单片机中无符号和有符号变量使用

2019-04-15 18:32发布

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最近单片机课讲到了定时计数器，在C语言中定时计数器的初值可以采用这种方式（假设计数10000次）TH0=（65536-10000）/256；TL0=（65536-10000）%6；这是通用的方法，65536-10000=55536=0xD8F0；赋值后TH0=0xD8，TL0=0xF0。我联想到补码的规则，65536-10000的数值在计算机中和-10000数据存储是一样的，于是我就简单赋值为TH0=（-10000）/256.；TL0=（-10000）%6；可以少写一个数据，减少敲字的工作。我就这样给学生讲了。这两种方法都可以。     在一天李老师看到我的学生作业都是写TH0=（-10000）/256.；TL0=（-10000）%6；她说-10000可能使用不对。当天晚上的时候在QQ上发消息过来说，经验证，在Keil中，TH0=（65536-10000）/256；TL0=（65536-10000）%6；的赋值方式TH0=0xD8，TL0=0xF0。但是TH0=（-10000）/256.；TL0=（-10000）%6；的赋值方式TH0=0xD9，TL0=0xF0。TH0的数值总是要大1，而且取不同的数值验证均是这个结果，两种方式TH0总是相差1，而TL0数值是一样的。我打开Keil，输入程序，然后调试查看汇编指令，得到如下结果：      8: TH0=(65536-10000)/256;
C:0x009B    758CD8   MOV      TH0(0x8C),#0xD8
     9:   TH1=(-10000)/256;
C:0x009E    758DD9   MOV      TH1(0x8D),#0xD9 发现汇编指令直接对于TH0和TH1进行赋值，没有经过任何的运算，但是就是相差1，这是为什么呢？我无法理解，后来在百度知道上提问，得到的回答是：这个和默认数据类型有关，TH0=(65536-10000)/256，默认unsigned char,即TH0=0xD8；TH0=(-10000)/256，默认signed char,二进制最高位为符号位，负数为1，所以TH0=0xD9 。 原来是Keil编译器计算数据的时候默认的数据类型不一样，65536-10000=55536是unsigned类型，55536/256=216=0xD8，而-10000是signed类型，（-10000）/256=-39=0xD9。原来如此，Keil的编译器预先处理的时候根据不同类型的数据进行了不同的运算，然后直接赋值。我又验证了一下，TH0=（unsigned int）（-10000）/256；发现先把-10000强制转换为unsigned类型后，得到的结果就是正确的了TH0=0xD8。得到答案后脸红了，不过多亏是在放假期间，没有学生看到。开学后立即在课堂上更正了。╮(╯▽╰)╭，这次糗大了。     我重新写了一个程序，#include
void main()
{
unsigned int  i;
 unsigned char j;
 i= - 10000;
 j=i/256; while(1)
 ;
} 中间加一个变量，看Keil会怎么处理，结果发现      2: void main()
     3: { 
     4: unsigned int  i;
     5:  unsigned char j;
     6:  i=-10000;
C:0x000F    7ED8     MOV      R6,#0xD8
     7:  j=i/256;
     8: 
C:0x0011    8E08     MOV      0x08,R6
     9: while(1)
C:0x0013    80FE     SJMP     C:0013 还是直接赋值，编译器太聪明了，知道80C51对于数据运算非常非常的不擅长，于是直接处理完数据，然后用赋值的方式来写汇编的指令。而且还知道，i的低字节没有用到，在指令里根本没有出现，这也太聪明了吧。Keil软件是最流行，最好用的编译器，不是浪得虚名的。 我再修改： include
void main()
{
unsigned int  i;
 unsigned char j;
 i=-10000;
 i++;
 j=i/256; while(1)
 ;
} 结果发现代码只增加了一点。          2: void main()
     3: { 
     4: unsigned int  i;
     5:  unsigned char j;
     6:  i=-10000;
C:0x0003    7FF0     MOV      R7,#B(0xF0)
C:0x0005    7ED8     MOV      R6,#0xD8
     7:  i++;
C:0x0007    0F       INC      R7
C:0x0008    BF0001   CJNE     R7,#0x00,C:000C
C:0x000B    0E       INC      R6
     8:  j=i/256;
     9: 
C:0x000C    8E08     MOV      0x08,R6
    10: while(1)
C:0x000E    80FE     SJMP     C:000E 但对于j的运算还是用赋值的方式。我再改，把i类型变成signed类型，结果大吃一惊： include
void main()
{
    int  i;
 unsigned char j;
 i=-10000;
 
 j=i/256; while(1)
 ;
} 程序变得非常庞大，代码从28B猛增到169B： C:0x0000 02009D LJMP C:009D C?SIDIV: C:0x0003 C2D5 CLR F0(0xD0.5) C:0x0005 EC MOV A,R4 C:0x0006 30E709 JNB 0xE0.7,C:0012 C:0x0009 B2D5 CPL F0(0xD0.5) C:0x000B E4 CLR A C:0x000C C3 CLR C C:0x000D 9D SUBB A,R5 C:0x000E FD MOV R5,A C:0x000F E4 CLR A C:0x0010 9C SUBB A,R4 C:0x0011 FC MOV R4,A C:0x0012 EE MOV A,R6 C:0x0013 30E715 JNB 0xE0.7,C:002B C:0x0016 B2D5 CPL F0(0xD0.5) C:0x0018 E4 CLR A C:0x0019 C3 CLR C C:0x001A 9F SUBB A,R7 C:0x001B FF MOV R7,A C:0x001C E4 CLR A C:0x001D 9E SUBB A,R6 C:0x001E FE MOV R6,A C:0x001F 120039 LCALL C?UIDIV(C:0039) C:0x0022 C3 CLR C C:0x0023 E4 CLR A C:0x0024 9D SUBB A,R5 C:0x0025 FD MOV R5,A C:0x0026 E4 CLR A C:0x0027 9C SUBB A,R4 C:0x0028 FC MOV R4,A C:0x0029 8003 SJMP C:002E C:0x002B 120039 LCALL C?UIDIV(C:0039) C:0x002E 30D507 JNB F0(0xD0.5),C:0038 C:0x0031 C3 CLR C C:0x0032 E4 CLR A C:0x0033 9F SUBB A,R7 C:0x0034 FF MOV R7,A C:0x0035 E4 CLR A C:0x0036 9E SUBB A,R6 C:0x0037 FE MOV R6,A C:0x0038 22 RET C?UIDIV: C:0x0039 BC000B CJNE R4,#0x00,C:0047 C:0x003C BE0029 CJNE R6,#0x00,C:0068 C:0x003F EF MOV A,R7 C:0x0040 8DF0 MOV B(0xF0),R5 C:0x0042 84 DIV AB C:0x0043 FF MOV R7,A C:0x0044 ADF0 MOV R5,B(0xF0) C:0x0046 22 RET C:0x0047 E4 CLR A C:0x0048 CC XCH A,R4 C:0x0049 F8 MOV R0,A C:0x004A 75F008 MOV B(0xF0),#0x08 C:0x004D EF MOV A,R7 C:0x004E 2F ADD A,R7 C:0x004F FF MOV R7,A C:0x0050 EE MOV A,R6 C:0x0051 33 RLC A C:0x0052 FE MOV R6,A C:0x0053 EC MOV A,R4 C:0x0054 33 RLC A C:0x0055 FC MOV R4,A C:0x0056 EE MOV A,R6 C:0x0057 9D SUBB A,R5 C:0x0058 EC MOV A,R4 C:0x0059 98 SUBB A,R0 C:0x005A 4005 JC C:0061 C:0x005C FC MOV R4,A C:0x005D EE MOV A,R6 C:0x005E 9D SUBB A,R5 C:0x005F FE MOV R6,A C:0x0060 0F INC R7 C:0x0061 D5F0E9 DJNZ B(0xF0),C:004D C:0x0064 E4 CLR A C:0x0065 CE XCH A,R6 C:0x0066 FD MOV R5,A C:0x0067 22 RET C:0x0068 ED MOV A,R5 C:0x0069 F8 MOV R0,A C:0x006A F5F0 MOV B(0xF0),A C:0x006C EE MOV A,R6 C:0x006D 84 DIV AB C:0x006E 20D21C JB OV(0xD0.2),C:008D C:0x0071 FE MOV R6,A C:0x0072 ADF0 MOV R5,B(0xF0) C:0x0074 75F008 MOV B(0xF0),#0x08 C:0x0077 EF MOV A,R7 C:0x0078 2F ADD A,R7 C:0x0079 FF MOV R7,A C:0x007A ED MOV A,R5 C:0x007B 33 RLC A C:0x007C FD MOV R5,A C:0x007D 4007 JC C:0086 C:0x007F 98 SUBB A,R0 C:0x0080 5006 JNC C:0088 C:0x0082 D5F0F2 DJNZ B(0xF0),C:0077 C:0x0085 22 RET C:0x0086 C3 CLR C C:0x0087 98 SUBB A,R0 C:0x0088 FD MOV R5,A C:0x0089 0F INC R7 C:0x008A D5F0EA DJNZ B(0xF0),C:0077 C:0x008D 22 RET      2: void main()
     3: { 
     4:     int  i;
     5:  unsigned char j;
     6:  i=-10000;
     7:  
C:0x008E    7FF0     MOV      R7,#B(0xF0)
C:0x0090    7ED8     MOV      R6,#0xD8
     8:  j=i/256;
     9: 
C:0x0092    7C01     MOV      R4,#0x01
C:0x0094    7D00     MOV      R5,#0x00
C:0x0096    120003   LCALL    C?SIDIV(C:0003)
C:0x0099    8F08     MOV      0x08,R7
    10: while(1)
C:0x009B    80FE     SJMP     C:009B 就是一个signed和unsigned的区别，用的着差别这么大吗？ 通过以上的实验，可以得出结论:Keil编译器非常智能，会生成最短的代码，能够智能判断每个变量的使用，生成最短的代码。同时，学习单片机的各位同仁，除非万不得已，千万不要用signed类型。

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