单片机原理与应用实例：参考程序整体分析

下面从整体结构特点、程序设计、技巧及可改进处等方面来进一步分析本参考程序。

1.双重循环程序的结构特点

1）内循环程序的初始化在外循环体中。即进入内循环体前由外循环进行初始化。其具体语句是：“MOV R0，#30H”对数组指针R0赋初值；“MOV R2，#32”与“DEC R2”是对内循环计数器R2设置初值，如图4-16所示。

2）内循环体必须套在外循环内，不能交叉。即程序运行时先进入外循环，后进入内循环体，在内循环计数到预定次数后，才能回到外循环体，如图4-20所示。

本程序具体情况为：外循环体入口地址标号BUBBLE在前，内循环体入口地址标号BULOOP在后；内循环体计数控制语句“BUNEXT：DJNZ R2，BULOOP”在前，其转移目标地址只能是内循环体入口地址；外循环体控制语句“JB 7FH，BUNEXT”在后，其转移目标地址只能是外循环体入口地址，如图4-14、图4-20所示。

3）外循环程序的初始化也可以在外循环体中进行，这是本程序的一个很有趣的做法。其具体语句是语句（4）“CLR 7FH”，只有每次在进入外循环体后，用此语句对7FH标志位清零，才能保证外循环体的控制语句（18）“JB 7FH，BUNEX”正常工作，否则本程序就永远停止不下来。

2.几点有用的设计技巧

要设计出一个好的程序，不仅要构思出正确的设计方案与流程图，还需要注意运用具体指令的技巧。如何提高设计技巧呢？最好的方法是在实践中分析、积累。本参考程序中，注意以下几个重要语句的设计技巧：

（1）CJNE与JC指令搭档使用技巧 本程序中采用CJNE与JC指令搭档的方式来比较两个数的大小及分支，见语句（10）、（11）组成的程序段2。其主要使用技巧是将CJNE指令的转移目标定为下一条指令JC，这样无论CJNE比较转移指令的结果如何，程序都接着执行第2条JC指令，按Cy值正式进行分支。

这一做法的好处是：

1）利用CJNE指令比较两个数大小时，能影响Cy位而不影响A中内容。

2）弥补CJNE指令不能按Cy进行分支的不足。

因而可以说这两条指令合起来使用时，就等于是一条比较两个数后按Cy位转移的指令。

具体来说，语句（10）“CJNE A，21H，LOOP”在这里的作用主要是通过比较A和21H中的内容来影响Cy标志位，然后转入语句（11）“LOOP JC BUNEXT”，进一步按Cy位状态进行分支：

当A=（21H）时，Cy=0，程序继续按顺序执行，进入语句（12），交换两数的位置。

当A＞（21H）时，Cy=0，程序继续按顺序执行，进入语句（12），交换两数的位置。

当A＜（21H）时，Cy=1，程序跳转到标号地址BUNEXT处，不用交换数。

（2）交换两数位置的技巧 冒泡排序程序中的另一个关键技术是当大数在低字节时，需要与上一位交换位置，也就是“冒泡”。(www.xing528.com)

本程序采用数据指针法来交换两个数在数组中的位置，其过程分为四步：见参考程序的语句（12）、（13）、（14）、（15）。

第一步，语句（12）“MOV@R0，20H”，将放在低字节的大数送入数组的高字节，因为此时数据指针仍指向数组的高字节单元。

第二步，语句（13）“DEC R0”，使数据指针调低一单元，为下一步换低字节的数作准备。

第三步，语句（14）“MOV@R0，21H”，将原来在高字节的数送入低字节单元，完成数据交换。

第四步，语句（15）“INC R0”，用以恢复数据指针值，以便进行下一个数的比较过程。

上述过程的关键是在用数据指针R0灵活改变CPU访问内存单元的地址时，必须记住@R0在每一步前的实际指向。如，在第一步语句（12）前，CPU是先取低位数后取高位数来进行比较的，比较后当（20H）>（21H）需要交换数的位置时，@R0仍指向数组的高位置单元。所以语句“MOV@R0，20H”就能正确地将大数放入高字节单元，这一点技巧请读者要好好领会。

（3）标志位单元的应用技巧 本程序中以7FH位单元作为控制外循环走向的标志位，是一个很好的做法。这一构思来自于对冒泡排序过程的深入理解，因为当7FH为零时，表明在这一轮大循环中没有发生数交换，即数组已完成冒泡排序，也就可以停止执行程序了。

显然，这一标志位控制方法要比通常先预设外循环次数的做法合理些，也是值得学习的设计技巧。

3.讨论

任何程序都有可改进之处，本参考程序的可讨论改进处有：

1）如何提高程序的冒泡排序速度？本程序的每轮内循环次数都被设定为固定数n-1次，但实际上每轮内循环后“冒泡”的高位置数增加1个，余下需要重新循环比较的数就减少1个，则下一轮内循环的次数也可减少1次，这样就需将每轮内循环次数改为变数，如

可见，在程序中增加R3，用作内循环次数的初始值变量，就可以每轮内循环次数逐一减少，达到提高冒泡排序速度的目的。

2）在两个数相等时，还有必要交换位置吗？显然，没有必要。但本程序语句（11）“LOOP：JC BUNEXT”将（20H）=（21H）与（20H）＜（21H）两种情况分支为一类，都进行交换数处理，这虽然没有错，但也不太合理。改进的措施将（20H）=（21H）与（20H）＞（21H）两种情况分为一类，不进行数交换。如：

改用JNC指令可将（20H）=（21H）与（20H）>（21H）分为一类，不再进行数交换，但要在其后增加一条语句“SJMP BUNEXT”。读者也可试试其他改进方法，看能否更合理些。