MSP430G2333下位機乘法運算需要注意的一個問題
背景：
最近負責為主板管理電源的電源管理模塊編寫軟體，使用的MCU為MSP430G2333。功能上很簡單，即通過板子上的硬件撥碼設定，或者通過IIC與主板通信，由主板的BIOS決定開機及關機的延時供電時間。
正文：
所有功能均按預期實現(xiàn)，但有一個bug在最后蹦了出來，即在延時關機設定時，明明設定為15、18、48個小時，卻每次在9個多小時的時候，電源被執(zhí)行關閉動作。9個多小時，很有意思的數(shù)字。不用深究，問題直接鎖定在時間比對函數(shù)內(nèi)。
1 // when the current time less than the setting time, return 0. Otherwize, return 1.
2 char compare_timer(unsigned char h, unsigned char m, unsigned char s)
3 {
4 unsigned long TimerCnt = 0;
5 unsigned long TimerSetCnt = 0;
6 unsigned char i;
7
8 // timer_s, timer_m, timer_h are increased in the 1s timer interrupt
9 TimerCnt = timer_h*3600 + timer_m*60 + timer_s;
10
11 TimerSetCnt = h*3600 + m*60 + s;
12
13
14 if(TimerCnt >= TimerSetCnt) {
15 return 0; //time is out
16 }
17 else {
18 return 1;
19 }
20 }
根據(jù)現(xiàn)象，首先考慮的是溢出問題，TimerCnt 為“unsigned long”型，以最久48個小時來算，也就172800，遠小于4個字節(jié)的存量。排除！
或許是中間變量存儲問題，于是將代碼更改如下（部分）
1 char compare_timer(unsigned char h, unsigned char m, unsigned char s)
2 {
3 ...
4
5 TimerCnt += timer_m*60
6 TimerCnt += timer_s;
7
8 TimerSetCnt += h*3600
9 TimerSetCnt += m*60
10 TimerSetCnt += s;
11
12 ...
13 }
結(jié)果然并卵。排除！
前面說過，9個多少小時，9*3600 = 32400，很微妙的數(shù)字。65535(0xFFFF) / 2 = 32767，差不多相等。于是，想到了乘法寄存器的問題。
// *********此處理解有偏差，文末更新************************
此處，雖說保存結(jié)果的位置給了四個字節(jié)空間（“unsigned long TimerCnt”），但是在做乘法運算的時候，運算結(jié)果會放在乘法結(jié)果寄存器，由以上現(xiàn)象可知，乘法結(jié)果寄存器最大存放2個字節(jié)，其中最高位還得預留給符號位，所以其最大的值為32767(0x7FFF)。改正代碼如下：
// ****************************************************
1 /* 不再使用 TimerCnt = timer_h*3600 是因為其乘法結(jié)果會溢出
2 * 其實本可以有更漂亮的解決辦法，但是Rom（4k）不夠用了 T_T ···只能這么寫
3 */
4 char compare_timer(unsigned char h, unsigned char m, unsigned char s)
5 {
6 ...
7
8 for(i = 0; i < timer_h; i++) {
9 TimerCnt += 3600;
10 }
11 TimerCnt += timer_m*60;
12 TimerCnt += timer_s;
13
14 ...
15 }
/* 感謝老司機左棟，此處做個更新，更正之前的誤區(qū)。-- 2016年9月7日
* 此前理解有誤，以為MSP430乘法運算的結(jié)果保存在乘法結(jié)果寄存器中，而乘法結(jié)果寄存器只能保存2個字節(jié)，
* 最高位還得預留給符號位。其實不然。實際是沒有遵守編譯器的規(guī)則而已。
* MSG430是一個"16"位MCU，那么其"int"型即為2個字節(jié)(16位)。來看式子。 */
TimerSetCnt += h*3600 // 此處h為"unsigned char"型，3600為"int"型。
//那么最終的乘法結(jié)果也只能保存為"int"型變量的寬度（2個字節(jié)）。若代碼改正如下：
TimerSetCnt += h*3600L // 此處3600加了個"L"，表示其為"long"型。
//那么最終乘法結(jié)果就可保存為"long"型變量的寬度（4個字節(jié)）。
/* 所以跟乘法結(jié)果寄存器的大小無關，而是編譯器有關。
* 若是以以下方式編寫。*/
TimerSetCnt += 10*3600 // 此處h更改為10。
/* 則編譯器會報一個警告"Out of the range". */
至此，總結(jié)完畢！下次在下位機的時候，一定要注意不能再犯！
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