IAR开发stm8系列,C语言实现16位乘法器和32位除法器函数

stm8是8位单片机,在ADC采样采用12bit采样值进行定点整型运算的时候,为了保证精度需要通过16位乘法器 进行扩大,通过32位除法器缩小运算。但是用c语言直接用"*"和"/"计算是无法实现。c语言的math函数库也没有提供这样的计算函数,只好自己编写了一段。开始想用c语言嵌套汇编的方式来做,但是发现调试通过的函数,放到大程序中执行总是计算错误,只好放弃,完全用c语言来实现,过程有点复杂,这里共享出来,给有需要的人。

1、16位乘法器的实现:采样2进制乘法的基础计算方法,用乘数的0-15位分别与被乘数相乘,结果放到x0(低16位),x1(高16位)中。y0,y1用来放置每一位乘数与被乘数的乘积,然后把结果和x0,x1累加。

2、因为c语言不能直接访问cpu_ccr_c来判断加法溢出,需要通过z1=x0+y0预加一次,看结果是否比两个加数小,如果z1比两个加数都小说明是溢出了,那么高位y1就加1。if((z1<x0)&(z1<y0)==1){x1=x1+1;}//判断x0+y0是否会溢出

3、低16位向高16位移位时,需要取出低16位数的高8位进行判断(8位单片机无法直接判断16位数的高8位数据结果),方法是对这个数右移8位,再赋值给一个8位的变量如y_h=y0>>8;然后用if((y_h&0x80)==0x80){y1=y1+1;}判断最高位是否为1,并进行相应的处理。

4、32位除法器也是类似的细节处理,基本原理采用的也是二进制计算的基础原理,从高位往低位除,把多次除法的商拼接起来,上一次除法的余数作为下一次除法的被除数一部分和低16位剩余的数进行移位拼接再做除法,循环往复。

前几日发布的算法,编译时总有问题,我也不清楚错误出在哪里,有高手请指点一下。

现在实现的算法也是基于过去做51单片机时的汇编语言基础思想做的,看起来啰嗦和繁琐,如果有更好更简洁的方法,还请指教。

例程可以参考如下:

cpp 复制代码
  //r1*r2=>mul_rs[0]是低16位,mul_rs[1]是高16位
int Mul_16Bit(uint16_t r1,uint16_t r2,uint16_t *mul_r ){
  uint16_t x0,x1,y0,y1,z0,z1;
  uint8_t i,y_h;
  x0=0;
  x1=0;
  y0=r1;
  y1=0;
  z0=r2;
  for(i=0;i<=15;i++){
    if(z0&0x1==0x1){
      z1=x0+y0;
      if((z1<x0)&(z1<y0)==1){x1=x1+1;}//判断x0+y0是否会溢出
      x0=x0+y0;
      x1=x1+y1;
    }
    y1=y1<<1;
    y_h=y0>>8;
    y0=y0<<1;
    if((y_h&0x80)==0x80){y1=y1+1;}
    if (z0==0){break;}
    z0=z0>>1;
  } 
  mul_r[0]=x0;
  mul_r[1]=x1;  
  return 0;
}

  //r2r1/r3=>mul_r[0]是低16位,mul_rs[1]是高16位
int Div_32Bit(uint16_t r2,uint16_t r1,uint16_t r3,uint16_t *mul_r ){
  uint16_t x0,x1,y1;
  uint16_t z;
  uint8_t i,sh,rh;
  i=0;
  x0=0;
  x1=r2/r3;//高位商数
  y1=r2%r3;//高位余数
  if (y1==0){
    x0=r1/r3;//低位商数
  }
  else{
    while(i<=15){
      sh=y1>>8;//取出y1的高8位
      while((sh&0x80)!=0x80){
        x0=x0<<1;
        y1=y1<<1;
        rh=r1>>8;//取出r1的高8位
        if((rh&0x80)==0x80){y1=y1+1;}
        r1=r1<<1;
        sh=y1>>8;//取出y1的高8位
        i++;
        if(i>15){break;}
      }
      z=y1/r3;
      x0=x0+z;
      y1=y1%r3;
    }
  }
  mul_r[0]=x0;
  mul_r[1]=x1;  
  return 0;
}
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