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R2-0R1-0 R0-0 空操作延时1秒R0加1，输出P2R0=60？ NO YESR1+1,输出P1 R1=60? NO YESR2+1,输出P0R2=24? NO YES清零结束开始加减计数器流程图：P0, P1, P2-0P3.7=0?执行1计数执行+1计数 YESR0=0?高两位R1-1，转换为十进制，输出P0R0-99R0=0?R1-99低位R01，转换为十进制，输出P1P0, P1-99P0, P1-0R1-0R0-0低两位R0+1，转换为十进制，输出P1R0=99? NO NO YES YES高两位R1+1，转换为十进制，输出P0R0=99? YES YES NO NO清零结束五、源代码：1）ORG 0000HMOV A,#50HMOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A ;将数存入片外RAMMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTR ;从片外RAM中取数XMOV R7,ACLR CMOV R0,#40H ;对X的值进行比较SUBB A,R0JNC MUTIMOV R1,#20HCLR CMOV A,R1SUBB A,R7JC DIVIMOV A,R7CPL A ;对X进行取反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,#28HLOOP1: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 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，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,#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RAMX=20时，X=30时，X=40时，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001HX=50时，Y的高位存入片外RAM 2002H，低位存入2001H2)、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,JNC2. 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ADDA，0；然后运用DAA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！