第十三章 常用软件设计 13.1与软件结构相关的散转、查表程序设计 一、查表程序设计 单片机应用系统中，查表程序是一种常用程序，它广泛使用于LED显示器控制，打印机打印以及数据补偿、计算、转换等功能程序中。 查表，就是根据变量x在表格中查找y，使y＝f（x）。 x有各种结构，如有时x可取小于n（n为定值）的自然数子集；有时，x取值范围较大，并且不会取到该范围中的所有值，即对某些x，f（x）无定义，例如x为不定长的字符串或x为某些ASCII字符等。 y也有各种结构，如有时y可取定字长的数，但不是所有该字长的数都有对应的x；有时y可取小于m（m为定值）的自然数子集。 对于表格本身，也有许多不同的结构。以存放顺序分，有有序表与无序表，以存放地点 分，有的表格存放在程序存储器中（用MOVC指令访问），有的表格存放在数据存储器中（用MOVX指令访问）。表格的存放内容也各有不同，有的只存放y值，有的只存放x值；有的表格中还包括含有几个子表；表格中的每一项的长度也各有不同，有的是定长，有的为不定长。其它还有多维表格等情况。下面介绍几种常见类型查表程序和这些表格的构成方法。 （一）x可取小于等于n的自然数的全体，y为定字长。 由于xi取值为自然数0，l，2，3，…，n有序等差排列，而yi又为定字长，故可以简化表格，在表中只存放yi的值。 例1 设有一个巡回检测报警装置，需对16路输入值进行比较，当每一路输入值超过该路的报警值时，实现报警。下面根据这一要求，编制一个查表程序。 x为路数，查表时xi按0，1，2，…，15(n＝15)取数，yi为报警值，二字节数，依xi顺序列成表格放在TABl中。进入查表程序前，路数xi放在R2中，查表后的最大值放在R3、R4中。 查表程序如下： TB1： MOV A，R2 ；路数xi→R2 ADD A，R2 ；R2·2→A MOV R3，A ；保存路数xi值 ADD A，#TAB(rel) ；加上表首偏移量 MOVC A，@A+PC ；查第一字节 XCH A，R3 ；第一字节→R3 ADD A，#TAB(rel)+1 ；加上表首偏移量 MOVC A，@A+PC ；查第二字节 MOV R4，A ；第二字节入R4 RET TAB： DW 05F0H，0E89H，0A695H，1BAAH；报警值表 DW 0D9BH，7F93H，0378H，26D7H DW 2710H，9B3FH，1A66H，22B3H DW 1174H，16EFH，3aB4H9，0CA0H 上述查表程序使用MOVC A，@A+PC，因此，表格偏移不得超过255个字节。当表 格偏移大于255个字节时，使用MOVC A，@A十DPTR查表指令。 例2 在一个温度测量装置中，测量的电压与温度为非线性关系，需对它进行线性化处理。如测得值为10位二进制数（占两个字节），采用表格方法实现线性化处理时，可将所测出不同温度下的输入值（共有1024个数）数据构成一个表，表中存放温度值为yi，电压值为x（为了减少测量数据，也可用插值法求出其它数据）。设测量输入值放在R2、R3中，采用以下程序可以把它转换成线性温度值，然后再放回到R2、R3中。表TAB2可放在64k程序存储器中任何地方。 LTB2： MOV DPTR，#TAB2 MOV A，R3 CLR C RLC A MOV R3，A XCH A，R2 RLC A XCH R2，A ADD A，DPL MOV DPL，A MOV A，DPH ADDC A，R2 MOV DPH，A CLR A MOVC A，＠A+DPTR MOV R2，A CLR A INC DPTR MOVC A，＠A+DPTR MOV R3，A RET TAB2: DW … ；温度数值麦 二、散转程序设计 散转程序是一种并行分支程序。它是根据某种输入或运算结果，分别转向各个处理程序。在MCS-51单片机中，散转指令为JMP ＠A+DPTR。它按照程序运行时决定的地址执行间接转移指令。该指令把累加器的8位无符号内容与16位数据指针的内容相加后装入程序计数器，实现程序的转移。A的内容不同，散转的入口地址不同。 下面介绍几种不同的散转程序 （一）使用转移指令表的散转程序 在不少场合下，需要根据某一单元的内容是0，1，2，…，n时分别转向分支处理程序0，1，2，…，n。可直接使用散转指令JMP @A+DPTR。由于A可容纳的字节数只有256个，在DPTR为首地址的256个程序存储单元一般不可能容纳n个分支处理程序。因此，可只将这个区域中作为n个分支处理程序的转移指令表。采用AJMP转移指令需占用二个字节，而采用LJMP转移指令需占空间为三个字节。 例5 根据R2的内容，转向各个处理程序 (R2)＝0，转向 PRG0 (R2)＝1，转向 PRGl …… (R2)＝n，转向 PRGn 程序清单 JMPl： MOV DPTR，#TBJ1 ；转移指令表(转移指令入口地址) MOV A，R2 ；给每个转移指令空出二个字节车间 ADD A，R2 JNC NADD INC DPH ； R2·2＞256时表空间增加一面 NADD： JMP ＠A+DPTR TBJ1： AJMP PRG0 AJMP PRGl AJMP PRG2 …… AJMP PRGn PRG0： …… …… PRG1： …… …… PRG2： …… …… …… PRGn： …… …… 这个散转程序由于在分支转移指令表中使用AJMP指令，其寻址范围为2k字节，如果n个散转分支程序长度超过2k字节时，可改用64k寻址的LJMP指令。这时，上述程序中应给每个转移指令空出三个字节空间。 对于散转分支程序超过256个时，即n＞255，一个字节存放不下，这时，可用两个字节，并利用对DPTR进行加法运算的方法，直接修改DPTR；然后再用JMP ＠A+DPTR实现散转。 三、子程序调用时的参数传递方法 在MCS-51应用程序中，完成子程序调用的指令为ACALL和LCALL，子程序返回指令为RET。 在功能上子程序与中断服务程序有相似之处。但中断请求是随机的，转向中断处理的时刻与主程序无直接关系，故一定要有现场保护与现场恢复，而对于子程序来说，它的调用安排是由主程序设定，故现场不一定要加以保护，可按实际情况灵活处理。 子程序调用时有个参数传递问题，即在子程序调用时，主程序应先把有关参数放到某些约定的位置，子程序在运行时，可以从约定位置得到有关参数，同样，子程序起运行结束前，也应把运算结果送到约定位置。在返回主程序后，主程序从约定的位置上得到所需要的结果。 子程序调用时，可采用以下几种常用的参数传递方法。 1．用工作寄存器或累加器传递参数 这种方法是将输入参数或结果参数放在工作寄存器或累加器中。使用这种方法程序简单，运算速度也高。是最常使用的参数传递方法，其缺点是传递参数不能太多。 2．用指针寄存器来传递参数 由于数据一般存放在存储器中，故可用指针来指示数据的位置，这样可大大节省传递数据的工作量，并可实现变长度运算。如果参数在内部RAM中，可用R0、R1作指针；参数在外部RAM或程序存储器中，可用DPTR作指针。可变长度运算时，可用一个寄存器来指出数据长度，也可在数据中设置结束标记。