C51程序unsigned和signed类型数据判断时候需要注意的问题

这次帮同学在C51课上无脑写了个很简单的C 但是却遇到很奇怪的问题 所以就有了这篇文章

以下C51中断程序根据按下按键的不同用LED显示按键所对应数值(1~8)的平方

#include <reg51.h>

 

void main()

{

 

       EA=1;

       IT0=1;

       EX0=1;


       while(1)
       {

 

       }

 

}


 

void int0() interrupt 0

{

signed char a,x;

char LED[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

 

a=~P1;

 if(a==0x01) x=1;

 if(a==0x02) x=4;

 if(a==0x04) x=9;

 if(a==0x08) x=16;

 if(a==0x10) x=25;

 if(a==0x20) x=36;

 if(a==0x40) x=49;

 if(a==0x80) x=64;

             

           P0= LED[x/10];

              P2= LED[x%10];

 

}

当P1=0x7F运算后a=0x80时if(a==0x80) x=64;这句判断的结果是否 应该是真才对

当把signed char改成unsigned后判断正确

signed char时的汇编代码

 25: a=~P1; 
C:0x0948    E590     MOV      A,P1(0x90)
C:0x094A    F4       CPL      A                    ;取反
C:0x094B    FF       MOV      R7,A                ;判断值在R7
    26:  if(a==0x01) x=1; 
C:0x094C    BF0103   CJNE     R7,#0x01,C:0952        ;否的话跳下个判断 否则就赋值
C:0x094F    750801   MOV      0x08,#0x01
    27:  if(a==0x02) x=4; 
C:0x0952    BF0203   CJNE     R7,#0x02,C:0958
C:0x0955    750804   MOV      0x08,#0x04
    28:  if(a==0x04) x=9; 
C:0x0958    BF0403   CJNE     R7,#0x04,C:095E
C:0x095B    750809   MOV      0x08,#0x09
    29:  if(a==0x08) x=16; 
C:0x095E    BF0803   CJNE     R7,#0x08,C:0964
C:0x0961    750810   MOV      0x08,#0x10
    30:  if(a==0x10) x=25; 
C:0x0964    BF1003   CJNE     R7,#0x10,C:096A
C:0x0967    750819   MOV      0x08,#0x19
    31:  if(a==0x20) x=36; 
C:0x096A    BF2003   CJNE     R7,#0x20,C:0970
C:0x096D    750824   MOV      0x08,#0x24
    32:  if(a==0x40) x=49; 
C:0x0970    BF4003   CJNE     R7,#0x40,C:0976
C:0x0973    750831   MOV      0x08,#0x31
    33:  if(a==0x80) x=64; 
    34:                  
C:0x0976    EF       MOV      A,R7            ;头疼的问题发生在这里
C:0x0977    33       RLC      A
C:0x0978    95E0     SUBB     A,ACC(0xE0)
C:0x097A    FE       MOV      R6,A
C:0x097B    EF       MOV      A,R7
C:0x097C    6480     XRL      A,#P0(0x80)
C:0x097E    4E       ORL      A,R6
C:0x097F    7003     JNZ      C:0984
C:0x0981    750840   MOV      0x08,#0x40
    35:             P0= LED[x/10]; 
C:0x0984    E508     MOV      A,0x08        ;x在D:0x08
C:0x0986    75F00A   MOV      B(0xF0),#0x0A
C:0x0989    1208F6   LCALL    C?SCDIV(C:08F6)
C:0x098C    2409     ADD      A,#0x09        ;LED在D:0x09
C:0x098E    F8       MOV      R0,A
C:0x098F    E6       MOV      A,@R0
C:0x0990    F580     MOV      P0(0x80),A

改成unsigned之后的汇编

25: a=~P1; 
C:0x0926    E590     MOV      A,P1(0x90)
C:0x0928    F4       CPL      A
C:0x0929    FF       MOV      R7,A
    26:  if(a==0x01) x=1; 
C:0x092A    BF0103   CJNE     R7,#0x01,C:0930
C:0x092D    750801   MOV      0x08,#0x01
    27:  if(a==0x02) x=4; 
C:0x0930    BF0203   CJNE     R7,#0x02,C:0936
C:0x0933    750804   MOV      0x08,#0x04
    28:  if(a==0x04) x=9; 
C:0x0936    BF0403   CJNE     R7,#0x04,C:093C
C:0x0939    750809   MOV      0x08,#0x09
    29:  if(a==0x08) x=16; 
C:0x093C    BF0803   CJNE     R7,#0x08,C:0942
C:0x093F    750810   MOV      0x08,#0x10
    30:  if(a==0x10) x=25; 
C:0x0942    BF1003   CJNE     R7,#0x10,C:0948
C:0x0945    750819   MOV      0x08,#0x19
    31:  if(a==0x20) x=36; 
C:0x0948    BF2003   CJNE     R7,#0x20,C:094E
C:0x094B    750824   MOV      0x08,#0x24
    32:  if(a==0x40) x=49; 
C:0x094E    BF4003   CJNE     R7,#0x40,C:0954
C:0x0951    750831   MOV      0x08,#0x31
    33:  if(a==0x80) x=64; 
    34:                  
C:0x0954    BF8003   CJNE     R7,#P0(0x80),C:095A        ;更改之后这里的判断相同了
C:0x0957    750840   MOV      0x08,#0x40
    35:             P0= LED[x/10]; 
C:0x095A    E508     MOV      A,0x08
C:0x095C    75F00A   MOV      B(0xF0),#0x0A
C:0x095F    84       DIV      AB
C:0x0960    2409     ADD      A,#0x09
C:0x0962    F8       MOV      R0,A
C:0x0963    E6       MOV      A,@R0
C:0x0964    F580     MOV      P0(0x80),A

对于signed时候的汇编部分进行分析:

 33:  if(a==0x80) x=64; 
    34:                  
C:0x0976    EF       MOV      A,R7            ;头疼的问题发生在这里
C:0x0977    33       RLC      A                ;A、CY循环左移一位，影响标志位P、CY
C:0x0978    95E0     SUBB     A,ACC(0xE0)        ;(A) - (Rn) [(direct), ((Ri)), data] - CY → A
C:0x097A    FE       MOV      R6,A
C:0x097B    EF       MOV      A,R7
C:0x097C    6480     XRL      A,#P0(0x80)        ;(A) ⊕ Rn [(direct), ((Ri)), data] → A，影响标志位P
C:0x097E    4E       ORL      A,R6                ;(A) ∨ Rn [(direct), ((Ri)), data] → A，影响标志位P
C:0x097F    7003     JNZ      C:0984
C:0x0981    750840   MOV      0x08,#0x40


C:0x0977    33       RLC      A
;循环移位之前如果最高位是1 那么CY=1 否则CY=0

C:0x0978    95E0     SUBB     A,ACC(0xE0)
;这里其实A=A-A-CY 那么CY=1的时候这里就是FF CY=0的时候这里就是00

C:0x097C    6480     XRL      A,#P0(0x80)
;这里是把程序变量a(也就是P1取反之后的数值) 和0x80异或 那么相等的时候ACC中应该是全0 否则不同位置1

C:0x097E    4E       ORL      A,R6    
;R6中是前面的那个CY 这里进行或运算 换言之如果CY=0 ACC=异或0x80的那个数 如果CY=1时 这里或好之后就算原先异或0x80之后是全0 这里也等于置位了 结果不为0

C:0x097F    7003     JNZ      C:0984
;结果非0则跳转 否则的话x=64

分析:

C:0x0977    33       RLC      A

C:0x0978    95E0     SUBB     A,ACC(0xE0)   

C:0x097A    FE       MOV      R6,A

如果原先传进来的数最高位是1 那么R6中的是FF 否则就是00

C:0x097B    EF       MOV      A,R7

C:0x097C    6480     XRL      A,#P0(0x80)

C:0x097E    4E       ORL      A,R6 

C:0x097F    7003     JNZ      C:0984

和0x80异或之后 结果全0应该就是一样了 否则结果不是全0 但是他这里又把前面计算的R6又或了一次 也就是说前面运算CY=1的时候这里结果肯定不为全0

总结:

只要传进去变量a的最高位是1 那么这句IF的判断肯定是否

再来看下我们的IF语句: if(a==0x80)

我们定义为signed的时候 他应该是把0x80当作一个无符号数来处理的

这样如果a的最高位是1 也就是负数的时候 那么一个负数肯定不会是无符号数

对于这样一个

if(a==b)的判断

这样判断成立时a的范围也就被局限在了0-127的范围之内 这也正是一个有符号数真值=无符号数真值的范围

这段signed的时候的汇编代码的功能是:

对于一个符号数是否等于一个无符号数的判断

这里的0x80被认作是一个无符号数

当a=0x80的时候 a其实是有符号数中的-128 而无符号数的0x80是指的128 数据上一样 但是实际上是代表的是不同的数值

修改这里的代码为if((a^0x80)==0) x=64;

生成以下汇编

C:0x0976    EF       MOV      A,R7

C:0x0977    6480     XRL      A,#P0(0x80)

C:0x0979    7003     JNZ      C:097E

C:0x097B    750840   MOV      0x08,#0x40

成功完成了原先我想要的纯粹的位判断

结论:

在编译的时候 编译器会对数据类型进行一定的判断 保证对于数值的判断是真值相同 而不是简单的二进制位相等

把代码进一步修改 查看生成的汇编代码

    33:  if((a^0x80)==0x01) x=64;

    34:                 

C:0x0976    EF       MOV      A,R7

C:0x0977    6480     XRL      A,#P0(0x80)

C:0x0979    FF       MOV      R7,A

C:0x097A    BF0103   CJNE     R7,#0x01,C:0980

C:0x097D    750840   MOV      0x08,#0x40

再更改一下

    33:  if((a^0x80)==0x80) x=64;

    34:                 

C:0x0976    EF       MOV      A,R7

C:0x0977    6480     XRL      A,#P0(0x80)

C:0x0979    FF       MOV      R7,A

C:0x097A    BF8003   CJNE     R7,#P0(0x80),C:0980

C:0x097D    750840   MOV      0x08,#0x40

再更改一下

  

  33:  if((a^0x80)==0xFF) x=64;

    34:                 

C:0x0976    EF       MOV      A,R7

C:0x0977    6480     XRL      A,#P0(0x80)

C:0x0979    FF       MOV      R7,A

C:0x097A    BFFF03   CJNE     R7,#0xFF,C:0980

C:0x097D    750840   MOV      0x08,#0x40

对这些明确类型的数值数据进行位运算之后的中间结果编译器就认为是纯粹的非数值数据来进行按位判断了