分支程序设计实验实验报告.doc

实验二 分支程序设计实验实验报告

实验名称：分支程序设计实验
指导教师 罗志祥
专业班级 光信1006 姓名 张博 学号U201013339 联系方式 13554098548

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.分支函数程序设计：首先将X赋给累加器A，与40比较大小，将大于或等于40的执行乘方操作；小于40的再与20做比较，大于20的执行取除法操作，小于或等于20的执行取反操作。最后将计算结果Y存于片外的RAM上。
2.电子时钟程序设计思路：首先用循环程序的嵌套实现一个1s的延时，同时让记秒的端口P2同步加一，到60后清零；再让此循环执行60次实现1min的延时，同时让P1同步加一，到60后清零；再让分钟的循环执行24次，实现1hour的延时，同时让P0同步加一。至此循环，即可实现24小时的时钟功能。（注：本计算机的晶振频率为12MHz）
3.4位十进制加、减1计数程序思路：低位的个位和十位赋给一个寄存器，而将高位即百位千位赋给另外一个寄存器，通过循环程序使低位数循环100次即向高位进位或借位，高位循环100次后即回归初始状态，同时设计两个子函数分别执行加一、减一操作。其中，用P3的第7位的状态实现对计数与否的控制。

三、资源分配：
1.分支函数程序：A：累加器 C：位操作 B：做乘方的寄存器 DPTR：片外寻址指针 2000H、2001H、2002H：片外存储空间
2.电子时钟程序：A：累加器 C：位操作 P0、P1、P2：分别电子时钟的时、分、秒输出 R0、R1、R2：分别时分秒计数用存储器
R3、R4、R5：完成1s延时的相关数据存储
3.四位十进制加、减1计数程序：A：累加器 C：位操作 P0：低位输出口 P1：高位输出口 R0：高位寄存器 R1：低位寄存器 R7 R6：分别临时储存低位和高位的寄存器

四、流程图：
1. 分支函数程序流程图
2．电子时钟程序流程图
3．四进制加、减1计数程序流程图
各图形如下：
开始

取数

比较X与40的大小

大于或等于40

比较X与20的大小

小于或等于20

大于20

求平均值
执行取反运算
执行平方运算

存结果于Y

结束

电子时钟：
开始

R0，R1，R2置零
P0，P1，P2置零

R2<-0

R1<-0

R0<-0

空操作延时1秒

R0加1，输出P2

R0=60？

NO
YES
R1+1,输出P1

R1=60?
NO

YES
R2+1,输出P0

R2=24?

NO

YES
清零

结束

开始
加减计数器流程图：

P0, P1, P2<-0

P3.7=0?

执行—1计数
执行+1计数
YES

R0=0?
高两位R1-1，转换为十进制，输出P0

R0<-99

R0=0?
R1<-99
低位R0—1，转换为十进制，输出P1

P0, P1<-99
P0, P1<-0

R1<-0

R0<-0

低两位R0+1，转换为十进制，输出P1

R0=99?

NO NO
YES YES
高两位R1+1，转换为十进制，输出P0

R0=99?
YES YES
NO NO

清零

结束

五、源代码：
1）
ORG 0000H
MOV A,#50H
MOV DPTR,#2000H
MOVX @DPTR,A ;将数存入片外RAM
MOV DPTR,#2000H
MOVX A,@DPTR ;从片外RAM中取数X
MOV R7,A
CLR C
MOV R0,#40H ;对X的值进行比较
SUBB A,R0
JNC MUTI
MOV R1,#20H
CLR C
MOV A,R1
SUBB A,R7
JC DIVI
MOV A,R7
CPL A ;对X进行取反
MOV DPTR,#2001H
MOVX @DPTR,A ;存入片外RAM
LJMP STOP
DIVI:MOV B,#2H ;除法子程序
MOV A,R7
DIV AB
MOV DPTR,#2001H
MOVX @DPTR,A
LJMP STOP
MUTI: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2002H

STOP:SJMP $
END

2）
ORG 0000H
MOV R0,#0;R0,R1,R2置0
MOV R1,#0
MOV R2,#0
MOV P0,#0;P0,P1,P2置0
MOV P1,#0
MOV P2,#0
INPUT:JNB P3.0,STEP
START: ACALL DELAY
INC R0;秒钟计数
MOV A,R0
ACALL OUTPUT;转化为bcd码
MOV P2, A
CJNE R0,#60,START;60进制判断进1
MOV R0,#0;
MOV P2,#0;
INC R1;分钟计数
MOV A,R1
ACALL OUTPUT;转化为bcd码
MOV P1,A
CJNE R1,#60,START;60进制判断
MOV R1,#0;
MOV P1,#0;
INC R2;时钟计数
MOV A,R2;
ACALL OUTPUT;计算bcd码
MOV P0,A
CJNE R2,#24,START;判断是不是溢出了
MOV R2,#0;溢出清0
MOV P0,#0;输出清0
SJMP INPUT;跳出循环
DELAY:MOV R3,#19H;循环次数
LOOP:MOV R4,#28H
LOOP1:MOV R5,#0FAH;循环次数
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
END

3）
ORG 0000H
MOV P0,#0H
MOV P1,#0H
MOV P2,#0H
JUDGE:CLR C
MOV C,P3.7
JNC ADDDONE
SUBDDONE:MOV P0,#99H
MOV P1,#99H
MOV R0,#63H ;千，百位
MOV R1,#63H ;十，个位
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 ;低位循环
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 ;高位循环
SJMP $;原地踏步
ADDDONE:MOV P0,#00H
MOV P1,#00H
MOV R0,#00H ;千，百位
MOV R1,#00H ;十，个位
MOV R0,#0H
START1: 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 ;低位循环
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 ;高位循环
SJMP $;原地踏步
OUTPUT:MOV B,#0AH;转化为BCD码
DIV AB
SWAP A
ORL A,B
RET
DELAY:MOV R3,#32H;循环次数
LOOP:MOV R4,#14H;循环次数
LOOP1:MOV R5,#0FAH;循环次数
LOOP2:NOP
NOP
DJNZ R5,LOOP2
DJNZ R4,LOOP1
DJNZ R3,LOOP
RET
END

六、 程序测试方法与结果、软件性能分析
1） 分段函数测试
分别令X=10、30、50测试个分段函数，再使用X=20、40测试分界点，其对应结果如下：
X=40时，得到X,Y存入片外RAM

X=20时，

X=30时，

X=40时，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001H

X=50时，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001H

2)、电子时钟测试
当P3.0为高电平时，不记时，如图：

当P3.7为低电平时
计时开始，其计时效果如下：

由于小时等待时间太长，故在此不再截图显示
3）、4位十进制加、减1计数：
当P3.7为低电平时执行加一计数

P0输出千位和百位 P1输出十位和各位

当P3.7为高电平时执行减一计数

P0输出千位和百位 P1输出十位和各位

七、思考题
1． 1．实现多分支结构程序的主要方法有哪些？举例说明。
答：实现方法大致如下：
1. 1.使用条件转移指令实现，如DJNZ,JNC……
2. 2.使用分支表法，如分支地址表、转移指令表、地址偏移量表。
2． 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：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。
写十进制加法指令时，首先将结果与#0相加，即ADD　A　，＃0；
然后运用DA　A指令，修正A为十进制，最后再执行减一操作，即DEC A。如此便可得到结果。

八、心得与体会
　本次实验主要进行了分支程序的设计实验，并涉及到了函数的多分支，与子函数间的嵌套，加深了我们对如何运用子函数进行程序的分支的方法。其中，分支函数的实现过程不是很复杂，但是电子时钟的24小时制程序设计需要对多级函数的嵌套有深刻的理解，在这个程序的设计过程中，的确锻炼了我们对于子函数、延时程序、系统频率等相关概念有了多的了解。在电子时钟设计中，要指出的是，程序在考虑一些延时的循环函数时，一些耗时比较少的指令没有加入计算，这就导致了，程序在执行过程中会出现一定的误差，在所难免，但总体而言，精确度还算比较高，满足了设计的要求。
总而言之，本次实验在自己一人的努力下，基本完成了实验任务，岁耗时较长，但有其自己的效果，也提高了我通过单片机实现一些小型功能的能力，这些对以后的学习必将大有裨益！