AVR汇编百例-浮点程序库.doc

;范例62 .ORG $A00 EXCH: MOV R5,R8 ;两浮点数交换子程序 MOV R8,R12 MOV R12,R5EXCH1: MOV R5,R9 ;尾数交换 MOV R9,R13 MOV R13,R5 MOV R5,R10 ;双字节交换 MOV R10,R14 MOV R14,R5 MOV R5,R11 MOV R11,R15 MOV R15,R5 RETDP: ANDI R16,$7F ;处理积/商数符，计算积/商阶码子程序 SBRC R9,7 SUBI R16,$80 SBRC R13,7 SUBI R16,$80 ;积/商符号放在r16,7 ADD R12,R8 ;移码相加（除数阶码已求补） LDI R17,$80 BRCC DP1 ADD R12,R17 ;移码求和有进位，将和再加上$80,再有进位为溢出 RETDP1: SUB R12,R17 ;移码求和无进位，将和减去$80,有借位 RET ;或差为0也为溢出NEG3: COM R15 ;3字节数据求补 COM R14 ;先求反后加1 COM R13INC3: LDI R17,255 SUB R15,R17 ;以减去-1代替加1 SBC R14,R17 SBC R13,R17 RET;范例63 ;浮点数比较大小子程序 X1为被减数 X2为减数FPCP: SBRC R9,7 ;X1为正，跳行 RJMP CP1 SBRC R13,7 ;X2为正，跳行 RJMP CP2 ;X1，X2异号FPCP1: CP R11,R15 ;X1，X2皆为正，以尾数低位字节，中位字节，高位字节和 CPC R10,R14 ;阶码的顺序（按无符号数）进行比较 CPC R9,R13 ;不等，阶码大者浮点数值也大；只有阶码和尾数对应相等， CPC R8,R12 ;两浮点数才相等 RET ;比较结果：Z=1时X1=X2，否则C=0时X1X2,C=1时X1X2,C=1时X124,取被加数为和NX2A: LSR R13 ROR R14 ROR R15 DEC R17 BRNE NX2A ;加数阶小，右移加数对阶 MOV R12,R8 ;取被加数阶为和之阶 BRCC GOON RCALL INC3 ;舍入移出位 RJMP GOONNX3: CPI R17,24 BRCC COM1 ;阶差24,取加数为和LOOP: LSR R9 ROR R10 ROR R11 DEC R17 BRNE LOOP ;加数阶大，右移被加数对阶 BRCC GOON RCALL INC3A ;舍入移出位GOON: SBRC R16,6 SUBI R16,$80 SBRS R16,7 ;判别两数是否同号 RJMP SAMS ;同号转 SUB R15,R11 ;异号，执行减法，加数为被减数 SBC R14,R10 SBC R13,R9 BRCC NOM ;够减转 SUBI R16,$40 ;否则被减数数符求反为和之数符 RCALL NEG3 ;并将差求补NOM: MOV R17,R13 OR R17,R14 OR R17,R15 BREQ DON0 ;差为0转NMLOP: SBRC R13,7 RJMP COM1 LSL R15 ROL R14 ROL R13 DEC R12 BRNE NMLOP ;规格化OV1: SEV ;阶码变为0，下溢（可取为0，不算溢出） RETSAMS: ADD R15,R11 ADC R14,R10 ADC R13,R9 ;两数同号，执行加法 BRCC COM1 ROR R13 ROR R14 ROR R15 INC R12 ;有进位时右规1次($7F+1=$80溢出) BREQ OV1 ;阶码增1后变为0为上溢 BRNC COM1 RCALL INC3COM1: CLV SBRC R16,6 RETCOMA: LDI R17,$7F AND R13,R17 ;正数数符为0DON: RETEXAD: RCALL SAV0 ;取被加数为和 SBRS R16,7 RJMP COMA ;配置数符 RETDON0: CLR R12 ;浮点数为0 RET;范例65 ;浮点乘法子程序FPMU: TST R8 BREQ M0 ;被乘数为0，积为0 TST R12 BRNE M1 ;乘数为0，积也为0M0: RJMP G0 M1: RCALL DP ;处理积符号，计算积之阶码 BRCS OV2 BREQ OV2 ;判断溢出 LDI R17,$80 OR R9,R17 OR R13,R17 ;恢复尾数最高位 MOV R5,R13 MOV R6,R14 MOV R7,R15 ;乘数转入R5，R6，R7 LDI R17,25 ;设右移部分积次数 CLR R13 CLR R14 CLR R15 ;r13r14r15清除,存放积 CLCLOOP1: BRCC M2 ADD R15,R11 ADC R14,R10 ADC R13,R9 ;乘数右移移出位为1,被乘数加入部分积1次M2: ROR R13 ROR R14 ROR R15 ROR R5 ROR R6 ROR R7 ;部分积连同乘数右移1位 DEC R17 BRNE LOOP1 ;尾数相乘计算完成？ SBRC R13,7 RJMP M3 ;乘积最高位为1 转 ROL R5 ROL R15 ROL R14 ROL R13 ;乘积最高位为0，高4位字节左移1位 SBRS R5,7 RJMP M5 RCALL INC3 ;末位字节舍入 BRNE M5 SEC ;舍入后R13变为0 ROR R13 ;将其改为$80(即0.5) RJMP COM2M5: DEC R12 ;舍入后R13不为0 BRNE COM2 ;阶码减1OV2: SEV ;变为0为溢出 RETM3: SBRC R5,7 RCALL INC3 ;乘积低3位字节舍入COM2: LDI R17,$7F SBRS R16,7 AND R13,R17 ;正数将符号位请除DON2: CLV RET;范例66FPDI: TST R12 ;浮点除法子程序 BREQ OV3 ;除数为0,溢出 TST R8 BRNE D1 RJMP G0 ;被除数为0,商为0D1: NEG R12 ;除数阶码求补，以加补码代替减原码 RCALL DP ;处理商符号，计算商之阶码 BRCS OV3 BREQ OV3 ;判断溢出 LDI R17,$80 OR R9,R17 OR R13,R17 ;恢复尾数最高位FPD3: LDI R17,25 ;左移相减试商25次，最后1次舍入 SUB R11,R15 SBC R10,R14 SBC R9,R13 BRCS D2 ;第一次尾数相减试商 INC R12 ;够减，商阶增1 SEC BRNE D3 ;商阶增1后不为0，转计商；否则为溢出OV3: SEV RETD2: ADD R11,R15 ADC R10,R14 ADC R9,R13 ;不够减则恢复被除数LOOP2: LSL R11 ROL R10 ROL R9 ;被除数算术左移 BRCS D4 ;进位位为1，够减，本位商1 SUB R11,R15 SBC R10,R14 SBC R9,R13 ;否则相减试商 BRCS D2A SEC RJMP D3 ;够减，本位商1D2A: ADD R11,R15 ;不够减，恢复被除数 ADC R10,R14 ADC R9,R13 CLC ;本位商0 RJMP D3D4: SUB R11,R15 SBC R10,R14 SBC R9,R13 ;被除数减去除数D3: DEC R17 BRNE D5 ;除法未完成，循环(1-1=0,不溢出) MOV R13,R5 MOV R14,R6 MOV R15,R7 ;取回商 BRCC COM3 RCALL INC3 ;第25位商舍入（$800000-$FFFFFF不溢出，故INC3不会溢出！）COM3: LDI R17,$7F SBRS R16,7 AND R13,R17 ;配置商数符DON3: RETD5: ROL R7 ;在R5，R6，R7中记商（不必预先清除） ROL R6 ROL R5 ;商数左移1位并记商RJMP LOOP2;范例67FPSQ: ANDI R16,$7F ;模拟手算开平方子程序 SBRC R13,7 ORI R16，$80 ;负数 建虚根标志FPS0: TST R12 BREQ DON4 ;0的平方根为0 LDI R17,$80 OR R13,R17 ;恢复尾数最高位 LSR R12 ;阶码算术右移1位 BRCC FSQ2 INC R12 ;移出位舍入 RCALL INC3 ;先将位数增1（提前舍入） BRCS FSQ1 ;C=1，不够减 SEC ROR R13 ;若尾数变为0将其改为0.5($80-r13) RJMP FSQ2FSQ1: LSR R13 ROR R14 ROR R15 ;否则将为数算术右移FSQ2: LDI R17,25 ;开出25位根,末位舍入 MOV R8,R17 LDI R17,$40 ADD R12,R17 ;根恢复为移码 CLR R5 CLR R6 CLR R7 ;根扩展区清除 CLR R9 CLR R10 CLR R11 ;根存储区清除FSQ3: SUB R13,R17 SBC R7,R11 SBC R6,R10 SBC R5,R9 ;试根 BRCS FSQ3A SEC RJMP FSQ4 ;够减，本位根1FSQ3A: ADD R13,R17 ADC R7,R11 ADC R6,R10 ADC R5,R9 ;否则恢复开平方数之尾数 CLC ;本位商0 FSQ4: DEC R8 BRNE FSQ5 ;开出第25位根?FQDON: MOV R13,R9 MOV R14,R10 MOV R15,R11 ;回送根尾数 BRCC COM4 RCALL INC3 ;第25位根舍入COM4: LDI R17,$7F AND R13,R17 ;根尾数为正数DON4: RETFSQ5: ROL R11 ROL R10 ROL R9 ;根尾数带进位左移,记根 LSL R15 ROL R14 ROL R13 ROL R7 ROL R6 ROL R5 LSL R15 ROL R14 ROL R13 ROL R7 ROL R6 ROL R5 ;开平方数之尾数连同扩展区左移2位 BRCC FSQ3 ;未产生进位，循环 RJMP FQDON ;否则进位为第25位根（不须试,并结束子程序）！;范例68 ;牛顿迭代开平方子程序FSQR: TST R12 BREQ SQRT ;0的平方根为0 ANDI R16,$7E SBRC R13,7 ORI R16,$80 ;虚根标志 SBRC R12,0 INC R16 ;阶码为奇数 LDI R17,$7F AND R13,R17 ;尾数变为正数 LSR R12 LDI R17,$40 ADC R12,R17 ;得到根之移码 PUSH R12 ;暂存 LDI R17,$80 MOV R12,R17 SBRC R16,0 INC R12 ;得到X1的阶码(0.5X12) RCALL LD1 ;存 X1 LSR R13 ROR R14 ROR R15 LDI R17,$40 SBRS R16,0 ;阶码为奇数时算术右移尾数即得到X1之尾数；否则将其最 ;高位字节加上$40 OR R13,R17 ;得到首次根r0=(1+x1)/2 LDI R17,3 MOV R0,R17 ;迭代3次FSQLP: RCALL LD2 RCALL GET1 RCALL FPDI RCALL GET2 RCALL FPAD DEC R12 ;计算r(i+1)=(x1/ri+ri)/2 DEC R0 BRNE FSQLP ;r3的尾数为根之尾数 POP R12 ;取回根之阶码SQRT: RET ;r16,7=1 为虚数根;范例69 ;基本运算程序的演示程序 DMST1: .EQU SPL=$3D .EQU SPH=$3E LDI R16,2 ;high(ramend) OUT SPH,R16 LDI R16,$5F ;low(ramend) OUT SPL,R16 LDS R11,$60 ;r11,7:数符 r11,6 ：阶符 r11,5-0:阶(最大为38) LDS R12,$61 ;r12-r15:尾数 LDS R13,$62 LDS R14,$63 LDS R15,$64 ;尾数共8位BCD码 RCALL DTOB ;转为二进制浮点数 RCALL LD2 ;暂存 LDS R11,$65 ;r11,7:数符 r11,阶符 r11,5-0:阶(最大为38) LDS R12,$66 ;r12-r15:尾数 LDS R13,$67 LDS R14,$68 LDS R15,$69 RCALL DTOB ;转为二进制浮点数 RCALL GET2 ;取第一操作数 RCALL FPAD ;调基本运算子程序之一(FPSU/FPMU/FPDI) RCALL BTOD ;转回十进制浮点数DMRET: RJMP DMRET;范例70 ;辅助子程序KP2: MOV R8,R12 ;复制第二操作数 MOV R9,R13 MOV R10,R14 MOV R11,R15 RETLD1: STS $70,R12 ;存浮点数 STS $71,R13 STS $72,R14 SYS $73,R15 RETLD2: STS $74,R12 ;存浮点数 STS $75,R13 STS $76,R14 STS $77,R15 RETLD3: STS $78,R12 ;存浮点数 STS $79,R13 STS $7A,R14 STS $7B,R15 RETGET1: LDS R8,$70 ;取浮点数 LDS R9,$71 LDS R10,$72 LDS R11,$73 RETGET2: LDS R8,$74 ;取浮点数 LDS R9,$75 LDS R10,$76 LDS R11,$77 RETGET3: LDS R8,$78 ;取浮点数 LDS R9,$79 LDS R10,$7A LDS R11,$7B RETINVPI: LDI R17,$86 ;取浮点数180/ MOV R8,R17 LDI R17,$65 MOV R9,R17 LDI R17,$2E MOV R10,R17 LDI R17,$E1 MOV R11,R17 RETG90: LDI R17,$87 ;取浮点数90 MOV R8,R17 LDI R17,$34 MOV R9,R17 CLR R10 CLR R11 RETDTOR: RCALL PI18 ;角度化为弧度 RJMP FPMURTOD: RCALL INVPI ;弧度化为角度 RJMP FPMUGHPI: LDI R17,$81 ;取浮点数/2 MOV R8,R17 LDI R17,$49 MOV R9,R17 LDI R17,$0f MOV R10,R17 LDI R17,$DB MOV R11,R17 RETG01: LDI R17,$7D ;取浮点数0.1 MOV R8,R17 LDI R17,$4C MOV R9,R17 LDI R17,$CC MOV R10,R17 LDI R17,$CD MOV R11,R17 RETG1: LDI R17,$81 ;取浮点数1 MOV R8,R17 CLR R9 CLR R10 CLR R11 RETPI18: LDI R17,$7B ;取浮点数/180 MOV R8,R17 LDI R17,$0E MOV R9,R17 LDI R17,$FA MOV R10,R17 LDI R17,$35 MOV R11,R17 RETGINT: LDI R17,R12 ;浮点数取整 CPI R17,$81 BRCC GINT1 RCALL G0 ;阶码$97,溢出 RCALL BRK ;分解出整数部分（在R9 R10 R11） SBRS R16,1 RET ;正数返回NEG3A: COM R11 ;负数求(r9 r10 r11)之补 COM R10 COM R9INC3A: LDI R17,255 SUBI R11,R17 SBCI R10,R17 SBCI R9,R17 ;求反后加1 RETGOVER: ORI R16,$20 ;设整数部分超过23位标志 RETBRK: ANDI R16,$DF ;将正浮点数分解为整数/小数两部分 LDI R17,$80 OR R13,R17 ;恢复尾数最高位 CLR R9 CLR R10 CLR R11 MOV R17,R12 SUBI R17,$80 BREQ BRKRT BRCS LOOPT CPI R17,$19 ;整数部分超过24位 BRCC GOVER ;为溢出LOOP4: LSL R15 ROL R14 ROL R13 ROL R11 ROL R10 ROL R9 DEC R17 BRNE LOOPT ;左移位数为阶码-$80,整数部分进入r9-r11中BRKRT: RETLOOPT: LSR R13 ;只有小数部分右移尾数（$80-阶码）位 ROR R14 ROR R15 INC R17 BRNE LOOPT RETNRML: ANDI R16,$BF ;1字节正整数（在R13中）规格化为浮点数 CLR R14 CLR R15 LDI R12,$88 ;设阶码 RJMP NMLOPG10: LDI R17,$84 ;取浮点数10 MOV R8,R17 LDI R17,$20 MOV R9,R17 CLR R10 CLR R11 RETGLN2: LDI R17,$80 ;取浮点数ln2(=0.6931471806) MOV R8,R17 LDI R17,$31 MOV R9,R17 LDI R17,$72 MOV R10,R17 LDI R17,$18 MOV R11,R17 RETGLN10: LDI R17,$82 ;取浮点数ln10(=2.302585093) MOV R8,R17 LDI R17,$13 MOV R9,R17 LDI R17,$5D MOV R10,R17 LDI R17,$8E MOV R11,R17 RETINVX: TST R12 ;计算1/X, X=0时溢出 BRNE INVOV4: SEV RETINV: RCALL G1 ;取1 RJMP FPDI ;范例71 ;用荷纳法计算多项式值子程序FPLN1: ORI R16,$10 ;设计算奇函数(lnx,sinx,arcsinx 等)标志 RCALL LD3 ;存X RCALL KP2 RCALL FPMU ;计算X2 RJMP FLN0 ; FPLN2: ANDI R16,$EF ;设计算偶函数(EXP,COSX等)标志 FLN0: RCALL LD1 ;存T,T=X 或T=X2 POP R30 POP R31 ;系数表数据地址进入Z LSL R30 ROL R31 ;由按字取数变为按字节取数 LPM ;r02/2时跳转 DEC R0 ;取p=m-1 LnX=(m-1)*Ln2+LN(2T) MOV R17,R15 OR R17,R14 OR R17,R13 MOV R12,R17 BREQ LN5A ;2T-1=0 只须计算(m-1)Ln2 RCALL KP2 ;R12 NOUSED! LSL R9 ROL R10 ROL R11 ;(2T-1) LSR R13 ROR R14 ROR R15 LDI R17,$80 OR R13,R17 ;2T+1 LDI R17,$7E MOV R12,R17 ;取1/(2T+1)的阶码 RJMP LNTLPLN5: ORI R16,$80 ;(T-1)为负，数符位改为1 RCALL KP2 RCALL NEG3A LDI R17,$80 ADD R9,R17 ;计算(T-1) LSR R13 ROR R14 ROR R15 LDI R17,$C0 OR R13,R17 LDI R17,$7F MOV R12,R17 ;取1/(T+1)的阶码LNTLP: LSL R11 ROL R10 ROL R9 ;(2T-1)或(T-1)规格化 DEC R12 ;调整(2T-1)/(2T+1)或(T-1)/(T+1)的阶码 SBRS R9,7 RJMP LNTLP RCALL FPD3 ;计算(2T-1)/(2T+1)或(T-1)/(T+1) 位r16,7为商之数符 PUSH R0 RCALL FPLN1 ;计算LnT或Ln(2T) .DB $7E,$12,$49,$25 ;0.14285714 ;er.total0.000000029! .DB $7E,$4C,$CC,$CD ;0.2 .DB $7F,$2A,$AA,$AB ;0.33333333 .DB $81,$00,$00,$00 ;1 .DB $01,$00 ;结束符 INC R12 POP R0LN5A: LDI R17,$80 ADD R0,R17 BREQ LN53 ;p=$80结束 BRCS LN51 NEG R0 INC R16 ;p为负数LN51: RCALL LD1 ;存LnT或Ln(2T) MOV R13,R0 RCALL NRML ;|P|规格化 RCALL GLN2 ;取ln2 RCALL FPMU ;计算|p|*ln2 RCALL GET1 ;取LnT或Ln(2T) SBRS R16,0 RJMP LN52 RCALL FPSU ;p0 计算lnT+|p|*ln2或Ln(2T)+|p|*ln2LN53: RET;范例73 ;对数衍生函数子程序LGX: RCALL LNX ;计算lnx RCALL GLN10 ;取ln10 RCALL EXCH RJMP FPDI ;转计算lgx=lnx/ln10LGAX: RCALL LD2 ;存a RCALL EXCH RCALL LNX ;计算lnx RCALL GET2 ;取a RCALL LD2 ;存lnx RCALL EXCH RCALL LNX ;计算lna RCALL GET2 ;转计算logax=lnx/lnaRJMP FPDI;范例74EXP: MOV R17,R12 ;指数函数子程序 CPI R17,$68 ;X之阶$68E1: BRCC E2 RCALL G0 ROR R12 ;(R12)=$80 INC R12 ;取exp=1 RETE2: ANDI R16,$3F ;r16,6:数符 SBRC R13,7 ORI R16,$40 ;负数 LDI R17,$7F AND R13,R17 ;取正（取|X|） LDI R17,$33 CP R15,R17 LDI R17,$0F CPC R14,R17 LDI R17,$30 CPC R13,R17 LDI R17,$87 CPC R12,R17 ;|X|与88.02969 比较 BRCS E3 ;|X|88.02969 转 SBRS R16,6 RJMP OV6G0: CLR R12 ;若x88.02969,Exp溢出 RETE3: CLR R0 ;X整数部分予清除 LDI R17,$81 MOV R8,R17 LDI R17,$38 MOV R9,R17 LDI R17,$AA MOV R10,R17 LDI R17,$3B MOV R11,R17 ;取log2e(=1/ln2) RCALL FPMU ;计算X/ln2 LDI R17,$80 SBRC R16,6 OR R13,R17 MOV R17,R12 CPI R17,$81 BR