MCS—51單片機匯編過程

劉英會 岳偉利 張宗彩

摘要

單片機與我們的生活息息相關，由于其體積小，容易嵌入各種玩具，電器中，受到廣大廠商的歡迎。可大部分使用者對單片機的工作原理并不清楚，尤其是單片機的匯編語言與機器語言的關系。本文中以信號燈閃爍系統的設計仿真為例，對其匯編過程進行了詳細的分析。通過本文的闡述，幫助更多的初學者快速掌握單片機。

【關鍵詞】指令系統 閃爍系統

一個完整的單片機系統除了需要硬件電路的支持，軟件設計也必不可少。指令是單片機能夠識別和執行的命令，一個單片機能夠執行全部指令的集合稱為這個單片機的指令系統。由于單片機的硬件只能識別二進制數，因此最初的指令采用二進制表示，后來用八進制和十六進制表示，這些都稱為機器語言。機器語言不易理解，編制程序容易出錯，為了便于閱讀和書寫，一些廠商根據指令功能和操作對象的不同，給出不同指令的英文縮寫符號，稱為助記符。用助記符表示的指令稱為匯編語言指令。

需要注意的是，匯編語言不能直接運行，它要匯編為機器語言指令后才能運行。但多數人對單片機的匯編過程并不了解，本文以信號燈的閃爍系統設計及仿真為例，闡述匯編語言編譯為機器語言的具體過程。

1 MCS-51系列單片機的指令系統

以數據傳送指令為例，單片機的數據傳送指令是編程時使用最多的指令。用到的助記符有MOV、MOVX、MOVC、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP，根據這些指令作用的不同，將其分為內部數據傳送指令、外部數據傳送指令、訪問程序存儲器指令、堆棧操作指令和數據交換指令5類。如“MOV A，Rn”對應的機器語言“E8?EF”，再如“MOV A，direct”對應的機器語言“E5 direct”。由此可見，匯編語言與機器語言之間存在一一對應關系，而編譯為機器語言后占用多大的存儲空間，由字節數決定。

2 信號燈閃爍系統設計與仿真

通過制作一個最簡單的單片機系統——信號燈閃爍系統，闡述匯編語言編譯為機器語言的過程。在單片機的P0.0端口上接上一個發光二極管L1，編制匯編程序使L1不停地一閃一滅，時間間隔為0.2S。

2.1 硬件設計

本系統采用單片機為51系列，硬件系統結構由電源電路、時鐘電路、復位電路和LED信號燈電路。

2.2 軟件設計

從硬件設計的電路原理圖可以看出，當P0.0端口輸出高電平時，根據發光二極管的單向導電性可知，L1熄滅，這里可以使用SETBP0.0指令使P0.0端口輸出高電平，當P0.0端口輸出低電平時，L1點亮；

由于單片機指令的執行時間很短，屬于微秒級，要求彩燈閃爍時間間隔為0.2秒，相對于微秒來說，相差太大，所以在執行彩燈點亮和熄滅指令時，插入延時程序，達到我們的要求。

2.3 利用keil C51集成開發軟件編輯、編譯和連接程序

新建工程，選擇51芯片，新建文件編輯匯編源程序，將匯編文件保存為.asm形式，將文件添加進工程里，單擊編譯按鈕，對匯編源文件進行編譯、鏈接，在保存工程的文件夾中將生產.hex文件。

單擊“debug”進行程序的調試，start debug。

在程序由匯編語言轉化為機器語言過程中，編譯后存儲在程序存儲器以0000H為首地址的單元中。

由圖1可知，程序編譯后存儲在程序存儲器以0000H為首的地址單元中，每條匯編語言占用的字節數由指令決定，占用1-3字節不等。而每條匯編語言與機器語言間的一一對應關系由上表清晰可見。

3 結論

通過單片機信號燈閃爍系統的設計過程可知，雖然在keil編程軟件中我們使用的匯編語言，但實際寫入單片機的是二進制的機器語言，匯編語言的每一條指令與機器語言之間存在一一對應的關系。初學者可以通過查詢相關資料對單片機的五類匯編語言的匯編過程有更深入的了解。

參考文獻

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