在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，程序設(shè)計(jì)是重要的一環(huán)，它的質(zhì)量直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的功能。用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過(guò)程和用高級(jí)語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序有相似之處，其設(shè)計(jì)過(guò)程大致可以分為以下幾個(gè)步驟：

(1) 明確課題對(duì)程序功能、運(yùn)算精度、執(zhí)行速度等方面的要求及硬件條件。

(2) 把復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)模塊，確定各模塊的處理方法，畫(huà)出程序流程圖(簡(jiǎn)單問(wèn) 題可以不畫(huà))。對(duì)復(fù)雜問(wèn)題可分別畫(huà)出分模塊流程圖和總的流程圖。

(3) 存儲(chǔ)器資源分配，如各程序段的存放地址、數(shù)據(jù)區(qū)地址、工作單元分配等。

(4) 編制程序，根據(jù)程序流程圖精心選擇合適的指令和尋址方式來(lái)編制源程序。

(5) 對(duì)程序進(jìn)行匯編、調(diào)試和修改。將編制好的源程序進(jìn)行匯編，并執(zhí)行目標(biāo)程序，檢查修改程序中的錯(cuò)誤，對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，直至正確為止。

一、簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)單程序又稱(chēng)順序程序，其特點(diǎn)是按邏輯操作的順序，從某條指令開(kāi)始逐條執(zhí)行 。一般的應(yīng)用程序遠(yuǎn)比順序程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但順序程序是組成各種復(fù)雜程序的基礎(chǔ)和主干，下面舉例說(shuō)明。

【例 1】 兩個(gè)無(wú)符號(hào)雙字節(jié)數(shù)相加。設(shè)被加數(shù)存放于 內(nèi)部 RAM 的 40H(高位字節(jié))、 41H(低位字節(jié))，加數(shù)存放于 50H(高位字節(jié))、 51H(低位字節(jié))， 和數(shù)存入 40H 和 41H 單元中。

程序如下：

【例 2】 將兩個(gè)半字節(jié)數(shù)合并成一個(gè)一字節(jié)數(shù)。

設(shè)內(nèi)部 RAM40H 、41H 單元中分別存放著 8 位二進(jìn)制數(shù)，要求取出兩個(gè)單元中的低半字節(jié)，合并成一個(gè)字節(jié)后，存入 50H 單元中。

程序如下：

上面的程序均設(shè)置了數(shù)據(jù)指針，操作數(shù)通過(guò)寄存器間接尋址方式獲得，這樣只要修改指針就可以方便地取數(shù)、存數(shù)。

二、分支程序設(shè)計(jì)

在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，只用簡(jiǎn)單程序設(shè)計(jì)的方法是不夠的。例如，有多個(gè)子程序時(shí)，為判斷執(zhí)行哪個(gè)子程序，就需要使用分支結(jié)構(gòu)的程序 。圖 4.1 為兩種分支結(jié)構(gòu)的形式，其 中 (a) 圖為單分支流程的結(jié)構(gòu)， (b) 圖為多分支選擇的結(jié)構(gòu)，它們使計(jì)算機(jī)有了初級(jí)智能。

圖 4.1 分支結(jié)構(gòu)框圖

(a) 單分支流程; (b) 多分支流程

單分支結(jié)構(gòu)的指令有：JZ 、JNZ 、JC、JNC、CJNZ 等。多分支結(jié)構(gòu)中常用 JMP @A+DPTR 來(lái)實(shí)現(xiàn)多分支轉(zhuǎn)移功能，這將在散轉(zhuǎn)程序中介紹。

【例 4】 比較兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的大小。

設(shè)外部 RAM 的存儲(chǔ)單元 ST1 和 ST2 中存放兩個(gè)不帶符號(hào) 的二進(jìn)制數(shù)，找 出其 中 的 大數(shù)存入外部 RAM 中的 ST3 單元中。

程序流程見(jiàn)圖 4.3 所示。

程序如下：

例 4 的兩段程序都是分支結(jié)構(gòu)，使用了條件轉(zhuǎn)移指令，第二段程序采用了減法指令 SUBB 來(lái)比較兩數(shù)的大小 。由于這是一條帶借位的減法指令，在執(zhí)行該指令前，先把進(jìn)位位清零，用減法指令通過(guò)借位(Cy) 的狀態(tài)判別兩數(shù)的大小，這是兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)比較大小時(shí)常用的方法。

三、循環(huán)程序設(shè)計(jì)

循環(huán)程序

前面介紹的簡(jiǎn)單程序和分支程序，程序中的指令一般執(zhí)行一次。而在一些實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，往往同一組操作要重復(fù)許多次，這種強(qiáng)制 CPU 多次重復(fù)執(zhí)行一串指令的基本程序結(jié)構(gòu)稱(chēng)為循環(huán)程序結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的程序流程圖如圖 4.4 所示。

循環(huán)程序一般由四個(gè)主要部分組成：

(1) 初始化部分：為循環(huán)程序做準(zhǔn)備，如規(guī)定循環(huán)次數(shù)、給各變量和地址指針預(yù)置初值。

(2) 處理部分：為反復(fù)執(zhí)行的程序段，是循環(huán)程序的實(shí)體，也是循環(huán)程序的主體。

(3) 循環(huán)控制部分：這部分的作用是修改循環(huán)變量和控制變量，并判斷循環(huán)是否結(jié)束，直到符合結(jié)束條件時(shí)，跳出循環(huán)為止。

(4) 結(jié)束部分：這部分主要是對(duì)循環(huán)程序的結(jié)果進(jìn)行分析、處理和存放。

循環(huán)程序中，控制循環(huán)次數(shù)的方式有多種：循環(huán)次數(shù)已知的 ，常用 DJNZ 指令來(lái)控制

圖 4.4

循環(huán);循環(huán)次數(shù)未知的，可以按條件控制循環(huán)，常用條件轉(zhuǎn)移指令來(lái)控制。

【例 5】 工作單元清零。

在應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)經(jīng)常需要將存儲(chǔ)器中各部分地址單元作為工作單元，存放程序執(zhí)行的中間值或執(zhí)行結(jié)果，工作單元清零工作常常放在程序的初始化部分中。

設(shè)有 50 個(gè)工作單元，其首址為外部存儲(chǔ)器 8000H 單元，則其工作單元清零程序如下：