摘 要： 探討了MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計相關(guān)問題，研究了MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序的三種基本結(jié)構(gòu)，并給出了程序?qū)崿F(xiàn)方法范例，介紹了MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計步驟及各部分具體設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞： 單片機 結(jié)構(gòu)化程序
1 MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計概述
結(jié)構(gòu)化程序指程序組成結(jié)構(gòu)化、功能模塊化、運行流程化。結(jié)構(gòu)化程序要求將處理特定任務(wù)的代碼和數(shù)據(jù)與程序其余部分隔離，在MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序中，實現(xiàn)隔離的方法是將處理特定任務(wù)的指令和數(shù)據(jù)設(shè)計成子程序或中斷服務(wù)子程序。這些子程序或中斷服務(wù)子程序稱作功能模塊，其具有確定功能，處理特定任務(wù)，解決專門問題。
在MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計時，按照總體規(guī)劃和總體設(shè)計，由若干軟件設(shè)計人員分別編程設(shè)計各功能模塊，再依據(jù)軟件結(jié)構(gòu)和程序流程，由若干功能模塊組成結(jié)構(gòu)化程序，實現(xiàn)應(yīng)用程序整體功能，解決復(fù)雜的實際問題。
MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序具有結(jié)構(gòu)清晰、邏輯性強、易于維護(hù)、便于共享、運行穩(wěn)定、可靠性高等特點。按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計要求編程，有助于規(guī)范軟件設(shè)計人員的編程工作，有助于提高軟件設(shè)計人員的編程效率，有助于提升軟件設(shè)計人員的編程水平。
2 三種基本結(jié)構(gòu)及程序?qū)崿F(xiàn)方法
MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)化程序由若干功能模塊構(gòu)成，功能模塊由三種基本結(jié)構(gòu)組成，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。由這三種基本結(jié)構(gòu)組成的功能模塊，能實現(xiàn)各種程序算法，解決復(fù)雜實際問題。
2.1 順序結(jié)構(gòu)
在順序結(jié)構(gòu)程序中，按先后順序，CPU逐條執(zhí)行指令或逐段執(zhí)行程序段。順序結(jié)構(gòu)分為逐條順序結(jié)構(gòu)和逐段順序結(jié)構(gòu)兩種。逐條順序結(jié)構(gòu)如圖1所示，逐段順序結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 選擇結(jié)構(gòu)
在選擇結(jié)構(gòu)程序中，CPU執(zhí)行條件判斷指令(或間接轉(zhuǎn)移指令)，依據(jù)條件(或轉(zhuǎn)移目的地址)執(zhí)行對應(yīng)分支程序段。選擇結(jié)構(gòu)分為二分支選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇結(jié)構(gòu)。
2.2.1 二分支選擇結(jié)構(gòu)
在二分支選擇結(jié)構(gòu)程序中，CPU執(zhí)行條件判斷指令，判斷轉(zhuǎn)移條件。當(dāng)條件滿足時，CPU執(zhí)行程序段1；當(dāng)條件不滿足時，CPU執(zhí)行程序段2，實現(xiàn)了二分支選擇功能。條件轉(zhuǎn)移類指令、比較不相等轉(zhuǎn)移類指令均可作為條件判斷指令。二分支選擇結(jié)構(gòu)如圖3所示。程序?qū)崿F(xiàn)方法參見范例1。
范例1：
CJNE A，# DATA,PGM2
PGM1：{程序段1}
LJMP EXIT
PGM2：{程序段2}
EXIT：┇
2.2.2 多分支選擇結(jié)構(gòu)
在多分支選擇結(jié)構(gòu)程序中，CPU執(zhí)行間接轉(zhuǎn)移指令，計算多分支轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址，依據(jù)多分支轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址，CPU執(zhí)行對應(yīng)分支程序段，實現(xiàn)了多分支選擇功能。在多分支選擇結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)方法范例2中，A中保存有多分支選擇條件值n，多分支選擇結(jié)構(gòu)如圖4所示。程序?qū)崿F(xiàn)方法參見范例2。
范例2：
PGM： MOV R1，A
RL A
ADD A，R1
MOV DPTR，# PGMTB
JMP @A+DPTR
PGMTB： LJMP PGM0
LJMP PGM1
┇
LJMP PGMn
┇
PGM0： {程序段0}
LJMP EXIT
PGM1： {程序段1}
LJMP EXIT
┇
PGMn： {程序段n}
LJMP EXIT
EXIT： ┇
2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)
在循環(huán)結(jié)構(gòu)程序中，CPU執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移指令，依據(jù)條件決定是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)結(jié)構(gòu)分為當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)和直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)兩種，下面分別介紹。
2.3.1 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)
在當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)程序中，CPU首先執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移指令，判斷循環(huán)條件。當(dāng)條件滿足時，CPU繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體程序；當(dāng)條件不滿足時，CPU退出循環(huán)結(jié)構(gòu)程序，接著執(zhí)行后續(xù)程序。當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)如圖5所示，程序?qū)崿F(xiàn)方法參見范例3、范例4。
