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单片机中的取模与取余的作用

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saservice|  楼主 | 2023-9-29 11:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
1、什么是单片机中的取模和取余
单片机中的取模和取余是指在程序设计中,对一个整数进行除法运算后,得到的余数或模数,一般用“%”运算符表示。具体来说,取模运算是指求两个数相除的余数,而取余运算是指求出两个数相除得到的商的整数部分后,再用被除数减去除数与商相乘的结果。
单片机中的取模和取余功能是由单片机内部硬件电路实现的,使用起来非常方便,可以大大提高程序的效率,减少代码量。
2、单片机中取模和取余的作用
(1) 精确计算
在一些应用中,需要计算大量数据的取余或模数。例如,通过将多个字节合并为单个整数对其进行校验。通过使用单片机内部的取模和取余功能,可以很快地完成这些计算,而不需要大量的代码进行计算。
(2) 控制循环计数器
在循环中,使用取模或取余可以让循环计数器的值保持在指定的范围内。通过设置取模或取余操作的值,可以让计数器在达到一定值后重新开始从0开始计数,从而控制循环的执行次数和变量的取值范围。
3、单片机中取模和取余操作的具体应用
(1) 系统时序控制
在一些需要控制系统时序的场合,如LED闪烁、延时等,我们可以设置一个计数器,将其递增,然后通过取模操作来控制系统时序。例如,如果计数器的值等于10,那么就可以让LED灯亮起来一段时间,然后将计数器清零。通过这种方式,我们可以控制LED灯闪烁的频率,从而实现系统时序的控制。
(2) 通信数据校验
在通信过程中,为了确保数据的准确性,通常需要对数据进行校验。这时候我们可以使用CRC校验。CRC校验就是通过多项式除法来计算出一个校验码,通常使用取模操作来实现。计算过程如下:
(1) 在发送端,从数据末尾添加一定数量的0。
(2) 用一个预设的生成多项式GF除以附加了0的数据。
(3) 将除数的余数作为CRC校验码附加到数据末尾。
(4) 在接收端,将附加的CRC校验码分别带入到校验位进行校验,如果存在误码,那么CRC校验就会出现异常,并通过重复发送或其他措施来确保数据的准确性。
4、单片机中取模和取余的实现方法
(1) 使用取模算法
在单片机中,取模操作可以通过除法来实现。如果使用普通的除法运算,效率会比较低。为了提高效率,我们可以采用位移运算和减法代替除法,加速计算速度。另外,为了减少代码量,我们还可以使用内建函数来实现快速取模操作。
(2) 使用取余算法
在单片机中,取余操作可以通过向左右平移位来实现。具体来说,我们可以通过移位操作将除数和被除数的高位对齐,然后减去除数,再将结果移位,直到被除数小于除数为止。这样做可以大大提高取余操作的效率。

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