MCS-51 单片机实用子程序库
(二) MCS-51 浮点运算子程序库及其使用说明
本浮点子程序库有三个不同层次的版本,以便适应不同的应用场合:
1.小型库(FQ51A.ASM):只包含浮点加、减、乘、除子程序。
2.中型库(FQ51B.ASM):在小型库的基础上再增加绝对值、倒数、比较、平方、开平方、
数制转换等子程序。
3.大型库(FQ51.ASM):包含本说明书中的全部子程序。
为便于读者使用本程序库,先将有关约定说明如下:
1.双字节定点操作数: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 高 字 节 。 如 果 [R0]=1234H , 若 (R0)=30H , 则 (30H)=12H ,
(31H)=34H。
2.二进制浮点操作数:用三个字节表示,第一个字节的最高位为数符,其余七位为
阶码(补码形式),第二字节为尾数的高字节,第三字节为尾数的低字节,尾数用双字节
纯小数(原码)来表示。当尾数的最高位为1时,便称为规格化浮点数,简称操作数。在
程序说明中,也用[R0]或[R1]来表示 R0 或 R1 指示的浮点操作数,例如:当[R0]=-6.000 时,
则二进制浮点数表示为 83C000H。若(R0)=30H,则(30H)=83H,(31H)=0C0H,(32H)=00H。
3.十进制浮点操作数:用三个字节表示,第一个字节的最高位为数符,其余七位为
阶码(二进制补码形式),第二字节为尾数的高字节,第三字节为尾数的低字节,尾数用
双字节BCD码纯小数(原码)来表示。当十进制数的绝对值大于1时,阶码就等于整数
部分的位数,如 876.5 的阶码是 03H,-876.5 的阶码是 83H;当十进制数的绝对值小于 1
时,阶码就等于 80H 减去小数点后面零的个数,例如 0.00382 的阶码是 7EH,-0.00382
的阶码是 0FEH。在程序说明中,用[R0]或[R1]来表示 R0 或 R1 指示的十进制浮点操作数。
例
如有一个十进制浮点操作数存放在 30H、31H、32H 中,数值是 -0.07315,即-0.7315 乘以 10
的-1 次方,则(30H)=0FFH,31H=73H,(32H)=15H。若用[R0]来指向它,则应使(R0)=30H。
4.运算精度:单次定点运算精度为结果最低位的当量值;单次二进制浮点算术运算
的精度优于十万分之三;单次二进制浮点超越函数运算的精度优于万分之一;BCD码浮
点数本身的精度比较低(万分之一到千分之一),不宜作为运算的操作数,仅用于输入或
输出时的数制转换。不管那种数据格式,随着连续运算的次数增加,精度都会下降。
5.工作区:数据工作区固定在 A、B、R2~R7,数符或标志工作区固定在 PSW 和 23H 单
元(位 1CH~1FH)。在浮点系统中,R2、R3、R4 和位 1FH 为第一工作区,R5、R6、R7 和
位 1EH
为第二工作区。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。
6.子程序调用范例:由于本程序库特别注意了各子程序接口的相容性,很容易采用
积木方式(或流水线方式)完成一个公式的计算。以浮点运算为例:
计算 y = Ln √ | Sin (ab/c+d) |
已知:a=-123.4;b=0.7577;c=56.34;d=1.276; 它们分别存放在 30H、33H、36H、
39H 开始的连续三个单元中。用BCD码浮点数表示时,分别为 a=831234H;b=007577H;
c=025634H;d=011276H。
求解过程:通过调用BTOF子程序,将各变量转换成二进制浮点操作数,再进行各
种运算,最后调用FTOB子程序,还原成十进制形式,供输出使用。程序如下:
TEST: MOV R0,#39H ;指向BCD码浮点操作数d