MCS-5l系列单片机指令系统，只提供了单字节和无符号数的加、减、乘、除指令，而在实际程序设计中经常要用到有符号数及多字节数的加、减、乘、除运算，这里，只列举几个典型例子，来说明组织这类程序的设计方法。为了使编写的程序具有通用性、实用性，下述运算程序均以子程序形式编写。

【例4-18】　两个8位有符号数加法，并设加法的和超过8位。

解　编程说明：在计算机中，有符号数一律用补码表示，两个有符号数的加法，实际上是两个数补码相加，由于和超过8位，因此，和就是一个16位符号数，其符号位在16位数的最高位。在进行这样的加法运算时，应先将8位数符号扩展成16位，然后再相加。

符号扩展的原则：若是8位正数，则高8位扩展为00 H；若是8位负数，则高8位扩展为FFH。经过符号扩展之后，再按双字节相加，则可以得到正确的结果。

编程时，寄存器R2和R3做两个加数的高8位，并先令其为全零，即先假定两个加数为正数，然后判别符号位，根据符号位再决定是否将其高8位改为FFH。

子程序入口；（R0）＝存放加数的首地址（两个加数连续存放），（R1）＝存放和的首地址。

工作寄存器：R2作加数的高8位，R3作另一个加数的高8位。

程序清单如下：

在调用该子程序时，只需把加数及和的地址置入R0和R1，就可以调用这个子程序。

【例4-19】　两个8位有符号数的乘法程序。

编程说明：MCS-51的乘法指令是对两个无符号数求积，若是有符号相乘，应做如下处理：

1）保存被乘数和乘数的符号，并由此决定乘积的符号。决定积的符号时可使用位运算指令进行异或操作——通过位的与、或运算来完成。

2）被乘数或乘数均取绝对值相乘，最后，再根据积的符号，冠以正号或者负号，正数的绝对值是其原码本身，负数的绝对值是通过求补码来实现的。

3）若积为负数，还应把整个乘积求补，变成负数的补码。

子程序入口：（R0）＝被乘数，（R1）＝乘数。

出口：（R3）＝积的高8位，（R2）＝积的低8位。

程序流程图如图4-11所示。

图4-11　8位有符号数乘法程序流程图

程序清单如下：

以上对符号数相乘的处理方法，也可以用于多字节带符号数的乘法运算及除法运算。

【例4-20】　两个8位有符号数的除法程序。

编程说明：同单字节有符号数的乘法处理方法类似。也是将被除数、除数取绝对值进行相除，根据被除数和除数的符号确定商的符号，若商为负数，还应把商求补，变成负数的补码。与乘法不同的是，除法还要处理余数，余数的符号应与被除数相同，当余数为负时，应对余数求补。

上例是通过位运算指令进行异或操作来确定积的符号，这里介绍另一种方法，即通过字节的与运算、异或运算来确定商的符号。

子程序入口：（R2）＝被除数，（R3）＝除数。

出口：（R2）＝商，（R3）＝余数。

工作奇存器：R4用于暂存被除数符号，R5用于暂存除数的符号或商的符号。

程序流程图如图4-12所示。

图4-12　8位有符号数除法程序流程图

程序清单如下：

【例4-21】　两个16位无符号数乘法程序。

编程说明：由于MCS-5l指令系统中只有单字节乘法指令，因此，双字节相乘只能分解为4次单字节相乘。设被乘数为ab，乘数为cd，其中a、b、c、d都是8位数。它们的乘积运算式可列写如下：

其中，bd H、bd L等为相应的两个8位数的乘积，占16位。以H为后缀的是积的高8位，以L为后缀的是积的低8位。很显然，两个16位数相乘要产生8个字节的部分积，需由8个单元来存放，然后再相加，其和即为所求之积。但这样做占用工作单元太多，一般是另用单字节乘法和加法指令，按上面所列竖式，采用边相乘边相加的方法来进行。

本程序的编程思路即上面算式的运算过程。32位乘积存放在以R0内容为首地址的连续个单元内。

子程序入口：（R7R6）＝被乘数（ab），（R5R4）＝乘数（cd）（R0）＝存放乘积的起始地址。

出口：（R0）＝乘积的高位字节地址指针。

工作寄存器：R2R3暂存部分积（R2存高8位），Rl用于暂存中间结果的进位。(www.daowen.com)

程序流程图如图4-13所示。

图4-13　16位无符号数乘法程序流程图

程序清单如下：

本程序用到的算法很容易推广到更多字节的乘法运算中。

【例4-22】　两个16位无符号数除法程序。

解　编程说明：MCS-51系列单片机只有单字节无符号数除法指令，对于多字节除法，在单片机中一般都采用“移位相减”法。

移位相减法：设一个与被除数等长的余数单元（先清零），设一个计数器存放被除数的位数。将被除数与余数单元一起左移一位，然后将余数单元与除数相减，够减，商取1，并将所得差作为余数送入余数单元；不够减，商取零；被除数与余数再一起左移一位，再一次将余数单元与除数相减……，重复到被除数各位均移入余数单元为止。

被除数每左移一位，低位就空出一位，放可用来存放商。因此，实际上是余数、被除数、商三者一起进行移位。

图4-14　16位无符号数除法程序流程图

相除之后，对余数进行四舍五入处理。若余数的最高位为1，则余数一定大于除数的一半，应该使商加1。若余数最高位不为1，对于是否需要进1，可这样来判断；使余数乘以2，再与除数相比，若大于除数，说明余数大于除数的一半，则商应该进1；反之，则不必进加1。余数四舍五入处理后，不再保留。

另外，在进行除法运算之前，可先对除数和被除数进行判别，若除数为零，则商溢出若除数不为零，而被除数为零，则商为零。

子程序的入口：（R7R6）＝被除数，（R5R4）＝除数。

出口：（R7R6）＝商，PSW.5＝除数为0标志。

工作寄存器：R3R2作为余数寄存器，R1作为移位计数器，R0作为低8位的差值暂存寄存器。

程序流程图如图4-14所示。

程序如下：

【例4-23】　16位有符号数乘法程序。

解　编程说明：16位有符号数相乘与8位有符号数相乘的算法基本相同。

1）根据被乘数和乘数的符号计算乘积的符号；

2）被乘数、乘数均取绝对值；

3）根据16位无符号数乘法子程序的入口条件设置入口参数，然后调用16位无符号数乘法子程序；

4）当积为负数时，应把整个乘积求补，变成负数的补码。

子程序入口：（R7R6）＝被乘数（带符号数），（R5R4）＝乘数（带符号数），（R0）＝存放乘积的起始地址。

出口：（R0）＝32位乘积的高位字节地址指针。

工作寄存器：R2R3用于暂存部分积，R1用于暂存中间结果的进位，内部RAM 2FH单元暂存积的符号。

【例4-24】　16位有符号数除法程序。

编程说明：16位有符号数除法与16位有符号数乘法的算法类似。

1）根据被除数和除数的符号计算商的符号；

2）被除数、除数均取绝对值；

3）根据16位无符号数除法子程序的入口条件设置入口参数，然后调用16位无符号数除法子程序；

4）当商为负数时，应把商求补，变成负数的补码。

子程序入口：（R7R6）＝被除数（带符号数），（R5R4）＝除数（带符号数）。

出口：（R7R6）＝商，PSW.5＝除数为零标志。

工作寄存器：R3R2作为余数寄存器，R1作为移位计数器，R0作为差值暂存寄存器，内部RAM 2FH单元暂存商的符号。

通过上述编程实例，介绍了汇编语言程序设计的各种情况。从中可以看出，程序设计主要涉及两个方面的问题：一是算法，或者说程序的流程图；二是工作单元的安排。在以上例子中，8个工作寄存器是够用的。由于间接寻址的寄存器只有R0和Rl，如果不够用，可通过设置RS1、RS0，以选择不同的工作寄存器组，这一点在使用上应加以注意。