循環(huán)程序設(shè)計(jì)

循環(huán)程序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是程序中含有可以反復(fù)執(zhí)行的程序段，該程序段通常稱為循環(huán)體。例如，求100個(gè)數(shù)的累加和，沒(méi)有必要連續(xù)安排100條加法指令，可以只用一條加法指令并使其循環(huán)執(zhí)行100次。因此循環(huán)程序不僅可以縮短程序長(zhǎng)度和使程序所占的內(nèi)存單元數(shù)量更少，也能使程序結(jié)構(gòu)緊湊，可讀性強(qiáng)。

1.循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)

循環(huán)結(jié)構(gòu)程序主要由以下四部分組成。

(1)循環(huán)初始化循環(huán)初始化

程序段用于完成循環(huán)前的準(zhǔn)備工作。例如，循環(huán)控制計(jì)數(shù)初值的設(shè)置、地址指針的起始地址的設(shè)置、為變量預(yù)置初值等。

(2)循環(huán)處理

這是循環(huán)程序結(jié)構(gòu)的核心部分，完成實(shí)際的處理工作，它是需反復(fù)循環(huán)執(zhí)行的部分，故又稱循環(huán)體。這部分程序的內(nèi)容，取決于實(shí)際要處理的問(wèn)題本身。

(3)循環(huán)控制

在重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體的過(guò)程中，不斷修改循環(huán)控制變量，直到符合結(jié)束條件，就結(jié)束循環(huán)程序的執(zhí)行。循環(huán)結(jié)束控制方法分為循環(huán)計(jì)數(shù)控制法和條件控制法。

(4)循環(huán)結(jié)束

這部分是對(duì)循環(huán)程序執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行分析、處理和存放。

上面介紹的四部分有時(shí)能較明顯地劃分，有時(shí)則相互包含，不一定能明顯區(qū)分。

2.循環(huán)結(jié)構(gòu)的控制

根據(jù)循環(huán)控制部分不同，循環(huán)程序結(jié)構(gòu)可分為循環(huán)計(jì)數(shù)控制結(jié)構(gòu)和條件控制結(jié)構(gòu)。左圖是計(jì)數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，圖右是條件控制結(jié)構(gòu)。

(1)計(jì)數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 計(jì)數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)是依據(jù)計(jì)數(shù)器的值來(lái)決定循環(huán)次數(shù)，一般為減1計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器減到O時(shí)，結(jié)束循環(huán)。計(jì)數(shù)器的初值是在初始化時(shí)設(shè)定的。

MCS-51指令系統(tǒng)提供了功能極強(qiáng)的循環(huán)控制指令：

例如，計(jì)算n個(gè)數(shù)據(jù)的和，計(jì)算公式為

按這個(gè)公式，可以很容易地畫(huà)出相應(yīng)的程序框圖，如圖右所示

。從這個(gè)框圖中，也可以看出循環(huán)程序的基本結(jié)構(gòu)。

1. 求n個(gè)單字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)xi的和，xi按i順序存放在AT89S51單片機(jī)內(nèi)部RAM從50H開(kāi)始的單元中，n放在R2中，現(xiàn)將要求的和(雙字節(jié))放在R3R4中，程序如下：

在這里，用寄存器R2作為計(jì)數(shù)控制變量，RO作為變址單元，用它來(lái)尋址xi。一般來(lái)說(shuō)，循環(huán)工作部分中的數(shù)據(jù)應(yīng)該用間接方式來(lái)尋址，如這里用

ADD A，@RO

計(jì)數(shù)控制方法只有在循環(huán)次數(shù)已知的情況下才適用。對(duì)循環(huán)次數(shù)未知的問(wèn)題，不能用循環(huán)次數(shù)來(lái)控制，往往需要根據(jù)某種條件來(lái)判斷是否應(yīng)該終止循環(huán)。

(2)條件控制結(jié)構(gòu) 條件控制結(jié)構(gòu)如圖4-9所示。條件控制就是在循環(huán)控制中，設(shè)置一個(gè)條件，判斷是否滿足該條件，如滿足條件，則循環(huán)結(jié)束;如果不滿足該條件，則循環(huán)繼續(xù)。

2. 設(shè)有一串字符，依次存放在內(nèi)部RAM從30H單元開(kāi)始的連續(xù)單元中，該字符串以O(shè)AH為結(jié)束標(biāo)志，編寫測(cè)試字符串長(zhǎng)度的程序。

本例采用逐個(gè)字符依次與“0AH”比較(設(shè)置的條件)的方法。為此設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器和一個(gè)字符串指針。長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器用來(lái)累計(jì)字符串的長(zhǎng)度，字符串指針用于指定字符。如果指定字符與“0AH”不相等，則長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器和字符串指針都加1，以便繼續(xù)往下比較;如果比較相等，則表示該字符為“0AH”，字符串結(jié)束，長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器的值就是字符串的長(zhǎng)度。程序如下：

上面介紹的兩個(gè)例子都是在一個(gè)循環(huán)程序中不再包含其他循環(huán)程序，該循環(huán)程序稱為單循環(huán)程序。如果一個(gè)循環(huán)程序中包含了其他循環(huán)程序，則稱為多重循環(huán)程序。

最常見(jiàn)的多重循環(huán)是由DJNZ指令構(gòu)成的軟件延時(shí)程序。

3. 50 ms延時(shí)程序。

軟件延時(shí)程序與指令執(zhí)行時(shí)間有很大的關(guān)系。在使用12 MHz晶振時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1”s，執(zhí)行一條DJNZ指令的時(shí)間為2μs。這時(shí)，可用雙重循環(huán)方法寫出如下程序：

以上延時(shí)程序不是太精確，如把所有指令的執(zhí)行時(shí)間計(jì)算在內(nèi)，它的延時(shí)時(shí)間為

如果要求比較精確的延時(shí)，應(yīng)該考慮對(duì)上述程序進(jìn)行修改。但要注意，用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)程序，不允許有中斷，否則將嚴(yán)重影響定時(shí)的準(zhǔn)確性。

對(duì)于需延時(shí)更長(zhǎng)的時(shí)間，可采用更多重的循環(huán)，如1s延時(shí)，可用三重循環(huán)。[!--empirenews.page--]