用于二分查找的 8085 程序

先决条件 - 二分搜索
问题——在 8085 微处理器中编写一个汇编语言程序，在 10 个数字的列表中找到一个给定的数字。如果找到将 1 存储在输出中，否则将 2 存储在输出中。此外，存储迭代次数和元素的索引（如果找到）。

示例：让列表如下：

Test-1: 
Input: 21H (at 3000H)
Output: 1 (success) in 3001H,
2 (index) in 3002H, and
3 (iteration number) in 3003H.

Test-2: 
Input: 22H (at 3000H)
Output: 2 (failure) in 3001H,
X (don't care) in 3002H, and
4 (iteration before failure) in 3003H 

假设 -
假设要与之比较的数据存储在3000H中，数字列表从3010H到3019H，结果存储如下：3003H中的迭代次数，3001H中的成功/失败（1/2）和3002H中的索引

算法 -

1. 将 0 移到 Accumulator 并存储在 3003H 中，表示到目前为止的迭代次数。
2. 将 0 和 9 分别移动到 L 和 H 寄存器。
3. 从 3000H 加载累加器中要搜索的数据，并将其移至 B 寄存器。
4. 从 3003H 中检索迭代次数，将其加一并存储回 3003H。
5. 将 H 寄存器的值移动到累加器并与 L 寄存器进行比较。
6. 如果产生进位，则二进制搜索结束，因此跳转到第 20 步。
7. 将 L 寄存器的值加到累加器并右移。
8. 将累加器的值存储在寄存器 C 中并强制复位进位标志（如果设置）。
9. 在 DE 寄存器对中加载数组的起始地址。
10. 将累加器的值加到寄存器 E 并将结果存储在 E 中。
11. 将 0 移至累加器并使用 ADC 命令将由于先前加法产生的任何可能的进位相加，并将其存储回寄存器 D。
12. 加载 DE 对指向的值并与寄存器 B 比较。如果产生进位，则跳转到第 15 步，如果设置了零标志，则跳转到第 17 步。
13. 将寄存器 C 的值移动到累加器并递减累加器。
14. 将累加器的值移动到 H 并跳转回第 4 步。
15. 将寄存器 C 的值移动到累加器并递增累加器。
16. 将累加器的值移动到 L 并跳转回第 4 步。
17. 将 1 移至 3001H 中的 Accumulator ad store 表示成功。
18. 将寄存器 C 的值移动到累加器并存储在 3002H 中以保存索引。
19. 跳转到声明 21。
20. 将 2 移到 Accumulator 并存入 3001H 表示失败。
21. 结束程序。

程序 -

Address	Label	Instruction	Comment
2000H		LDA 3000H	Load value to search for
2003H		MOV B, A	Save it in register B
2004H		MVI A, 0
2006H		STA 3003H	Store iteration number
2009H		M0V L, A
200AH		MVI A, 9
200CH		MOV H, A	Storing high and low indices in H-L pair done
200DH	start_loop:	LDA 3003H	Load iteration number
2010H		INR A	Increment iteration number
2011H		STA 3003H	Store back in 3003H
2014H		MOV A, H	Store high index in Accumulator
2015H		CMP L	Compare with lower index
2016H		JC loop_end	If carry generated, this means high is less than low so binary search over
2019H		ADD L	Add high to low
202AH		RAR	Right rotate to divide by two and generate mid
202BH		MOV C, A	Save mid in register C
202CH		JNC reset	If carry flag unset, go directly to reset.
202FH		CMC	Force unset carry flag
2030H	reset	NOP
2031H		LXI D, 3010H	Load start address in D-E pair
2034H		ADD E	Add mid to E to get the offset
2035H		MOV E, A	Get the changed address back in E so it becomes a pointer to arr[mid]
2036H		MVI A, 0	Handle possible overflow
2038H		ADC D
2039H		MOV D, A	Memory index handled
203AH		LDAX D	Load the array element in accumulator
203BH		CMP B	Compare with value to search
203CH		JC else_block	Implies value is greater than value at mid, so we need low=mid+1
203FH		JZ print	If zero flag set, match found. Jump to print block
2042H		MOV A, C	Neither executed so value
2043H		DCR A	mid=mid-1
2044H		MOV H, A	h=mid
2045H		JMP start_loop	Jump back
2046H	else_block	MOV A, C	We need low=mid+1
2047H		INR A	mid=mid+1
2048H		MOV A, L	l=mid
2049H		JMP start_loop
204CH	print	MVI A, 1	Move 1 to Accumulator
204EH		STA 3001H	Store it in 3001H to indicate success
2051H		MOV A, C	Move index, that is mid, back to Accumulator
2052H		STA 3002H	Store it in 3002H
2055H		JMP true_end	Jump to end of the code
2058H	loop_end	MVI A, 2
205AH		STA 3001H	Store 2 in 3001H to indicate failure
205DH	true_end	HLT	Terminate

解释 -

1. 我们在步骤 2 中将较高和较低索引的值（在本例中为 9 和 0）分别移动到 H 和 L 寄存器
2. 在第 5 步中比较较高和较低的指数。在得到一个进位（表示低>高）时，我们跳到循环结束，否则转到第 6 步。
3. 在第 7 步和第 8 步中，我们将 H 和 L 寄存器的值相加并右移，相当于 (high+low)/2 以便在 C 语言中找到索引
4. 在第 10 步中，我们将 mid 的值添加到数组的起始地址，使其充当偏移量，类似于 C 中 *(arr+x) 和 arr[x] 的相同方式。
5. 步骤 11 确保不会发生溢出。
6. 在第 12 步中，我们将中间索引处的值与要搜索的值进行比较。如果相等，我们跳出循环并适当地设置值。
7. 如果它们不相等，则第 12 步适当地分支，让我们将 mid 递增/递减 1 并将该值移动到 L/H 寄存器，必要时（就像在 C 中完成的 high=mid-1 或 low=mid+1 一样）并返回循环开始，即第 2 步。

注意 –如果要搜索的元素小于数组中的最小元素，此方法将失败。为了处理这个问题，在循环的开头添加一个额外的零，并在步骤 2 中分别将值 10 和 1 移动到 HL 对。