MCS—51单片机汇编过程

2018-03-30刘英会岳伟利张宗彩

电子技术与软件工程 2017年16期

刘英会岳伟利张宗彩

摘要

单片机与我们的生活息息相关，由于其体积小，容易嵌入各种玩具，电器中，受到广大厂商的欢迎。可大部分使用者对单片机的工作原理并不清楚，尤其是单片机的汇编语言與机器语言的关系。本文中以信号灯闪烁系统的设计仿真为例，对其汇编过程进行了详细的分析。通过本文的阐述，帮助更多的初学者快速掌握单片机。

【关键词】指令系统闪烁系统

一个完整的单片机系统除了需要硬件电路的支持，软件设计也必不可少。指令是单片机能够识别和执行的命令，一个单片机能够执行全部指令的集合称为这个单片机的指令系统。由于单片机的硬件只能识别二进制数，因此最初的指令采用二进制表示，后来用八进制和十六进制表示，这些都称为机器语言。机器语言不易理解，编制程序容易出错，为了便于阅读和书写，一些厂商根据指令功能和操作对象的不同，给出不同指令的英文缩写符号，称为助记符。用助记符表示的指令称为汇编语言指令。

需要注意的是，汇编语言不能直接运行，它要汇编为机器语言指令后才能运行。但多数人对单片机的汇编过程并不了解，本文以信号灯的闪烁系统设计及仿真为例，阐述汇编语言编译为机器语言的具体过程。

1 MCS-51系列单片机的指令系统

以数据传送指令为例，单片机的数据传送指令是编程时使用最多的指令。用到的助记符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP，根据这些指令作用的不同，将其分为内部数据传送指令、外部数据传送指令、访问程序存储器指令、堆栈操作指令和数据交换指令5类。如“MOV A，Rn”对应的机器语言“E8?EF”，再如“MOV A，direct”对应的机器语言“E5 direct”。由此可见，汇编语言与机器语言之间存在一一对应关系，而编译为机器语言后占用多大的存储空间，由字节数决定。

2 信号灯闪烁系统设计与仿真

通过制作一个最简单的单片机系统——信号灯闪烁系统，阐述汇编语言编译为机器语言的过程。在单片机的P0.0端口上接上一个发光二极管L1，编制汇编程序使L1不停地一闪一灭，时间间隔为0.2S。

2.1 硬件设计

本系统采用单片机为51系列，硬件系统结构由电源电路、时钟电路、复位电路和LED信号灯电路。

2.2 软件设计

从硬件设计的电路原理图可以看出，当P0.0端口输出高电平时，根据发光二极管的单向导电性可知，L1熄灭，这里可以使用SETBP0.0指令使P0.0端口输出高电平，当P0.0端口输出低电平时，L1点亮；

由于单片机指令的执行时间很短，属于微秒级，要求彩灯闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以在执行彩灯点亮和熄灭指令时，插入延时程序，达到我们的要求。

2.3 利用keil C51集成开发软件编辑、编译和连接程序

新建工程，选择51芯片，新建文件编辑汇编源程序，将汇编文件保存为.asm形式，将文件添加进工程里，单击编译按钮，对汇编源文件进行编译、链接，在保存工程的文件夹中将生产.hex文件。

单击“debug”进行程序的调试，start debug。

在程序由汇编语言转化为机器语言过程中，编译后存储在程序存储器以0000H为首地址的单元中。

由图1可知，程序编译后存储在程序存储器以0000H为首的地址单元中，每条汇编语言占用的字节数由指令决定，占用1-3字节不等。而每条汇编语言与机器语言间的一一对应关系由上表清晰可见。