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1、计算机硬件技术基础软件实验讲义新版第3章 指令系统和汇编语言程序设计实验 本章实验主要包括指令系统和汇编语言程序设计两部分。采用软件模拟调试的方法，目的在于通过这些实验可以使学生巩固所学知识，加深对MCS-51单片机内部结构、指令系统的理解，更进一步掌握汇编语言程序设计的方法和技巧。3.1实验操作说明Keil 软件调试方式分为：软件仿真方式和硬件调试两种。实验一到实验十为软件仿真实验；实验十一到实验十四为硬件仿真实验。3.1.1 软件仿真实验上机操作步骤1、进入Keil，点击桌面上“Keil Version 3”图标，进入Keil系统窗口；2、新建工程： 1）打开“工程”菜单中的新建，在弹出的

2、对话框中，键入自己定义的工程名；2）在进一步打开的对话框中，选择CPU的类型，为Intel公司的8032AH，确定；3）存入D:keil 文件夹中。3、打开“视图”菜单中的“工程窗口”；4、在“工程窗口”中，右击“目标1”,为工程设置参数； 1）在弹出的快捷菜单中选择“为目标“目标1”设置选项”； 2）在弹出的对话框中选择“项目”选项卡，设置时钟为“12Mhz”； 3）选择“调试”选项卡，在单选框选择“软件仿真方式”； 4）确定，即完成了“软件仿真方式”的设置。5、新建文件 1）打开“文件”菜单，选择“新建”； 2）系统打开一个文本窗口，你可在窗口的编辑区输入要调试的汇编语言源程序； 3）存盘

3、，命名文件名和扩展名，文件名任起，扩展名必须是.asm，存入D:keil 文件夹中；例如：a.asm。6、将刚建的新文件添入当前的工程中 1）在“工程窗口”中，“目标1”的+号处打开，显示“源代码组1”； 2）右击“源代码组1”，在快捷菜单中选择“为“源代码组1”添加文件”，弹出一个对话框； 3）在对话框中选择“文件类型”为*.*; 4) 选择文件所在路径，同时找到刚键入的a.asm文件，点击“add”按钮,然后点击“close”按钮; 5) 在“工程窗口”点击“源代码组1”左侧的+号，显示添加的a.asm文件，添加成功。7、汇编 1）在“工程窗口”点击“源代码组1”的a.asm文件； 2）打

4、开“a.asm”文件编辑窗口； 3）点击工具按钮中的“重建所有的目标文件”，进行汇编； 4）在“输出窗口”显示汇编是否有错，无错，进入调试； 有错，在编辑窗口修改程序，改后，再次汇编，直至无错后进入调试；8、调试程序 1）点击“开始/停止调试”按钮，进入调试界面； 2）在程序窗口中有一个黄箭头指向程序的第一条可执行指令的开头； 3）选择调试方式进行调试； 在“调试”菜单中选择：跟踪、单步、运行、断点等方式； 或按单步或跟踪命令按钮，按一次单步，执行一条指令，pc指针指向下一条要被执行的指令； 检查运行结果 打开“视图”菜单，选择“存储器窗口”，弹出存储器对话框； 在存储器对话框的下方选择mem

5、ory1在地址栏中键入“C:0X0000”回车，建立程序存储器的观察窗口； 选择memory2在地址栏中键入“D:0X00”回车，建立内部数据存储器的观察窗口； 选择memory3在地址栏中键入“X:0X0000”回车，建立外部数据存储器的观察窗口； 在“project workspace”窗口中观察r0-r7,a,pc,dptr,psw,要观察各个标志位，打开psw左侧的+号； 9、设置PC指针 当程序的首地址不是0000H时，汇编结束后，PC指针仍然指向0000H的地方，在调试程序前，一定要将PC设置到你的程序首地址处，方法为：1）将光标移到程序的第一条指令处，击鼠标右键；2）在快捷菜单中

6、选择“Set Program Counter”命令，PC指针即可指向程序的第一条指令。3.1.2 硬件仿真实验上机操作步骤1、调试前硬件的连接v 用串口通信电缆连接TKSMonitor仿真器和计算机的串口v 用电源线连接TKSMonitor仿真器电源插口和实验仪电源输出插口v 用仿真电缆(40灰色排线)连接TKSMonitor仿真器和实验仪MCU锁紧插座v 检查连接，连接正确后，打开实验仪电源。 1）220V电源线2）电源开关3）电源指示灯2、连接仿真器，TKSMonitor仿真器1）40线仿真电缆，红线朝上2）仿真器电源插口3）RS-232C串口，连接计算机的COM1/COM24）仿真器复位

7、按钮5）仿真方式 LOAD/RUN，选择RUN6）仿真器状态指示灯 POW/RUN/MON3、实验仪连接1）MCU锁紧座，仿真头插入，红线朝上，按下锁紧杆锁紧2）实验仪电源输出插口3）实验仪复位按钮4、TKSMonitor仿真器状态v LOAD：下载方式暂不使用。v RUN：在Keil的UV3集成开发环境下， TKSMonitor仿真器即作为Keil的MON51调试器。5、调试状态下的存储器模型v 内部MON51监控程序：00007FFFHv 用户程序区： 8000H0BFFFHv 用户数据区： 0C000H0FFFFHv 外部I/O区： 0000H7FFFH注意：在调试状态下，定时器T2、串

8、行口UART已被MON51监控程序占用，用户不能使用。6、工程设置1）设备选择单片机选择 NXP-P89C52X22) 项目设置设置系统时钟频率：11.0592MHz设置片外代码存储Eprom #1 开始：0x8000，大小：0x4000设置片外Xdata存储 Ram #1 开始：0xC000，大小：0x40003)调试设置选择 使用“Keil Monitor-51 Driver”；目标系统设置：设置串行口为：COM1或COM2；4)按“确定” 按钮，保存设置并结束设置。3.2 指令系统实验实验一 熟悉键盘操作及数传指令编程设计一、 实验目的1 熟悉软件模拟调试的环境及键盘操作。2 掌握汇编语

9、言程序设计的方法，加深对指令的理解。3 学会软件模拟调试和察看修改观察项的方法。二、 实验内容印证数据传送指令的功能、寻址方式以及PC指针、SP指针、DPTR指针、Ri指针分别对代码段、堆栈段、外扩数据存储器段、位寻址区等不同存储器的访问方式。 三、实验步骤1 进入调试软件环境，输入源程序；2 汇编源程序；3 用单步方式运行程序；4 检查并记录各寄存器和存储单元内容的变化。四、程序清单1. 内部RAM数据传送1)寄存器寻址与立即寻址，需要查看的数据有A、PSW和不同寄存器区的Rn等单元的内容。ORG 0000HMOV PSW,#00H MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,A

10、 MOV PSW,#14HMOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,AMOV PSW,#10HMOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,AMOV PSW,#08HMOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,A SJMP $ END 2) 直接寻址，需查看30H、31H、32H、40H、ACC、PSW等单元的内容。 ORG 0100HMOV 30H,#45H MOV 31H,#46H MOV 02H,31H MOV 0E0H,30H MOV 32H,ACC MOV ACC,PSW MOV 40H,ACC SJMP $ END 3）寄存器间接寻址，需查看R0

11、、RO等的内容。 ORG 0200H MOV 30H,#66H MOV R0,#30H MOV R0,#30H SJMP $ END2. 外部数据传送需要查看的数据有外部数据存储器单元2000H，外部程序存储器单元2001H。ORG 0000H MOV A,#89H MOV DPTR,#2000H MOVX DPTR,A INC DPTRCLR A MOVC A,A+DPTR SJMP $ ORG 2000H DB 44H DB 78H DB 67H END3. 堆栈操作需要查看的数据有50H、51H、A及SP指针和堆栈区中数据随PUSH和POP指令执行后的变化情况和数据的存放次序等。1)可用

12、于保护现场和恢复现场的程序ORG 0000H MOV SP,#5FHMOV 50H,#3BHMOV 51H,#2FHMOV A,#12H PUSH 50H PUSH 51H PUSH ACCPOP 0E0H POP 51H POP 50H SJMP $ END 2)可用于数据交换的程序ORG 0100H MOV SP,#6FHMOV 50H,#3BHMOV 51H,#2FH PUSH 50H PUSH 51H POP 50H POP 51H SJMP $ END4.数据交换 记录每条指令运行后的结果，从而加深对各种不同的交换指令的理解。 1）SWAP指令 ORG 0000H MOV A,#58

13、H SWAP A MOV 40H,A SJMP $ END 2) XCHD 指令 ORG 0030H MOV A,#30H MOV R0,#30H MOV R0,#09H XCHD A,R0 MOV 41H,A SJMP $ END 3）XCH 指令 ORG 0100H MOV 50H,#1 MOV A,#89H XCH A,50H MOV R7,#3 XCH A,R7 XCH A,R0 SJMP $ END五、 思考题1、 寄存器寻址与寄存器间接寻址有什么区别？2、 PC指针与SP指针有什么区别？3、 DPTR指针与Ri（R0，R1）指针有什么区别？4、 立即寻址与直接寻址有什么区别？5、

14、同一个特殊功能寄存器不同表达形式。6、 三种不同的交换指令的区别是什么？实验二 数传指令程序设计一、 实验目的1 掌握数据块的传送操作和算术运算指令的应用。2 进一步掌握汇编语言设计和调试方法。3 掌握观察窗口的使用方法。4 学会给存储单元赋初值的方法。二、 实验内容1、把内部RAM 40H4FH置初值0A0H0AFH；2、而后把40H4FH内容传送到外部RAM 9800H980FH中；3、再把 9800H980FH内容传送到 50H5FH中。三、 实验步骤1 分别用单步和连续运行方式，调试上述程序；2 在观察窗口中观察结果。四、 实验程序清单数据块传送参考程序： ORG 0000H MAIN

15、： MOV R0，#40H MOV R2，#10H MOV A，#0A0H A1: MOV R0, A INC R0 INC A DJNZ R2, A1 MOV R0, #40H MOV DPTR, #9800H MOV R2, #10H A2: MOV A, R0 MOVX DPTR, A INC R0 INC DPTR DJNZ R2, A2 MOV R0, #50H MOV DPTR, #9800H MOV R2, #10H A3: MOVX A, DPTR MOV R0, A INC DPTR INC R0 DJNZ R2, A3 SJMP $ END 五、思考题1） 若两个数据块都在

16、外部数据存储器中，如何实现数据块的传送？2） 在调试程序时，若不用程序给40H4FH赋初值，而用键盘在CPU DATA区给40H4FH单元预赋初值，如何做？实验三 算数运算指令编程设计一、 实验目的1、 掌握算术运算指令及其应用。2、 进一步掌握汇编语言设计和调试方法。3、 掌握观察窗口的使用方法。4、 学会给存储单元赋初值的方法。二、 实验内容1、求两个无符号数求和及差；2、求两个带符号数求和及差；3、求两个压缩的BCD码数的和及差。三、实验步骤1.分别用单步和连续运行方式，调试上述各个程序；2.在观察窗口中观察结果。四、实验程序清单 1、计算下面各式中两个无符号数的和及差，观察CY，并记录

17、运算结果,并求出结果的真值。（1）计算200+200（2）计算 36589+46542（3）计算 100-200及200-100（4）计算 36589-16542及16542-36589 1）加法的参考程序： （1）计算两个单字节数的和的参考程序： ORG 0000H MAIN： MOV A，#200 ADD A，#200 SJMP $END （2）计算两个双字节数的和的参考程序： ORG 0100H MAIN： MOV A，#low(36589) ADD A，# low(46542) MOV 30H,A MOV A，#HIGH (36589) ADDC A，# HIGH (46542) MO

18、V 31H,A MOV A,#0 ADDC A,#0 MOV 32H,A SJMP $END 2）减法的参考程序 （1）两个单字节数的减法程序 ORG 0000HMAIN： CLR CMOV A，#100 SUBB A，#200 SJMP $END（2）两个双字节数的减法程序ORG 0100HMAIN: CLR CMOV A,#low(36589) SUBB A,# low(16542) MOV 30H,A MOV A,#HIGH (36589) SUBB A,# HIGH (16542) MOV 31H,A MOV A,#0 SUBB A,#0 MOV 32H,A SJMP $END2、计算

19、下面各式中两个带符号数的和及差，观察OV，并记录运算结果,并求出结果的真值。（1）计算 56+78（2）计算 120+120（3）计算 -56-78（4）计算 -120-123 参考程序见无符号数的加法和减法程序。3、 BCD码运算，观察CY、AC，并记录运行结果,求出结果的真值。1） 计算 56+99参考程序：ORG 0000H MAIN： MOV A，#56H ADD A，#99H DA A MOV 30H,A SJMP $END2） 计算 56-99参考程序：ORG 0000HMAIN: CLR CMOV A,#9AHSUBB A,#99H ADD A,#56H DA A MOV 30H

20、,A CPL C SJMP $被加数(33H)(32H)(31H)(30H)36H82H65H29H加数(23H)(22H)(21H)(20H)29H54H12H65H和(23H)(22H)(21H)(20H)END3）计算36826529+29541265多字节十进制加法参考程序： ORG 0000HMAIN: MOV R0, #30H MOV R1, #20H MOV 2FH,#04H CLR C DA1: MOV A,R0ADDC A, R1 DA A MOV R1, A INC R0 INC R1 DJNZ 2FH, DA1 MOV 7FH, C SJMP $ END 五、 思考题1）

21、如果求两个带符号数的和或差出现了溢出，如何将两个运算数扩大字节后再做一遍，再观察OV，记录结果，求出真值，计算结果还溢出吗？。2）在多字节十进制加法程序，若两数的和存放到从40H开始的单元，如何修改程序？实验四 逻辑运算及位操作指令编程设计一、 实验目的(1) 熟悉字节逻辑运算指令功能。(2) 熟悉位操作指令运算功能。 （3）从而更深入的掌握汇编语言程序设计。 （4）学会观察CPU窗口中BIT区的变化。二、 实验内容1 字节逻辑运算程序在片内RAM的FIRST和SECOND单元中各有一符号数X和Y,要求按下列条件算出Z，存入RESULT单元中(设运算结果仍为8位数)。FIRST EQU 30H

22、 SECOND EQU 31H RESULT EQU 32H ORG 0000H START：MOV R0，FIRST MOV A， R0 JB ACC.7, NEG MOV B, #2 DIV AB MOV A, B JZ TEMP1 MOV A,R0 ADD A, SECOND SJMP RES TEMP1: MOV A, R0 ANL A, SECOND SJMP RES NEG: CPL ACC.7 MOV B, #2 DIV AB MOV A, B JZ TEMP2 MOV A, R0 ORL A, SECOND SJMP RES TEMP2: MOV A, R0 XRL A, SE

23、COND RES: MOV RESULT, ASJMP $END 2位操作程序 布尔电路图如下: X BIT 00H Y BIT 01H Z BIT 02H F BIT 03H ORG 0000H START: MOV C, Z ANL C, /Y MOV F, C MOV C, Y ANL C, /Z ORL C, F MOV F, C MOV C, X ANL C, Y ORL C, /F MOV F, C SJMP $ END 3拆字程序把外部数据存储器2000H单元的内容拆开，其高四位送2001H低四位，低四位送2002H低四位，2001H、2002H高四位清零。 需要检查2000H、

24、 2001H和2002H单元的内容。程序框图如图3-1所示。参考程序清单：ORG 0000HMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRMOV B,ASWAP AANL A,#0FHINC DPTR MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,B ANL A,#0FHMOVX DPTR,A SJMP $END4拼字程序把外部数据存储器2000H、2001H单元的低四位分别送2002H高低四位。需要察看2000H、2001H和2002H单元内容。程序框图如图3-2所示：图3-2 拼字程序流程图参考程序清单：ORG 0000HMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRA

25、NL A,#0FHSWAP AMOV B,AINC DPTR MOVX A,DPTR ANL A,#0FH ORL A,B INC DPTRMOVX DPTR,ASJMP $END5自选程序设计 三、 思考题1 字节与位逻辑运算指令在编程上什么区别？应注意什么？2 若把两位十六进制数转换成对应的ASCII码，应如何编写程序？3 采用其它方法设计第一个程序。4 如何用断点方式调试本程序？实验四 代码转换一、实验目的1掌握各种代码转换的算法，加深对各种数据编码的理解。2学会软件模拟调试和察看修改观察项的方法来观察转换结果。三、 实验内容1分析清楚个程序的功能。2调试各种代码转换的程序。三、实验步骤

26、1进入调试软件环境，输入源程序；2汇编源程序；3用单步或全速方式运行程序；4查看最终结果。四、程序清单1十六进制数 ASCII码 将十六进制数据08H，0CH转换成ASCII码，转换结果存入30H，31H两个单元中，再将30H，31H两个单元中的数据分别增1，然后转换成十六进制数存入40H，41H两个单元中。ORG 0000HMOV SP,#2FHMOV A,#08HADD A,#30HPUSH ACCMOV A,#0CHADD A,#37HPUSH ACCMOV A,30HINC ACLR CSUBB A,#30HMOV 40H,APOP ACCINC ASUBB A,#37HMOV 41H

27、,APOP ACCSJMP $END2二进制数 BCD码将二进制数10011011B转换成BCD码数，存入30H和31H单元中；再将30H单元中的数据加16H后，转换成二进制数据,存入40H单元中。ORG 0000HMOV A,#10011011BMOV B,#100DIV ABMOV 30H,AMOV A,BMOV B,#10DIV ABSWAP AORL A,BMOV 31H,AMOV A,30HADD A,#16HDA APUSH ACCANL A,#00001111BMOV 40H,APOP ACCANL A,#11110000BSWAP AMOV B,#10MUL ABADD A,4

28、0HMOV 40H,ASJMP $END3BCD码 ASCII码 将20H单元中压缩的BCD码数78H转换成ASCII码，转换结果存入30H，31H两个单元中，再将30H，31H两个单元中的数据分别增1，然后转换成压缩BCD码数存入21H单元中。 ORG 0000H MOV A，20H ANL A，#00001111B ADD A，#30H MOV 30H，A PUSH ACC MOV A，20H ANL A，#11110000B SWAP A ADD A，#30H MOV 31H，A INC A CLR C SUBB A，#30H MOV R2，A POP ACC INC A CLR C SUBB A，#30H SWAP A ORL A，R2 MOV 21H，A SJMP $ END5 自选程序设计六、 思考题1. 如何查看上面三个程序的结果。2. 在程序1中，如果十六进制数未指定是否包含AF数码，程序应如何修改？3. 在程序2中，如果要转换的二进制数是十六位的，程序应如何编写？4. 十六进制数转换成ASCII码与BCD码数转换成ASCII码有何区别？实验五 移位操作一、 实验目的：掌握移位操作的方法，并理解左移或右移与乘除法运算的关系。二、 实验内容：1双字节二进制数左