KEIL 单片机实验指导书 [12]精讲

单片机原理及应用

实验指导书

2008年10月

目 录

一、 实验环境介绍 ............................................................................................................ 1

1.1 Keil集成开发环境介绍 ...........................................................................................1 1.2 G2010+实验箱介绍 ................................................................................................ 11 1.3 EasyProbe 8052F仿真器介绍................................................................................12

二、 实验内容 .................................................................................................................. 13

实验一 练习使用集成调试软件 ..................................................................................13 实验二 简单和分支程序设计 ......................................................................................14 实验三 循环和查表程序设计 ......................................................................................15 实验四 简单输入/输出 .................................................................................................16 实验五 外部中断 ..........................................................................................................17 实验六 定时器应用 ......................................................................................................19 实验七 计数器应用 ......................................................................................................21 实验八 串行口应用 ......................................................................................................23 实验九 C51编程 ..........................................................................................................26

三、 附录 .......................................................................................................................... 27

单片机原理及应用实验指导书

一、 实验环境介绍

1.1 Keil集成开发环境介绍

Keil集成开发环境是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编语言、PLM语言、C语言的程序设计，界面友好，易学易用。

(1) 建立工作文件夹

在规定的盘符建立一个以自己学号命名的文件夹，作为工作文件夹，将日后实验所有的文件都存放在该文件夹中。

(2) 进入集成开发环境

双击桌面图标，进入uVision2集成开发环境。

(3) 新建工程

选择菜单“工程—新建工程”，弹出“新建工程”对话框；

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在“保存在”下拉列表中选择自己的工作文件夹，在“文件名”文本框中键入工程名（不需要键入扩展名，扩展名默认为 .uv2），单击“保存”按钮，关闭“新建工程”对话框，弹出“为目标‘target 1’选择设备”对话框，选择目标芯片型号；

选择Atmel公司的C52芯片，单击“确定”按钮，关闭对话框，新建一个工程。

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单片机原理及应用实验指导书

(4) 选择调试方式

单击“目标选项”按钮，弹出“目标’Target 1’属性”对话框；单击“调试”标签，选择调试方式。

3

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若使用软件模拟方式，则选中“S 使用仿真器”，其他选项保持默认状态，不要随意更改；若使用硬件仿真器调试，则选中“U 使用”，并在其后的下拉列表中选择“Micetek Driver”，再选中“启动时加载程序”和“运行到main()”，其他选项保持默认状态，不要随意更改。单击“确定”按钮，关闭该窗口。

(5) 新建源程序

单击“新建文件”按钮，在弹出的文本窗口中输入汇编语言源程序；

4

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输入完毕后，单击“保存”按钮，弹出“另存”对话框；

确认“保存在”为自己的工作文件夹，在“文件名”文本框中键入源程序文件名和扩展名（一定要输入扩展名，汇编语言源程序的扩展名为 .ASM）；单击“保存”按钮，关闭对话框，保存源程序。

(6) 将源程序添加到工程中

右键单击“工程窗口”中的“Source Group 1”，在弹出的菜单中选择“增加文件到组”；（注：软件汉化有误）

5

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弹出“增加文件到组”对话框；

6

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在“文件类型”下拉列表中选择“Asm源文件”；

选中欲添加的源程序，单击“Add”按钮，源程序添加到工程中。但是，该对话框并不关闭，等待用户继续添加其他程序。添加完毕后，单击“关闭”按钮，关闭对话框。“工程窗口”中，“Source Group 1”下将出现该源程序文件名。

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若对同一个文件二次添加，则会弹出如下警告框。

(7) 编译和连接

单击“构造所有目标文件夹”按钮，对原程序进行编译和连接，构造结果将在“构造”窗口中显示。如果程序有语法错误，则会指出错误类型及所在行，修改后，重新构造，直至没有任何语法错误。

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(8) 开始调试

单击“开始/停止调试”按钮，进入调试状态。

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在调试状态下，“构造工具栏”变为“调试工具栏”。通过单步运行，查看寄存器、存储器的值，判断程序是否运行正确。若不正确，找出问题所在，单击“开始/停止调试”按钮，停止调试，进入编辑状态，修改程序，重新编译、调试。

(9) 查看寄存器

进入调试状态后，“工程窗口”变为“寄存器窗口”，可以查看CPU各寄存器的值。

(10) 查看存储器

单击“存储器窗口”按钮，打开存储器窗口；该窗口共有4个标签，可显示4个存储器的值。单击一个标签，在地址栏中输入要查看的存储器单元的类型及地址。

片内数据存储器 I : [地址] 片外数据存储器 X : [地址] 程序存储器 C : [地址]

若要人为修改某存储单元的值，可右键单击该单元，在弹出的菜单中选择“更新存储器”，在弹出的文本框中输入该单元的新值，单击“确定”即可。注：十六进制数前加“0x”。

(11) 单步运行

在调试状态下，源程序的左边有一个黄色的箭头，指示当前程序执行的位置，即将要执行的一条指令。单击“单步”按钮，程序执行一条指令，黄色箭头下移一行。寄存器和存储器的值的变化显示在相应位置。执行过的指令左边用一绿色方块标记。

(12) 运行到光标行

若想快速、连续执行若干条指令，可将光标定位在这些指令的最后一行处，单击“运行到光标行”按钮，即可。

(13) 全速运行

对于有些程序，只有全速运行才能实现其功能，这时只需单击“运行”按钮；若要暂停运行，单击“暂停”按钮。

(14) 将源程序从工程中删除

一个程序调试成功后，若要调试另一个程序，可不必新建工程，只需新建一个源程序，添加到原有的工程中，同时，将前一个源程序从工程中删除。

在“工程窗口”中，单击要删除的源程序名，按“Delete”键，在弹出的对话框中选择“确定”即可。

对于初学者，一般一个工程中只包含一个源程序，应将多余的源程序删除。

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1.2 G2010+实验箱介绍

SICElab-G2010+实验箱是一个开放式综合实验/仿真系统，具有如下个模块。 新型实用模块： （1）LCD液晶实验 （2）点阵LED广告屏 （3）DS12887实时时钟 （4）红外线发送、接收 （5）直流电机恒速控制 （6）电子琴模拟实验 （7）串行ROM / I2C ROM / 看门狗 （8）步进电机调速

传感器模块： （1）温度传感器 （2）压力传感器 （3）霍尔传感器 （4）红外传感器

传统实验模块：

（1）模数转换器A/D0809 （2）数模转换器D/A0832 （3）8155控制键盘/显示 （4）V/F转换器LM331 （5）串口通讯MAX232 （6）音响电路LM386 （7）EPROM27C256扩展 （8）RAM62扩展 （9）微型打印机接口 （10）PWM模块

通用实验模块： （1）模拟信号发生器 （2）开关量发生器 （3）发光二极管组 （4）信号发生器 （5）74LS138译码器 （6）分频器电路 （7）LED6位数码管 （8）20个键盘组 （9）逻辑笔 （10）门电路

自由实验模块：

由DIP40锁紧插座及240个插孔组成，CPU所有信号均以插孔方式引出，还设计了常用门电路、晶振源、电源插孔等，可以完成以上实验模块的组合实验以及由实验者自行命题和新器件、新方案的实验，使得实验方式和内容不受。

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1.3 EasyProbe 8052F仿真器介绍

EasyProbe 8052F仿真器是单片机专业用仿真器，具有高性能仿真存储区，实时硬件断点，实时追踪记录功能，支持标准8031/32/51/52//58微控制器。

系统性能

* 双CPU架构，全开放设计

* 完全实时仿真，最高速度可达40MHz

* 轻巧实用，可以不使用仿真电缆而直接插入用户仿真系统，便于现场调试 * 以115200bps通过RS232串口与主机通信

* 支持8XC31/32/51/52/58及78C31/32/51/52//58等 51系列内核的CPU * 尺寸：9.0cm 宽：6.5 cm 高：3.0 cm， 重：125g

高性能仿真存储区

* 128K仿真存储区,包括K程序存储区和K数据存储区 * 可按下列属性进行映射: - Overlay(Internal):内部 - Target(External): 外部

* 目标处理器可完整保留自身的存储区和I/O空间 * 全空间K个实时硬件断点

原始程序级开发功能

 K硬件执行断点，支持所有程序空间

 可对原始程序或C语言进行单步操作 ( Step Into / Over )

 循环单步操作 ( Cycle ) 后可显示地址总线、数据总线、周期状态、介面状态及外部追踪位状态资讯

单机执行功能

 内建Flash，可下载程序至仿真器中，下载后可单机执行程序，不须连接PC

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二、 实验内容

实验一

1. 实验目的

（1）练习使用Keil集成调试软件； （2）进一步熟悉汇编语言指令的功能。

练习使用集成调试软件

2. 实验内容

按照实验指导书的说明，结合附录中的例子，练习使用Keil集成调试软件，为以后的实验打下基础。

3. 实验器材

计算机1台

4. 实验步骤

（1）新建工程； （2）输入源程序；

（3）将源程序添加到工程中； （4）编译和连接； （5）运行程序；

（6）观察记录运行过程和结果。

5. 实验报告要求

（1）列出源程序，并加以注释； （2）结构复杂的程序，画出流程图； （3）对实验过程和结果进行分析； （4）写出心得体会。

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实验二

1. 实验目的

（1）掌握简单程序设计方法； （2）掌握分支结构程序设计方法。

简单和分支程序设计

2. 实验内容

（1）编写程序，计算30H、31H单元和32H、33H单元中两个4位BCD码的和，结果

存放到34H、35H单元；

（2）编写程序，将30H、31H、32H单元中的3个数按从小到大的顺序排列，结果仍存

放在这3个单元。

3. 实验器材

计算机1台

4. 实验步骤

（1）新建工程 （2）输入源程序

（3）将源程序添加到工程中 （4）编译和连接 （5）运行程序

（6）观察、记录程序运行的过程和结果

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单片机原理及应用实验指导书

实验三

循环和查表程序设计

1. 实验目的

（1）掌握循环结构程序设计方法； （2）掌握查表程序设计方法。

2. 实验内容

（1）编写程序，查找30H~39H单元10个数中奇数的个数，结果存放到40H单元；（2）编写程序，查表得到两个数的乘积。

3. 实验器材

计算机1台

4. 实验步骤

（1）新建工程 （2）输入源程序

（3）将源程序添加到工程中 （4）编译和连接 （5）运行程序

（6）观察、记录程序运行的过程和结果

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单片机原理及应用实验指导书

实验四

1. 实验目的

（1）进一步理解I/O口的工作原理 （2）掌握输入/输出程序的设计方法

简单输入/输出

2. 实验内容

编写程序，实现开关控制发光二极管的亮、灭。

3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 硬件连线

开关  P1.0

P1.1  发光二极管

5. 实验程序

MAIN:

ORG LJMP ORG MOV MOV SJMP END

0000H MAIN 0030H C, P1.0 P1.1, C MAIN

6. 实验步骤

（1）确认关闭实验箱电源，按题目要求接线；

（2）打开实验箱电源，注意观察电源指示灯是否点亮；

（3）进入集成开发环境，新建工程，注意需使用硬件仿真器； （4）输入程序，编译，单步运行，检查系统是否工作正常； （5）全速运行程序，拨动开关，控制发光二极管的亮、灭； （6）关闭实验箱电源，改变接线，做其他实验。

7. 思考与发挥

（1）如何实现多个开关控制多个发光二极管？ （2）如何实现8个发光二极管循环点亮？

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实验五

外部中断

1. 实验目的

（1）进一步了解外部中断的结构和工作原理； （2）掌握外部中断的应用程序设计方法。

2. 实验内容

编写程序，利用脉冲按钮产生中断，观察外部中断的响应、处理及返回过程。3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 硬件连线

脉冲输出  INT0_________

(P3.2) 引脚

5. 实验程序

ORG 0000H

LJMP MAIN ORG 0003H

LJMP INT0_SERVE ORG 0030H MAIN: SETB EX0 SETB IT0 SETB EA LOOP: MOV A, #01H MOV A, #02H MOV A, #03H SJMP LOOP

INT0_SERVE: MOV 30H, A

RETI END

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6. 实验方法

将光标定位在 LJMP INT0_SERVE

指令处，按下“运行到光标行”按钮，程序全速运行，等待外部中断。

按动脉冲按钮，产生下降沿，程序将中断运行，返回监控状态。

继续单步执行程序，观察中断程序的执行及中断返回过程。查看累加器A或30H单元的值，可知主程序的中断位置。

重复进行实验，中断位置会不同。

7. 思考与发挥

设计一个实验，验证外部中断低电平触发方式。

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实验六

定时器应用

1. 实验目的

（1）进一步了解定时器的结构和工作原理； （2）掌握定时器的应用程序设计方法。

2. 实验内容

编写定时程序，利用音响电路产生不同频率的声音

3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 硬件连线

P1.0  音响输入

5. 实验程序

查询方式（TIM0_JNB.ASM） ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN: MOV TMOD, #00000010B MOV TH0, #80H MOV TL0, #80H SETB TR0

LOOP: JNB TF0, $ CLR TF0 CPL P1.0

SJMP LOOP

END

中断方式（TIM0_INT.ASM） ORG 0000H

LJMP MAIN

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MAIN:

TIM0:

ORG LJMP ORG MOV MOV MOV SETB SETB SETB

SJMP CPL RETI END

000BH TIM0

0030H

TMOD, #00000010B TH0, #80H TL0, #80H ET0 EA TR0 $ P1.0

6. 实验方法

全速运行程序，从喇叭中发出一定频率的声音。

7. 思考与发挥

（1）如何改变声音频率？

（2）计数初值变大，声音频率将如何变化？ （3）如何延长定时时间，使发光二极管闪亮？

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实验七

计数器应用

1. 实验目的

（1）进一步了解计数器的结构和工作原理； （2）掌握计数器的应用程序设计方法。

2. 实验内容

编写计数程序，记录按键次数。

3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 硬件连线

脉冲输出  T0 (P3.4) 引脚 P1.0  发光二极管

5. 实验程序

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP CNT0

ORG 0030H

MAIN: MOV TMOD, #00000101B MOV TH0, #0FFH MOV TL0, #0FDH SETB ET0 SETB EA SETB TR0

SJMP $

CNT0: CPL P1.0

RETI

END

6. 实验方法

全速运行程序，按动脉冲按钮，每发出3个脉冲，发光二极管改变一次状态。 21

单片机原理及应用实验指导书

7. 思考与发挥

若要求每发出5个脉冲，发光二极管改变一次状态，如何修改程序？

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实验八

1. 实验目的

串行口应用

（1）进一步了解串行口的结构和工作原理； （2）掌握串行口的应用程序设计方法。

2. 实验内容

利用8031单片机串行口，实现两个实验台之间的串行通讯。其中一个实验台作为发送方，另一侧为接收方。发送方读入按键值，并发送给接收方，接收方收到数据后在LED上显示。

3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 硬件连线

P3.0  RXD P3.1  TXD

两台实验箱用通讯电缆连接

5. 实验程序

发送程序（查询方式）

MAIN:

ORG LJMP ORG MOV MOV MOV JNB CLR

0000H MAIN

0030H

SCON, #10000000B A, #12H SBUF, A TI, $ TI

SJMP $ END

发送程序（中断方式）

ORG 0000H

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单片机原理及应用实验指导书

MAIN:

SEND:

LJMP ORG LJMP ORG MOV MOV MOV SETB SETB

SJMP CLR RETI END

MAIN 0023H SEND

0030H

SCON, #10000000B A, #12H SBUF, A ES EA $ TI

接收程序（查询方式）

MAIN:

ORG LJMP ORG MOV JNB CLR MOV

SJMP END

0000H MAIN

0030H

SCON, #10010000B RI, $ RI

A, SBUF $

接收程序（中断方式）

ORG LJMP ORG LJMP ORG MAIN: MOV SETB SETB SJMP

RECEIVE:

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0000H MAIN 0023H RECEIVE

0030H

SCON, #10010000B ES EA $

单片机原理及应用实验指导书

CLR RI MOV A, SBUF RETI END

6. 实验方法

接收方先运行，把光标定位在 MOV A, SBUF

指令的下一条指令处，按“运行到光标行”按钮等待接收数据。

发送方后运行，把光标定位在 CLR TI

指令处，按“运行到光标行”按钮，程序很快运行结束，数据发送完毕。

接收方接收到数据后，程序中断运行，返回监控状态，查看累加器A中的内容是否为发送方发送的数据。

7. 思考与发挥

（1）发送方是否可以先运行？ （2）如何发送一组数据？

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实验九

1. 实验目的

初步掌握C51程序设计方法。

C51编程

2. 实验内容

编写并调试出一个C51实验程序。

3. 实验器材

（1）计算机1台 （2）仿真器1台 （3）实验箱1台

4. 实验程序

main() {

int x, y, z; x = 10; y = 20; z = x + y; x++; y--;

while (1); }

本例中main是主函数名，要执行的主函数的内容称为主函数体，主函数体用大括号{ }括起来。函数体中包含若干条将被执行的程序语句，每条语句都必须以分号为结束符。

5. 实验方法

保存源程序时，输入扩展名.C ；

使用观察窗口查看变量的值。按“查看调用堆栈窗口”按钮打开观察窗口；在“局部”标签中显示出变量的值；或者，右键单击程序中的变量名，在弹出的菜单中选择“增加 到观察窗口”—“#1”或“#2”。

6. 思考与发挥

用C51语言编写一个数据排序程序。

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三、 附录

1. 数据交换

交换片内数据存储器30H和31H单元的内容。 源程序：(XCH.ASM) ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN: MOV 30H, #12H MOV 31H, #34H MOV A, 30H MOV 30H, 31H MOV 31H, A

SJMP $

END

2. 片外数据交换

交换片外数据存储器0030H和0031H单元的内容。 源程序：(MOVX.ASM) ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN: MOV DPTR, #0030H MOV A, #12H MOVX @DPTR, A

MOV DPTR, #0031H MOV A, #34H MOVX @DPTR, A MOV DPTR, #0030H MOVX A, @DPTR MOV R0, A

MOV DPTR, #0031H MOVX A, @DPTR MOV DPTR, #0030H

MOVX

@DPTR, A

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MOV MOV MOVX

SJMP END

DPTR, #0031H A, R0 @DPTR, A $

3. 查表程序

片外程序存储器从0050H单元开始存放有10位学生的成绩，根据累加器A中的学号，查出该学生的成绩。 源程序：(MOVC.ASM)

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV A, #05H MOV DPTR, #CJTAB MOVC A, @A+DPTR SJMP $ ORG 0050H CJTAB: DB 98H, 74H, 83H, 85H, 77H DB 65H, 92H, 68H, 84H, 70H END

注意观察程序存储器中成绩表的存放情况。

4. 双字节数加法

片内数据存储器30H（高8位）、31H（低8位）单元和32H、33H单元存放有两个双字节无符号数，将其相加，和存放在30H、31H单元中。 源程序：(ADD_W.ASM)

MAIN:

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ORG LJMP ORG MOV MOV MOV MOV MOV ADD

0000H MAIN 0030H

30H, #12H 31H, #34H 32H, #0ABH 33H, #0CDH A, 31H A, 33H

单片机原理及应用实验指导书

MOV 31H, A MOV A, 30H ADDC A, 32H MOV 30H, A

SJMP $

END

思考与发挥：

如何实现双字节数减法？

5. 双字节数加一

将30H（高8位）、31H（低8位）单元双字节数加一。源程序：(INC_W.ASM)

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV A, 31H ADD A, #01H MOV 31H, A MOV A, 30H ADDC A, #00H MOV 30H, A SJMP MAIN END

该程序为循环结构，可连续单步运行。 思考与发挥：

如果为BCD码加一，程序将如何修改？

6. 双字节数左移

将30H、31H单元双字节数左移一位。 源程序：(RLC_W.ASM) ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 0030H

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MAIN: MOV 30H, #12H MOV 31H, #88H

LOOP: MOV A, 31H CLR C RLC A MOV 31H, A MOV A, 30H RLC A MOV 30H, A SJMP LOOP END

该程序为循环结构，可连续单步运行。 思考与发挥：

如果要右移一位，程序将如何修改？

7. 比较大小

比较片内数据存储器30H和31H单元的两个无符号数的大小，将较大者存入32H单元。

源程序：(MAX_2.ASM)

MAIN:

COMP:

BIG:

ORG LJMP ORG MOV MOV MOV CJNE JNC MOV MOV

SJMP END

0000H MAIN 0030H

30H, #12H 31H, #34H A, 30H

A, 31H, COMP BIG A, 31H 32H, A $

思考与发挥：

若要存放较小数，程序将如何修改？

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8. 寻找最大值

片内数据存储器30H~39H单元中存放有10个无符号数，找出其中最大数存放到40H单元中。

源程序：(MAX_10.ASM)

MAIN:

LOOP:

COMP:

NEXT:

ORG LJMP ORG MOV MOV MOV ┇ MOV MOV MOV MOV MOV CJNE JNC MOV INC DJNZ MOV

0000H MAIN 0030H

30H, #82H 31H, #23H 32H, #98H ┇

39H, #33H A, 30H R0, #31H R7, #09H B, @R0

A, B, COMP NEXT A, B R0

R7, LOOP 40H, A

SJMP $ END

思考与发挥：

若要寻找最小值，程序将如何修改？

9. 单字节BIN码BCD码

将累加器A中的二进制码转换为BCD码，结果存放在片内数据存储器30H（百位）、31H（十位）、32H（个位）单元中。 源程序：(BIN2BCD.ASM)

MAIN:

ORG LJMP ORG MOV MOV

0000H MAIN 0030H A, #0BAH B, #H

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DIV MOV MOV MOV DIV MOV MOV

SJMP END

AB

30H, A A, B B, #0AH AB

31H, A 32H, B $

10. 单字节BCD码BIN码

将累加器A中的压缩BCD码转换为二进制码。 源程序：(BCD2BIN.ASM)

MAIN:

ORG LJMP ORG MOV PUSH ANL SWAP MOV MUL MOV POP ANL ADD

SJMP END

0000H MAIN 0030H A, #26H ACC

A, #0F0H A

B, #0AH AB B, A ACC

A, #0FH A, B $

11. 子程序

片内数据存储器30H、31H单元存有两个无符号数a和b，编程计算a2+b2，将结果存取32H单元。由子程序求数的平方。设结果为单字节数。 源程序：(SUBROUT.ASM)

MAIN:

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ORG LJMP ORG MOV MOV

0000H MAIN 0030H 30H, #2 31H, #3 单片机原理及应用实验指导书

MOV A, 30H LCALL SQR MOV 32H, A MOV A, 31H LCALL SQR ADD A, 32H MOV 32H, A

SJMP $

SQR: MOV B, A MUL AB

RET

END

实验方法：

单步执行程序，注意观察程序的执行顺序。

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