单片机第二次试验报告——分支程序设计

微机实验报告实验名称 分支程序设计实验 专业班级 姓名 学号 序号 联系方式 一、任务要求 熟练掌握KeilC环境下汇编语言程序的调试方法，加深对汇编语言指令、机器码、寻址方式等基本内容的理解，掌握分支程序和简单程序的设计与调试方法，了解并行IO口的使用。 1. 设有8bits符号数X存于外部RAM单元，按以下方式计算后的结果Y也存于外部RAM单元，请按要求编写程序。 2. 利用51系列单片机设计一个24小时制电子时钟，电子时钟的时、分、秒数值分别通过P0、P1、P2端口输出（以压缩BCD码的形式）。P3.0为低电平时开始计时，为高电平时停止计时。 提高部分（选做）：a. 实现4位十进制加、减1计数，千位、百位由P1口输出；十位、个位由P2口输出。利用P3.7状态选择加、减计数方式。b. 利用P3口低四位状态控制开始和停止计数，控制方式自定。二、设计思路 1.分段函数设计 对于第一个任务，相当于设计一个分段函数程序，根据变量X的值所处的区间进行相应的计算。由学过的知识知道，可利用比较转移指令CJNE来判断X是否等于临界值20,40，若不等，再根据执行CJNE指令后的进位位CY的值来判断X与临界值的的大小关系，易知CY=0则X大于临界值，CY=1则X小于临界值；如此，再进行相应的计算。另外，除法计算中可能产生余数，商和余数应该分开存储，若乘方运算结果大于255，高八位与低八位应分开存储。 2. 24小时制时钟程序 本程序须可以构建两部分循环。首先构建一个三重循环实现“一秒延时”，循环体利用NOP指令（单字节指令，1s）经多次循环达到延时一秒的效果。再利用已经构建好的“一秒延时”部分，设计计时系统的三重循环，秒（0-59）、分（0-59）、时（0-23）。需要注意的是，在小时、分、秒达到59时，下一次应该为零。程序运行时修改P3.0的值可以实现暂停和继续的功能。 3.加一减一程序 先初始化P1和P2，然后当P3低四位均为0作为开始计数的标志，每次计数中插一个延时程序。P3.7为0时进行加1计数：先把低2位从P2中取出至A，对A进行ADD加一计数并进行十进制修正，然后存进P2；再把高2位从P1取出至A，对A进行ADDC的加进位操作并十进行进制修正，然后存进P1。P3.7为1时进行减一计数：只需改用ADD指令加上1的补码即可，高2位在第二位为99时进行同样的操作，最后分别用P1和P2输出高2位和低2位。即可实现所需功能。三、资源分配 1.分段函数 根据题目的条件，首先，设该8位无符号数为30H，把片外地址4000H分配给它，把片外地址4001H和4002H分配给经分段函数计算得到的结果Y。按位取反计算结果存于4001H单元，而除法计算结果的商与余数和乘方计算中结果的高、低八位分开存储于4001H-4002H单元。用寄存器A,B来存放在乘除运算中所得的中间结果。 2.二十四小时制时钟 工作寄存器R0、R1、R2分别用于秒、分、时循环次数的设定，R3、R4分别用于分与时的循环计数，R5-R7用于“一秒延时”中三重循环的循环次数设定。秒、分、时数值分别由P2、P1、P0端口输出。 3.加、减1计数程序： 将十进制数的千位数和百位数存于P1，将十进制数的十位数和个位数存放于P2，P3.0至P3.3为是否进行计数的4个控制位，P3.7为选择加一或减一的计数方式的控制位；R3，R4，R5为计数中的延时程序指定循环次数。四、 流程图 1.分段函数 （DPTR）A 存X于片外RAM 设置数据指针 X赋值 AX 开始 A20 N Y Y=/XCY1? N(4001H)A CY0 YY=X/2CY1?A40? N Y Y=X Y N (4001H)A (4002H)B 结束2. 时钟程序 开始 PO0 P10 P20 P30 P3.0=0 ?N Y 延时1s 秒钟计数，R0加1AR0，并转换成BCD码 P2A R0=60H ?Y N R00 P20 分钟计数，R1加1AR1， 并转换为BCD码NR1=60H ? P1A R10 P10 Y 时钟计数，R2加1AR2,并转换为BCDR20 P00 P0A R2=24 ? N Y 五 源代码1.分段函数 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV A, #30H ;将8位无符号数赋给A MOV DPTR, #4000H ;定义数据指针 MOVX DPTR, A ;将X存于片外RAM CLR C ;将进位位清零KIND1:CJNE A, #14H, KIND2 ;将A与14H比较，若不等于14H，跳转至KIND2OUT1: CPL A ;对A中内容取反 MOV DPTR, #4001H ;定义数据指针 MOVX DPTR, A ;将计算结果存于片外地址4001H SJMP DONEKIND2:JNC KIND3 ;判断进位位CY是否为0，若为0，跳转至KIND3 SJMP OUT1 ;否则跳转至OUT1KIND3:CLR C ;将进位位清零 CJNE A,#28H, KIND4 ;将A中内容与28H比较，若不等于28H，跳转至KIND4OUT2: MOV B,A ;将A中内容赋给B MUL AB ;计算X的平方，将结果高八位存于B，低八位存于A MOV DPTR, #4001H ;定义数据指针 MOVX DPTR,A ;将结果低八位存于片外地址4001H INC DPTR ;数据指针加一 MOV A,B ;将B中内容赋给A MOVX DPTR,A ;将结果高八位存于片外地址4002H SJMP DONEKIND4:JNC OUT2 ;判断进位位是否为0，若为0，跳转至OUT2 SJMP OUT3 ;否则跳转至OUT3OUT3: MOV B,#02H DIV AB ;计算X/2，将商存于A，余数存于B MOV DPTR,#4001H ;定义数据指针 MOVX DPTR,A ;将商存于片外地址4001H INC DPTR ;数据指针加1 MOV A,B MOVX DPTR,A ;将余数存于片外地址4002H SJMP DONEDONE: SJMP $ END2. 时钟程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV R0,#00HMOV P0,#00H ;时钟位清零MOV P1,#00H ;分钟位清零MOV P2,#00H ;秒钟位清零START:JB P3.0,START ;P3.0为低电平开始计数，高电平停止计数 MOV R2,P2 ;P2的值存入R2 CJNE R2,#60H,DEL ;秒钟达到60继续，不足60跳转 MOV P2,#00H ;秒钟清零MOV A,P1ADD A,#01H ;分钟位加1 DA A ;分钟位改为BCD码 MOV P1,A MOV R1,P1 ;P1的值存入寄存器R1 CJNE R1,#60H,DEL;分钟达到60继续，不足60跳转 MOV P1,#00H;分钟清零 MOV A,R0 ADD A,#01H;时钟位加1 DA A;时钟位改为BCD码 MOV R0,A MOV P0,A CJNE R0,#24H,DEL;时钟达到24继续，不足24跳转 MOV P0,#00H ;时钟位清零 MOV R0,#00HDEL: MOV R7,#24 ;延时程序LOOP1: MOV R6,#61LOOP2: MOV R5,#170LOOP3: NOP NOP DJNZ R5,LOOP3 DJNZ R6,LOOP2 DJNZ R7,LOOP1 MOV A,P2 ADD A,#01H;秒钟位加1 DA A MOV P2,A SJMP STARTEND3. 加一减一程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN:MOV P1,#00H ;P1端口置零MOV P2,#00H;P2端口置零MOV P3,#7FH ;P3端口置#7FHSTART:JB P3.0,STARTJB P3.1,STARTJB P3.2,STARTJB P3.3,START;判断是否开始计时LJMP DELAY;跳转到延时子程序DELAY:MOV R7,#24DEL1: MOV R6,#61DEL2: MOV R5,#170DEL3: NOP NOP DJNZ R5,DEL3 DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1;延时1秒JB P3.7 ,DOWN;P3.7为0时，加1计数；P3.7为1时，减1计数LJMP UP DOWN:MOV A,P2CLR CSUBB A,#01HMOV R1,AANL A,#0FHMOV R7,AMOV A,R1ANL A,#0F0HMOV R1,AMOVA,P1SUBB A,#00HMOV R0,AANLA,#0FHMOV R6,AMOV A,R0ANL A,#0F0HMOV R0,ACJNE R7,#0FH,LOOP1MOV R7,#09HLOOP1:CJNE R1,#0F0H,LOOP2MOV R1,#90HLOOP2:CJNE R6,#0FH,LOOP3MOV R6,#09HLOOP3:CJNE R0,#0F0H,LOOP4MOV R0,#90HLOOP4:MOV A,R1ADD A,R7DA AMOV P2,AMOV A,R0ADD A,R6DA AMOV P1,ALJMP DELAY ;减1计数子程序UP:MOV A,P2ADD A,#01HDA AMOV P2,AMOV A,P1ADDC A,#00HDA AMOV P1,ALJMP DELAY ;加1计数子程序END六、 程序测试方法与结果、软件性能分析1.分段函数对于分段函数的问题，可以将X设为某一值，运行程序，观察各个寄存器及有关地址中内容，进行验证。截图如下： （1）X=30H (2)X=0AH (3)X=18H经验证，所有结果正确，且运行程序过程中并未出现任何问题，故源程序正确 2.24小时时钟程序 附加：思考题 1实现多分支结构程序的主要方法有哪些？举例说明。 2在编程上，十进制加1计数器与十六进制加1计数器的区别是什么？怎样用十进制加法指令实现减1计数？答：1.一是利用条件转移指令实现，如DJNZ,JNC等等 例如：例如，判断两个单字节无符号数的大小（分别存于片内 RAM 的 40H 和 41H 单元）并把大数存入 42H 单元。可以用判断 CY 的转移指令 JNC 来实现，程序如下：JUDGE:MOV A,40H CLR C SUBB A,41H JNC LP MOV 42H,41H RETLP: MOV 42H,40H RET 二是利用分支表来实现，如分支地址表、转移指令表、地址偏移量表。例如：根据 R3 的值控制转向 8 个分支程序。采用分支地址表实现：MOV DPTR,#BRATAB ;取表首地址MOV A,R3ADD A,R3 ;AR32JNC NADDINC DPH ;R32 进位加到 DPHNADD:MOV A,R4 ;暂存 AMOVC A,A+DPTR ;取分支地址高 8 位XCH A,R4INC AMOVC A,A+DPTR ;取分支地址低 8 位MOV DPL,A ;分支地址低 8 位送 DPLMOV DPH,R4 ;分支地址高 8 位送 DPHCLR AJMP A+DPTR ;转相应分支程序BRATAB: DW SUBR0 ;分支地址表DW SUBRDW SUBR7 2.十进制加一后需要在计算结果的基础上进行修正，运用DA指令，而十六进制加一指令所得结果即为最终结果，无需进行修正。 用十进制加法指令实现减1计数，可通过以下代码实现： ADD A , #63H DA A 七、 心得与体会 本次实验三个任务都是利用分支结构来实现特定的功能，这就要求我们要能够深刻理解分支程序的程序结构，熟练掌握其实现方法并灵活加以运用。通过本次试验，强化了各种指令的应用，并且学会了熟练使用分支程序的方法。在独立完成实验的同时，锻炼了我们保持冷静，独立思考的能力。