单片机编程入门：汇编语言、C语言，解锁单片机编程之门：掌握单片机编程入门技巧，开启单片机开发之旅

# 1. 单片机编程简介

单片机是一种微型的可编程计算机，它将CPU、存储器和输入/输出接口集成在一个芯片上。单片机编程是利用汇编语言或C语言等编程语言来控制单片机的行为，实现特定的功能。

单片机编程具有以下特点：

- **低成本：**单片机价格低廉，非常适合于低成本的应用。
- **体积小：**单片机体积小巧，可以集成在各种小型设备中。
- **低功耗：**单片机功耗低，非常适合于电池供电的设备。
- **高可靠性：**单片机具有很高的可靠性，可以长时间稳定运行。

# 2. 汇编语言编程基础

### 2.1 汇编语言的基本语法

汇编语言是一种低级编程语言，它直接操作计算机的硬件指令。汇编语言的语法与机器指令非常相似，因此它可以非常高效地控制硬件。

#### 2.1.1 指令格式和寻址方式

汇编语言指令通常由以下部分组成：

- **操作码：**指定要执行的操作。
- **操作数：**指定操作码要操作的数据。
- **寻址方式：**指定如何访问操作数。

常见的寻址方式包括：

- **寄存器寻址：**操作数存储在寄存器中。
- **立即寻址：**操作数直接写在指令中。
- **直接寻址：**操作数的地址直接写在指令中。
- **间接寻址：**操作数的地址存储在寄存器或内存中。

#### 2.1.2 数据类型和变量定义

汇编语言支持各种数据类型，包括：

- **整数：**有符号或无符号的整数值。
- **浮点数：**实数值。
- **字符：**单个字符。
- **字符串：**字符数组。

变量在汇编语言中通过使用指令定义，例如：

mov ax, 10

这行代码将十进制数 10 存储在寄存器 `ax` 中。

### 2.2 汇编语言的流程控制

汇编语言提供了各种流程控制指令，用于控制程序的执行流程。

#### 2.2.1 条件跳转指令

条件跳转指令根据特定条件跳转到程序中的另一个位置。常见的条件跳转指令包括：

- **跳转如果相等 (JE)：**如果两个值相等，则跳转。
- **跳转如果不相等 (JNE)：**如果两个值不相等，则跳转。
- **跳转如果大于 (JG)：**如果第一个值大于第二个值，则跳转。
- **跳转如果小于 (JL)：**如果第一个值小于第二个值，则跳转。

#### 2.2.2 循环指令

循环指令允许程序重复执行一段代码。常见的循环指令包括：

- **循环 (LOOP)：**重复执行一段代码，直到计数器达到 0。
- **跳转循环 (JMP)：**跳转到程序中的另一个位置，并开始循环。
- **退出循环 (EXIT)：**退出循环。

#### 2.2.3 子程序调用

子程序调用允许程序从一个位置调用另一个位置的代码。这有助于将程序分解成更小的模块，从而提高可维护性和可重用性。

子程序调用使用以下指令：

- **调用 (CALL)：**调用子程序。
- **返回 (RET)：**从子程序返回。

**示例代码：**

; 定义一个子程序
subroutine:
    mov ax, 10
    ret

; 调用子程序
main:
    call subroutine

这行代码调用子程序 `subroutine`，该子程序将十进制数 10 存储在寄存器 `ax` 中。

# 3.1 C语言的基本语法

#### 3.1.1 数据类型和变量定义

C语言提供了多种数据类型来表示不同的数据，包括整型、浮点型、字符型和布尔型。变量用于存储数据，其类型必须与存储的数据相匹配。

**数据类型说明：**

| 数据类型 | 描述 |
|---|---|
| int | 整型 |
| float | 浮点型 |
| char | 字符型 |
| bool | 布尔型 |

**变量定义：**

int age = 25;
float weight = 75.5;
char name[] = "John Doe";
bool isMarried = true;

#### 3.1.2 运算符和表达式

C语言提供了丰富的运算符来执行各种操作，包括算术运算、逻辑运算、关系运算和位运算。表达式由运算符和操作数组成。

**算术运算符：**

| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| + | 加法 |
| - | 减法 |
| * | 乘法 |
| / | 除法 |
| % | 取余 |

**逻辑运算符：**

| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| && | 与运算 |
| || | 或运算 |
| ! | 非运算 |

**关系运算符：**

| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| == | 等于 |
| != | 不等于 |
| < | 小于 |
| > | 大于 |
| <= | 小于等于 |
| >= | 大于等于 |

**位运算符：**

| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| & | 按位与 |
| | | 按位或 |
| ^ | 按位异或 |
| ~ | 按位取反 |
| << | 左移 |
| >> | 右移 |

**表达式示例：**

int result = 10 + 5; // 算术表达式
bool isTrue = (x > 0) && (y < 10); // 逻辑表达式
char letter = 'a' + 1; // 字符运算表达式

# 4. 单片机汇编语言实践

### 4.1 输入/输出设备编程

#### 4.1.1 串口通信编程

**串口通信原理**

串口通信是一种异步串行通信方式，数据以一位一位的方式传输。发送方和接收方通过一根或多根信号线进行通信，通常包括发送数据线、接收数据线和地线。

**汇编语言串口编程**

; 初始化串口
MOV SFRPAGE,#0FH
MOV SCON,#0x50H ; 8位数据，1停止位，无奇偶校验
MOV TMOD,#0x20H ; 模式1，8位定时器/计数器
MOV TH1,#0xFDH ; 波特率为9600bps，晶振频率为11.0592MHz
MOV TL1,#0xFDH

; 发送一个字节
MOV SFRPAGE,#0FH
MOV SBUF,#0x55H ; 要发送的字节

**代码逻辑分析**

* `MOV SFRPAGE,#0FH`：切换到特殊功能寄存器页。
* `MOV SCON,#0x50H`：初始化串口控制寄存器（SCON），设置数据位、停止位和奇偶校验位。
* `MOV TMOD,#0x20H`：初始化定时器/计数器模式寄存器（TMOD），设置定时器1为模式1。
* `MOV TH1,#0xFDH`：初始化定时器1高8位寄存器（TH1），设置波特率为9600bps。
* `MOV TL1,#0xFDH`：初始化定时器1低8位寄存器（TL1），