开场白：
直接用C言语的“*”运算符进行乘法运算时，“被乘数”，“ 乘数”，“积”，这三个数据的最大规模是unsigned long 类型，也便是数据最大规模是4个字节，十进制的规模是0至4294967295。一旦超越了这个规模，则运算会犯错。因而，当进行大数据乘法运算时，咱们要额定编程序，完结大数据的算法。其实这种算法并不难，便是咱们在小学里学的四则运算算法。
咱们先要弄清楚一个新的概念。不考虑小数点的情况下，数据有两种表现方式。一种是常用的变量方式，别的一种是BCD码数组方式。变量的最大规模有限，而BCD码数组的方式是无限的，正由于这个特色，所以咱们能够进行大数据运算。
这一节要教我们一个知识点：
榜首个：怎么编写涉及到大数据乘法运算的算法程序函数，一起也温习了指针的用处。
详细内容，请看源代码解说。
（1）硬件渠道：
依据朱兆祺51单片机学习板。
（2）完结功用：
波特率是：9600 。
经过电脑串口调试帮手模仿上位机，往单片机发送组合BCD码的被乘数和乘数，单片机把组合BCD码的运算成果回来到上位机。被乘数与乘数的最大规模都是从0到99，假如运算的乘积超越答应保存的最大位数规模则回来EE EE EE报错。
往单片机发送的数据格式：EB 00 55 XX0d0aYY0d0a指令，其间EB 00 55是数据头，XX 是被乘数，是1个字节的组合BCD码。YY是乘数，能够是1个字节的组合BCD码。0d 0a是固定的结束标志。
例如：
（a）83 x 98 = 8134
上位机发送数据：eb 00 55 83 0d 0a 98 0d 0a
单片机回来：81 34
（3）源代码解说如下：
- #include “REG52.H”
- /* 注释一：
- * 本体系中的乘法运算，规则两个乘数的最大规模是0至99.
- * 由于STC89C52单片机的RAM只需256个，也便是说体系的变量数最大
- * 不能超越256个，假如超越了这个极限，编译器就会报错。由于51单片机RAM资源有限，
- * 因而规则乘数的最大规模不能超越99，假如这个算法移植到stm32或许PIC等RAM比较大
- * 的单片机上，那么就能够把这个运算位数设置得愈加大一点。调整下面 BCD4_MAX的巨细，
- * 能够调整运算的数据规模。
- */
- #defineBCD4_MAX 3//为了让乘法的成果不超越规模，因而把组合BCD码最大字节数从上一节的2改成3，一个字节包括2位，因而能够保存6位有用数
- #defineBCD8_MAX (BCD4_MAX*2)//本体系中，规则的非组合BCD码能保存的最大字节数，一个字节包括1位，因而能保存6位有用运管用
- #define const_rc_size30//接纳串口中止数据的缓冲区数组巨细
- #define const_receive_time5//假如超越这个时刻没有串口数据过来，就以为一串数据现已悉数接纳完，这个时刻依据实践情况来调整巨细
- #define uchar unsigned char //便利移植渠道
- #define ulong unsigned long //便利移植渠道
- //假如在VC的渠道模仿此算法，则都界说成int类型，如下：
- //#define uchar int
- //#define ulong int
- void initial_myself(void);
- void initial_peripheral(void);
- void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
- void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
- void T0_time(void);//守时中止函数
- void usart_receive(void); //串口接纳中止函数
- void usart_service(void);//串口服务程序,在main函数里
- void eusart_send(unsigned char ucSendData);
- void BCD4_to_BCD8(const unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char ucBCD4_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char *p_ucBCD8_cnt);
- void BCD8_to_BCD4(const unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char ucBCD8_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char *p_ucBCD4_cnt);
- void ClearAllData(uchar ucARRAY_MAX,uchar *destData);
- uchar GetDataLength(const uchar *destData,uchar ucARRAY_MAX);
- uchar AddData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData);//两个数相加
- void EnlargeData(uchar *destData,uchar enlarge_cnt); //数组向大索引值移位，移一位适当于扩大10倍
- uchar MultData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData); //两个数相乘
- sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
- unsigned intuiSendCnt=0; //用来辨认串口是否接纳完一串数据的计时器
- unsigned char ucSendLock=1; //串口服务程序的自锁变量，每次接纳完一串数据只处理一次
- unsigned intuiRcregTotal=0;//代表当时缓冲区现已接纳了多少个数据
- unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接纳串口中止数据的缓冲区数组
- unsigned intuiRcMoveIndex=0;//用来解析数据协议的中心变量
- unsigned char ucDataBCD4_1[BCD4_MAX]; //接纳到的第1个数组合BCD码数组方式这儿是指被乘数
- unsigned char ucDataBCD4_cnt_1=0;//接纳到的第1个数组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucDataBCD4_2[BCD4_MAX]; //接纳到的第2个数组合BCD码数组方式这儿是指乘数
- unsigned char ucDataBCD4_cnt_2=0;//接纳到的第2个数组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucDataBCD4_3[BCD4_MAX]; //接纳到的第3个数组合BCD码数组方式这儿是指积
- unsigned char ucDataBCD4_cnt_3=0;//接纳到的第3个数组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucDataBCD8_1[BCD8_MAX]; //接纳到的第1个数非组合BCD码数组方式 这儿是指被乘数
- unsigned char ucDataBCD8_cnt_1=0;//接纳到的第1个数非组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucDataBCD8_2[BCD8_MAX]; //接纳到的第2个数非组合BCD码数组方式 这儿是指乘数
- unsigned char ucDataBCD8_cnt_2=0;//接纳到的第2个数非组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucDataBCD8_3[BCD8_MAX]; //接纳到的第3个数非组合BCD码数组方式 这儿是指积
- unsigned char ucDataBCD8_cnt_3=0;//接纳到的第3个数非组合BCD码数组的有用数据长度
- unsigned char ucResultFlag=11; //运算成果标志，10代表核算成果超出规模犯错，11代表正常。
- void main()
- {
- initial_myself();
- delay_long(100);
- initial_peripheral();
- while(1)
- {
- usart_service();//串口服务程序
- }
- }
- /* 注释二：
- * 组合BCD码转成非组合BCD码。
- * 这儿的变量ucBCD4_cnt代表组合BCD码的有用字节数.
- * 这儿的变量*p_ucBCD8_cnt代表经过转化后，非组合BCD码的有用字节数，记住加地址符号&传址进去
- * 本程序在上一节的基础上，略作修正，用循环for句子紧缩了代码，
- * 一起引进了组合BCD码的有用字节数变量。这样就不限制了数据的长度，
- * 能够让咱们依据数据的实践巨细灵活运用。
- */
- void BCD4_to_BCD8(const unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char ucBCD4_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char *p_ucBCD8_cnt)
- {
- unsigned char ucTmep;
- unsigned char i;
- for(i=0;i
- {
- p_ucBCD_bit8[i]=0;
- }
- *p_ucBCD8_cnt=ucBCD4_cnt*2; //转化成非组合BCD码后的有用数据长度
- for(i=0;i
- {
- ucTmep=p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i];
- p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-i*2-1]=ucTmep>>4;
- p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-i*2-2]=ucTmep&0x0f;
- }
- }
- /* 注释三：
- * 非组合BCD码转成组合BCD码。
- * 这儿的变量ucBCD8_cnt代表非组合BCD码的有用字节数.
- * 这儿的变量*p_ucBCD4_cnt代表经过转化后，组合BCD码的有用字节数，记住加地址符号&传址进去
- * 本程序在上一节的基础上，略作修正，用循环for句子紧缩了代码，
- * 一起引进了非组合BCD码的有用字节数变量。这样就不限制了数据的长度，
- * 能够让咱们依据数据的实践巨细灵活运用。
- */
- void BCD8_to_BCD4(const unsigned char *p_ucBCD_bit8,unsigned char ucBCD8_cnt,unsigned char *p_ucBCD_bit4,unsigned char *p_ucBCD4_cnt)
- {
- unsigned char ucTmep;
- unsigned char i;
- unsigned char ucBCD4_cnt;
- for(i=0;i
- {
- p_ucBCD_bit4[i]=0;
- }
- ucBCD4_cnt=(ucBCD8_cnt+1)/2; //非组合BCD码转化成组合BCD码的有用数,这儿+1防止非组合数据长度是奇数位
- *p_ucBCD4_cnt=ucBCD4_cnt; //把转化后的成果交给接口指针的数据，能够对外输出成果
- for(i=0;i
- {
- ucTmep=p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-1-i*2]; //把非组合BCD码第8位分化出来
- p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]=ucTmep<<4;
- p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]=p_ucBCD_bit4[ucBCD4_cnt-1-i]+p_ucBCD_bit8[ucBCD4_cnt*2-2-i*2]; //把非组合BCD码第7位分化出来
- }
- }
- /* 注释四：
- *函数介绍：清零数组的悉数数组数据
- *输入参数：ucARRAY_MAX代表数组界说的最大长度
- *输入输出参数：*destData–被清零的数组。
- */
- void ClearAllData(uchar ucARRAY_MAX,uchar *destData)
- {
- uchar i;
- for(i=0;i
- {
- destData[i]=0;
- }
- }
- /* 注释五：
- *函数介绍：获取数组的有用长度
- *输入参数：*destData–被获取的数组。
- *输入参数：ucARRAY_MAX代表数组界说的最大长度
- *回来值：回来数组的有用长度。比方58786这个数据的有用长度是5
- *电子开发者作者：吴坚鸿
- */
- uchar GetDataLength(const uchar *destData,uchar ucARRAY_MAX)
- {
- uchar i;
- uchar DataLength=ucARRAY_MAX;
- for(i=0;i
- {
- if(0!=destData[ucARRAY_MAX-1-i])
- {
- break;
- }
- else
- {
- DataLength–;
- }
- }
- return DataLength;
- }
- /* 注释六：
- *函数介绍：两个数相加
- *输入参数：
- *（1）*destData–被加数的数组。
- *（2）*sourceData–加数的数组。
- *（3）*resultData–和的数组。留意，调用本函数前，有必要先把这个数组清零
- *回来值：10代表核算成果超出规模犯错，11代表正常。
- */
- uchar AddData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
- {
- uchar addResult=11; //开端默许回来的运算成果是正常
- uchar destCnt=0;
- uchar sourceCnt=0;
- uchar i;
- uchar carryData=0;//进位
- uchar maxCnt=0; //最大位数
- uchar resultTemp=0; //寄存暂时运算成果的中心变量
- //为什么不在本函数内先把resultData数组清零？由于后边章节中的乘法运算中要用到此函数完结连加功用。
- //因而假如朴实完结加法运算时，在调用本函数之前，有必要先在外面把和的数组清零，不然管帐算犯错。
- destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被加数的有用位数
- sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX);//获取加数的有用位数
- if(destCnt>=sourceCnt)//找出两个运管用据中最大的有用位数
- {
- maxCnt=destCnt;
- }
- else
- {
- maxCnt=sourceCnt;
- }
- for(i=0;i
- {
- resultTemp=destData[i]+sourceData[i]+carryData; //按位相加
- resultData[i]=resultTemp%10; //截取最低位寄存进保存成果的数组
- carryData=resultTemp/10; //寄存进位
- }
- resultData[i]=carryData;
- if((maxCnt==BCD8_MAX)&&(carryData==1))//假如数组的有用位是最大值而且最终的进位是1，则核算溢出报错
- {
- ClearAllData(BCD8_MAX,resultData);
- addResult=10;//报错
- }
- return addResult;
- }
- /* 注释七：
- *函数介绍：数组向大索引值移位，移一位适当于扩大10倍
- *输入参数：*destData–被移位的数组。
- *输入参数：enlarge_cnt–被移位的个数。
- */
- void EnlargeData(uchar *destData,uchar enlarge_cnt)
- {
- uchar i;
- if(enlarge_cnt!=0)
- {
- for(i=0;i<(BCD8_MAX-enlarge_cnt);i++)
- {
- destData[BCD8_MAX-1-i]=destData[BCD8_MAX-1-enlarge_cnt-i];
- }
- for(i=0;i
- {
- destData[i]=0;
- }
- }
- }
- /* 注释八：
- *函数介绍：两个数相乘
- *输入参数：
- *（1）*destData–被乘数的数组。
- *（2）*sourceData–乘数的数组。
- *（3）*resultData–积的数组。
- *回来值：10代表核算成果超出规模犯错，11代表正常。
- */
- uchar MultData(const uchar *destData,const uchar *sourceData,uchar *resultData)
- {
- uchar multResult=11; //开端默许正常
- uchar destCnt=0;
- uchar sourceCnt=0;
- uchar i;
- uchar j;
- uchar carryData=0;//进位
- uchar resultTemp=0; //寄存暂时运算成果的中心变量
- uchar nc_add_result;//接纳相加的运算是否超出规模，这儿不必判别，由于不会溢出
- uchar multArrayTemp[BCD8_MAX]; //寄存暂时运算成果的数组中心变量
- destCnt=GetDataLength(destData,BCD8_MAX); //获取被乘数的长度
- sourceCnt=GetDataLength(sourceData,BCD8_MAX); //获取乘数的长度
- ClearAllData(BCD8_MAX,resultData); //清零存储的成果
- if((0==destCnt)||(0==sourceCnt)) //被乘数或许乘数为0，则成果为0
- {
- return multResult;
- }
- if((destCnt+sourceCnt+2)>BCD8_MAX)
- {
- multResult=10; //运算成果有或许超规模报错
- return multResult;
- }
- for(i=0;i
- {
- carryData=0; //清零进位
- ClearAllData(BCD8_MAX,multArrayTemp); //清零一位乘数相乘的成果中心变量数组
- for(j=0;j
- {
- resultTemp=destData[j]*sourceData[i]+carryData;//乘数的一位顺次与被乘数各位相乘,而且加进位
- multArrayTemp[j]=resultTemp%10;//存储一位乘数相乘的成果
- carryData=resultTemp/10; //保存进位
- }
- multArrayTemp[j]=carryData; //存储最终的进位
- EnlargeData(multArrayTemp,i); //移位。移一次适当于扩大10倍。
- nc_add_result=AddData(resultData,multArrayTemp,resultData); //把一位乘数相乘的成果存储进总成果
- }
- return multResult;
- }
- void usart_service(void)//串口服务程序,在main函数里
- {
- unsigned char i=0;
- unsigned char k=0;
- unsigned char ucGetDataStep=0;
- if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //阐明超越了必定的时刻内，再也没有新数据从串口来
- {
- ucSendLock=0; //处理一次就锁起来，不必每次都进来,除非有新接纳的数据
- //下面的代码进入数据协议解析和数据处理的阶段
- uiRcMoveIndex=0; //由所以判别数据头，所以下标移动变量从数组的0开端向最尾端移动
- while(uiRcMoveIndex
- {
- if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55)//数据头eb 00 55的判别
- {
- i=0;
- ucGetDataStep=0;
- ucDataBCD4_cnt_1=0;//第1个数组合BCD码数组的有用数据长度
- ucDataBCD4_cnt_2=0;//第2个数组合BCD码数组的有用数据长度
- ClearAllData(BCD4_MAX,ucDataBCD4_1);//清零第1个参加运算的数据
- ClearAllData(BCD4_MAX,ucDataBCD4_2);//清零第2个参加运算的数据
- //以下while循环是经过要害字0x0d 0x0a来截取第1个和第2个参加运算的数据。
- while(i<(BCD8_MAX+4))//这儿+4是由于有2对0x0d 0x0a结束特殊符号，一个共4个字节
- {
- if(ucGetDataStep==0)//过程0，适当于我平常用的case 0,获取第1个数，在这儿是指被乘数
- {
- if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]==0x0d&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4+i]==0x0a) //结束标志
- {
- for(k=0;k
- {
- ucDataBCD4_1[k]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i-1-k]; //留意，接纳到的数组数据与实践存储的数组数据的下标方向是相反的
- }
- i=i+2; //越过 0x0d 0x0a 这两个字节，进行下一轮的要害字提取
- ucGetDataStep=1;//切换到下一个要害字提取的过程
- }
- else
- {
- i++;
- ucDataBCD4_cnt_1++;//计算第1个有用数据的长度
- }
- }
- else if(ucGetDataStep==1) //过程1，适当于我平常用的case 1,获取第2个参加运转的数，在这儿是乘数
- {
- if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]==0x0d&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+4+i]==0x0a) //结束标志
- {
- for(k=0;k
- {
- ucDataBCD4_2[k]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i-1-k]; //留意，接纳到的数组数据与实践存储的数组数据的下标方向是相反的
- }
- break; //截取数据完结。直接跳出截取数据的while(i<(BCD8_MAX+4))循环
- }
- else
- {
- i++;
- ucDataBCD4_cnt_2++;//计算第2个有用数据的长度
- }
- }
- }
- //留意ucDataBCD8_cnt_1和ucDataBCD8_cnt_2要带地址符号&传址进去
- BCD4_to_BCD8(ucDataBCD4_1,ucDataBCD4_cnt_1,ucDataBCD8_1,&ucDataBCD8_cnt_1); //把接纳到的组合BCD码转化成非组合BCD码第1个数
- BCD4_to_BCD8(ucDataBCD4_2,ucDataBCD4_cnt_2,ucDataBCD8_2,&ucDataBCD8_cnt_2); //把接纳到的组合BCD码转化成非组合BCD码第2个数
- ClearAllData(BCD8_MAX,ucDataBCD8_3);//清零第3个参加运算的数据,用来接纳运转的成果
- ucResultFlag=MultData(ucDataBCD8_1,ucDataBCD8_2,ucDataBCD8_3); //相乘运算，成果放在ucDataBCD8_3数组里
- if(ucResultFlag==11) //表明运算成果没有超规模
- {
- ucDataBCD8_cnt_3=GetDataLength(ucDataBCD8_3,BCD8_MAX);//获取运算成果的有用字节数
- if(ucDataBCD8_cnt_3==0) //假如1个有用位数都没有，表明数组一切的数据都是0，这个时分的有用位数应该人为的默许是1,表明一个0
- {
- ucDataBCD8_cnt_3=1;
- }
- BCD8_to_BCD4(ucDataBCD8_3,ucDataBCD8_cnt_3,ucDataBCD4_3,&ucDataBCD4_cnt_3); //把非组合BCD码转成组合BCD码。留意，&ucDataBCD4_cnt_3带地址符号&
- for(k=0;k
- {
- eusart_send(ucDataBCD4_3[ucDataBCD4_cnt_3-1-k]); //往上位机发送一个字节的函数
- }
- }
- else //运算成果超规模，回来EE EE EE
- {
- eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
- eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
- eusart_send(0xee); //往上位机发送一个字节的函数
- }
- break; //退出循环
- }
- uiRcMoveIndex++; //由所以判别数据头，游标向着数组最尾端的方向移动
- }
- ucRcregBuf[0]=0; //把数据头清零，便利下次接纳判别新数据
- ucRcregBuf[1]=0;
- ucRcregBuf[2]=0;
- uiRcregTotal=0;//清空缓冲的下标，便利下次从头从0下标开端承受新数据
- }
- }
- void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位机发送一个字节的函数
- {
- ES = 0; //关串口中止
- TI = 0; //清零串口发送完结中止请求标志
- SBUF =ucSendData; //发送一个字节
- delay_short(400);//每个字节之间的延时，这儿十分要害，也是最简单犯错的当地。延时的巨细请依据实践项目来调整
- TI = 0; //清零串口发送完结中止请求标志
- ES = 1; //答应串口中止
- }
- void T0_time(void) interrupt 1 //守时中止
- {
- TF0=0;//铲除中止标志
- TR0=0; //关中止
- if(uiSendCnt
- {
- uiSendCnt++; //表面上这个数据不断累加，可是在串口中止里，每接纳一个字节它都会被清零，除非这个中心没有串口数据过来
- ucSendLock=1; //开自锁标志
- }
- TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
- TL0=0x0b;
- TR0=1;//开中止
- }
- void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接纳数据中止
- {
- if(RI==1)
- {
- RI = 0;
- ++uiRcregTotal;
- if(uiRcregTotal>const_rc_size)//超越缓冲区
- {
- uiRcregTotal=const_rc_size;
- }
- ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //将串口接纳到的数据缓存到接纳缓冲区里
- uiSendCnt=0;//及时喂狗，尽管main函数那儿不断在累加，可是只需串口的数据还没发送结束，那么它永久也长不大,由于每个中止都被清零。
- }
- else//发送中止，及时把发送中止标志位清零
- {
- TI = 0;
- }
- }
- void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
- {
- unsigned int i;
- unsigned int j;
- for(i=0;i
- {
- for(j=0;j<500;j++)//内嵌循环的空指令数量
- {
- ; //一个分号适当于履行一条空句子
- }
- }
- }
- void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
- {
- unsigned int i;
- for(i=0;i
- {
- ; //一个分号适当于履行一条空句子
- }
- }
- void initial_myself(void)//榜首区 初始化单片机
- {
- beep_dr=1; //用PNP三极管操控蜂鸣器，输出高电平常不叫。
- //装备守时器
- TMOD=0x01;//设置守时器0为工作方式1
- TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
- TL0=0x0b;
- //装备串口
- SCON=0x50;
- TMOD=0X21;
- TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600);//这段装备代码详细是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有关。
- TR1=1;
- }
- void initial_peripheral(void) //第二区 初始化外围
- {
- EA=1; //开总中止
- ES=1; //答应串口中止
- ET0=1; //答应守时中止
- TR0=1; //发动守时中止
- }
总结陈词：
已然这节讲了乘法程序，那么下一节接着讲常用的除法程序，这种大数据的除法程序是什么样的？欲知概况，请听下回分化—-大数据的除法运算。
