《ＭＣＳ－５１單片機(jī)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(fā)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(yōu)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(dá)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(jié)定點除法的速度。經(jīng)過八年來全國
廣大用戶的實際使用，反饋了不少信息，陸續(xù)擴(kuò)充了一些新的子程序，糾正了一些隱含錯
誤，成為現(xiàn)在這個最新版本。
    本子程序庫對《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)》一書附錄中的子程序庫作了重大修訂：
    （１）按當(dāng)前流行的以 IBM PC 為主機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)對匯編語言的規(guī)定，將原子程序庫
的標(biāo)號和位地址進(jìn)行了調(diào)整，讀者不必再進(jìn)行修改，便可直接使用。
    （２）對浮點運算子程序庫進(jìn)行了進(jìn)一步的測試和優(yōu)化，對十進(jìn)制浮點數(shù)和二進(jìn)制浮
點數(shù)的相互轉(zhuǎn)換子程序進(jìn)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(shù)據(jù)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(biāo)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(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)》第六章 6.3.7 節(jié)的內(nèi)容。程序
清單中開列了四個欄目：標(biāo)號、指令、操作數(shù)、注釋。為方便讀者理解，注釋盡力詳細(xì)。
    子程序庫的使用方法如下：
    １．將子程序庫全部內(nèi)容鏈接在應(yīng)用程序之后，統(tǒng)一編譯即可。優(yōu)點是簡單方便，缺
點是程序太長，大量無關(guān)子程序也包含在其中。
    ２．僅將子程序庫中的有關(guān)部分內(nèi)容鏈接在應(yīng)用程序之后，統(tǒng)一編譯即可。有些子程
序需要調(diào)用一些低級子程序，這些低級子程序也應(yīng)該包含在內(nèi)。優(yōu)點是程序緊湊，缺點是
需要對子程序庫進(jìn)行仔細(xì)刪節(jié)。





              （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(guān)約定說明如下：
    １．多字節(jié)定點操作數(shù)：用[R0]或[R1]來表示存放在由R0或R1指示的連續(xù)單元中的數(shù)
據(jù)。地址小的單元存放數(shù)據(jù)的高字節(jié)。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(jié)果最低位的當(dāng)量值。
    ３．工作區(qū)：數(shù)據(jù)工作區(qū)固定在PSW、A、B、R2～R7，用戶只要不在工作區(qū)中存放無
關(guān)的或非消耗性的信息，程序就具有較好的透明性。


    （１）  標(biāo)號：  ＢＣＤＡ    功能：多字節(jié)ＢＣＤ碼加法

入口條件：字節(jié)數(shù)在R7中，被加數(shù)在[R0]中，加數(shù)在[R1]中。
出口信息：和在[R0]中，最高位進(jìn)位在CY中。
影響資源：PSW、A、R2    堆棧需求：  ２字節(jié)

BCDA	MOV	A,R7	；取字節(jié)數(shù)至R2中
	MOV	R2,A
	ADD	A,R0	；初始化數(shù)據(jù)指針
	MOV	R0,A
	MOV	A,R2
	ADD	A,R1
	MOV	R1,A
	CLR	C
BCD1	DEC	R0	；調(diào)整數(shù)據(jù)指針
	DEC	R1
	MOV	A,@R0
	ADDC	A,@R1	；按字節(jié)相加
	DA	A	；十進(jìn)制調(diào)整
	MOV	@R0,A	；和存回[R0]中
	DJNZ	R2,BCD1	；處理完所有字節(jié)
	RET

    （２）  標(biāo)號：  ＢＣＤＢ    功能：多字節(jié)ＢＣＤ碼減法

入口條件：字節(jié)數(shù)在R7中，被減數(shù)在[R0]中，減數(shù)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(jié)

BCDB	LCALL	NEG1	；減數(shù)[R1]十進(jìn)制取補(bǔ)
	LCALL	BCDA	；按多字節(jié)ＢＣＤ碼加法處理
	CPL	C	；將補(bǔ)碼加法的進(jìn)位標(biāo)志轉(zhuǎn)換成借位標(biāo)志
	MOV	F0,C	；保護(hù)借位標(biāo)志
	LCALL	NEG1	；恢復(fù)減數(shù)[R1]的原始值
	MOV	C,F0    ；恢復(fù)借位標(biāo)志
	RET
NEG1	MOV	A,R0	；[R1]十進(jìn)制取補(bǔ)子程序入口
	XCH	A,R1	；交換指針
	XCH	A,R0
	LCALL	NEG	；通過[R0]實現(xiàn)[R1]取補(bǔ)
	MOV	A,R0
	XCH	A,R1	；換回指針
	XCH	A,R0
	RET

    （３）  標(biāo)號：  ＮＥＧ    功能：多字節(jié)ＢＣＤ碼取補(bǔ)

入口條件：字節(jié)數(shù)在R7中，操作數(shù)在[R0]中。
出口信息：結(jié)果仍在[R0]中。
影響資源：PSW、A、R2、R3    堆棧需求：  ２字節(jié)

NEG	MOV	A,R7	；取（字節(jié)數(shù)減一）至R2中
	DEC	A
	MOV	R2,A
	MOV	A,R0	；保護(hù)指針
	MOV	R3,A
NEG0	CLR	C	
	MOV	A,#99H
	SUBB	A,@R0	；按字節(jié)十進(jìn)制取補(bǔ)
	MOV	@R0,A	；存回[R0]中
	INC	R0	；調(diào)整數(shù)據(jù)指針
	DJNZ	R2,NEG0	；處理完（R2）字節(jié)
	MOV	A,#9AH	；最低字節(jié)單獨取補(bǔ)
	SUBB	A,@R0
	MOV	@R0,A
	MOV	A,R3	；恢復(fù)指針
	MOV	R0,A
	RET

    （４）  標(biāo)號：  ＢＲＬＮ    功能：多字節(jié)ＢＣＤ碼左移十進(jìn)制一位（乘十）

入口條件：字節(jié)數(shù)在R7中，操作數(shù)在[R0]中。
出口信息：結(jié)果仍在[R0]中，移出的十進(jìn)制最高位在R3中。
影響資源：PSW、A、R2、R3    堆棧需求：  ２字節(jié)

BRLN	MOV	A,R7	；取字節(jié)數(shù)至R2中
   	MOV	R2,A
	ADD	A,R0	；初始化數(shù)據(jù)指針
	MOV	R0,A
	MOV	R3,#0	；工作單元初始化
BRL1	DEC	R0	；調(diào)整數(shù)據(jù)指針
	MOV	A,@R0	；取一字節(jié)
	SWAP	A	；交換十進(jìn)制高低位
	MOV	@R0,A	；存回
	MOV	A,R3	；取低字節(jié)移出的十進(jìn)制高位
	XCHD	A,@R0	；換出本字節(jié)的十進(jìn)制高位
	MOV	R3,A	；保存本字節(jié)的十進(jìn)制高位
	DJNZ	R2,BRL1	；處理完所有字節(jié)
	RET

    （５）  標(biāo)號： ＭＵＬＤ    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)乘法

入口條件：被乘數(shù)在R2、R3中，乘數(shù)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(jié)

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(biāo)號： ＭＵＬ２    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)平方

入口條件：待平方數(shù)在R2、R3中。
出口信息：結(jié)果在R2、R3、R4、R5中。
影響資源：PSW、A、B、R2～R5    堆棧需求：  ２字節(jié)

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(biāo)號：  ＤＩＶＤ    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)除法

入口條件：被除數(shù)在R2、R3、R4、R5中，除數(shù)在R6、R7中。
出口信息：OV=0 時，雙字節(jié)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(jié)

DIVD	CLR	C	；比較被除數(shù)和除數(shù)
	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(jié)商
DVD2	CLR	C	；部分商和余數(shù)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(jié)果判斷
	JC	DVD3
	MOV	R2,A	；夠減，存放新的余數(shù)
	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(shè)立成功標(biāo)志
	RET

    （８）  標(biāo)號：  Ｄ４５７   功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)除以單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)

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

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(biāo)號：  ＤＶ３１    功能：三字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)除以單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)

入口條件：被除數(shù)在R3、R4、R5中，除數(shù)在R7中。
出口信息：OV=0 時，雙字節(jié)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(jié)

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(biāo)號： ＭＵＬＳ    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制有符號數(shù)乘法（補(bǔ)碼）

入口條件：被乘數(shù)在R2、R3中，乘數(shù)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(jié)

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

    （１１）  標(biāo)號：  ＤＩＶＳ    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制有符號數(shù)除法（補(bǔ)碼）

入口條件：被除數(shù)在R2、R3、R4、R5中，除數(shù)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(jié)

DIVS	LCALL	MDS	；計算結(jié)果的符號和兩個操作數(shù)的絕對值
	PUSH	PSW	；保存結(jié)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(jié)果的符號，保留溢出標(biāo)志
	RET
DVS1	POP	PSW	；未溢出，取出結(jié)果的符號
	MOV	R4,#0
	MOV	R5,#0
MDSE	JB	F0,MDS2	；用補(bǔ)碼表示結(jié)果
	CLR	OV	；結(jié)果為正，原碼即補(bǔ)碼，計算成功
	RET
MDS	CLR	F0	；結(jié)果符號初始化
	MOV	A,R6	；判斷第二操作數(shù)的符號
	JNB	ACC.7,MDS1；為正，不必處理
	CPL	F0	；為負(fù)，結(jié)果符號取反
	XCH	A,R7	；第二操作數(shù)取補(bǔ)，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(shù)或運算結(jié)果的符號
	JNB	ACC.7,MDS3；為正，不必處理
	CPL	F0	；為負(fù)，結(jié)果符號取反
MDS2	MOV	A,R5	；求第一操作數(shù)的絕對值或運算結(jié)果的補(bǔ)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(biāo)號：  ＳＨ２    功能：雙字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)開平方（快速）

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

SH2	MOV	A,R2
	ORL	A,R3
	JNZ	SH20
	RET		；被開方數(shù)為零，不必運算
SH20	MOV	R7,#0	；左規(guī)次數(shù)初始化
	MOV	A,R2
SH22	ANL	A,#0C0H	；被開方數(shù)高字節(jié)小于４０Ｈ否？
	JNZ	SQRH	；不小于４０Ｈ，左規(guī)格化完成，轉(zhuǎn)開方過程
	CLR	C	；每左規(guī)一次，被開方數(shù)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(guī)次數(shù)加一
	SJMP	SH22	；繼續(xù)左規(guī)

    （１３）  標(biāo)號：  ＳＨ４    功能：四字節(jié)二進(jìn)制無符號數(shù)開平方（快速）

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

SH4	MOV	A,R2
	ORL	A,R3
	ORL	A,R4
	ORL	A,R5
	JNZ	SH40
	RET		；被開方數(shù)為零，不必運算
SH40	MOV	R7,#0	；左規(guī)次數(shù)初始化
	MOV	A,R2
SH41	ANL	A,#0C0H	；被開方數(shù)高字節(jié)小于４０Ｈ否？
	JNZ	SQRH	；不小于４０Ｈ，左規(guī)格化完成
	MOV	R6,#2	；每左規(guī)一次，被開方數(shù)左移兩位
SH42	CLR	C	；被開方數(shù)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