不好单片机的。

思考题与习题1 ．利用 80C51 单片机汇编语言进行程序设计的步骤是什么？2 ．汇编语言的语句格式如何？其中哪一部分是不能省略的？3 ．源程序为什么要进行编辑和编译？用汇编语言编辑的源程 序的扩展名是什么？ 最后生成的目标程序的扩展名又是什 么 ?4 ．什么是伪指令？伪指令和指令有什么区别？常用的伪指 令有哪些？5 ．基本的程序结构有哪几种？特点如何？6 ．试编写程序将内 RAM 以 30H 为起始地址的数据块传送到 以 BUF为起始地址的内 RAM区域，遇 0 中止。7．编一程序将数 00H 存入 20H 单元，存入后通过读出检查是 否确实存入？然后再将数 FFH 存入 21H 单元，再检查是否确 实存入？如两次检查都正确，将 60H 单元置 00H ，否则置 11H 。

8 ．编写一个子程序，将单字节 16 进制数的高、低两个半字 节分别转换成 ASCII码。9．设 60H 单元有一个 8位二进制数，该数的 8位中某 1 位为“ 1”，编一程序检查“ 1”在哪一位。如在第 0 位，则在 30H 单元中写入数 00H ，如在第 1 位，则在 30H 单元中写入数 01H ，…以此类推。10. 编一程序检查 P1 口的 8位中为“ 1”的位有几个？并将统计结果存于 50H 单元。11．已知内 RAM30H 单元存放着一个数据 X，试编程求出下 面的函数值 Y，并存入 FUN 单元。

0 X 1-

0X 0

0X 1

Y

思考题与习题

12 ．若 80C51 的晶振频率为 6MHz，试计算延时子程序的延 时时间。 DELAY： MOV R7， #0F6H LP ： MOV R6 ， #0FAH DJNZ R6 ， $ DJNZ R7， LP RET13 ．编一程序将 30H-3FH 单元的数据送到 P1口输出，每送 一个数据延时 10ms 再接着送第 2 个，直至数全部送完为止。14．使用 DJNZ指令实现 20ms的软件延时。设单片机的晶 振为 12MHz。15．已知内 RAM30H 单元存放着 8 的 ASCII码（ 38H ），试编 程求其 BCD 码。

思考题与习题

16 ．内 RAM 的 DATA 单元存放着一个小于 20的无符号数，阅 读下面程序，说明其功能。 MOV R1 ， #DATA MOV A ， @R1 RL A MOV R0 ， A RL A RL A ADD A ， R0 MOV @R1 ， A 17．试编写程序将内 RAM 从 60H 开始存放的 10个数据传送到 外 RAM 以 BUF开始的区域。 18 ．试编写程序将内 RAM 以 DAT为起点的 10个单元中的数据 求和（设和不大于 255 ），并将结果送入 SUM 单元。

思考题与习题