<think>我们面对的是一个电子天平的多段线性校准问题,使用24位ADC,并且要求用51汇编语言编写程序。
电子天平的校准通常需要多段线性校准(例如,在不同的重量段使用不同的校准系数),以补偿传感器的非线性。
假设我们有一个24位的ADC,其输出值范围是0到2^24-1(0xFFFFFF)。我们需要将ADC的原始读数转换为实际重量。
多段线性校准的基本思路:
1. 将整个量程分成若干段(例如,根据重量或ADC值分段)。
2. 在每一段内,使用线性关系:重量 = k * ADC值 + b,其中k和b是该校准段的系数。
3. 我们需要根据ADC值的大小判断它属于哪一段,然后使用该段的系数进行计算。
步骤:
1. 定义校准段的结构:包括该段的起始ADC值(或结束ADC值)、斜率k、截距b。
2. 存储多个校准段(例如,使用数组或表格存储)。
3. 读取ADC值,然后查找它所在的校准段。
4. 使用该段的校准系数计算重量。
由于51单片机的资源有限(尤其是内存和计算能力),我们需要考虑:
- 如何高效地存储校准系数(使用浮点数?定点数?)
- 如何高效地进行分段查找(线性查找?二分查找?)
- 如何高效地进行计算(避免浮点运算,使用整数运算或长整数运算)
假设我们使用定点数表示k和b。例如,使用32位整数,其中前16位表示整数部分,后16位表示小数部分(Q16.16格式)。
但是,51单片机是8位机,处理32位整数运算比较麻烦,而且我们有24位的ADC值,计算时可能需要48位或64位中间结果。
另一种思路:将k和b表示为整数和分数部分,或者使用查表与插值结合的方法。但多段线性校准要求分段,每段用不同的k和b。
由于51汇编的资源限制,我们可能只能处理很少的分段(例如3-5段)。我们假设分段点已经按照ADC值从小到大排序。
程序流程:
1. 读取ADC值(24位,存储在3个字节中,假设为R4, R5, R6,其中R4为最高字节,R6为最低字节)。
2. 将ADC值组合成一个24位整数(或32位整数,高位补0)。
3. 从第一段开始,检查ADC值是否小于等于当前段的结束值,如果是,则使用该段的系数。
否则,检查下一段,直到找到合适的段。
4. 使用该段的k和b计算重量:weight = k * adc + b
这里k和b都是定点数(例如Q16.16),所以计算过程需要做定点乘法,然后加上b。
由于51汇编没有乘法指令(只有8位乘法),所以我们需要自己编写多字节乘法(24位或32位乘以32位,得到64位结果,然后取需要的部分)。
考虑到复杂度,我们可能需要简化:
1. 使用16位的k和b(但精度不够,因为ADC是24位的,所以系数可能需要更高精度)。
2. 或者将k和b表示为整数,然后使用移位来调整小数部分(比如k=1234表示0.1234,然后计算时先乘后除)。
这里我们采用第二种简化:使用32位整数表示k和b,但k和b都是放大了10000倍的整数(相当于4位小数)。这样计算:
weight = (k * adc) / 10000 + b
但是注意:k*adc可能是一个很大的数(24位乘以32位,最大可能需要56位),而51单片机处理这么大的数比较困难。
另一种方案:将k分解为整数部分和小数部分,然后分别计算。但这样会增加计算步骤。
考虑到51单片机的性能,我们可能只能做少量分段,并且每段使用简单的线性关系。
下面我们使用51汇编语言实现一个简单的多段线性校准。假设我们有3个分段,每个分段的结束点(上限)和对应的k、b(32位整数,放大10000倍)存储在表格中。
存储结构:
表格中每个分段占9个字节:3字节ADC结束值(24位),4字节k(32位),4字节b(32位)。注意:结束值从小到大排列。
步骤:
1. 读取ADC值(24位,假设存储在R4,R5,R6,其中R4为最高字节,R6为最低字节)。
2. 将ADC值转换为32位(高8位为0,存储在R3,R4,R5,R6,其中R3=0,R4,R5,R6为原来的三个字节,这样便于后续比较和计算)。
3. 设置一个指针指向分段表格的起始地址。
4. 循环比较ADC值是否小于等于当前分段的结束值(32位):
- 如果小于等于,则使用当前分段的k和b。
- 如果大于,则指针移动到下一个分段(每个分段占9个字节)。
5. 找到分段后,计算:weight = (k * adc) / 10000 + b
这里乘法是32位乘以32位,得到64位乘积。然后除以10000(相当于取乘积的高32位并调整?实际上需要整个64位除以10000,得到32位整数部分)。
但是51汇编实现64位除以32位比较困难。
由于计算复杂度,我们可能需要简化系数,例如将k表示为16位整数和16位小数(Q16.16),然后计算:
weight = ( (k * adc) >> 16 ) + b
这样避免了除法,但需要64位乘法(32位乘32位)并取高32位(右移32位,实际上需要右移16位?注意:Q16.16乘以24位整数,得到40位,然后右移16位得到24位整数)。
我们采用Q16.16格式表示k,b则用32位整数(表示重量,单位可能是0.01g,所以b也可以是Q16.16,但重量输出时再调整)。
重新定义:
k: 32位整数,高16位为整数部分,低16位为小数部分(Q16.16)。
b: 32位整数,同样Q16.16格式(或者b的单位与重量单位一致,我们输出时再转换)。
计算:weight = (k * adc) >> 16 + b
但是注意:k*adc的结果是48位(32位k乘以24位adc,最大48位),然后右移16位,得到32位整数(高32位被丢弃?实际上需要48位结果右移16位,得到32位)。
计算步骤:
1. 将k(32位)和adc(24位,扩展为32位)相乘,得到64位乘积(实际上我们只需要48位)。
2. 取乘积的[47:16]位(即高32位中的低16位和低32位中的高16位组成32位整数)作为乘积分数的整数部分。
3. 然后加上b(32位)。
但是51汇编实现32位乘法需要多个步骤,我们使用多个寄存器,编写一个32位乘32位得到64位的乘法子程序。
由于51资源有限,我们可能只能使用3段校准,且每段使用固定的9字节存储(3字节结束点,4字节k,4字节b)。表格以0xFF,0xFF,0xFF(表示最大ADC值)作为结束标志。
我们假设已经将校准表存储在代码区(使用DB指令)。
程序结构:
1. 读取ADC值,存入ADC_VALUE(3字节)
2. 将ADC_VALUE扩展为32位(高8位为0),存入ADC_32: 4字节(R3=0, R4,R5,R6为ADC值)
3. 初始化表格指针DPTR指向分段表
4. 循环查找分段:
读取当前分段的结束值(3字节)并组合成32位(高8位补0),与ADC_32比较。
如果ADC_32 <= 分段结束值,则跳出循环,使用当前分段系数。
否则,DPTR+=9,指向下一分段。
如果当前分段结束值是0xFFFFFF(即24位全1),则使用该分段(最后一段)。
5. 找到分段后,读取4字节k和4字节b(k和b都是Q16.16格式,小端模式存储?即低字节在前)。
6. 计算:weight = (k * adc) >> 16 + b
需要调用32位乘法子程序(32位乘32位,得到64位结果),然后取结果的高32位(实际上需要取第32位到第63位,共32位)作为乘法的整数部分(相当于右移16位),然后加上b。
7. 输出weight(4字节)。
由于51汇编的复杂性,下面我们给出一个简化的框架代码,并假设一些寄存器分配。
注意:51汇编中,乘法指令MUL AB是8位乘8位,结果为16位(存放在A和B中)。因此,32位乘法需要分解为多个8位乘法和加法。
我们定义一些变量和寄存器:
ADC_32: 32位ADC值,地址为30H~33H(30H为最高字节,33H为最低字节?但通常低字节在低地址,所以这里我们使用小端模式:33H:最高字节?不,通常我们定义:
30H: 最低字节(LSB)
31H
32H
33H: 最高字节(MSB,且为0)
但实际上24位ADC值,我们扩展为32位后,最高字节为0,最低字节为原ADC的最低字节。所以:
33H: 0 (高8位)
32H: 原ADC高8位
31H: 原ADC中8位
30H: 原ADC低8位
表格存储格式(小端模式):
分段结束值:3字节(低8位在前,高8位在后),然后是k(4字节,低8位在前),b(4字节,低8位在前)。
例如:分段结束值为0x123456,则存储为:56H, 34H, 12H
k=0x12345678,存储为:78H,56H,34H,12H
b=0x9ABCDEF0,存储为:F0H,DEH,BCH,9AH
查找分段时,将表格中的3字节结束值读出来,扩展为32位(高8位补0),然后与ADC_32(32位)比较。
比较32位:从高字节到低字节比较。
乘法子程序:我们将使用一个通用的32位乘32位得到64位的乘法子程序。输入:两个32位数(地址分别为M1和M2),输出:64位结果(地址为PROD,8个字节)。
然后,我们取乘法结果的第32位到第63位(即高32位)作为乘法右移16位后的整数部分?实际上,Q16.16格式的k乘以24位整数(扩展为32位)后,得到48位,右移16位相当于取高32位(包括16位整数和16位小数)。但注意,我们只需要整数部分?不,我们要求输出重量也是Q16.16格式,所以最后结果也是32位(Q16.16),那么整个计算过程可以保持精度。
计算步骤:
64位乘积 = k * adc (k是Q16.16,adc是整数)
乘积可以看作Q16.16(因为k是Q16.16,adc是整数,所以乘积是Q16.16)
因此,我们只需要取乘积的32位整数部分(即高32位)作为整数部分,但实际上Q16.16格式要求32位结果中高16位是整数,低16位是小数。而这里我们直接取乘积的高32位(相当于乘积右移16位)就是k*adc的Q16.16表示。
然后加上b(也是Q16.16)得到最终重量(Q16.16)。
因此,我们只需要取64位乘积的高32位,然后与b相加(32位加法)即可。
但是,由于我们只取高32位,而乘法得到64位,所以我们需要将64位乘积的中间32位(即第16位到第47位)作为结果?不对,应该是:
乘积的64位:从高到低:bit63~bit0
k是Q16.16,所以k的整数部分在bit31~bit16,小数部分在bit15~bit0。
adc是整数,所以adc在bit31~bit0(但实际adc只有24位,所以bit31~24为0)。
乘积的整数部分在bit47~bit16(因为整数部分最大为(2^16-1)*(2^24-1)≈2^40,所以需要40位,而小数部分在bit15~bit0,以及bit16~bit31中有一部分?)
实际上,Q16.16乘以整数,得到的结果是Q16.16(即整数部分在47~32位?不对,重新计算):
k = K_int + K_frac/65536 (K_int是整数部分,K_frac是小数部分)
adc = N (整数)
k * adc = K_int * N + (K_frac * N) / 65536
所以,乘积的整数部分是K_int*N,小数部分是(K_frac*N) mod 65536,但还有进位问题。
在64位乘积中:
高32位:包含了K_int*N的高32位以及(K_frac*N)的高16位产生的进位等。
实际上,我们想要的是整个乘积的整数部分(即取整),那么我们可以取乘积的bit47~bit16作为32位整数(即右移16位),但这样会丢失小数部分。
而我们的要求是得到Q16.16格式的结果,所以实际上整个64位乘积右移16位后,得到的低32位就是乘积的Q16.16格式(高32位被丢弃,因为右移16位后,原来64位的[63:16]变成了[47:0],然后我们取这48位的低32位作为结果?不对,应该是取整个64位乘积的[47:16]作为32位结果?)
具体:64位乘积,我们记作P63~P0。
右移16位后,我们得到P63~P16(即P63~P16变成47:0,而P15~P0被移出)。我们取这48位结果的低32位(即P47~P16)作为32位整数?但是这样我们只得到了整数部分,而小数部分丢失了。
实际上,Q16.16乘以整数后,结果还是Q16.16,所以我们需要取乘积的[47:16]作为32位结果(其中高16位是整数部分,低16位是小数部分)?不对,应该是:
乘积的[47:0]表示整个数值(整数部分和小数部分),而我们需要的是Q16.16,即32位,所以可以取乘积的[47:16]作为结果(32位),而[15:0]被丢弃(相当于取整到16位小数)。
因此,计算步骤:
64位乘积 = k * adc
结果 = 乘积的[47:16](32位) (即从高到低:乘积的第47位到第16位,共32位)
然后加上b(32位)
所以,我们不需要完整的64位,只需要48位,然后取中间32位。
乘法子程序输出64位,我们只需要取其中4个字节(第3字节到第6字节,假设64位乘积存储为8个字节:byte0(LSB)... byte7(MSB)),那么:
乘积的[47:16]对应:byte2(低8位)、byte3、byte4、byte5(高8位)?不对,因为byte0是最低字节(bit0~7),byte1(8~15),byte2(16~23),byte3(24~31),byte4(32~39),byte5(40~47),byte6(48~55),byte7(56~63)。
所以[47:16]是32位:bit47~bit16,对应byte2(bit16~23)、byte3(24~31)、byte4(32~39)、byte5(40~47)?不对,应该是:
bit16~23在byte2,bit24~31在byte3,bit32~39在byte4,bit40~47在byte5。所以我们需要byte2,byte3,byte4,byte5这4个字节(共32位)作为结果。
因此,乘法结果存储为8个字节(地址从MUL_RES: 60H~67H,60H为最低字节):
60H: byte0 (bit0~7)
61H: byte1 (bit8~15)
62H: byte2 (bit16~23)
63H: byte3 (bit24~31)
64H: byte4 (bit32~39)
65H: byte5 (bit40~47)
66H: byte6 (bit48~55)
67H: byte7 (bit56~63)
我们需要取62H,63H,64H,65H这4个字节(即从62H开始的4个字节)作为k*adc的Q16.16结果。
然后与b(32位)相加,得到最终重量。
下面我们开始编写代码框架。由于全部代码很长,我们只写出关键部分,并省略一些子程序(如乘法子程序)的详细代码,但会描述其功能。
假设:
R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 用于临时寄存器。
DPTR 用于表格指针。
ADC值存储在ADC_32: 30H~33H(小端:30H:LSB, 33H:MSB=0)
weight结果存储在40H~43H(小端:40H:LSB, 43H:MSB)
步骤:
1. 初始化:
MOV DPTR, #TABLE_START ; 分段表起始地址
2. 分段查找循环:
SEG_LOOP:
; 读取当前分段的结束值(3字节)到R2,R1,R0(R0=低字节,R1=中字节,R2=高字节)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R0, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R1, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R2, A
INC DPTR
; 将结束值扩展为32位(高8位为0),所以32位结束值为:00,R2,R1,R0 (小端:低地址存低字节,高地址存高字节)
; 与ADC_32(30H~33H)比较,注意ADC_32小端:30H:LSB, 31H, 32H, 33H:MSB=0
; 比较32位:从高到低
; 先比较高字节(33H和00): 33H=0,所以相等,则比较次高字节(32H和R2)
MOV A, 32H ; ADC_32的次高字节(原ADC高8位)
CJNE A, 02H, COMPARE_DONE ; 与R2比较,不相等则跳转(注意:R2是当前分段结束值的高字节)
; 相等则比较下一字节
MOV A, 31H ; ADC_32的中间字节
CJNE A, 01H, COMPARE_DONE ; 与R1比较
MOV A, 30H ; ADC_32的低字节
CJNE A, 00H, COMPARE_DONE ; 与R0比较
COMPARE_DONE:
JC FOUND_SEG ; 如果借位(C=1)表示ADC_32 < 当前结束值,则找到分段
; 否则,ADC_32>=当前结束值,需要检查下一段
; 但是,如果当前结束值是0xFFFFFF(即R2=0xFF, R1=0xFF, R0=0xFF),则说明是最后一段,使用该段
CJNE R2, #0FFH, NOT_LAST
CJNE R1, #0FFH, NOT_LAST
CJNE R0, #0FFH, NOT_LAST
JMP FOUND_SEG ; 是最后一段
NOT_LAST:
; 移动到下一分段:DPTR增加6(因为已经读了3个字节的结束值,接下来要跳过6个字节(k和b)才能到下一段)
; 但是注意:我们之前已经增加了3次DPTR(每次读一个字节),所以当前DPTR指向k的第一个字节。
; 下一分段开始位置:当前DPTR+8(因为k有4字节,b有4字节,共8字节),所以:
MOV A, DPL
ADD A, #8
MOV DPL, A
MOV A, DPH
ADDC A, #0
MOV DPH, A
JMP SEG_LOOP
FOUND_SEG:
; 当前DPTR指向k的第一个字节(小端,低字节在前)
; 读取k(4字节)到32位变量K(地址为50H~53H,小端:50H=LSB, 53H=MSB)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 50H, A ; K的LSB
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 51H, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 52H, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 53H, A ; K的MSB
INC DPTR
; 读取b(4字节)到32位变量B(地址为54H~57H,小端)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 54H, A ; B的LSB
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 55H, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 56H, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV 57H, A ; B的MSB
; 现在有K(50H~53H)和ADC_32(30H~33H),需要计算32位乘法:K * ADC_32,得到64位乘积(存储在60H~67H)
; 调用32位乘法子程序,输入:乘数1(K)地址50H,乘数2(ADC_32)地址30H,输出:64位结果60H~67H
CALL MULT32_32
; 取乘积的[47:16]即4个字节:62H,63H,64H,65H(因为60H:bit0-7, 61H:8-15, 62H:16-23, 63H:24-31, 64H:32-39, 65H:40-47, 66H:48-55, 67H:56-63)
; 将这4个字节(62H~65H)存入一个32位变量TEMP(地址44H~47H,小端:44H=62H, 45H=63H, 46H=64H, 47H=65H)
MOV 44H, 62H
MOV 45H, 63H
MOV 46H, 64H
MOV 47H, 65H
; 然后计算 weight = TEMP + B
; 32位加法:TEMP(44H~47H) + B(54H~57H) -> 40H~43H(weight)
CLR C
MOV A, 44H
ADD A, 54H
MOV 40H, A
MOV A, 45H
ADDC A, 55H
MOV 41H, A
MOV A, 46H
ADDC A, 56H
MOV 42H, A
MOV A, 47H
ADDC A, 57H
MOV 43H, A
; 完成,weight存储在40H~43H(小端)
3. 乘法子程序MULT32_32:32位乘32位得到64位。
由于51汇编没有直接支持,我们需要使用多个8位乘法和加法。这里我们提供一个框架,具体实现需要仔细设计。
我们使用经典的“移位和相加”方法,或者使用多个MUL指令并组合部分积。
这里我们使用部分积的方法:将两个32位数分解为4个字节,然后两两相乘,再将部分积累加。
具体步骤省略,因为这是一个非常长的子程序。可以参考标准32位乘法汇编实现。
4. 表格定义:
例如,三段校准:
TABLE_START:
; 第一段:结束值=0x123456, k=0x00010000 (1.0), b=0
DB 56H, 34H, 12H ; 结束值(小端)
DB 00H,00H,00H,00H ; k: 0x00000000? 不对,0x00010000的小端:00,00,01,00 -> 实际存储:00H,00H,01H,00H(注意:小端:低地址存低字节)
DB 00H,00H,00H,00H ; b
; 第二段:结束值=0x56789A, k=0x00020000 (2.0), b=0
DB 9AH,78H,56H ; 结束值
DB 00H,00H,02H,00H ; k
DB 00H,00H,00H,00H ; b
; 第三段:结束值=0xFFFFFF, k=0x00030000 (3.0), b=0
DB 0FFH,0FFH,0FFH ; 结束值
DB 00H,00H,03H,00H ; k
DB 00H,00H,00H,00H ; b
注意:以上代码仅为框架,实际实现时需要完整的乘法子程序,并且需要处理进位等。
由于51汇编的复杂性和代码长度,这里我们无法提供完整的、可立即使用的代码,但提供了设计思路和关键步骤。
另外,实际应用中,可能需要更高效的算法,或者使用查表法(如果分段点不多)等。
总结:多段线性校准的关键是分段查找和线性计算。在51汇编中,由于资源限制,我们使用32位定点数(Q16.16)表示系数,并采用分段比较查找,然后进行乘法运算。
最后,我们输出32位的重量值(Q16.16格式),上位机可以根据需要转换为实际重量(例如,除以65536得到整数部分)。
注意:以上代码假设了存储顺序(小端模式)和寄存器分配,实际使用时需要根据具体硬件调整。
由于汇编代码较长且复杂,这里只给出关键部分的伪代码,实际开发时需要仔细调试。
下面,我们给出一个简化的32位乘法子程序的框架(不完整,仅示意):</think>### 电子天平多段线性校准24位51汇编程序
#### 解决方案
以下是基于8051单片机的多段线性校准汇编程序,适用于24位ADC电子天平。程序通过分段线性校准补偿传感器非线性,使用定点数运算(Q16.16格式)保证精度。
```assembly
; 定义变量地址
ADC_LOW EQU 30H ; ADC低字节 (LSB)
ADC_MID EQU 31H ; ADC中字节
ADC_HIGH EQU 32H ; ADC高字节 (MSB)
K_BASE EQU 50H ; 斜率k存储基址 (4字节)
B_BASE EQU 54H ; 截距b存储基址 (4字节)
TEMP EQU 44H ; 临时变量 (4字节)
WEIGHT EQU 40H ; 重量结果 (4字节)
; 主程序入口
ORG 0000H
LJMP MAIN
; 多段线性校准主程序
MAIN:
; 1. 读取ADC值 (假设已存储在30H-32H)
; 2. 查找校准分段
MOV DPTR, #CAL_TABLE ; 校准表起始地址
SEARCH_LOOP:
; 读取分段结束值 (3字节)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R0, A ; 结束值低字节
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R1, A ; 结束值中字节
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV R2, A ; 结束值高字节
INC DPTR
; 比较ADC与结束值 (32位比较)
MOV A, ADC_HIGH
CJNE A, 02H, COMP_DONE ; 比较高字节
MOV A, ADC_MID
CJNE A, 01H, COMP_DONE ; 比较中字节
MOV A, ADC_LOW
CJNE A, 00H, COMP_DONE ; 比较低字节
COMP_DONE:
JC FOUND_SEG ; 若ADC<=结束值则跳转
; 检查是否最后一段 (结束值=0xFFFFFF)
CJNE R2, #0FFH, NEXT_SEG
CJNE R1, #0FFH, NEXT_SEG
CJNE R0, #0FFH, NEXT_SEG
SJMP FOUND_SEG
NEXT_SEG:
; 移动到下一分段 (跳过k和b共8字节)
MOV A, DPL
ADD A, #8
MOV DPL, A
MOV A, DPH
ADDC A, #0
MOV DPH, A
SJMP SEARCH_LOOP
FOUND_SEG:
; 读取斜率k (4字节小端)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV K_BASE, A ; k_LSB
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV K_BASE+1, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV K_BASE+2, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV K_BASE+3, A ; k_MSB
INC DPTR
; 读取截距b (4字节小端)
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV B_BASE, A ; b_LSB
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV B_BASE+1, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV B_BASE+2, A
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR
MOV B_BASE+3, A ; b_MSB
; 3. 计算 weight = (k * adc) >> 16 + b
LCALL MULT32_32 ; 调用32位乘法 (k * adc)
; 取乘积[47:16]作为中间结果
MOV TEMP, 62H ; 62H: bit16-23
MOV TEMP+1, 63H ; 63H: bit24-31
MOV TEMP+2, 64H ; 64H: bit32-39
MOV TEMP+3, 65H ; 65H: bit40-47
; 4. 加上截距b (32位加法)
CLR C
MOV A, TEMP
ADD A, B_BASE
MOV WEIGHT, A ; 结果LSB
MOV A, TEMP+1
ADDC A, B_BASE+1
MOV WEIGHT+1, A
MOV A, TEMP+2
ADDC A, B_BASE+2
MOV WEIGHT+2, A
MOV A, TEMP+3
ADDC A, B_BASE+3
MOV WEIGHT+3, A ; 结果MSB
; 此时WEIGHT中为最终重量值 (Q16.16格式)
SJMP $
; 32x32位乘法子程序 (输入: K_BASE*4, ADC_32*4; 输出: 60H-67H)
MULT32_32:
; 具体实现需用8位乘法组合64位积
; (此处省略详细代码, 约需40-60条指令)
RET
; 校准表定义 (小端格式)
CAL_TABLE:
; 段1: 结束值=0x123456, k=1.0 (0x00010000), b=0
DB 56H, 34H, 12H ; 结束值
DB 00H,00H,01H,00H ; k=0x00010000 (Q16.16)
DB 00H,00H,00H,00H ; b=0
; 段2: 结束值=0x89ABCD, k=1.5 (0x00018000), b=1000 (0x000003E8)
DB 0CDH,0ABH,89H ; 结束值
DB 00H,80H,01H,00H ; k=0x00018000
DB 0E8H,03H,00H,00H ; b=0x000003E8
; 段3: 结束值=0xFFFFFF (最后一段)
DB 0FFH,0FFH,0FFH
DB 00H,00H,02H,00H ; k=2.0
DB 00H,00H,00H,00H ; b=0
END
```
#### 代码解释
1. **变量定义**:
- `ADC_LOW/MID/HIGH`:存储24位ADC原始值(小端模式)
- `K_BASE/B_BASE`:存储校准系数(Q16.16格式)
- `WEIGHT`:最终重量结果(Q16.16)
2. **分段查找流程**:
- 逐段比较ADC值与分段结束值(32位比较)
- 若ADC≤结束值或遇到最后一段(0xFFFFFF)则使用该段系数
- 校准表按`[结束值(3B), k(4B), b(4B)]`结构存储
3. **核心计算**:
```assembly
weight = (k * adc) >> 16 + b ; Q16.16格式运算
```
- `MULT32_32`:32位乘法(需自定义,输出64位到60H-67H)
- 取乘积的`[47:16]`位(62H-65H)相当于右移16位
- 32位加法叠加截距b
4. **Q16.16格式**:
- 高16位:整数部分(0~65535)
- 低16位:小数部分(精度1/65536≈0.000015)
- 例:`0x00010000` = 1.0,`0x00018000` = 1.5
5. **校准表示例**:
```assembly
DB 56H,34H,12H ; 结束值=0x123456
DB 00H,00H,01H,00H ; k=1.0 (0x00010000)
DB 00H,00H,00H,00H ; b=0
```
#### 关键优化点
1. **分段策略**:按传感器非线性特征划分3-5段
2. **快速查找**:顺序比较(分段少时效率足够)
3. **定点运算**:避免浮点开销,Q16.16平衡精度与性能
4. **小端存储**:匹配51架构特性提高存取效率
#### 使用示例
1. 将ADC原始值存入30H-32H(24位小端)
2. 执行程序后重量结果在40H-43H(Q16.16格式)
3. 转换实际重量:
```c
float weight = (result >> 16) + (result & 0xFFFF) / 65536.0;
```
---
###