MCS—51单片机汇编语言程序IDE设计与实现

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摘 要：单片机IDE是单片机开发必不可少的工具,目前的单片机IDE主要由国外的几大开发公司设计,本文使用VC++作为开发工具,设计出适用于MCS-51单片机汇编语言程序的IDE.

关 键 词：MCS-51单片机汇编IDE编译器

中图分类号：TP313文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）05-0029-01

1单片机简介

1.1单片机介绍

单片机是一种集成电路芯片,它将CPU、RAM、ROM、I/O接口、中断系统等等功能集成到一块硅片上,构成一个微型计算机系统,所以单片机也叫做微控制器.在工业控制领域中,单片机具有非常重要的地位.MCS-51单片机是一种8位单片机,虽然目前已经有32位单片机的出现,但8位单片机在很多行业中仍在被广泛使用,其性能较之以前也有巨大的提升.

1.2单片机发展方向

单片机发展有两个方向：

（1）改进集成电路工艺,提高芯片速度.

（2）根据不同领域需要,在保留基本外设装置和公共指令的基础上,将不同的外设装置集成到芯片中.

（3）MCS-51单片机指令.MCS-51单片机的指令系统功能强、指令短、执行的速度也快,一共有111条指令以及8条伪指令,可以从功能上将其划分为数据传送、逻辑操作、算术操作、程序移位操作等四大类；空间属性上来分,分为单字节指令、双字节指令和三字节指令；时间属性上来分,分为单机器周期指令、双机器周期指令和四机器周期指令.MCS-51单片机的指令由操作码和操作数组成,操作数又有无操作数、单操作数、双操作数三种情况.格式如下：

【标号：】操作码助记符【目的操作数】【,源操作数】【.注释】.

伪指令不用计算机做任何操作,只是帮助汇编,不影响程序执行.

2IDE简介

2.1IDE介绍

IDE（IntegratedDevelopmentEnvironment,集成开发环境）,包括代码编辑器、编译器、调试器、用户界面等,是用于编程语言开发的应用程序.目前的单片机IDE,主要是由国外几大面向嵌入式系统的软件公司来开发,如：德国的Keil,美国的Franklin等,国内几乎没有自主研发的优秀的单片机IDE.

2.2IDE主要功能

（1）代码编辑.程序员在使用IDE进行程序开发时,大部分的时间都是在进行代码的编辑,一个好的IDE应该在代码编辑中为用户提供帮助,提高他们的开发效率,例如：通过改善显示效果来提高程序可读性；让部门代码自动生成从而简化用户输入的动作；方便用户进行程序阅读等等.（2）项目管理与编译控制.（3）平台信息管理.主要是针对嵌入式开发环境,针对不同的CPU体系、开发板名称,将所有的平台信息在信息管理模块中分类记录,用户选取相应的配置文件来使用新的开发平台,这样就能最快的进入最终应用开发阶段.（4）调试功能.IDE的调试功能是十分重要的,它能检查出软件执行过程中出现的错误,当然,在嵌入式系统开发中,还要支持远程调试.

2.3在IDE中单片机汇编程序的开发

基于MCS-51单片机汇编语言程序的应用系统开发,有以下几个步骤：（1）源代码编辑.（2）生成目标程序.（3）下载或编程.（4）调试.

3设计思路与详细步骤

3.1界面设计

设计IDE时,选择微软的VC++工具,它是面向对象的程序设计工具,可视化功能强,界面友好,易于解决大型问题,软件维护方便.选好设计工具,就开始进入界面的设计,要让单片机汇编语言的初学者较好掌握这门语言,IDE就应该简单直观,易于操作.编辑框当中包含以下几个部分：（1）文件（file）：新建、打开、保存、关闭、打印、退出；（2）编辑（edit）：剪切、复制、粘贴、查找、撤销；（3）编译（pile）：编译连接、装载程序；（4）实验演示和参数设置；（5）系统登录.

3.2编译器设计

3.2.1分解

一个编译器的整个工作流程是分阶段进行的,这几个阶段是：词法分析、语法分析、语义分析、目标代码生成.如果编译过程中发现源程序有错误,编译程序要报告出错误的性质和发生的地方,将错误的影响尽量限定在很小范围内,使得程序的其他代码能继续被编译.

3.2.2设计步骤

（1）总体设计.设计时使用两遍扫描,第一遍是建立符号表和确定源程序每一行的偏移地址,同时检查汇编程序是否有错误；第二遍是利用第一遍扫描所生成的符号表,产生可供微处理器执行的机器代码文件,并产生一个列表文件.

（2）指令系统设计.MCS-51单片机共有111条可执行的指令和8条伪指令,建立一个对象,用来存储用户使用的指令系统的信息,如序号、操作数对应的Token码等,为了在编译时能够判断输入的语句正确与否,先要建立一个指令表和操作码表,然后将语句与111条指令进行匹配.

（3）词法分析设计.MCS-51单片机汇编语言程序,是将若干条MCS-51指令行组合而成,指令行格式：

【标号：】MCS一51操作码【操作数1】,【操作数2】,【操作数3】【；注释】

伪指令语句格式：

【标号：或字符串】MCS-51伪代码表达式列表【；注释】

定义一个类来进行词法分析,设置两个变量a,b,分别代表读入单词的头指针和尾指针,先将b的值赋值给a,然后通过循环逐个判断,得出a的真正位置,从而实现对词语的判断.

（4）符号表管理设计.符号表一个链表中的每个元素都是一个结构体,每个结构体包含多个域,如果遇到一个词语并判断出它是变量,就将它的名字、类型、值描述出来,存入符号表.

（5）出错处理设计.发现的错误必须由用户对源程序进行改正后再重新编译,错误信息和警告信息包括：出错的汇编源文件的文件名,出错行的行号,具体的出错信息等.