目前单片机的市场竞争很激烈，许多应用出于性价比的考虑，选择使用程序存储空间较小（如1K，2K）的小资源8位MCU芯片进行开发。一般情况下，这类MCU没有硬件乘法、除法指令，在程序必须使用乘除法运算时，如果单纯依靠编译器调用内部函数库来实现，常常会有代码量偏大、执行效率偏低的缺点。
上海晟矽微电子推出的MC30、MC32系列MCU，采用了RISC架构，在小资源8位MCU领域有广大的用户群和广泛的应用，本文就以晟矽微电的这两个系列产品的指令集为例，结合汇编与C编译平台，给大家介绍一种即省时又节约资源的乘除法算法。
乘法篇
单片机中的乘法是二进制的乘法，也就是把乘数的各个位与被乘数相乘，然后再相加得出，因为乘数和被乘数都是二进制，所以实际编程时每一步的乘法可以用移位实现。
例如：乘数R3=01101101，被乘数R4=11000101，乘积R1R0。步骤如下
1、清空乘积R1R0；
2、乘数的第0位是1，那被乘数R4需要乘上二进制数1，也就是左移0位，加到R1R0里;
3、乘数的第1位是0，忽略；
4、乘数的第2位是1，那被乘数R4需要乘上二进制数100，也就是左移2位，加到R1R0里；
5、乘数的第3位是1，那被乘数R4需要乘上二进制数1000，也就是左移3位，加到R1R0里；
6、乘数的第4位是0，忽略；
7、乘数的第5位是1，那被乘数R4需要乘上二进制数100000，也就是左移5位，加到R1R0里；
8、乘数的第6位是1，那被乘数R4需要乘上二进制数1000000，也就是左移6位，加到R1R0里；
9、乘数的第7位是0，忽略；
10、这时候R1R0里的值就是最后的乘积，至此算法完成。
以上例子运算结果：
R1R0 = R3 * R4= (R4<><><><2)+r4 =="">
实际运算流程图见图1.1。
图1.1 汇编乘法运算流程图
在实际的程序设计过程中，程序优化有两个目标，提高程序运行效率，和减少代码量。我们来看下本文提供的汇编算法和普通C语言编程的效率和代码量对比。
表1.1是程序运行效率的对比数据（可能会有小的偏差），很明显汇编编译出来的运行时间要比C语言减少很多。
汇编（时钟周期） | C语言（时钟周期） | |
8*8位乘法 | 79-87 | 184-190 |
16*8位乘法 | 201-210 | 362-388 |
16*16位乘法 | 234-379 | 396-468 |
表1.1 乘法运算时钟周期对比表
表1.2是程序代码量的对比数据（可能会有小的偏差），汇编占用的程序空间也要比C语言小很多。
汇编（Byte） | C语言（Byte） | |
8*8位乘法 | 15 | 34 |
16*8位乘法 | 19 | 96 |
16*16位乘法 | 31 | 96 |
表1.2 乘法运算ROM空间使用情况对比表
综上两点，本文介绍的乘法算法各方面使用情况都要比C编译好很多。如果大家在使用过程中，原有的程序不能满足应用需求，例如遇到程序空间不够或者运行时间太久等问题，都可以按照以上方式进行优化。
汇编语言最接近机器语言的。在汇编语言中可以直接操作寄存器，调整指令执行顺序。由于汇编语言直接面对硬件平台，而不同的硬件平台的指令集及指令周期均有较大差异，这样会对程序的移植和维护造成一定的不便，所以我们针对精简指令集做了乘法运算的例程，便于大家的移植和理解。
除法篇
单片机中的除法也是二进制的除法，和现实中数学的除法类似，是从被除数的高位开始，按位对除数进行相处取余的运算，得出的余数再和之后的被除数一起再进行新的相除取余的运算，直到除不尽为止，因为单片机中的除法是二进制的，每个步骤除出来的商最大只有1，所以我们实际编程时可以把每一步的除法看作减法运算。
例如：被除数R3R4=1100110001101101，除数R5=11000101，商R1R0，余数R2。步骤如下
1、清空商R1R0，余数R2；
2、被除数放开最高位，第15位，为1，1比除数小，商为0，余数R2为1；
3、上一步余数并上被除数次高位，第14位，得11，11仍然比除数小，商为0，余数R2为11
4、直到放开第8位后，得11001100，比除数大，商得1，余数R2为111；
5、上一步余数并上被除数第7位，得1110，没有除数大，商为0，余数R2为1110；
6、上一步余数并上被除数第6位，得11101，没有除数大，商为0，余数R2为11101；
7、按照以上步骤，直到放开了被除数得第3位，得11101101，比除数大，商为1，余数R2为101000；
8、上一步余数并上被除数第2位，得1010001，没有除数大，商为0，余数R2为1010001；
9、上一步余数并上被除数第1位，得10100010，没有除数大，商为0，余数R2为10100010；
10、上一步余数并上被除数第0位，得101000101，比除数大，商为1，余数R2为10000000；
11、然后把以上所有步骤中得商从左至右依次排列就是最后的商100001001，余数为最后算得的余数10000000。
以上例子运算结果 R1R0 = R3R4 / R5 = 100001001
R2 = R3R4 % R5 = 10000000
实际运算流程图见图2.1。
图2.1 汇编除法运算流程图
除法运算的效率，代码量见以下表格
表1.1是程序运行效率和代码量的对比数据（可能会有小的偏差），很明显本文提供的汇编算法要优化的很多。
16/8位除法 | 汇编 | C语言 |
时钟周期 | 287-321 | 740-804 |
使用空间（Byte） | 35 | 142 |
表2.1 除法运算时钟周期对比表
所以对于除法运算，本文提供的方法也是相对较优的。
以下是针对精简指令集做的除法运算，16/8位的例程，便于大家的移植和理解。
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