MCS51程序设计及实用子程序.ppt

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1、第十四章 MCS-51程序设计及实用子程序 14.1 查表程序设计 14.2 数据极值查找和数据排序 14.3 散转程序设计 14.4 循环程序设计 14.5 定点数运算程序设计 14.6 数据的拆拼 14.7 码制转换 14.1 查表程序设计 查表程序 是一种常用的非数值运算程序 ， 应用广泛 。 方法： 该方法把事先计算的结果或实验数据按一定顺序编 成表格 ， 存于程序存储器内 ， 然后根据输入参数值 ， 从表 中取得结果 。 用途： 复杂代码转换显示 数据补偿：传感器补偿 复杂函数计算： Y=SIN(X) 特点： 具有 程序简单 、 执行速度快 、 精度高 等优点 ， 而这 正是单片机在

2、测控场合或智能化仪表中所需要的 。 一、以 DPTR为基地址的查表程序 MOVC A， A+DPTR 操作步骤： 初始化 DPTR: 将表格的首地址放入 DPTR中 ， 作为基地址 。 初始化 A: A中应该放所要查询的数据在表格中 的顺序号 。 执行结果 : 在执行该指令后 ， A中存放的是在表 格中查到的数据 。 注意事项 在查询表格时 ， 若所要查询的数据是 双字节 的 ， 则在初始化 A中的数应为顺序号的 2倍 ， 且应执行 两次本指令 。 对于单字节表格而言 ， 表项的个数应不大于 256个 ， 若大于 256时 ， 则应适当修改 DPTR的值 。 表格的存放位置 。 表格可以设在

3、64K程存的任何 位置 。 二、以 PC为基地址的查表指令 MOVC A， A+PC 操作步骤： 用传送指令把所查数据在表格中顺序号送入累加器 A； 使用 ADD A， #data指令对累加器 A进行修正 ， data值由 下式确定： data=数据表格首地址 PC当前值 实际上 data值等于查表指令和数据表格之间的字节数； 执行指令完成查表 ， 结果存放在 A中 。 注意事项 对于双字节表格 ， 其处理方法与以 DPTR为基地 址的情况相同 。 对于单字节表格而言 ， 其项数应不大于 256。 对于双字节表格而言 ， 其项数应不大于 128。 三、两种方式的比较 PC仅能对所谓本地表格操作

4、 ， 即表格项数不得大 于 256， 且偏移量可能随程序的变化而变化 ， 计算 较为麻烦 ， 其优点是少用寄存器 。 DPTR使用起来非常灵活 ， 表项数不受限制 ， 且表 格可以放在 64K的任意地方 。 规则表 X的值为： 0， 1， 2， 3， ， n Y的值为： y0,y1,y2,y3， ， yn y0,y1,。 yn的字节长度一样 ， 这种表格比 较简单 ， 可由 y值按顺序构成表格 。 查表方法： MOVC A， A+PC MOVC A， A+DPTR 四、表格形式 例： 设有一个巡回检测报警装置 ， 需对 16路输入值进行比 较 ， 当每一路输入值等于或超过该路的报警值时 ， 实

5、现报警 。 设 Xi为路数 ， 查表时 Xi按 0,1,2, ,15(i=15)取数 ， 表中 报警值是 2字节数 ， 依 Xi顺序列成表格放在 TAB中 。 进入查表程 序前 ， 路数 Xi放在 R2中 ， 其输入值存于 (R1R0)当中 ， 查表结 果放在 (R4R3)中 。 若需报警 ， 将 P1.0口置 1， 否则清 0。 报警值的单元地址 =表格首地址 +（ Xi*2） 查表程序清单（方法 1） TB1: MOV A， R2 ADD A， R2 ； A 路数 Xi*2 MOV R4， A ；保存 ADD A， #06H ； MOVC A， A+PC ； 1 XCH A， R4 ； 1

6、 ADD A， #03H ； 2 MOVC A， A+PC ； 1 MOV R3， A ； 1 RET ； 1 TAB1: DW 05F0H， 0E89H， 0A695H， 1EAAH DW 0D9BH， 7F93H， 0373H， 26D7H DW 2710H， 9E3FH， 1A66H， 22E3H DW 1174H， 16EFH， 33E4H， 6CA0H 查表程序清单（方法 2） ORG 1000H TB1: MOV DPTR， #TAB1 ； DPTR 表格首地址 MOV A， R2 ADD A， R2 ； A 路数 Xi*2 MOV R4， A MOVC A， A+DPTR ；取出

7、高字节 XCH R4， A ； R4 高字节 INC DPTR MOVC A， A+DPTR ；取出低字节 MOV R3， A ； R3 低字节 CLR C MOV A， R0 ；当前输入值与报警值比较 SUBB A， R3 ；低字节相减 MOV A， R1 SUBB A， R4 ；高字节相减 JNC LOOP ； (C)=0，转移，报警 CLR P1.0 RET 查表程序清单（方法 2）续 LOOP: SETB P1.0 RET ORG 2000H TAB1: DW 05F0H， 0E89H， 0A695H， 1EAAH DW 0D9BH， 7F93H， 0373H， 26D7H DW 27

8、10H， 9E3FH， 1A66H， 22E3H DW 1174H， 16EFH， 33E4H， 6CA0H 14.2 数据极值查找和数据排序 定义： 数据极值查找就是在指定的数据区中找出最 大值或最小值。 方法： 比较交换法。 数据极值查找 例 :从内存 BLOCK单元开始有一个无符号数的数据块， 块长度为 LEN，试找出数据块中最大值，并存入 MAX单元。 ORG 2000H LEN DATA 20H MAX DATA 22H MOV MAX， #00H ； MAX单元清零 MOV R0， #BLOCK ；数据块首地址送 R0 LOOP: MOV A， R0 CJNE A， MAX， NE

9、XT1；比较 NEXT1: JC NEXT ；若 (A)(MAX)，交换 NEXT: INC R0 DJNZ LEN， LOOP ；若未完，转 LOOP SJMP $ END 数据排序 例： 编写无符号数排序程序 。 假设在片内 RAM中 ， 起始地址为 40H的 10个单元 中存放有 10个无符号数 。 试进行升序排序 。 定义： 数据排序是将指定数据区中的数据按升序或 降序排列 。 方法： 冒泡排序法 解： R7： 比较次数计数器 ， 初始值为 09H 位地址 00H： 数据互换的标志位 若 (00H) =0， 无互换发生 ， 排序完毕 。 (00H) =1， 有互换发生 。 开 始 数

10、据 区 首 地 址 R 0 比 较 次 数 R 7 清 交 换 标 志 取 前 一 个 操 作 数 取 后 一 个 操 作 数 前 数 256，则加进位 NADD: MOV R3， A MOVC A， A+DPTR ；查转移地址高 8位 XCH A， R3 INC A MOVC A， A+DPTR ；查转移地址低 8位 MOV DPL， A MOV DPH， R3 ；将转移地址赋给 DPTR CLR A JMP A+DPTR ；实现散转 程序清单 TAB4: DW PRG0 ；低位字节在高地址 DW PRG1 DW PRG2 DW PRGn 程序清单 (续 ) 本例的散转范围为 64K， 但散

11、转数 n应小于 256 (R7为 8位 )。 可以通过双字节加法运算修改 DPTR的方法来使散转点大于 256 个 。 四、利用“ RET” 指令实现的散转程序 本方法的 关键 在于将处理子程序的目的地址压 入椎栈 ， 然后通过 “ RET”指令来将目的地址弹 出到 PC中 ， 从而实现程序转移 。 即利用 RET指令 来代替两个 POP指令 。 例： 要求根据 R7的内容转向各处处理程序 ， 设各处 理程序的转向地址分别为 PRG0， PRG1， ， PRGn JUMP5: MOV DPTR， #TAB5 MOV A， R7 ADD A， R7 ； A(R7*2) JNC NADD INC

12、DPH NADD: MOV R3， A MOVC A， A+DPTR ；查高位地址 XCH A， R3 INC A MOVC A， A+DPTR PUSH ACC ；低位地址 PUSH 03H ； PUSH R3高位地址 RET ；转向地址 PC，转移 TAB5: DW PRG0 ；转移地址表 DW PRG1 DW PRGn 程序清单 14.4 循环程序设计 包含多次重复执行的程序段，循环结构使程序紧凑 。 循环程序的构成 及各个环节任务： 初始化部分 循环准备工作。如：清结果单元、 设指针、设循环控制变量初值等 循环体 循环工作部分：需多次重复处理 的工作 循环控制部分： 1.修改指针和循环

13、控制变量。 2.检测循环条件：满足循环条件，继续循环，否则退出循环。 结束部分 处理和保存循环结果。 循环控制 ? 循环工作 循环结束 循环初始化 Y N 单重循环： 循环体中不套循环。 例： 求 n个单字节数据的累加 ， 设数据串已在 43H起始单 元 ， 数据串长度在 42H单元 ， 累加和不超过 2个字节 。 片内 R A M X n 43H X1 42H n 41H S U M H 40H S U M L SUM： MOV R0， #42H ；设地址指针 MOV A， R0 MOV R7， A ；循环计数器 n CLR A ；结果单元清 0 MOV R3， A ADD1： INC R0

14、 ；修改指针 ADD A， R0 ；累加 JNC NEXT ；处理进位 INC R3 ；有进位，高字节加 1 NEXT: DJNZ R7,ADD1 ；循环控制：数据是否加完？ MOV 40H， A ；循环结束，保存结果 MOV 41H， R3 RET 多重循环： 循环体中套循环结构。 内循环控制 ? 循环工作 循环结束 外循环控制 ? 内循环初始化 开始 外循环初始化 例： 延时程序设计 DELAY： MOV R7， #200 ； 1个机器周期 DE1： MOV R6， #123 ； 1 200 NOP ； 1 200 DE2： DJNZ R6， DE2 ； 2 123 200 DJNZ R7

15、， DE1 ； 2 200 RET ； 2 如晶体振荡器频率为 12MHz，则其 延时时间 为： 1+(1+1+2 123+2) 200+2=50.003ms 这是一个 50ms的精确延时程序。 14.5 运算程序设计 一、多字节加法 例： 设有两个 4字节的二进制数 2F5BA7C3H和 14DF35B8H， 分 别放在以 40H和 50H为起始地址的单元中 （ 低位在低地址 ） ， 试编程求这个数之和 ， 结果放在以 40H为起始地址的单元中 。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R0， #40H MOV R1， #50H MOV R7， #0

16、4H LCALL JASUB LJMP $ 以上为主程序 JASUB： CLR C JASUB1： MOV A， R0 ADDC A， R1 MOV R0,A INC R0 INC R1 DJNZ R7,JASUB1 RET END ADDC A， Rn ADDC A， direct ADDC A， Ri ADDC A， #data 多字节 BCD码加法 与多字节加法程序类似，但需在加法指令后加一条 十进制加法调整 指令。主程序与前面相同。 DADD: CLR C JAD1: MOV A， R0 ADDC A， R1 DA A MOV R0， A INC R0 INC R1 DJNZ R7，

17、JAD1 RET ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN： MOV R0， #40H MOV R1， #50H MOV R7， #04H LCALL DADD LJMP $ 以上为主程序 二、多字节减法 多字节减法程序和多字节加法程序类似，只需将加法指令 换为 减法指令 即可。 例： 在 43H40H依次存放被减数 443ADD7BH；在 53H50H中 依次存放减数 14DF35B8H，试编程求二者之差。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN： MOV R0， #40H MOV R1， #50H MOV R7， #04H LCAL

18、L JIANSUB LJMP $ 以上为主程序 JIANSUB： CLR C JIAN1： MOV A， R0 SUBB A， R1 MOV R0， A INC R0 INC R1 DJNZ R7， JIAN1 RET END 此程序也可以推广到 N个字节的情况。 14.6 数据的拆拼 BBCD:MOV A， R0 ANL A， #0FH MOV R5， A MOV A， R0 ANL A， #0F0H SWAP A MOV R6， A RET 例： 转换前 R0中为压缩 BCD码 XY 程序清单： 0Y 0X 转换后 R6R5中为非压缩 BCD码 14.7 码制转换 在计算机内部 ， 任何数

19、据都是以二进制的形式存 储 ， 但是 ， 当我们在作 I/O操作时 ， 往往需要其它形式 的数据格式 ， 如 ASCII码 、 BCD码 、 八进制数等 ， 这就 需要做一些数据格式的互换操作 。 一、 ASCII码与二进制数的相互转换 二进制与 ASCII码的相互关系为： 数字 0 9对应的 ASCII码为 30H 39H，即加 30H 字母 A F对应的 ASCII码为 41H 46H，即加 37H (1)ASCII到二进制的转换 通过以上介绍的二者之间的关系，不难画出流程图： 开始 取操作数 清进位标志 减 30H 差 9? 转换正确 结束 减 07H Y 转换正确 N ASCTOHEX

20、: MOV A， R2 CLR C SUBB A， #30H CJNE A， #0AH， NEXT NEXT: JC TOK SUBB A， #07H TOK: MOV R2， A RET 例： 转换前 R2为 ASCII码 ,转换后 R2为二进制。 (2)二进制到 ASCII码 HEXTOASCII: MOV A， R2 ANL A， #0FH ；取低四位的二进制码 ADD A， #90H DA A ；若 (R2)9，则加 66H，且产生 Cy ADDC A， #40H DA A MOV R2， A RET 例： 转换前 R2为二进制，转换后 R2为 ASCII码。 当二进制数 0AH时 ,

21、加 30H即得相应的 ASCII，当二进 制数介于 0AH、 0FH之间（包括 0AH、 0FH），则加 37H即得 到相应的 ASCII。下例为另一算法。 9 0 4 0 + 1 3 0 9 0 6 6 1 1 3 7 4 0 6 0 例： 8位二进制转换成 BCD码。 BINBCD1: MOV B， #100 DIV AB ； (A)=百位数 MOV R0， A INC R0 MOV A， #10 XCH A， B DIV AB ； (A)=十位数， (B)=个位数 MOV R0， A INC R0 XCH A， B MOV R0， A RET 程序名： BINBCD1 功能： 0 FFH

22、内的二进制数转换为 BCD码 入口： A存要转换的二进制数 出口 ： R0存放 BCD数 百、十、个位数的地址 二、二进制数到 BCD码的转换 子程序设计 1. 子程序入口用标号作为 子程序名 ； 2. 调用子程序之前设置好 堆栈 ， 子程序 嵌套须考虑 堆栈容量 ； 3. 提供足够的 调用信息 ， 如：子程序名 、 入口参数和出口参数等； 4. 用返回指令 RET结束子程序 ， 并保证 堆栈栈顶为调用程序的返回地址 。 主程序 C A L L S C A L L S 子程序 S R E T 补充：子程序设计 子程序调用时的参数传递 入口参数： 调用子程序之前 ， 需要传给子程序的参数 。 出

23、口参数： 子程序送回调用程序的结果参数 。 参数传递方式： 1. 寄存器 传送参数 2. 堆栈 传送参数 设计子程序应满足 通用性 的要求，不针对具体数据编程。 1. 通过寄存器传递参数 这种方法应用最为广泛 、 也最易使用 ， 它 是在调用子程序之前 ， 对需要使用的寄存器预 先修改后 ， 再来调用子程序 。 例： 试编程对 30H39H单元清零 MAIN: MOV R0， #30H MOV R7， #0AH LCALL SUBRT SUBRT: MOV A， #00H RESU: MOV R0， A INC R0 DJNZ R7， RESU RET 二、通过椎栈传递参数 MAIN: MOV

24、 70H， #30H MOV 71H， #0AH PUSH 70H PUSH 71H LCALL SUBRT SUBRT:POP DPH POP DPL POP 07H ； R7 POP 00H ； R0 SUB1: MOV A， #00H LOOP: MOV R0， A INC R0 DJNZ R7， LOOP PUSH DPL PUSH DPH RET 对于简单程序而言 ， 这种方法反而较笨 ， 较 易引起混淆 。 例： 试编程对 30H39H单元清零 查表程序设计，注意表格的设计：规则变量表和非 规则变量表； 数据极值查找和数据排序； 散转程序设计：三种转移表的设计及转移范围； 循环程序设计； 定点数运算程序设计； 码制转换； 子程序设计：参数传递的两种方法。 本章总结 本 章 结 束