考点3 循环和查表程序《单片机原理与应用》四川省（对口招生）电子信息类 知识点讲解

四川省（电子信息大类）对口招生《单片机原理与应用》 复习讲义 模块 4 程序设计方法 考点三 循环和查表程序 【考纲要求】 1. 能够识读和编写循环程序，知道延时程序的控制原理。 2. 知道查表程序的编写方法，能够识读和编写查表程序。 3. 了解子程序的编写基础，掌握子程序调周用和返回的方法，理解延时子程序的功能。 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、循环程序的组成 特点是程序中含有可以反复执行的程序段，该程序段通常称为循环体。 （1）可大大缩短程序长度（2）使程序所占的内存单元数量少（3）使程序结构紧凑和可读性变好。循环结构程序主要由以下四部分组成。 1.循环初始化，循环初始化程序段用于完成循环前的的准备工作。例如，循环控制计数初值的设置、地址指针的起始地址的设置、为变量预置初值等。 2.循环处理，循环程序结构的核心部分，完成实际的处理工作，是需反复循环执行的部分，故又称循环体。这部分程序的内容，取决于实际处理问题的本身。 3.循环控制，在重复执行循环体的过程中,不断修改循环控制变量，直到符合结束条件,就结束循环程序的执行。循环结束控制方法分为循环计数控制法和条件控制法 4.循环修改，修改循环参数，为下次循环做准备。 2、 单重循环 只循环一次的循环称为单重循环。 循环程序中，控制循环次数的方式有多种:如果循环次数已知，常用DJNZ指令来控制循环，这种循环程序为“先执行，后判断”结构;如果循环次数未知，可以按条件控制循环，常用条件转移指令来控制，这种循环程序为“先判断，后执行”结构。 1.“先执行，后判断”结构 在这种结构中，进入循环体后，先执行一次循环体后，再判断循环是否结束。对“先执行，后判断”结构而言，至少要执行一次循环体，如图所示： 2.“先判断，后执行”结构 进入这种结构循环后，首先判断循环结束的条件，根据判断结果决定是否执行循环体，如果一进人循环就满足循环结束条件，循环体将一次也不执行，即循环次数为0。如图所示： 三、多重循环 遇到复杂问题时，采用单循环往往是不够的，还必须采用多重循环才能解决。所谓多重循环是指在循环程序中还嵌套其他循环。使用多重循环时，必须注意以下事项: ①循环嵌套，必须层次分明，不允许产生内外层循环交叉。 ②外循环可以一层层向内循环进入，结束时由里往外一层层退出。 ③内循环可以直接转入外循环，实现一个循环由多个条件控制的方式。 在一个循环的循环体内部，又完整包含另一个或多个循环结构，外层循环每执行一次，内层循环就完整执行一遍，用于实现复杂的重复操作，是程序设计中常用的高级循环形式。 计数循环结构 计数循环控制结构是依据计数器的值来决定循环次数，一般为减“ 1” 计数器，计数器减到“0”时，结束循环。计数器的初值是在初始化时设定。 MCS-51的指令系统提供了功能极强的循环控制指令： DJNZ Rn,rel；工作寄存器作控制计数器 DJNZ direct,rel；以直接寻址单元作控制计数器。 最常见的多重循环是由DJNZ指令构成的软件延时程序，它是常用的程序之一。 四、查表程序设计 数据补偿、修正、计算、转换等各种功能，具有程序简单、执行速度快等优点。 查表就是根据自变量x,在表格中寻找y,使y=f(x)。 执行查表指令时，发出读程序存储器选通脉冲PSEN。在MCS-51的指令系统中，给用户提供了两条极为有用的查表指令： (1) MOVC A，@A+DPTR (2) MOVC A，@A+PC 指令“MOVC A，@A+DPTR” 完成把A中的内容作为一个无符号数与DPTR中的内容相加，所得结果为某一程序存储单元的地址，然后把该地址单元中的内容送到累加器A中。使用该指令的优点是表格可以设在64K程序存储器空间内的任何地方 指令“MOVC A，@A+PC” 以PC作为基址寄存器，PC的内容和A的内容作为无符号数，相加后所得的数作为某一程序存储器单元的地址，根据地址取出程序存储器相应单元中的内容送到累加器A中。 指令执行完,PC的内容不发生变化，仍指向查表指令的下一条指令。缺点在于该表格只能存放在这条指令的地址XXXX以下的00～FFH（即256个单元）之中。表格所在的程序空间受到了限制。 【练习题】 1、 填空题 1.定义字节表格数据采用的伪指令是_______________。 2.机器周期是1us 时，执行下列程序 MOV R3,#100 LOOP:NOP DJNZ R3,LOOP 延时时间为______________。 3.循环结构的程序包括________________，_________________，___________________，______________四个部分。 4.判断开关或按键是否按下可采用的指令是____________、____________。 5..假定外部数据存储器2000H单元的内容为60H，执行下列指令后，累加器A的内容为___________。 MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOV A,@DPTR 6.下列程序段执行后，R0=_________，(7EH)=_________，(7FH)=_________。 MOV R0,#7FH MOV 7EH,#0 MOV 7FH,#40H DEC @R0 二、选择题 1. 单片机指令中不生成机器码的指令是（ ）。 A. 数据传送指令 B. 控制转移指令 C. 伪指令 D．控制转移指令 2.下列哪个是赋值伪指令（ ）。 A.ORG B. EQU C. DB D.BIT 3.重复执行某一操作采用（ ）。 A.顺序结构 B.分支结构 C. 循环结构 D．以上都可以 4.循环次数已知的程序一般采用什么指令 （ ）。 A. CJNE B.DJNZ C. JC D. JB 5.以下哪条指令是以直接寻址单元作控制计数器（ ） A. MOVC A，@A+DPTR B. MOVC A，@A+PC C. DJNZ Rn,rel D. DJNZ direct,rel 6.查表程序的优点不包括（ ） A. 程序简单 B. 执行速度快 C. 表格位置不受限制 D. 可实现数据补偿、转换等功能 7.指令“MOVC A，@A+PC”的缺点是（ ） A. 执行速度慢 B. 表格只能存放在查表指令下00～FFH单元中 C. 不能实现查表功能 D. 需要占用大量内存 8.最常见的多重循环是由（ ）指令构成的软件延时程序 A. MOVC B. MOV C. DJNZ D. 条件转移 三、判断题 1．MCS—51指令系统中，指令CJNE A，#data, rel的作用相当于SUBB A，#data与JNC rel的作用。（ ） 2．MCS—51指令系统中，指令JNB bit，rel是判位转移指令，即表示bit=1时转。（ ） 3．8031单片机的PC与DPDR都在CPU片内，因此指令MOVC A，@A+PC与指令MOVC A，@A+DPTR执行时只在单片机内部操作，不涉及片外存储器。（ ） 4．MCS—51指令系统中，指令AJMP addr11 称绝对转移指令，指令包含有11位的转移地址；它是把PC的高5位与指令第一字节中的第7~5位（第4~0位为00001）和指令的第二字中的8位合并在一起构成16位的转移地址。 （ ） 5．MCS—51单片机中PUSH和POP指令只能保护现场，不能保护断点。（ ） 6．绝对调用指令ACALL addr11能在本指令后一字节所在的2K字节程序存贮区内调用子程序。（ ） 7．指令LCALL addr16能在64K字节范围内调用子程序。（ ） 8．设PC的内容为35H，若要把程序存贮器08FEH单元的数据传送至累加器A，则必须使用指令MOVC A，@A+PC。（ ） 四、分析题 1.内部RAM的BLOCK开始的单元中有一无符号数据块，数据块长度存人LEN单元，试编程求其中的最大数并存人MAX单元中。 2.试编写一程序实现数据块传送，将外部数据区DATA1单元开始的50个单字节数依次移至内部RAM中DATA2单元开始的数据区中。 3.编写一个延时1s的子程序(时钟频率为12MHz) 【答案】 一、填空题 1.DB 2.301us 解析： MOV R3,#100 ；1us LOOP:NOP ；1us DJNZ R3,LOOP ；（2+1）*100=300us 总时间300+1=301us 3.循环初始化、循环处理、循环控制、循环修改 4.JB、JNB（或CJNE，合理即可） 5.60H 6.7FH、0、3FH（解析：DEC @R0指令修改7FH单元内容，40H减1为3FH，R0值不变） 二、选择题 1.1.C 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.C 三、判断题 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.√ 7.√ 8.× 四、分析题（参考答案） 1. LEN EQU 30H ; 数据长度单元 BLOCK EQU 31H ; 数据块起始单元 MAX EQU 40H ; 最大值存放单元 ORG 0000H ; 程序起始地址 LJMP MAIN ; 跳转到主程序 ORG 0030H ; 主程序存放地址 MAIN: MOV R0, #BLOCK ; R0指向数据块起始地址 MOV R1, LEN ; R1 = 数据长度（循环计数器） DEC R1 ; 第一个数作为初值，比较次数=长度-1 MOV A, @R0 ; 取第一个数作为初始最大值 LOOP: INC R0 ; 指向下一个数据 CLR C ; 清进位位 SUBB A, @R0 ; A - 下一个数（无符号比较） JC NEXT ; C=1，说明下一个数更大，跳转更新最大值 MOV A, @R0 ; C=0，当前数更大，保持A不变 NEXT: DJNZ R1, LOOP ; 循环比较，直到所有数遍历完成 MOV MAX, A ; 最终最大值存入MAX单元 SJMP $ ; 程序暂停 END 2.编程思路：利用DPTR指向外部数据区起始地址，R0指向内部数据区起始地址，循环50次，每次将外部数据读入累加器A，再送入内部RAM对应单元，依次完成传送。 程序如下： MOV DPTR,#DATA1 ;DPTR指向外部数据区DATA1 MOV R0,#DATA2 ;R0指向内部数据区DATA2 MOV R1,#50 ;R1存放传送长度（50个字节） LOOP:MOVX A,@DPTR ;读取外部数据送入A MOV @R0,A ;将A中数据送入内部RAM INC DPTR ;外部地址指针加1 INC R0 ;内部地址指针加1 DJNZ R1,LOOP ;循环50次，完成传送 RET 3. DELAY_1S: MOV R5, #10 LOOP1: MOV R6, #200 LOOP2: MOV R7, #248 LOOP3: DJNZ R7, LOOP3 DJNZ R6, LOOP2 DJNZ R5, LOOP1 RET 1. 内层核心 (LOOP3): 248 * 2 = 496 μs 2. 中层核心 (LOOP2): 200 * (1 + 496 + 2) = 200 * 499 = 99,800 μs 3. 外层核心 (LOOP1): 10 * (1 + 99,800 + 2) = 10 * 99,803 = 998,030 μs 4. 进出开销: MOV_R5(1) + RET(2) = 3μs 最终总计: 998,030 + 3= 998,033 μs (约 998ms) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $