循環(huán)程序設(shè)計(jì)示例總結(jié)

當(dāng)需要清0操作的字節(jié)單元的個(gè)數(shù)增加時(shí)，程序中MOV指令的個(gè)數(shù)也會(huì)隨之增加。為了降低程序中重復(fù)代碼的數(shù)量，縮短程序的長(zhǎng)度，可以采用循環(huán)程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

【例3-64】編寫(xiě)程序，將片內(nèi)RAM中地址為40H~7EH的存儲(chǔ)單元清0。

參考程序

由例3-64可知，如圖3-10所示，循環(huán)結(jié)構(gòu)程序由循環(huán)變量初始化、循環(huán)體、循環(huán)變量修改和循環(huán)結(jié)束控制等部分構(gòu)成。例3-64中兩個(gè)參考程序的主要差別是循環(huán)結(jié)束控制方式不同，參考程序1通過(guò)已知的循環(huán)次數(shù)控制程序結(jié)束，而參考程序2則通過(guò)循環(huán)結(jié)束條件控制循環(huán)次數(shù)。

圖3-10例3-64源程序的結(jié)構(gòu)劃分

另外，根據(jù)循環(huán)結(jié)束控制所處的位置，可以將循環(huán)程序分為直到型循環(huán)和當(dāng)型循環(huán)。直到型循環(huán)先執(zhí)行循環(huán)體后進(jìn)行循環(huán)結(jié)束條件的判斷，當(dāng)型循環(huán)則與之相反，如圖3-11所示。

圖3-11直到型和當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)程序流程圖

a)直到型循環(huán)b)當(dāng)型循環(huán)

若循環(huán)中嵌入循環(huán)則為多重循環(huán)，否則為單重循環(huán)，如例3-64的兩個(gè)參考程序均屬于單重循環(huán)程序。下面舉例說(shuō)明單重循環(huán)和多重循環(huán)程序的設(shè)計(jì)方法。

1.單重循環(huán)程序

【例3-65】將片內(nèi)RAM中地址從60H開(kāi)始的20H個(gè)單字節(jié)數(shù)據(jù)相加。要求：和為雙字節(jié)數(shù)據(jù)，并按照由高字節(jié)到低字節(jié)的順序存放于片內(nèi)RAM的41H和40H單元中。

解：參考程序如下：

在該參考程序中，數(shù)據(jù)低字節(jié)加法不需要考慮進(jìn)位，因此使用ADD指令;而低字節(jié)加法可能產(chǎn)生進(jìn)位，且該進(jìn)位必須加入到高字節(jié)的運(yùn)算結(jié)果中，所以高字節(jié)加法應(yīng)使用帶進(jìn)位的加法指令A(yù)DDC。

【例3-66】將片外RAM中地址從1234H開(kāi)始的20H個(gè)單字節(jié)分別存入片內(nèi)RAM中地址從50H開(kāi)始的20H個(gè)字節(jié)單元中。

解：參考程序如下：

【例3-67】計(jì)算下面這段延時(shí)程序執(zhí)行一遍所需的時(shí)間，假設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz。

解：

1)單片機(jī)的機(jī)器周期是晶振周期的12倍，可得機(jī)器周期T=12/(12MHz)=1μs。

2)這是一個(gè)單重循環(huán)程序，第一條指令將0FFH送入R7后，第二條指令DJNZ將重復(fù)執(zhí)行R7次，即0FFH次，因此這段程序的執(zhí)行時(shí)間是所有指令的機(jī)器周期數(shù)乘以執(zhí)行次數(shù)再相加的和，即：1μs×1+2μs×0FFH=511μs=0.511ms。

3)被稱為延時(shí)程序是因?yàn)檫@樣的程序僅對(duì)所涉及的寄存器(或存儲(chǔ)單元)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，并且執(zhí)行用時(shí)是可以計(jì)算的，在單片機(jī)系統(tǒng)程序中僅用于消耗時(shí)間。

4)若第一條指令將0送入R7，則該程序的執(zhí)行時(shí)間將達(dá)到最長(zhǎng)，即：1μs×1+2μs×(0FFH+1)=513μs=0.513ms。

5)如果單片機(jī)晶振周期改為6MHz，則機(jī)器周期T=12/6MHz=2μs，該延時(shí)程序的執(zhí)行時(shí)間將加倍。

2.多重循環(huán)程序

【例3-70】計(jì)算下面這段延時(shí)程序執(zhí)行一遍所需的時(shí)間，假設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz。

解：

1)在此段程序中，例3-69的程序作為內(nèi)循環(huán)被嵌入另一個(gè)外循環(huán)中，外循環(huán)的次數(shù)為R6=14H。因此，內(nèi)循環(huán)指令將與外循環(huán)控制指令“DJNZ R6,DL”一起執(zhí)行14H次。

2)本程序?yàn)殡p重循環(huán)程序，執(zhí)行的時(shí)間為：1μs×1+(511μs+2μs)×14H=10261μs。

【例3-71】片內(nèi)RAM中50H單元開(kāi)始存有一個(gè)長(zhǎng)度為N的字節(jié)型無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)塊，請(qǐng)將該數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)按照由小到大的順序(即升序)重新排序。

解：參考程序如下：

該參考程序使用了“冒泡法”排序，該排序方法每次僅比較相鄰的兩個(gè)數(shù)(即第一個(gè)數(shù)與第二個(gè)數(shù)比較，第二個(gè)數(shù)與第三個(gè)數(shù)比較，依此類(lèi)推)，若不符合排序規(guī)則(本例中要求按從小到大排序)，則交換這兩個(gè)數(shù)據(jù)。每輪排序?qū)⑺邢噜彽臄?shù)比較一遍后，最大數(shù)將被存入?yún)⑴c本輪排序的地址最大的存儲(chǔ)單元中，而且該存儲(chǔ)單元中的數(shù)將不參與下一輪排序。另外，本參考程序使用了兩條DJNZ指令，屬于雙重循環(huán)程序，內(nèi)、外循環(huán)次數(shù)分別由R6和R7控制。

特別需要注意，在設(shè)計(jì)循環(huán)程序時(shí)，為避免出現(xiàn)“死循環(huán)”(即循環(huán)體執(zhí)行無(wú)限次)，必須遵循以下設(shè)計(jì)原則：

1)不能從循環(huán)體外直接跳入循環(huán)體內(nèi)。

2)不能從外循環(huán)直接跳入內(nèi)循環(huán)。

3)內(nèi)、外循環(huán)不能相互交叉。