第三节 单片机程序设计

本节从应用的角度出发，介绍各种常用程序的设计方法。在进行程序设计时，应先确定所采用的算法，然后根据单片机的指令系统，按照尽可能节省数据存放单元、缩短程序长度和加快运算时间3个原则来编制程序。

从程序的结构上来看，程序有3种结构形式，即顺序结构、分支结构和循环结构，下面以这3种结构形式来讲述单片机基本程序设计。

一、顺序程序设计

顺序程序设计是程序设计中最简单基本的一种程序结构，其特点是从程序的第一条指令开始，按顺序执行，直到最后一条指令。

【例3-1】设有一个非压缩BCD数（0～9）存放在内部RAM的40H单元中，求其平方值并放入内部RAM 41H单元中。

解：求一个数的平方数可以用乘法运算，也可以用查表实现，但查表法运算速度快些。将BCD数0～9的平方数按顺序建立一平方表，放入程序存储器的一片连续区域内。0～9的平方数的最大值为81，用BCD数来建造，每个平方数均为一字节。所以平方表的首地址与任意BCD数之和正好是该BCD数的平方数的存放地址。程序段如下：

【例3-2】内部RAM 40H和41H单元中各有一无符号数，比较其大小，将大数存于内部RAM的GREATE地址单元，小数存于LESS地址单元，若两数相等，则分别送入这两个单元中。

解：用比较不等转移指令CJNE比较这两个无符号数，先确定它们是否相等，若不相等时再根据借位标志确定这两个数的大小。程序如下：

二、分支程序设计

程序执行时，需要根据不同的条件做出不同的处理，把不同的处理方法编制成各自的处理程序段，运行时由计算机根据不同的条件做出选择。这样的程序段称为分支程序。

可实现分支程序转移的指令有JZ、JNZ、CJNZ和DJNZ等，此外还有以位状态作为条件进行程序分支的指令有JC、JNC、JB、JNB和JBC等。

【例3-3】编制计算函数Y=f（X）的程序。设X、Y均为带符号数，其函数关系如下：

解：因为X为带符号数，故不能用比较转移指令CJNE。程序中3个条件分两次判断，求出相应的函数值，程序流程图如图3-6所示，程序如下：

三、循环程序设计

在实际问题中，有些操作的重复执行可以用循环程序。循环程序主要包括初始化/循环体和控制变量的修改与循环次数的控制。

【例3-4】把内部RAM中起始地址为30H的字节数据串传送到外部RAM 3000H为首地址的区域，直到发现‘$’（其代码为24H）字符的ASCII为止。数据串的最大长度为32个字节。

解：这是计数（32个）和条件控制（‘$’）双重控制的循环程序。当计数到32或检测到‘$’字符都将结束循环。程序流程图如图3-7所示。

程序如下：

四、子程序调用程序设计

在较复杂的程序设计中，程序中往往有许多相同的运算或相同的操作。为了简化程序设计，提高编程效率，节省程序存储单元，可采用子程序的设计方法。子程序是指完成某一确定任务并能被其他程序反复调用的程序段。

【例3-5】用程序实现C=A²+B²。设A、B均小于10，A存在21H单元，B存在22H单元，结果C存在20H单元。

解：因本题中两次用到求平方运算，故把求平方运算作为子程序。编写主程序和子程序如下：