MCS-51单片机实用子程序库

目前已有若干版本的子程序库公开发表，它们各有特色。本程序库中的开平方算法为快速逼近算法，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。 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：

（１）按当前流行的以 IBM PC 为主机的开发系统对汇编语言的规定，读者不必再进行修改，便可直接使用。

（２）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。

（３）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：

１．将子程序库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。

２．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） ＭＣＳ－５１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：

１．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，(32H)=56H。

２．运算精度：单次定点运算精度为结果最低位的当量值。

３．工作区：数据工作区固定在 PSW、A、B、R2～R7，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。

（１） 标号： ＢＣＤＡ 功能：多字节ＢＣＤ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： ２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 C BCD1: DEC R0；调整数据指针 DEC 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

（２） 标号： ＢＣＤＢ 功能：多字节ＢＣＤ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： ６字节 BCDB: LCALL NEG1；减数[R1]十进制取补 LCALL BCDA；按多字节ＢＣＤ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；恢复借位标志 RET NEG1: 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

（３） 标号： ＮＥＧ 功能：多字节ＢＣＤ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： ２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,A NEG0: CLR C MOV A,#99H SUBB A,@R0；按字节十进制取补 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

（４） 标号： ＢＲＬＮ 功能：多字节ＢＣＤ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： ２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

（５） 标号： ＭＵＬＤ 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、R2～R7 堆栈需求： ２字节 MULD: MOV A,R3；计算 R3 乘 R7 MOV B,R7 MUL AB 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

（６） 标号： ＭＵＬ２ 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、R2～R5 堆栈需求： ２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 2×R2×R3 CLR C RLC A XCH A,B RLC A JNC MU20 INC R2；累加溢出量 MU20: XCH A,B；累加部分积 ADD A,R4 MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,B MOV R3,A CLR A ADDC A,R2 MOV R2,A RET

（７） 标号： ＤＩＶＤ 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、R1～R7 堆栈需求： ２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 RET DVD1: MOV B,#10H；计算双字节商 DVD2: 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（R2R3－R6R7） 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（R4R5） 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

（８） 标号： Ｄ４５７ 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、R3～R7 堆栈需求： ２字节 D457: CLR C MOV A,R4 SUBB A,R7 JC DV50 SETB OV；商溢出 RET DV50: MOV R6,#8；求平均值（R4R5／R7－→R3） DV51: MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV F0,C CLR C SUBB A,R7 ANL C,/F0 JC DV52 MOV R4,A DV52: 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 DV54 DV53: INC R3 DV54: CLR OV RET

（９） 标号： ＤＶ３１ 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、R2～R7 堆栈需求： ２字节 DV31: CLR C MOV A,R3 SUBB A,R7 JC DV30 SETB OV；商溢出 RET DV30: MOV R2,#10H；求 R3R4R5／R7－→R4R5 DM23: 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 R5 DM24: DJNZ R2,DM23 MOV A,R3；四舍五入 ADD A,R3 JC DM25 SUBB A,R7 JC DM26 DM25: INC R5 MOV A,R5 JNZ DM26 INC R4 DM26: CLR OV RET；商在 R4R5 中

（１０） 标号： ＭＵＬＳ 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、R2～R7 堆栈需求： ４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