《ＭＣＳ－５１單片機實用子程序庫（９６年版）》

                            周    航    慈


    目前已有若干版本的子程序庫公開發表，它們各有特色。筆者在1988年也編制了兩個
子程序庫（定點子程序庫和浮點子程序庫），并在相容性、透明性、容錯性和算法優化方
面作了一些工作。本程序庫中的開平方算法為筆者研究的快速逼近算法，它能達到牛頓迭
代法同樣的精度，而速度加快二十倍左右，超過雙字節定點除法的速度。經過八年來全國
廣大用戶的實際使用，反饋了不少信息，陸續擴充了一些新的子程序，糾正了一些隱含錯
誤，成為現在這個最新版本。
    本子程序庫對《單片機應用程序設計技術》一書附錄中的子程序庫作了重大修訂：
    （１）按當前流行的以 IBM PC 為主機的開發系統對匯編語言的規定，將原子程序庫
的標號和位地址進行了調整，讀者不必再進行修改，便可直接使用。
    （２）對浮點運算子程序庫進行了進一步的測試和優化，對十進制浮點數和二進制浮
點數的相互轉換子程序進行了徹底改寫，提高了運算精度和可靠性。
    （３）新增添了若干個浮點子程序（傳送、比較、清零、判零等），使編寫數據處理
程序的工作變得更簡單直觀。
    在使用說明中開列了最主要的幾項：標號、入口條件、出口信息、影響資源、堆棧
需求，各項目的意義請參閱《單片機應用程序設計技術》第六章 6.3.7 節的內容。程序
清單中開列了四個欄目：標號、指令、操作數、注釋。為方便讀者理解，注釋盡力詳細。
    子程序庫的使用方法如下：
    １．將子程序庫全部內容鏈接在應用程序之后，統一編譯即可。優點是簡單方便，缺
點是程序太長，大量無關子程序也包含在其中。
    ２．僅將子程序庫中的有關部分內容鏈接在應用程序之后，統一編譯即可。有些子程
序需要調用一些低級子程序，這些低級子程序也應該包含在內。優點是程序緊湊，缺點是
需要對子程序庫進行仔細刪節。





              （一）  ＭＣＳ－５１定點運算子程序庫及其使用說明 


    定點運算子程序庫文件名為DQ51.ASM，為便于使用，先將有關約定說明如下：
    １．多字節定點操作數：用[R0]或[R1]來表示存放在由R0或R1指示的連續單元中的數
據。地址小的單元存放數據的高字節。例如：[R0]=123456H，若(R0)=30H，則(30H)=12H，
(31H)=34H，(32H)=56H。
    ２．運算精度：單次定點運算精度為結果最低位的當量值。
    ３．工作區：數據工作區固定在PSW、A、B、R2～R7，用戶只要不在工作區中存放無
關的或非消耗性的信息，程序就具有較好的透明性。


    （１）  標號：  ＢＣＤＡ    功能：多字節ＢＣＤ碼加法

入口條件：字節數在R7中，被加數在[R0]中，加數在[R1]中。
出口信息：和在[R0]中，最高位進位在CY中。
影響資源：PSW、A、R2    堆棧需求：  ２字節

BCDA	MOV	A,R7	；取字節數至R2中
	MOV	R2,A
	ADD	A,R0	；初始化數據指針
	MOV	R0,A
	MOV	A,R2
	ADD	A,R1
	MOV	R1,A
	CLR	C
BCD1	DEC	R0	；調整數據指針
	DEC	R1
	MOV	A,@R0
	ADDC	A,@R1	；按字節相加
	DA	A	；十進制調整
	MOV	@R0,A	；和存回[R0]中
	DJNZ	R2,BCD1	；處理完所有字節
	RET

    （２）  標號：  ＢＣＤＢ    功能：多字節ＢＣＤ碼減法

入口條件：字節數在R7中，被減數在[R0]中，減數在[R1]中。
出口信息：差在[R0]中，最高位借位在CY中。
影響資源：PSW、A、R2、R3    堆棧需求：  ６字節

BCDB	LCALL	NEG1	；減數[R1]十進制取補
	LCALL	BCDA	；按多字節ＢＣＤ碼加法處理
	CPL	C	；將補碼加法的進位標志轉換成借位標志
	MOV	F0,C	；保護借位標志
	LCALL	NEG1	；恢復減數[R1]的原始值
	MOV	C,F0    ；恢復借位標志
	RET
NEG1	MOV	A,R0	；[R1]十進制取補子程序入口
	XCH	A,R1	；交換指針
	XCH	A,R0
	LCALL	NEG	；通過[R0]實現[R1]取補
	MOV	A,R0
	XCH	A,R1	；換回指針
	XCH	A,R0
	RET

    （３）  標號：  ＮＥＧ    功能：多字節ＢＣＤ碼取補

入口條件：字節數在R7中，操作數在[R0]中。
出口信息：結果仍在[R0]中。
影響資源：PSW、A、R2、R3    堆棧需求：  ２字節

NEG	MOV	A,R7	；取（字節數減一）至R2中
	DEC	A
	MOV	R2,A
	MOV	A,R0	；保護指針
	MOV	R3,A
NEG0	CLR	C	
	MOV	A,#99H
	SUBB	A,@R0	；按字節十進制取補
	MOV	@R0,A	；存回[R0]中
	INC	R0	；調整數據指針
	DJNZ	R2,NEG0	；處理完（R2）字節
	MOV	A,#9AH	；最低字節單獨取補
	SUBB	A,@R0
	MOV	@R0,A
	MOV	A,R3	；恢復指針
	MOV	R0,A
	RET

    （４）  標號：  ＢＲＬＮ    功能：多字節ＢＣＤ碼左移十進制一位（乘十）

入口條件：字節數在R7中，操作數在[R0]中。
出口信息：結果仍在[R0]中，移出的十進制最高位在R3中。
影響資源：PSW、A、R2、R3    堆棧需求：  ２字節

BRLN	MOV	A,R7	；取字節數至R2中
   	MOV	R2,A
	ADD	A,R0	；初始化數據指針
	MOV	R0,A
	MOV	R3,#0	；工作單元初始化
BRL1	DEC	R0	；調整數據指針
	MOV	A,@R0	；取一字節
	SWAP	A	；交換十進制高低位
	MOV	@R0,A	；存回
	MOV	A,R3	；取低字節移出的十進制高位
	XCHD	A,@R0	；換出本字節的十進制高位
	MOV	R3,A	；保存本字節的十進制高位
	DJNZ	R2,BRL1	；處理完所有字節
	RET

    （５）  標號： ＭＵＬＤ    功能：雙字節二進制無符號數乘法

入口條件：被乘數在R2、R3中，乘數在R6、R7中。
出口信息：乘積在R2、R3、R4、R5中。
影響資源：PSW、A、B、R2～R7    堆棧需求：  ２字節

MULD	MOV	A,R3	；計算R3乘R7
	MOV	B,R7
	MUL	AB
	MOV	R4,B	；暫存部分積
	MOV	R5,A
	MOV	A,R3	；計算R3乘R6
	MOV	B,R6
	MUL	AB
	ADD	A,R4	；累加部分積
	MOV	R4,A
	CLR	A
	ADDC	A,B
	MOV	R3,A
	MOV	A,R2	；計算R2乘R7
	MOV	B,R7
	MUL	AB
	ADD	A,R4	；累加部分積
	MOV	R4,A
	MOV	A,R3
	ADDC	A,B
	MOV	R3,A
	CLR	A
	RLC	A
	XCH	A,R2	；計算R2乘R6
	MOV	B,R6
	MUL	AB
	ADD	A,R3	；累加部分積
	MOV	R3,A
	MOV	A,R2
	ADDC	A,B
	MOV	R2,A
	RET

    （６）  標號： ＭＵＬ２    功能：雙字節二進制無符號數平方

入口條件：待平方數在R2、R3中。
出口信息：結果在R2、R3、R4、R5中。
影響資源：PSW、A、B、R2～R5    堆棧需求：  ２字節

MUL2	MOV	A,R3	；計算R3平方
	MOV	B,A
	MUL	AB
	MOV	R4,B	；暫存部分積
	MOV	R5,A
	MOV	A,R2	；計算R2平方
	MOV	B,A
	MUL	AB
	XCH	A,R3	；暫存部分積，并換出R2和R3
	XCH	A,B
	XCH	A,R2
	MUL	AB	；計算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	；累加部分積
	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）  標號：  ＤＩＶＤ    功能：雙字節二進制無符號數除法

入口條件：被除數在R2、R3、R4、R5中，除數在R6、R7中。
出口信息：OV=0 時，雙字節商在R2、R3中，OV=1 時溢出。
影響資源：PSW、A、B、R1～R7    堆棧需求：  ２字節

DIVD	CLR	C	；比較被除數和除數
	MOV	A,R3	
	SUBB	A,R7
	MOV	A,R2
	SUBB	A,R6
	JC	DVD1
	SETB	OV	；溢出
	RET
DVD1	MOV	B,#10H	；計算雙字節商
DVD2	CLR	C	；部分商和余數同時左移一位
	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	；計算（R2R3－R6R7）
	MOV	R1,A
	MOV	A,R2
	SUBB	A,R6
	ANL	C,F0	；結果判斷
	JC	DVD3
	MOV	R2,A	；夠減，存放新的余數
	MOV	A,R1
	MOV	R3,A
	INC	R5	；商的低位置一
DVD3	DJNZ	B,DVD2	；計算完十六位商（R4R5）
	MOV	A,R4	；將商移到R2R3中
	MOV	R2,A
	MOV	A,R5
	MOV	R3,A
	CLR	OV	；設立成功標志
	RET

    （８）  標號：  Ｄ４５７   功能：雙字節二進制無符號數除以單字節二進制數

入口條件：被除數在R4、R5中，除數在R7中。
出口信息：OV=0 時，單字節商在R3中，OV=1 時溢出。
影響資源：PSW、A、R3～R7    堆棧需求：  ２字節

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）  標號：  ＤＶ３１    功能：三字節二進制無符號數除以單字節二進制數

入口條件：被除數在R3、R4、R5中，除數在R7中。
出口信息：OV=0 時，雙字節商在R4、R5中，OV=1 時溢出。
影響資源：PSW、A、B、R2～R7    堆棧需求：  ２字節

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）  標號： ＭＵＬＳ    功能：雙字節二進制有符號數乘法（補碼）

入口條件：被乘數在R2、R3中，乘數在R6、R7中。
出口信息：乘積在R2、R3、R4、R5中。
影響資源：PSW、A、B、R2～R7    堆棧需求：  ４字節

MULS	MOV	R4,#0	；清零R4R5
	MOV	R5,#0
	LCALL	MDS	；計算結果的符號和兩個操作數的絕對值
	LCALL	MULD	；計算兩個絕對值的乘積
	SJMP	MDSE	；用補碼表示結果

    （１１）  標號：  ＤＩＶＳ    功能：雙字節二進制有符號數除法（補碼）

入口條件：被除數在R2、R3、R4、R5中，除數在R6、R7中。
出口信息：OV=0時商在R2、R3中，OV=1時溢出。
影響資源：PSW、A、B、R1～R7    堆棧需求：  ５字節

DIVS	LCALL	MDS	；計算結果的符號和兩個操作數的絕對值
	PUSH	PSW	；保存結果的符號
	LCALL	DIVD	；計算兩個絕對值的商
	JNB	OV,DVS1	；溢出否？
	POP	ACC	；溢出，放去結果的符號，保留溢出標志
	RET
DVS1	POP	PSW	；未溢出，取出結果的符號
	MOV	R4,#0
	MOV	R5,#0
MDSE	JB	F0,MDS2	；用補碼表示結果
	CLR	OV	；結果為正，原碼即補碼，計算成功
	RET
MDS	CLR	F0	；結果符號初始化
	MOV	A,R6	；判斷第二操作數的符號
	JNB	ACC.7,MDS1；為正，不必處理
	CPL	F0	；為負，結果符號取反
	XCH	A,R7	；第二操作數取補，得到其絕對值
	CPL	A
	ADD	A,#1
	XCH	A,R7
	CPL	A
	ADDC	A,#0
	MOV	R6,A
MDS1	MOV	A,R2	；判斷第一操作數或運算結果的符號
	JNB	ACC.7,MDS3；為正，不必處理
	CPL	F0	；為負，結果符號取反
MDS2	MOV	A,R5	；求第一操作數的絕對值或運算結果的補碼
	CPL	A
	ADD	A,#1
	MOV	R5,A
	MOV	A,R4
	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,A
MDS3	CLR	OV	；運算成功
	RET

    （１２）  標號：  ＳＨ２    功能：雙字節二進制無符號數開平方（快速）

入口條件：被開方數在R2、R3中。
出口信息：平方根仍在R2、R3中，整數部分的位數為原數的一半，其余為小數。
影響資源：PSW、A、B、R2～R7    堆棧需求：  ２字節

SH2	MOV	A,R2
	ORL	A,R3
	JNZ	SH20
	RET		；被開方數為零，不必運算
SH20	MOV	R7,#0	；左規次數初始化
	MOV	A,R2
SH22	ANL	A,#0C0H	；被開方數高字節小于４０Ｈ否？
	JNZ	SQRH	；不小于４０Ｈ，左規格化完成，轉開方過程
	CLR	C	；每左規一次，被開方數左移兩位
	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	；左規次數加一
	SJMP	SH22	；繼續左規

    （１３）  標號：  ＳＨ４    功能：四字節二進制無符號數開平方（快速）

入口條件：被開方數在R2、R3、R4、R5中。
出口信息：平方根在R2、R3中，整數部分的位數為原數的一半，其余為小數。
影響資源：PSW、A、B、R2～R7    堆棧需求：  ２字節

SH4	MOV	A,R2
	ORL	A,R3
	ORL	A,R4
	ORL	A,R5
	JNZ	SH40
	RET		；被開方數為零，不必運算
SH40	MOV	R7,#0	；左規次數初始化
	MOV	A,R2
SH41	ANL	A,#0C0H	；被開方數高字節小于４０Ｈ否？
	JNZ	SQRH	；不小于４０Ｈ，左規格化完成
	MOV	R6,#2	；每左規一次，被開方數左移兩位
SH42	CLR	C	；被開方數左移一位
	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,R2