MCS51单片机实用子程序库.docx

1、MCS51单片机实用子程序库单片机实用子程序库（年版） 周 航 慈 目前已有若干版本的子程序库公开发表，它们各有特色。笔者在1988年也编制了两个子程序库（定点子程序库和浮点子程序库），并在相容性、透明性、容错性和算法优化方面作了一些工作。本程序库中的开平方算法为笔者研究的快速逼近算法，它能达到牛顿迭代法同样的精度，而速度加快二十倍左右，超过双字节定点除法的速度。经过八年来全国广大用户的实际使用，反馈了不少信息，陆续扩充了一些新的子程序，纠正了一些隐含错误，成为现在这个最新版本。 本子程序库对单片机应用程序设计技术一书附录中的子程序库作了重大修订： （）按当前流行的以 IBM PC 为主机的开

2、发系统对汇编语言的规定，将原子程序库的标号和位地址进行了调整，读者不必再进行修改，便可直接使用。 （）对浮点运算子程序库进行了进一步的测试和优化，对十进制浮点数和二进制浮点数的相互转换子程序进行了彻底改写，提高了运算精度和可靠性。 （）新增添了若干个浮点子程序（传送、比较、清零、判零等），使编写数据处理程序的工作变得更简单直观。 在使用说明中开列了最主要的几项：标号、入口条件、出口信息、影响资源、堆栈需求，各项目的意义请参阅单片机应用程序设计技术第六章 6.3.7 节的内容。程序清单中开列了四个栏目：标号、指令、操作数、注释。为方便读者理解，注释尽力详细。 子程序库的使用方法如下： 将子程序库

3、全部内容链接在应用程序之后，统一编译即可。优点是简单方便，缺点是程序太长，大量无关子程序也包含在其中。 仅将子程序库中的有关部分内容链接在应用程序之后，统一编译即可。有些子程序需要调用一些低级子程序，这些低级子程序也应该包含在内。优点是程序紧凑，缺点是需要对子程序库进行仔细删节。 （一） 定点运算子程序库及其使用说明 定点运算子程序库文件名为DQ51.ASM，为便于使用，先将有关约定说明如下： 多字节定点操作数：用R0或R1来表示存放在由R0或R1指示的连续单元中的数据。地址小的单元存放数据的高字节。例如：R0=123456H，若(R0)=30H，则(30H)=12H，(31H)=34H，(3

4、2H)=56H。 运算精度：单次定点运算精度为结果最低位的当量值。 工作区：数据工作区固定在PSW、A、B、R2R7，用户只要不在工作区中存放无关的或非消耗性的信息，程序就具有较好的透明性。 （） 标号： 功能：多字节码加法入口条件：字节数在R7中，被加数在R0中，加数在R1中。出口信息：和在R0中，最高位进位在CY中。影响资源：PSW、A、R2 堆栈需求： 字节BCDA: MOV A,R7 ；取字节数至R2中 MOV R2,A ADD A,R0 ；初始化数据指针 MOV R0,A MOV A,R2 ADD A,R1 MOV R1,A CLR CBCD1: DEC R0 ；调整数据指针 DEC

5、 R1 MOV A,R0 ADDC A,R1 ；按字节相加 DA A ；十进制调整 MOV R0,A ；和存回R0中 DJNZ R2,BCD1 ；处理完所有字节 RET （） 标号： 功能：多字节码减法入口条件：字节数在R7中，被减数在R0中，减数在R1中。出口信息：差在R0中，最高位借位在CY中。影响资源：PSW、A、R2、R3 堆栈需求： 字节BCDB: LCALL NEG1 ；减数R1十进制取补 LCALL BCDA ；按多字节码加法处理 CPL C ；将补码加法的进位标志转换成借位标志 MOV F0,C ；保护借位标志 LCALL NEG1 ；恢复减数R1的原始值 MOV C,F0 ；

6、恢复借位标志 RETNEG1: MOV A,R0 ；R1十进制取补子程序入口 XCH A,R1 ；交换指针 XCH A,R0 LCALL NEG ；通过R0实现R1取补 MOV A,R0 XCH A,R1 ；换回指针 XCH A,R0 RET （） 标号： 功能：多字节码取补入口条件：字节数在R7中，操作数在R0中。出口信息：结果仍在R0中。影响资源：PSW、A、R2、R3 堆栈需求： 字节NEG: MOV A,R7 ；取（字节数减一）至R2中 DEC A MOV R2,A MOV A,R0 ；保护指针 MOV R3,ANEG0: CLR C MOV A,#99H SUBB A,R0 ；按字节

7、十进制取补 MOV R0,A ；存回R0中 INC R0 ；调整数据指针 DJNZ R2,NEG0 ；处理完（R2）字节 MOV A,#9AH ；最低字节单独取补 SUBB A,R0 MOV R0,A MOV A,R3 ；恢复指针 MOV R0,A RET （） 标号： 功能：多字节码左移十进制一位（乘十）入口条件：字节数在R7中，操作数在R0中。出口信息：结果仍在R0中，移出的十进制最高位在R3中。影响资源：PSW、A、R2、R3 堆栈需求： 字节BRLN: MOV A,R7 ；取字节数至R2中 MOV R2,A ADD A,R0 ；初始化数据指针 MOV R0,A MOV R3,#0 ；工

8、作单元初始化BRL1: DEC R0 ；调整数据指针 MOV A,R0 ；取一字节 SWAP A ；交换十进制高低位 MOV R0,A ；存回 MOV A,R3 ；取低字节移出的十进制高位 XCHD A,R0 ；换出本字节的十进制高位 MOV R3,A ；保存本字节的十进制高位 DJNZ R2,BRL1 ；处理完所有字节 RET （） 标号： 功能：双字节二进制无符号数乘法入口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。出口信息：乘积在R2、R3、R4、R5中。影响资源：PSW、A、B、R2R7 堆栈需求： 字节MULD: MOV A,R3 ；计算R3乘R7 MOV B,R7 MUL AB

9、 MOV R4,B ；暂存部分积 MOV R5,A MOV A,R3 ；计算R3乘R6 MOV B,R6 MUL AB ADD A,R4 ；累加部分积 MOV R4,A CLR A ADDC A,B MOV R3,A MOV A,R2 ；计算R2乘R7 MOV B,R7 MUL AB ADD A,R4 ；累加部分积 MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,B MOV R3,A CLR A RLC A XCH A,R2 ；计算R2乘R6 MOV B,R6 MUL AB ADD A,R3 ；累加部分积 MOV R3,A MOV A,R2 ADDC A,B MOV R2,A RET （）

10、标号： 功能：双字节二进制无符号数平方入口条件：待平方数在R2、R3中。出口信息：结果在R2、R3、R4、R5中。影响资源：PSW、A、B、R2R5 堆栈需求： 字节MUL2: MOV A,R3 ；计算R3平方 MOV B,A MUL AB MOV R4,B ；暂存部分积 MOV R5,A MOV A,R2 ；计算R2平方 MOV B,A MUL AB XCH A,R3 ；暂存部分积，并换出R2和R3 XCH A,B XCH A,R2 MUL AB ；计算2R2R3 CLR C RLC A XCH A,B RLC A JNC MU20 INC R2 ；累加溢出量MU20: XCH A,B ；累

11、加部分积 ADD A,R4 MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,B MOV R3,A CLR A ADDC A,R2 MOV R2,A RET （） 标号： 功能：双字节二进制无符号数除法入口条件：被除数在R2、R3、R4、R5中，除数在R6、R7中。出口信息：OV=0 时，双字节商在R2、R3中，OV=1 时溢出。影响资源：PSW、A、B、R1R7 堆栈需求： 字节DIVD: CLR C ；比较被除数和除数 MOV A,R3 SUBB A,R7 MOV A,R2 SUBB A,R6 JC DVD1 SETB OV ；溢出 RETDVD1: MOV B,#10H ；计算双字节商D

12、VD2: CLR C ；部分商和余数同时左移一位 MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A XCH A,R2 RLC A XCH A,R2 MOV F0,C ；保存溢出位 CLR C SUBB A,R7 ；计算（R2R3R6R7） MOV R1,A MOV A,R2 SUBB A,R6 ANL C,/F0 ；结果判断 JC DVD3 MOV R2,A ；够减，存放新的余数 MOV A,R1 MOV R3,A INC R5 ；商的低位置一DVD3: DJNZ B,DVD2 ；计算完十六位商（R4

13、R5） MOV A,R4 ；将商移到R2R3中 MOV R2,A MOV A,R5 MOV R3,A CLR OV ；设立成功标志 RET （） 标号： 功能：双字节二进制无符号数除以单字节二进制数入口条件：被除数在R4、R5中，除数在R7中。出口信息：OV=0 时，单字节商在R3中，OV=1 时溢出。影响资源：PSW、A、R3R7 堆栈需求： 字节D457: CLR C MOV A,R4 SUBB A,R7 JC DV50 SETB OV ；商溢出 RETDV50: MOV R6,#8 ；求平均值（R4R5R7R3）DV51: MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4

14、 RLC A MOV R4,A MOV F0,C CLR C SUBB A,R7 ANL C,/F0 JC DV52 MOV R4,ADV52: CPL C MOV A,R3 RLC A MOV R3,A DJNZ R6,DV51 MOV A,R4 ；四舍五入 ADD A,R4 JC DV53 SUBB A,R7 JC DV54DV53: INC R3DV54: CLR OV RET （） 标号： 功能：三字节二进制无符号数除以单字节二进制数入口条件：被除数在R3、R4、R5中，除数在R7中。出口信息：OV=0 时，双字节商在R4、R5中，OV=1 时溢出。影响资源：PSW、A、B、R2R7

15、堆栈需求： 字节DV31: CLR C MOV A,R3 SUBB A,R7 JC DV30 SETB OV ；商溢出 RETDV30: MOV R2,#10H ；求R3R4R5R7R4R5DM23: CLR C MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV F0,C CLR C SUBB A,R7 ANL C,/F0 JC DM24 MOV R3,A INC R5DM24: DJNZ R2,DM23 MOV A,R3 ；四舍五入 ADD A,R3 JC DM25 SUBB A,R7 JC

16、 DM26DM25: INC R5 MOV A,R5 JNZ DM26 INC R4DM26: CLR OV RET ；商在R4R5中 （） 标号： 功能：双字节二进制有符号数乘法（补码）入口条件：被乘数在R2、R3中，乘数在R6、R7中。出口信息：乘积在R2、R3、R4、R5中。影响资源：PSW、A、B、R2R7 堆栈需求： 字节MULS: MOV R4,#0 ；清零R4R5 MOV R5,#0 LCALL MDS ；计算结果的符号和两个操作数的绝对值 LCALL MULD ；计算两个绝对值的乘积 SJMP MDSE ；用补码表示结果 （） 标号： 功能：双字节二进制有符号数除法（补码）入口

17、条件：被除数在R2、R3、R4、R5中，除数在R6、R7中。出口信息：OV=0时商在R2、R3中，OV=1时溢出。影响资源：PSW、A、B、R1R7 堆栈需求： 字节DIVS: LCALL MDS ；计算结果的符号和两个操作数的绝对值 PUSH PSW ；保存结果的符号 LCALL DIVD ；计算两个绝对值的商 JNB OV,DVS1 ；溢出否？ POP ACC ；溢出，放去结果的符号，保留溢出标志 RETDVS1: POP PSW ；未溢出，取出结果的符号 MOV R4,#0 MOV R5,#0MDSE: JB F0,MDS2 ；用补码表示结果 CLR OV ；结果为正，原码即补码，计算成

18、功 RETMDS: CLR F0 ；结果符号初始化 MOV A,R6 ；判断第二操作数的符号 JNB ACC.7,MDS1；为正，不必处理 CPL F0 ；为负，结果符号取反 XCH A,R7 ；第二操作数取补，得到其绝对值 CPL A ADD A,#1 XCH A,R7 CPL A ADDC A,#0 MOV R6,AMDS1: MOV A,R2 ；判断第一操作数或运算结果的符号 JNB ACC.7,MDS3；为正，不必处理 CPL F0 ；为负，结果符号取反MDS2: MOV A,R5 ；求第一操作数的绝对值或运算结果的补码 CPL A ADD A,#1 MOV R5,A MOV A,R4

19、 CPL A ADDC A,#0 MOV R4,A MOV A,R3 CPL A ADDC A,#0 MOV R3,A MOV A,R2 CPL A ADDC A,#0 MOV R2,AMDS3: CLR OV ；运算成功 RET （） 标号： 功能：双字节二进制无符号数开平方（快速）入口条件：被开方数在R2、R3中。出口信息：平方根仍在R2、R3中，整数部分的位数为原数的一半，其余为小数。影响资源：PSW、A、B、R2R7 堆栈需求： 字节SH2: MOV A,R2 ORL A,R3 JNZ SH20 RET ；被开方数为零，不必运算SH20: MOV R7,#0 ；左规次数初始化 MOV

20、A,R2SH22: ANL A,#0C0H ；被开方数高字节小于否？ JNZ SQRH ；不小于，左规格化完成，转开方过程 CLR C ；每左规一次，被开方数左移两位 MOV A,R3 RLC A MOV F0,C CLR C RLC A MOV R3,A MOV A,R2 MOV ACC.7,C MOV C,F0 RLC A RLC A MOV R2,A INC R7 ；左规次数加一 SJMP SH22 ；继续左规 （） 标号： 功能：四字节二进制无符号数开平方（快速）入口条件：被开方数在R2、R3、R4、R5中。出口信息：平方根在R2、R3中，整数部分的位数为原数的一半，其余为小数。影响资

21、源：PSW、A、B、R2R7 堆栈需求： 字节SH4: MOV A,R2 ORL A,R3 ORL A,R4 ORL A,R5 JNZ SH40 RET ；被开方数为零，不必运算SH40: MOV R7,#0 ；左规次数初始化 MOV A,R2SH41: ANL A,#0C0H ；被开方数高字节小于否？ JNZ SQRH ；不小于，左规格化完成 MOV R6,#2 ；每左规一次，被开方数左移两位SH42: CLR C ；被开方数左移一位 MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R

22、2 RLC A MOV R2,A DJNZ R6,SH42 ；被开方数左移完两位 INC R7 ；左规次数加一 SJMP SH41 ；继续左规SQRH: MOV A,R2 ；规格化后高字节按折线法分为三个区间 ADD A,#57H JC SQR2 ADD A,#45H JC SQR1 ADD A,#24H MOV B,#0E3H ；第一区间的斜率 MOV R4,#80H ；第一区间的平方根基数 SJMP SQR3SQR1: MOV B,#0B2H ；第二区间的斜率 MOV R4,#0A0H；第二区间的平方根基数 SJMP SQR3SQR2: MOV B,#8DH ；第三区间的斜率 MOV R4

23、,#0D0H；第三区间的平方根基数SQR3: MUL AB ；与区间基点的偏移量乘区间斜率 MOV A,B ADD A,R4 ；累加到平方根的基数上 MOV R4,A MOV B,A MUL AB ；求当前平方根的幂 XCH A,R3 ；求偏移量（存放在R2R3中） CLR C SUBB A,R3 MOV R3,A MOV A,R2 SUBB A,B MOV R2,ASQR4: SETB C ；用减奇数法校正一个字节的平方根 MOV A,R4 ；当前平方根的两倍加一存入R5R6中 RLC A MOV R6,A CLR A RLC A MOV R5,A MOV A,R3 ；偏移量小于该奇数否？

24、SUBB A,R6 MOV B,A MOV A,R2 SUBB A,R5 JC SQR5 ；小于，校正结束，已达到一个字节的精度 INC R4 ；不小于，平方根加一 MOV R2,A ；保存新的偏移量 MOV R3,B SJMP SQR4 ；继续校正SQR5: MOV A,R4 ；将一个字节精度的根存入R2 XCH A,R2 RRC A MOV F0,C ；保存最终偏移量的最高位 MOV A,R3 MOV R5,A ；将最终偏移量的低八位存入R5中 MOV R4,#8 ；通过（R5R6R2）求根的低字节SQR6: CLR C MOV A,R3 RLC A MOV R3,A CLR C MOV

25、A,R5 SUBB A,R2 JB F0,SQR7 JC SQR8SQR7: MOV R5,A INC R3SQR8: CLR C MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV F0,C DJNZ R4,SQR6 ；根的第二字节计算完，在R3中 MOV A,R7 ；取原被开方数的左规次数 JZ SQRE ；未左规，开方结束SQR9: CLR C ；按左规次数右移平方根，得到实际根 MOV A,R2 RRC A MOV R2,A MOV A,R3 RRC A MOV R3,A DJNZ R7,SQR9SQRE: RET （） 标号： 功能：单字节十六进制数转换成双字节ASCII码入口条

26、件：待转换的单字节十六进制数在累加器A中。出口信息：高四位的ASCII码在A中，低四位的ASCII码在B中。影响资源：PSW、A、B 堆栈需求： 字节HASC: MOV B,A ；暂存待转换的单字节十六进制数 LCALL HAS1 ；转换低四位 XCH A,B ；存放低四位的ASCII码 SWAP A ；准备转换高四位HAS1: ANL A,#0FH ；将累加器的低四位转换成ASCII码 ADD A,#90H DA A ADDC A,#40H DA A RET （） 标号： 功能：ASCII码转换成十六进制数入口条件：待转换的ASCII码（30H39H或41H46H）在A中。出口信息：转换后的

27、十六进制数（00H0FH）仍在累加器A中。影响资源：PSW、A 堆栈需求： 字节ASCH: CLR C SUBB A,#30H JNB ACC.4,ASH1 SUBB A,#7ASH1: RET （） 标号： 功能：单字节十六进制整数转换成单字节码整数入口条件：待转换的单字节十六进制整数在累加器A中。出口信息：转换后的码整数（十位和个位）仍在累加器A中，百位在R3中。影响资源：PSW、A、B、R3 堆栈需求： 字节HBCD: MOV B,#100 ；分离出百位，存放在R3中 DIV AB MOV R3,A MOV A,#10 ；余数继续分离十位和个位 XCH A,B DIV AB SWAP A

28、 ORL A,B ；将十位和个位拼装成码 RET （） 标号： 功能：双字节十六进制整数转换成双字节码整数入口条件：待转换的双字节十六进制整数在R6、R7中。出口信息：转换后的三字节码整数在R3、R4、R5中。影响资源：PSW、A、R2R7 堆栈需求： 字节HB2: CLR A ；码初始化 MOV R3,A MOV R4,A MOV R5,A MOV R2,#10H ；转换双字节十六进制整数HB3: MOV A,R7 ；从高端移出待转换数的一位到CY中 RLC A MOV R7,A MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R5 ；码带进位自身相加，相当于乘 ADDC A,R5 DA A ；十进制调整 MOV R5,A MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,R3 MOV R3,A ；双字节十六进制数的万位数不超过，不用调整 DJNZ R2,HB3 ；处理完 RET （） 标号： 功能：单字节十六进制小数转换成单字节码小数入口条件：待转换的单字节十六进制小数在累