實驗二 分支程序設(shè)計實驗實驗報告實驗名稱：分支程序設(shè)計實驗 指導(dǎo)教師 羅志祥 專業(yè)班級 光信1006 姓名 張博 學(xué)號U201013339 聯(lián)系方式 13554098548 一、任務(wù)要求：熟練掌握KeilC環(huán)境下匯編語言程序的調(diào)試方法，加深對匯編語言指令、機(jī)器碼、尋址方式等基本內(nèi)容的理解，掌握分支程序和簡單程序的設(shè)計與調(diào)試方法，了解并行IO口的使用。1. 設(shè)有8bits符號數(shù)X存于外部RAM單元，按以下方式計算后的結(jié)果Y也存于外部RAM單元，請按要求編寫程序。2. 利用51系列單片機(jī)設(shè)計一個24小時制電子時鐘，電子時鐘的時、分、秒數(shù)值分別通過P0、P1、P2端口輸出（以壓縮BCD碼的形式）。P3.0為低電平時開始計時，為高電平時停止計時。提高部分（選做）：a. 實現(xiàn)4位十進(jìn)制加、減1計數(shù)，千位、百位由P1口輸出；十位、個位由P2口輸出。利用P3.7狀態(tài)選擇加、減計數(shù)方式。b. 利用P3口低四位狀態(tài)控制開始和停止計數(shù)，控制方式自定。二、設(shè)計思路：1.分支函數(shù)程序設(shè)計：首先將X賦給累加器A，與40比較大小，將大于或等于40的執(zhí)行乘方操作；小于40的再與20做比較，大于20的執(zhí)行取除法操作，小于或等于20的執(zhí)行取反操作。最后將計算結(jié)果Y存于片外的RAM上。2.電子時鐘程序設(shè)計思路：首先用循環(huán)程序的嵌套實現(xiàn)一個1s的延時，同時讓記秒的端口P2同步加一，到60后清零；再讓此循環(huán)執(zhí)行60次實現(xiàn)1min的延時，同時讓P1同步加一，到60后清零；再讓分鐘的循環(huán)執(zhí)行24次，實現(xiàn)1hour的延時，同時讓P0同步加一。至此循環(huán)，即可實現(xiàn)24小時的時鐘功能。（注：本計算機(jī)的晶振頻率為12MHz）3.4位十進(jìn)制加、減1計數(shù)程序思路：低位的個位和十位賦給一個寄存器，而將高位即百位千位賦給另外一個寄存器，通過循環(huán)程序使低位數(shù)循環(huán)100次即向高位進(jìn)位或借位，高位循環(huán)100次后即回歸初始狀態(tài)，同時設(shè)計兩個子函數(shù)分別執(zhí)行加一、減一操作。其中，用P3的第7位的狀態(tài)實現(xiàn)對計數(shù)與否的控制。三、資源分配：1.分支函數(shù)程序：A：累加器C：位操作B：做乘方的寄存器DPTR：片外尋址指針2000H、2001H、2002H：片外存儲空間2.電子時鐘程序：A：累加器C：位操作P0、P1、P2：分別電子時鐘的時、分、秒輸出R0、R1、R2：分別時分秒計數(shù)用存儲器R3、R4、R5：完成1s延時的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲3.四位十進(jìn)制加、減1計數(shù)程序：A：累加器C：位操作P0：低位輸出口 P1：高位輸出口 R0：高位寄存器 R1：低位寄存器 R7 R6：分別臨時儲存低位和高位的寄存器四、流程圖：1. 分支函數(shù)程序流程圖2電子時鐘程序流程圖3四進(jìn)制加、減1計數(shù)程序流程圖各圖形如下：開始取數(shù)比較X與40的大小 大于或等于40比較X與20的大小 小于或等于20 大于20求平均值執(zhí)行取反運算執(zhí)行平方運算 存結(jié)果于Y結(jié)束電子時鐘：開始R0，R1，R2置零P0，P1，P2置零R2-0R1-0 R0-0 空操作延時1秒R0加1，輸出P2R0=60？ NO YESR1+1,輸出P1 R1=60? NO YESR2+1,輸出P0R2=24? NO YES清零結(jié)束開始加減計數(shù)器流程圖：P0, P1, P2-0P3.7=0?執(zhí)行1計數(shù)執(zhí)行+1計數(shù) YESR0=0?高兩位R1-1，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，輸出P0R0-99R0=0?R1-99低位R01，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，輸出P1P0, P1-99P0, P1-0R1-0R0-0低兩位R0+1，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，輸出P1R0=99? NO NO YES YES高兩位R1+1，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，輸出P0R0=99? YES YES NO NO清零結(jié)束五、源代碼：1）ORG 0000HMOV A,#50HMOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A ;將數(shù)存入片外RAMMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTR ;從片外RAM中取數(shù)XMOV R7,ACLR CMOV R0,#40H ;對X的值進(jìn)行比較SUBB A,R0JNC MUTIMOV R1,#20HCLR CMOV A,R1SUBB A,R7JC DIVIMOV A,R7CPL A ;對X進(jìn)行取反MOV DPTR,#2001HMOVX DPTR,A ;存入片外RAMLJMP STOPDIVI:MOV B,#2H ;除法子程序 MOV A,R7 DIV AB MOV DPTR,#2001H MOVX DPTR,A LJMP STOPMUTI:MOV A,R7 ;平方子程序 MOV B,A MUL AB MOV DPTR,#2001H ;低位存入片外RAM中2001H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,B MOVX DPTR,A ;高位存入片外RAM中2002HSTOP:SJMP $ END2）ORG 0000H MOV R0,#0;R0,R1,R2置0MOV R1,#0MOV R2,#0MOV P0,#0;P0,P1,P2置0MOV P1,#0MOV P2,#0 INPUT:JNB P3.0,STEP START: ACALL DELAY INC R0;秒鐘計數(shù) MOV A,R0 ACALL OUTPUT;轉(zhuǎn)化為bcd碼 MOV P2, A CJNE R0,#60,START;60進(jìn)制判斷進(jìn)1 MOV R0,#0; MOV P2,#0; INC R1;分鐘計數(shù) MOV A,R1 ACALL OUTPUT;轉(zhuǎn)化為bcd碼 MOV P1,A CJNE R1,#60,START;60進(jìn)制判斷 MOV R1,#0; MOV P1,#0; INC R2;時鐘計數(shù) MOV A,R2; ACALL OUTPUT;計算bcd碼 MOV P0,A CJNE R2,#24,START;判斷是不是溢出了 MOV R2,#0;溢出清0 MOV P0,#0;輸出清0 SJMP INPUT;跳出循環(huán) DELAY:MOV R3,#19H;循環(huán)次數(shù)LOOP:MOV R4,#28HLOOP1:MOV R5,#0FAH;循環(huán)次數(shù)LOOP2:NOP NOP DJNZ R5,LOOP2 DJNZ R4,LOOP1 DJNZ R3,LOOP SJMP START RET OUTPUT:MOV B,#0AH; DIV AB SWAP A ORL A,B RET DONE:SJMP $STEP:SJMP STEP END3）ORG 0000HMOV P0,#0HMOV P1,#0HMOV P2,#0HJUDGE:CLR C MOV C,P3.7 JNC ADDDONESUBDDONE:MOV P0,#99H MOV P1,#99H MOV R0,#63H ;千，百位 MOV R1,#63H ;十，個位START: MOV A,R1 ACALL DELAY DEC A MOV R7,A ACALL OUTPUT MOV P1,A MOV B,R7 MOV R1,B CJNE A,#0H,START;低位循環(huán) MOV A,#63H MOV R7,A ACALL OUTPUT MOV P1,A MOV B,R7 MOV R1,B MOV A,R0 MOV R7,A DEC A ACALL OUTPUT MOV P0,A MOV B,R7 MOV R0,B CJNE A,#0H,START ;高位循環(huán) SJMP $;原地踏步ADDDONE:MOV P0,#00H MOV P1,#00H MOV R0,#00H ;千，百位 MOV R1,#00H ;十，個位MOV R0,#0HSTART1: MOV A,R1 ACALL DELAY INC A MOV R7,A ACALL OUTPUT MOV P1,A MOV B,R7 MOV R1,B CJNE A,#99H,START1 ;低位循環(huán) MOV A,#0H MOV R7,A ACALL OUTPUT MOV P1,A MOV B,R7 MOV R1,B MOV A,R0 INC A MOV R6,A ACALL OUTPUT MOV P0,A MOV B,R6 MOV R0,B CJNE A,#99H,START1 ;高位循環(huán) SJMP $;原地踏步 OUTPUT:MOV B,#0AH;轉(zhuǎn)化為BCD碼 DIV AB SWAP A ORL A,B RET DELAY:MOV R3,#32H;循環(huán)次數(shù)LOOP:MOV R4,#14H;循環(huán)次數(shù)LOOP1:MOV R5,#0FAH;循環(huán)次數(shù)LOOP2:NOP NOP DJNZ R5,LOOP2 DJNZ R4,LOOP1 DJNZ R3,LOOP RET END 六、 程序測試方法與結(jié)果、軟件性能分析 1） 分段函數(shù)測試 分別令X=10、30、50測試個分段函數(shù)，再使用X=20、40測試分界點，其對應(yīng)結(jié)果如下：X=40時，得到X,Y存入片外RAMX=20時，X=30時，X=40時，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001HX=50時，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001H2)、電子時鐘測試當(dāng)P3.0為高電平時，不記時，如圖：當(dāng)P3.7為低電平時計時開始，其計時效果如下：由于小時等待時間太長，故在此不再截圖顯示3）、4位十進(jìn)制加、減1計數(shù)：當(dāng)P3.7為低電平時執(zhí)行加一計數(shù)P0輸出千位和百位 P1輸出十位和各位當(dāng)P3.7為高電平時執(zhí)行減一計數(shù)P0輸出千位和百位 P1輸出十位和各位七、思考題1 1實現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)程序的主要方法有哪些？舉例說明。答：實現(xiàn)方法大致如下：1. 1.使用條件轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)，如DJNZ,JNC2. 2.使用分支表法，如分支地址表、轉(zhuǎn)移指令表、地址偏移量表。2 2在編程上，十進(jìn)制加1計數(shù)器與十六進(jìn)制加1計數(shù)器的區(qū)別是什么？怎樣用十進(jìn)制加法指令實現(xiàn)減1計數(shù)？答：十進(jìn)制加一后需要在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，運用DA指令；而十六進(jìn)制加一指令所得結(jié)果即為最終結(jié)果，無需進(jìn)行修正。 寫十進(jìn)制加法指令時，首先將結(jié)果與#0相加，即ADDA，0；然后運用DAA指令，修正A為十進(jìn)制，最后再執(zhí)行減一操作，即DEC A。如此便可得到結(jié)果。八、心得與體會本次實驗主要進(jìn)行了分支程序的設(shè)計實驗，并涉及到了函數(shù)的多分支，與子函數(shù)間的嵌套，加深了我們對如何運用子函數(shù)進(jìn)行程序的分支的方法。其中，分支函數(shù)的實現(xiàn)過程不是很復(fù)雜，但是電子時鐘的24小時制程序設(shè)計需要對多級函數(shù)的嵌套有深刻的理解，在這個程序的設(shè)計過程中，的確鍛煉了我們對于子函數(shù)、延時程序、系統(tǒng)頻率等相關(guān)概念有了多的了解。在電子時鐘設(shè)計中，要指出的是，程序在考慮一些延時的循環(huán)函數(shù)時，一些耗時比較少的指令沒有加入計算，這就導(dǎo)致了，程序在執(zhí)行過程中會出現(xiàn)一定的誤差，在所難免，但總體而言，精確度還算比較高，滿足了設(shè)計的要求?？偠灾?，本次實驗在自己一人的努力下，基本完成了實驗任務(wù)，歲耗時較長，但有其自己的效果，也提高了我通過單片機(jī)實現(xiàn)一些小型功能的能力，這些對以后的學(xué)習(xí)必將大有裨益！