循環(huán)程序結(jié)構(gòu)的特點是程序中含有可以反復執(zhí)行的程序段,該程序段通常稱為循環(huán)體。例如,求100個數(shù)的累加和,沒有必要連續(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。
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)前的準備工作。例如,循環(huán)控制計數(shù)初值的設置、地址指針的起始地址的設置、為變量預置初值等。
(2)循環(huán)處理
這是循環(huán)程序結(jié)構(gòu)的核心部分,完成實際的處理工作,它是需反復循環(huán)執(zhí)行的部分,故又稱循環(huán)體。這部分程序的內(nèi)容,取決于實際要處理的問題本身。
(3)循環(huán)控制
在重復執(zhí)行循環(huán)體的過程中,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)計數(shù)控制法和條件控制法。
(4)循環(huán)結(jié)束
這部分是對循環(huán)程序執(zhí)行的結(jié)果進行分析、處理和存放。
上面介紹的四部分有時能較明顯地劃分,有時則相互包含,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)計數(shù)控制結(jié)構(gòu)和條件控制結(jié)構(gòu)。左圖是計數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu),圖右是條件控制結(jié)構(gòu)。
(1)計數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 計數(shù)循環(huán)控制結(jié)構(gòu)是依據(jù)計數(shù)器的值來決定循環(huán)次數(shù),一般為減1計數(shù)器,計數(shù)器減到O時,結(jié)束循環(huán)。計數(shù)器的初值是在初始化時設定的。
MCS-51指令系統(tǒng)提供了功能極強的循環(huán)控制指令:
例如,計算n個數(shù)據(jù)的和,計算公式為
按這個公式,可以很容易地畫出相應的程序框圖,如圖右所示
。從這個框圖中,也可以看出循環(huán)程序的基本結(jié)構(gòu)。
1. 求n個單字節(jié)無符號數(shù)xi的和,xi按i順序存放在AT89S51單片機內(nèi)部RAM從50H開始的單元中,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作為計數(shù)控制變量,RO作為變址單元,用它來尋址xi。一般來說,循環(huán)工作部分中的數(shù)據(jù)應該用間接方式來尋址,如這里用
ADD A,@RO
計數(shù)控制方法只有在循環(huán)次數(shù)已知的情況下才適用。對循環(huán)次數(shù)未知的問題,不能用循環(huán)次數(shù)來控制,往往需要根據(jù)某種條件來判斷是否應該終止循環(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,設置一個條件,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. 設有一串字符,依次存放在內(nèi)部RAM從30H單元開始的連續(xù)單元中,該字符串以OAH為結(jié)束標志,編寫測試字符串長度的程序。
本例采用逐個字符依次與“0AH”比較(設置的條件)的方法。為此設置一個長度計數(shù)器和一個字符串指針。長度計數(shù)器用來累計字符串的長度,字符串指針用于指定字符。如果指定字符與“0AH”不相等,則長度計數(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,長度計數(shù)器的值就是字符串的長度。程序如下:
上面介紹的兩個例子都是在一個循環(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。
最常見的多重循環(huán)是由DJNZ指令構(gòu)成的軟件延時程序。
3. 50 ms延時程序。
軟件延時程序與指令執(zhí)行時間有很大的關系。在使用12 MHz晶振時,一個機器周期為1”s,執(zhí)行一條DJNZ指令的時間為2μs。這時,可用雙重循環(huán)方法寫出如下程序:
以上延時程序不是太精確,如把所有指令的執(zhí)行時間計算在內(nèi),它的延時時間為
如果要求比較精確的延時,應該考慮對上述程序進行修改。但要注意,用軟件實現(xiàn)延時程序,不允許有中斷,否則將嚴重影響定時的準確性。
對于需延時更長的時間,可采用更多重的循環(huán),如1s延時,可用三重循環(huán)。[!--empirenews.page--]