汇编语言程序和汇编程序,汇编程序一般有哪些功能

本论文的目的是用keil 5编写汇编程序，掌握汇编语言的相关知识。 这里分为两个部分。 第一部分通过Keil练习程序集的创建和调试，同时了解Hex文件的格式。 第二个部分是使用组件进行stm32F103的点亮实验，通过实战方式加深理解。

目录(一)汇编语言)概要)命令3 )优缺点)2)使用Keil 5的汇编程序制作)新汇编程序制作)新汇编程序文件制作)调试汇编程序4 ) HEX文件概要)3)汇编点亮实验1 )实验

(一)汇编语言1 )概要汇编语言(Assembly Language )是用于电子计算机、微处理器、微控制器或其它可编程设备的低级语言，也称为符号语言。在汇编语言中，用助记符代替机器指令的操作码，用地址符号或标号代替指令或操作数的地址在不同的设备上，汇编语言支持不同的机器语言指令集，并通过汇编过程转换为机器指令。 特定的汇编语言和特定的机器语言指令集是一对一的，不能在不同平台之间直接移植。 2 .命令发送命令

通用数据传输命令MOV、条件传输命令CMOVcc、堆栈操作命令push/pusha/pushad/pop/popa/popad、交换命令XCHG/XLAT/BSWAP、地址或段

加法命令ADD/ADC、减法命令SUB/SBB、加法命令INC、减法命令DEC、比较操作命令CMP、乘法命令MUL/IMUL、除法命令DIV/IDIV、代码扩展命令CBW/CWDE/CDQE、十进制调整命令Daa等运算

用于将寄存器或存储器的操作数移动逻辑左移命令SHL、逻辑右移命令SHR、算术左移命令SAL、算术右移命令SAR、循环左移命令ROL、循环右移命令ROR等指定次数。 位操作

位测试命令BT、位测试&； 置位指令BTS、位测试&； 复位命令BTR、位测试&； 提取命令BTC、位前向扫描命令BSF、位后向扫描命令BSR等。 控制迁移

包括无条件分支指令JMP、条件分支指令JCC/JCXZ、循环指令LOOP/LOOPE/LOOPNE、过程调用指令CALL、子程序返回指令RET、中断指令INTn、INT3、INTO、IRET等串行操作

用于操作串行传输命令MOVS、串行比较命令CMPS、串行扫描命令SCANS、串行加载命令LODS、串行保存命令STOS等数据列，这些命令有选择地与REP/REPE/REPZ/REPNE和REPNZ 输入输出

用于与外围设备的数据交换，如端口输入指令IN/INS、端口输出指令OUT/OUTS等。 3 .优缺点可轻松读取内存状态和硬件I/O接口情况的代码编译环节少，可作为低级语言准确执行，可扩展性强有缺点的程序非常单调，特殊指令字少即使完成了一个程序，后期的维护也需要很多时间，由于机器的特殊性，存在代码兼容性差的缺点。 (二)使用Keil 5编写汇编程序1 .新建汇编程序项目选择Project-New uVision Project .

命名新项目并将其保存在适当的位置。 我叫test

稍后将涉及STM32的点亮实验，在此需要选择要使用的硬件支持。 这里使用的是STM32F103ZET6，所以选择STM32F103ZE就可以了

选中CORE和Startup两个选项，然后单击OK

那时，左边的Project选项中出现了我们新做的工程

2 .在新组件文件Source Group 1选项下，单击鼠标右键，然后选择Add New Item to Group Source Group 1 .

选择ASMfile(.s )，然后输入新创建的组件文件的名称(此处命名为TEST ) )。

汇编程序AREA MYDATA，DATA AREA MYCODE，codeentryexport _ main _ _ main movr 0，#10MOV R1，#11MOV R2，#12MOV R3，#13； LDR R0，=func01BLfunc01； LDR R1，=func02BLfunc02BL func03LDR LR，=func01LDR PC，=func03B .func01MOV R5，#05BX LRfunc02MOV R6，#06BX LRfunc03MOV R7，

没有错误也没有警告。 放置调试选项，右键单击项目，然后选择Options for Target 'Target1' . (或者，直接单击图中的魔术栏图标。 ）

在" Debug "标签中，选择“使用模拟调试工具”。 “因为要在ST-Link上调试程序，所以选择ST-Link Dehugger。 ”

单击图的调试按钮Start/Stop Debug Session开始调试

要进入调试界面，请执行以下操作：

动态调试变量

在MOV R0, #10这里设置断点，运行程序（F5）
可以看到程序运行到这里时停了下来，此时MOV R0, #10还未执行，我们可以看到R0、R1、R2、R3的值都为0还没有改变。
取消原来设置的断点并在BL function1这里设置断点，运行程序（F5）
我们可以看到此时R0、R1、R2、R3的值都相应的变为赋给它的值（R0变为0x0000000A，R1变为0x0000000B，R2变为0x0000000C，R3变为0x0000000D）
取消原来设置的断点并在fun03的BX LR这里设置断点，运行程序（F5）


通过上面的图片我们可以看到R5、R6、R7、R8的值从全零变为相应的值（R5变为0x00000005，R6变为0x00000006，R7变为0x00000007，R8变为```0x00000008 ``） 4.hex文件简介 生成hex文件
工程选项中选择Output，然后勾选Create HEX File，再重新编译一下工程即可生成Hex文件
Hex文件分析 打开生成的Hex文件如下：
Hex文件都是由记录（RECORD）组成的。在HEX文件里面，每一行代表一个记录，每个记录由冒号开始。
Hex文件分析

第一个字节 0x02表示本行数据的长度；
第二、三个字节 0x00 0x00表示本行数据的起始地址；
第四个字节 0x00表示数据类型，数据类型有：0x00、0x01、0x02、0x03、0x04、0x05。
后面是数据字节
最后一个字节 0xD0为校验和。

数据类型如下：
00： Data Rrecord 用来记录数据，HEX文件的大部分记录都是数据记录
01： End of File Record 用来标识文件结束，放在文件的最后，标识HEX文件的结尾
02： Extended Segment Address Record 用来标识扩展段地址的记录
03： Start Segment Address Record 开始段地址记录
04： Extended Linear Address Record 用来标识扩展线性地址的记录
05： Start Linear Address Record 开始线性地址记录

（三）汇编点灯实验 1.实验程序 LED0 EQU 0x42218194 ;LED0的地址 （PB5）RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;GPIOA_CRH EQU 0x40010804GPIOB_CRL EQU 0x40010C00Stack_Size EQU 0x00000400 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3Stack_Mem SPACE Stack_Size__initial_sp AREA RESET, DATA, READONLY__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack DCD Reset_Handler ; Reset Handler AREA |.text|, CODE, READONLY THUMB REQUIRE8 PRESERVE8 ENTRYReset_Handler BL LED_InitMainLoop BL LED_ON BL Delay BL LED_OFF BL Delay B MainLoop LED_Init PUSH {R0,R1, LR} LDR R0,=RCC_APB2ENR ORR R0,R0,#0x08;使能GPIOB管脚时钟 LDR R1,=RCC_APB2ENR STR R0,[R1] LDR R0,=GPIOB_CRL BIC R0,R0,#0XFF0FFFFF;配置为模拟输入模式 LDR R1,=GPIOB_CRL STR R0,[R1] LDR R0,=GPIOB_CRL ORR R0,R0,#0X00300000;配置为通用推挽输出模式 LDR R1,=GPIOB_CRL STR R0,[R1] MOV R0,#1 LDR R1,=LED0 STR R0,[R1] POP {R0,R1,PC} LED_ON PUSH {R0,R1, LR} MOV R0,#0 LDR R1,=LED0 STR R0,[R1] POP {R0,R1,PC} LED_OFF PUSH {R0,R1, LR} MOV R0,#1 LDR R1,=LED0 STR R0,[R1] POP {R0,R1,PC} Delay PUSH {R0,R1, LR} MOVS R0,#0 MOVS R1,#0 MOVS R2,#0 DelayLoop0 ADDS R0,R0,#1 CMP R0,#330 BCC DelayLoop0 MOVS R0,#0 ADDS R1,R1,#1 CMP R1,#330 BCC DelayLoop0 MOVS R0,#0 MOVS R1,#0 ADDS R2,R2,#1 CMP R2,#15 BCC DelayLoop0 POP {R0,R1,PC} END 2.程序分析 预定义

LED0 EQU 0x42218194
RCC_APB2ENR EQU 0x40021018
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00

这里主要是进行LED管脚位段（bit-band）地址、RCC_APB2ENR外设时钟使能寄存器和GPIOB_CRL端口配置低寄存器地址的设置。其中RCC_APB2ENR外设时钟使能寄存器地址基本上是固定的，不需要改动；而LED管脚和端口配置寄存器的地址需要根据实际情况查阅相关手册进行相应的修改。
这里根据下面红色方框中的公式进行LED管脚位带地址的计算（参照库函数工程版本中sys.h头文件的宏定义）

Cortex™-M3存储器映像包括两个位段(bit-band)区。这两个位段区将别名存储器区中的每个字映射到位段存储器区的一个位，在别名存储区写入一个字具有对位段区的目标位执行读-改-写操作的相同效果。在STM32F10xxx里，外设寄存器和SRAM都被映射到一个位段区里，这允许执行单一的位段的写和读操作。
关于位段的详细信息请参考《Cortex™-M3技术参考手册》

GPIOB_CRL端口配置低寄存器地址则是在GPIOB的基地址上参照手册上的偏移地址计算得出。

启动初始化

分配栈空间 Stack_Size EQU 0x00000400AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3Stack_Mem SPACE Stack_Size__initial_sp

AREA命令：AREA 命令指示汇编器汇编一个新的代码段或数据段。段是独立的、指定的、不可见的代码或数据块，它们由链接器处理。格式如下：

AREA 段名，段属性1，段属性2，段属性3。。。
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
NOINIT： = NO Init，不初始化。
READWRITE : 可读，可写。
ALIGN =3 : 2^3 对齐，即8字节对齐。

SPACE命令：SPACE 命令保留一个用零填充的存储器块。
所以这段代码意思是：分配一个STACK段，该段不初始化，可读写，按8字节对齐。分配一个大小为Stack_Size的存储空间，并使栈顶的地址为__initial_sp。

分配向量表 AREA RESET, DATA, READONLY__Vectors DCD __initial_sp ; Top of StackDCD Reset_Handler ; Reset Handler

开始代码段

AREA |.text|, CODE, READONLY;通知汇编器，开始代码段，设置为只读THUMBREQUIRE8PRESERVE8;这段的意思是，汇编器支持THUMB指令，代码段按8字节对齐ENTRY

ENTRY命令：声明整个程序的入口点，有且仅有一个。

程序正式开始
相关指令： BL：带链接的跳转指令。当使用该指令跳转时，当前地址(PC)会自动送入LR寄存器。B：无条件跳转。PUSH/POP：将值存入堆栈/从堆栈取出LDR和STR：寄存器的装载和存储指令。ORR 按位或操作。BIC 先把立即数取反，再按位与。CMP：CMP是比较两个数，相等或大于则将标志位C置位，否则将C清零。BCC是个组合指令，实际为B+CC，意思是如果C=0则跳转。 3.实验结果

实验说明
我这里采用STM32F103ZET6开发板进行LED的点灯实验，并且完全采用纯汇编的方式实现间隔一定时间点亮LED灯，因此我这里将之前添加的启动文件给去掉，避免后续编译时产生类似于error: L6235E: More than one section matches selector - cannot all be FIRST/LAST.的错误，这因为我们这里使用的纯汇编语言编写stm32点灯实验，所以在编写的.s文件中添加了堆栈指针的初始化，而之前仿真调试时没有添加堆栈指针的初始化；如果没有去掉之前添加启动文件，则会因为有两个启动文件导致编译失败。

（四）总结

这次在Keil 5上使用汇编语言进行调试和stm32的点灯实验，让我有了一番不一样的体验；感觉虽然相比于C语言来说，汇编确实要更加难以理解和编程实现并且难以移植到其他硬件上去，但是它的执行心率确实要快了不少；与库函数、寄存器编写的点灯实验相比，汇编语言编写的LED点灯其Hex文件只有477字节，而寄存器和库函数编写的点灯其Hex文件大小分别为3.81KB和5.32KB。由此可见，汇编语言执行的高效和简洁。而且在学习的过程中，也让我更加了解程序是如何被机器识别和执行的，感觉收获很大。

参考文章：
1.汇编语言 （面向机器的程序设计语言）–百度百科
2.ARM汇编基础之基于MDK创建纯汇编语言的STM32工程
3.hex文件说明
4.简单的STM32 汇编程序—闪烁LED