8位单片机做多位乘除操作

只看该作者 · 2024-5-28 10:01

今日在8位单片机中做乘除运算，简化代码如下

unsigned char a = 100;
unsigned char b = 120;
unsigned char result = 0;
result = a*b/120;
printf("result = %d", result);

以上代码在x86中运行无误，但在8位单片机中：
如果操作数高于8位，或者运算过程中产生了高于8位的数，易产生错误。
例如 100*200 > 256 已经超过8 bit.
所有操作数定义的数据类型，必须足以保存运算过程中产生的最大数值。

1万 · 2024-6-4 10:04

对于多位乘法，可以使用“长乘法”或“移位和加法”的策略。以16位乘法为例，假设有两个16位的数A和B，可以分别表示为A_high || A_low和B_high || B_low（其中||表示连接操作，即将两个8位数连接成一个16位数）。

初始化结果寄存器为0。
循环处理B的每一位：
如果B的当前位是1，则将A左移相应的位数（对于B的最低位，不移位）并与结果相加。
如果B的当前位是0，则只将A左移相应的位数。
在每次迭代中，B右移一位。
重复步骤2，直到B的所有位都被处理。

只看该作者 · 2024-6-4 16:20

通过重复加法来模拟乘法操作。例如，要计算a乘以b，可以将a加到自己身上b次。这种方法虽然直观，但可能效率不高，特别是当乘数较大时。

只看该作者 · 2024-6-5 08:10

8位机做浮点运算有点吃力的

只看该作者 · 2024-6-5 13:15

建立查表法。对于乘法，可以创建一个256×256的乘法表，其中每个元素都预先计算好。这种方法虽然占用较多的内存空间，但是在运行时速度较快。

只看该作者 · 2024-6-5 13:36

通过不断地将被除数左移，并与除数比较，如果被除数大于等于除数，则进行一次减法操作，并将商相应位置上的位设置为1。

只看该作者 · 2024-6-5 16:33

实现多位乘除操作的代码可能会相对较大，这可能会占用宝贵的程序存储空间。

2万 · 2024-6-7 21:26

在资源有限的单片机上，可能需要在速度和精度之间做出权衡。

2万 · 2024-6-8 09:14

如果8位单片机的硬件支持，还可以使用软件来模拟更高位数的乘法和除法操作。这种方法虽然比直接在硬件上执行慢很多，但是对于一些特殊的应用场景可能是一个可行的解决方案。

只看该作者 · 2024-6-8 18:15

可能需要考虑更多的细节，如溢出处理、程序的优化等。

只看该作者 · 2024-6-9 11:38

由于单片机的资源有限，进行多位数的乘除运算可能会消耗较多的时间和资源，因此在设计程序时，应该尽量优化算法，减少不必要的循环和计算。

只看该作者 · 2024-6-9 14:10

对于更复杂的运算，可能需要使用数学库函数或者自己编写更高级的算法来处理。

只看该作者 · 2024-6-9 17:50

对于除法操作，一种常见的方式是使用模运算和整数除法。如果除数和被除数都是16位的，可以先用16位数除以最不重要的8位（即从右边数起），然后用商乘以除数，再从被除数中减去该结果，将差作为新的被除数，重复该过程直到除数完全除尽。

2万 · 2024-6-10 19:31

对于乘法操作，一种常见的方法是使用移位和加法来实现多字节乘法。例如，如果要计算两个16位数（例如a和b）的乘积，可以先将其中一个数（比如a）拆分为高8位和低8位，然后分别与另一个数（b）相乘，最后将结果相加。

只看该作者 · 2024-6-10 20:18

可以使用基于移位和累加的乘法算法，这种方法适合在微控制器上实现，因为它不需要大量的硬件资源。

只看该作者 · 2024-6-11 22:52

对于除法操作，情况更为复杂，因为除法不像乘法那样可以通过简单的移位和加法来分解。在8位单片机上实现多字节除法通常需要使用长除法算法，这是一种迭代算法，逐步减少被除数，直到它可以被除数整除为止。这个过程涉及到多次比较、减法和移位操作。

只看该作者 · 2024-6-12 08:06

8位机做乘除运算有点吃力

1万 · 2024-6-12 09:21

dividend_high = dividend >> 8; // 被除数的高8位
dividend_low = dividend & 0xFF; // 被除数的低8位

remainder = 0; // 初始化余数为0
quotient = 0; // 初始化商为0

// 处理被除数的高8位
for i = 0 to 7 do
if (remainder > divisor) or (remainder = divisor and dividend_low >= divisor) then
      remainder = remainder - divisor;
      quotient = quotient | (1 << i);
endif
if i < 7 then
      remainder = (remainder << 1) | (dividend_low >> (7 - i));
endif
endfor

// 处理被除数的低8位
for i = 0 to 7 do
if remainder >= divisor then
      remainder = remainder - divisor;
      quotient = (quotient << 1) | 1;
else
      quotient = quotient << 1;
endif
remainder = remainder << 1;
if i < 7 then
      remainder = remainder | (dividend_low >> (6 - i));
endif
endfor

// 最终的商就是quotient，余数是remainder