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MCS-51单片机实用子程序库(六)

MCS-51单片机实用子程序库

(17) 标号: FSQR 功能:浮点数开平方(快速逼近算法)

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,平方根仍在[R0]中,OV=1时,负数开平方出错。
影响资源:PSW、A、B、R2~R7 堆栈需求: 2字节
FSQR: MOV A,@R0
JNB ACC.7,SQR
SETB OV ;负数开平方,出错
RET
SQR: INC R0
INC R0
MOV A,@R0
DEC R0
ORL A,@R0
DEC R0
JNZ SQ
MOV @R0,#41H;尾数为零,不必运算
CLR OV
RET
SQ: MOV A,@R0
MOV C,ACC.6 ;将阶码扩展成8bit补码
MOV ACC.7,C
INC A ;加一
CLR C
RRC A ;除二
MOV @R0,A ;得到平方根的阶码,回存之
INC R0 ;指向被开方数尾数的高字节
JC SQR0 ;原被开方数的阶码是奇数吗?
MOV A,@R0 ;是奇数,尾数右规一次
RRC A
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,@R0
RRC A
MOV @R0,A
DEC R0
SQR0: MOV A,@R0
JZ SQR9 ;尾数为零,不必运算
MOV R2,A ;将尾数传送到R2R3中
INC R0
MOV A,@R0
MOV R3,A
MOV A,R2 ;快速开方,参阅定点子程序说明
ADD A,#57H
JC SQR2
ADD A,#45H
JC SQR1
ADD A,#24H
MOV B,#0E3H
MOV R4,#80H
SJMP SQR3
SQR1: MOV B,#0B2H
MOV R4,#0A0H
SJMP SQR3
SQR2: MOV B,#8DH
MOV R4,#0D0H
SQR3: MUL AB
MOV A,B
ADD A,R4
MOV R4,A
MOV B,A
MUL AB
XCH A,R3
CLR C
SUBB A,R3
MOV R3,A
MOV A,B
XCH A,R2
SUBB A,R2
MOV R2,A
SQR4: SETB C
MOV A,R4
RLC A
MOV R6,A
CLR A
RLC A
MOV R5,A
MOV A,R3
SUBB A,R6
MOV B,A
MOV A,R2
SUBB A,R5
JC SQR5
INC R4
MOV R2,A
MOV R3,B
SJMP SQR4
SQR5: MOV A,R4
XCH A,R2
RRC A
MOV F0,C
MOV A,R3
MOV R5,A
MOV R4,#8
SQR6: CLR C
MOV A,R3
RLC A
MOV R3,A
CLR C
MOV A,R5
SUBB A,R2
JB F0,SQR7
JC SQR8
SQR7: MOV R5,A
INC R3
SQR8: CLR C
MOV A,R5
RLC A
MOV R5,A
MOV F0,C
DJNZ R4,SQR6
MOV A,R3 ;将平方根的尾数回传到[R0]中
MOV @R0,A
DEC R0
MOV A,R2
MOV @R0,A
SQR9: DEC R0 ;数据指针回归原位
CLR OV ;开方结果有效
RET

(18) 标号: FPLN 功能:浮点数多项式计算

入口条件:自变量在[R0]中,多项式系数在调用指令之后,以40H结束。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,溢出。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求: 4字节
FPLN: POP DPH ;取出多项式系数存放地址
POP DPL
XCH A,R0 ;R0、R1交换角色,自变量在[R1]中
XCH A,R1
XCH A,R0
CLR A ;清第一工作区
MOV R2,A
MOV R3,A
MOV R4,A
CLR 1FH
PLN1: CLR A ;读取一个系数,并装入第二工作区
MOVC A,@A+DPTR
MOV C,ACC.7
MOV 1EH,C
MOV C,ACC.6
MOV ACC.7,C
MOV R5,A
INC DPTR
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
MOV R6,A
INC DPTR
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
MOV R7,A
INC DPTR ;指向下一个系数
MOV C,1EH ;比较两个数符
RRC A
XRL A,23H
RLC A
MOV F0,C ;保存比较结果
LCALL AS1 ;进行代数加法运算
CLR A ;读取下一个系数的第一个字节
MOVC A,@A+DPTR
CJNE A,#40H,PLN2;是结束标志吗?
XCH A,R0 ;运算结束,恢复R0、R1原来的角色
XCH A,R1
XCH A,R0
LCALL MOV0 ;将结果回传到[R0]中
CLR A
INC DPTR
JMP @A+DPTR ;返回主程序
PLN2: MOV A,@R1 ;比较自变量和中间结果的符号
XRL A,23H
RLC A
MOV 1FH,C ;保存比较结果
LCALL MUL0 ;进行乘法运算
SJMP PLN1 ;继续下一项运算

(19) 标号: FLOG 功能:以10为底的浮点对数函数

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,负数或零求对数出错。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求:9字节
FLOG: LCALL FLN ;先以e为底求对数
JNB OV,LOG
RET ;如溢出则停止计算
LOG: MOV R5,#0FFH;系数0.43430(1/Ln10)
MOV R6,#0DEH
MOV R7,#5CH
LCALL MUL1 ;通过相乘来换底
LJMP MOV0 ;传回结果
 
(20) 标号: FLN 功能:以e为底的浮点对数函数

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,负数或零求对数出错。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求: 7字节
 
FLN: LCALL MVR0 ;将[R0]传送到第一工作区
JB 1FH,LNOV;负数或零求对数,出错
MOV A,R3
ORL A,R4
JNZ LN0
LNOV: SETB OV
RET
LN0: CLR C
LCALL RL1 ;左规一次
CLR A
XCH A,R2 ;保存原阶码,清零工作区的阶码
PUSH ACC
LCALL RLN ;规格化
LCALL MOV0 ;回传
LCALL FPLN ;用多项式计算尾数的对数
DB 7BH,0F4H,30H;0.029808
DB 0FEH,85H,13H;-0.12996
DB 7FH,91H,51H;0.28382
DB 0FFH,0FAH,0BAH;-0.4897
DB 0,0FFH,0CAH;0.99918
DB 70H,0C0H,0;1.1442×10-5
DB 40H ;结束
POP ACC ;取出原阶码
JNZ LN1
RET ;如为零,则结束
LN1: CLR 1EH ;清第二区数符
MOV C,ACC.7
MOV F0,C ;保存阶符
JNC LN2
CPL A ;当阶码为负时,求其绝对值
INC A
LN2: MOV R2,A ;阶码的绝对值乘以0.69315
MOV B,#72H
MUL AB
XCH A,R2
MOV R7,B
MOV B,#0B1H
MUL AB
ADD A,R7
MOV R7,A ;乘积的尾数在R6R7R2中
CLR A
ADDC A,B
MOV R6,A
MOV R5,#8 ;乘积的阶码初始化(整数部分为一字节)
LN3: JB ACC.7,LN4;乘积格式化
MOV A,R2
RLC A
MOV R2,A
MOV A,R7
RLC A
MOV R7,A
MOV A,R6
RLC A
MOV R6,A
DEC R5
SJMP LN3
LN4: MOV C,F0 ;取出阶符,作为乘积的数符
MOV ACC.7,C
LJMP ASN ;与尾数的对数合并,得原操作数的对数
 
(21) 标号: FE10 功能:以10为底的浮点指数函数

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,溢出。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求:6字节
FE10: MOV R5,#2 ;加权系数为3.3219(Log210)
MOV R6,#0D4H
MOV R7,#9AH
SJMP EXP ;先进行加权运算,后以2为底统一求幂

(22) 标号: FEXP 功能:以e为底的浮点指数函数

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,溢出。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求:6字节
FEXP: MOV R5,#1 ;加权系数为1.44272(Lng2e)
MOV R6,#0B8H
MOV R7,#0ABH
EXP: CLR 1EH ;加权系数为正数
LCALL MVR0 ;将[R0]传送到第一工作区
LCALL MUL1 ;进行加权运算
SJMP E20 ;以2为底统一求幂

(23) 标号: FE2 功能:以2为底的浮点指数函数

入口条件:操作数在[R0]中。
出口信息:OV=0时,结果仍在[R0]中,OV=1时,溢出。
影响资源:DPTR、PSW、A、B、R2~R7、位1EH、1FH 堆栈需求:6字节
FE2: LCALL MVR0 ;将[R0]传送到第一工作区
E20: MOV A,R3
ORL A,R4
JZ EXP1 ;尾数为零
MOV A,R2
JB ACC.7,EXP2;阶符为负?
SETB C
SUBB A,#6 ;阶码大于6否?
JC EXP2
JB 1FH,EXP0;数符为负否?
MOV @R0,#3FH;正指数过大,幂溢出
INC R0
MOV @R0,#0FFH
INC R0
MOV @R0,#0FFH
DEC R0
DEC R0
SETB OV
RET
EXP0: MOV @R0,#41H;负指数过大,幂下溢,清零处理
CLR A
INC R0
MOV @R0,A
INC R0
MOV @R0,A
DEC R0
DEC R0
CLR OV
RET
EXP1: MOV @R0,#1 ;指数为零,幂为1.00
INC R0
MOV @R0,#80H
INC R0
MOV @R0,#0
DEC R0
DEC R0
CLR OV
RET
EXP2: MOV A,R2 ;将指数复制到第二工作区
MOV R5,A
MOV A,R3
MOV R6,A
MOV A,R4
MOV R7,A
MOV C,1FH
MOV 1EH,C
LCALL INT ;对第一区取整
MOV A,R3
JZ EXP4
EXP3: CLR C ;使尾数高字节R3对应一个字节整数
RRC A
INC R2
CJNE R2,#8,EXP3
EXP4: MOV R3,A
JNB 1FH,EXP5
CPL A ;并用补码表示
INC A
EXP5: PUSH ACC ;暂时保存之
LCALL RLN ;重新规格化
CPL 1FH
SETB F0
LCALL AS1 ;求指数的小数部分
LCALL MOV0 ;回传指数的小数部分
LCALL FPLN ;通过多项式计算指数的小数部分的幂
DB 77H,0B1H,0C9H;1.3564×10-3
DB 7AH,0A1H,68H;9.8514×10-3
DB 7CH,0E3H,4FH;0.055495
DB 7EH,0F5H,0E7H;0.24014
DB 0,0B1H,72H;0.69315
DB 1,80H,0 ;1.00000
DB 40H ;结束
POP ACC ;取出指数的整数部分
ADD A,R2 ;按补码加到幂的阶码上
MOV R2,A
CLR 1FH ;幂的符号为正
LJMP MOV0 ;将幂传回[R0]中
 
(24)标号: DTOF 功能:双字节十六进制定点数转换成格式化浮点数

入口条件:双字节定点数的绝对值在[R0]中,数符在位1FH中,整数部分的位数在A中。
出口信息:转换成格式化浮点数在[R0]中(三字节)。
影响资源:PSW、A、R2、R3、R4、位1FH 堆栈需求: 6字节
DTOF: MOV R2,A ;按整数的位数初始化阶码
MOV A,@R0 ;将定点数作尾数
MOV R3,A
INC R0
MOV A,@R0
MOV R4,A
DEC R0
LCALL RLN ;进行规格化
LJMP MOV0 ;传送结果到[R0]中

 

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