在8位单片机中对16位INT型数据的操作

本文介绍在8位单片机中如何高效地处理16位数据,包括使用联合、移位指令、指针及强制类型转换等方法,并对比不同方法的代码简洁度和效率。

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在8位单片机中没有16位数的操作指令,所有的int型数据都要通过两个字节分开操作,使用的方法不用,生成的代码也不相同,当然效率也不一样,通过指针对16位数进行操作可以得到高效的代码。

    比如通过串行口接收数据,或者从串行的EEPROM中读取的数据,或者从大于8位的A/D读取的数据,由于8位单片机的数据线是8位的,高于8位的数据都要分成两个字节分别读取,然后写入到RAM中去再进行计算,或者把16位的int型数据从RAM中读出再分别把高低字节存到EEPROM或者送到D/A,或者通过串行口发送出去,方法有很多种,下面用多种方法进行实现该操作,这里只演示写入到16位的情况,读取的情况非常相似,不赘述。
(1)使用联合 (union)
typedef union{
    unsigned int i;
    unsigned char c[2];
}u_int;
   unsigned char dH = 0x11, dL=0x22;
  unsigned int d;
u_int ud;
ud.c[0] = dH;
ud.c[1] = dL;
d = ud.i;
此时d = 0x1122;
(2) 使用移位指令
数据定义与前面相同
d = ((unsigned int)dH)<<8 +  dL;
或者
d = dH;
d <<= 8;   // or: d = d<<8; 但后者编译的代码可能不是最简的
d |= dL;    // or: d = d | dL;  后者编译的代码可能不是最简的
(3)使用指针
unsigned char *cptr;
cptr = (unsigned char*)(&d);
cptr[0] = dH;
cptr[1] = dL;
(4)强制指针类型转换
*((unsigned char*)(&d)) = dH;
*((unsigned char*)(&d)+1) = dL;

((unsigned char*)(&d))[0] = dH;
((unsigned char*)(&d))[1] = dL;
这两种方式看似相同但由Keil编译出的代码是不用的,前都有一次加法运算,而后者没有,后者生成的代码更简洁,这种方式与用联合成生的代码是完全一样的,
在这几种方法中第(1)与第(4)的第二种生成的代码是最乘洁的,是推荐使用的,从软件工程的角度出发,推荐使用方法(1),这样没有强制类型转换,没有用到指针,更不容易出错。从书写的代码来讲,第(4)的第二种方法是最好的,代码简洁而且效率最高,但语法有点儿复杂。


<think>好的,用户想了解8单片机支持的数据。首先,我需要回忆一下相关的知识。根据提供的引用内容,8单片机虽然处理数据宽度是8,但可以定义更长的数据,如16或32。不过不同数据的运算速度和存储空间会有差异。 接下来,我需要整理具体的数据列表。引用中提到C51单片机数据包括整、字符和浮点。整可能有不同的数,比如816、32。字符通常是8的,比如char类。浮点在引用3里提到是单精度float,占4个字节,符合IEEE-754标准。 还要注意,在8单片机上处理较大的数据可能需要多次操作,影响性能。比如32整数需要4次8操作,速度较慢。用户可能需要知道这些细节来优化程序。 另外,用户的问题可能涉及到实际应用中的选择,比如什么时候使用哪种类更高效。所以应该在回答中列出常见的数据,并说明它们的存储空间和性能影响,同时给出示例代码帮助理解。 需要确保按照用户的要求,使用正确的LaTeX格式,比如变量用$...$,独立公式用$$...$$。但在这个问题中可能公式不多,主要是数据的大小,所以可能用行内数学表达式,比如8用$8\text{}$。 最后,生成相关问题时要围绕数据的选择、性能影响、优化方法等,确保问题有针对性,帮助用户深入理解。</think>8单片机支持的数据列表及特性如下: ### 一、基本数据列表 1. **字符** - `char`:$8\text{}$有符号整数,范围$-128 \sim +127$,占用1字节[^2] - `unsigned char`:$8\text{}$无符号整数,范围$0 \sim 255$,适用于状态标志或小范围计数 2. **整** - `int`:$16\text{}$有符号整数,范围$-32768 \sim +32767$,占用2字节[^1] - `unsigned int`:$16\text{}$无符号整数,范围$0 \sim 65535$,常用于循环计数器 - `long`:$32\text{}$有符号整数,范围$-2^{31} \sim +2^{31}-1$,占用4字节 - `unsigned long`:$32\text{}$无符号整数,范围$0 \sim 2^{32}-1$ 3. **浮点** - `float`:$32\text{}$单精度浮点,符合IEEE-754标准,具有7有效数字,占用4字节[^3] ### 二、存储与性能特性 $$ \begin{aligned} \text{数据} &\rightarrow \text{运算复杂度} \\ 8\text{操作} &\rightarrow 1\text{个机器周期} \\ 16\text{操作} &\rightarrow 2\text{个机器周期} \\ 32\text{操作} &\rightarrow 4\text{个机器周期} \\ \end{aligned} $$ 例如32乘法需通过软件模拟,可能消耗数十个周期。 ### 三、应用示例(C51) ```c unsigned char status_flag = 0x01; // 8状态标志 unsigned int pulse_count = 0; // 16脉冲计数 long total_distance = 100000L; // 32长整 float temperature = 25.6; // 浮点传感器数据 ``` ### 四、优化建议 1. 优先使用$8\text{}$或$16\text{}$类以提升速度 2. 避免频繁使用`float`类,其运算效率比整低$10\sim100$倍[^3] 3. 对$32\text{}$数据采用分段处理策略
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