1、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。 240/YXX当 当当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
2、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
3、。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
4、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.
5、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：大于或等于 40小于或等于 20大于 20取数开始比较 X 与 40的大小执行平方运算比较 X 与 20的大小执行取反运算求平均值存结果于 Y结束电子时钟：NOYESNOYESNO YES开始R0，R1，R2 置零P0，P1，P2 置零R2-0R1-0R0-0空操作延时 1 秒R0 加 1，输出 P2R0=60？R1=60?R2=24?R1+1,输出 P1R2+1,输出 P0清零结束加减计数器流程图：YESNO NOYES YESYES YES NO NO开始P0, P1, P2-0P3.7=0?执行+1 计数
6、P0, P1-0低两位 R0+1，转换为十进制，输出P1R1-0R0=99?R0-0高两位 R1+1，转换为十进制，输出P0R0=99?清零执行1 计数P0, P1-99低位 R01，转换为十进制，输出 P1R1-99R0=0?R0-99高两位 R1-1，转换为十进制，输出 P0R0=0?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,R0JN
7、C 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,R7DIV ABMOV DPTR,#2001HMOVX DPTR,ALJMP STOPMUTI:MOV A,R7 ;平方子程序MOV B,AMUL ABMOV DPTR,#2001H ;低位存入片外 RAM 中 2001HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,BMOVX DPTR,A ;高位存入片外 RA
8、M 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 DELAYINC R0;秒钟计数MOV A,R0ACALL OUTPUT;转化为 bcd 码MOV P2, ACJNE R0,#60,START;60 进制判断进 1MOV R0,#0;MOV P2,#0; INC R1;分钟计数MOV A,R1ACALL OUTPUT;转化为 bcd 码MOV P
9、1,ACJNE 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 0MOV P0,#0;输出清 0SJMP 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:NOPNOPDJNZ R5,LOOP2DJNZ R4,LOOP1DJNZ R3,LOOPSJMP STARTRET OUT
10、PUT:MOV B,#0AH;DIV ABSWAP AORL A,B RET DONE:SJMP $STEP:SJMP STEP END3）ORG 0000HMOV P0,#0HMOV P1,#0HMOV P2,#0HJUDGE:CLR CMOV C,P3.7JNC ADDDONESUBDDONE:MOV P0,#99HMOV P1,#99HMOV R0,#63H ;千，百位MOV R1,#63H ;十，个位START: MOV A,R1ACALL DELAYDEC AMOV R7,AACALL OUTPUT MOV P1,AMOV B,R7MOV R1,BCJNE A,#0H,START ;
11、低位循环MOV A,#63HMOV R7,AACALL OUTPUTMOV P1,AMOV B,R7MOV R1,BMOV A,R0MOV R7,ADEC AACALL OUTPUTMOV P0,AMOV B,R7MOV R0,BCJNE A,#0H,START ;高位循环SJMP $;原地踏步ADDDONE:MOV P0,#00HMOV P1,#00HMOV R0,#00H ;千，百位MOV R1,#00H ;十，个位MOV R0,#0HSTART1: MOV A,R1ACALL DELAYINC AMOV R7,AACALL OUTPUT MOV P1,AMOV B,R7MOV R1,BC
12、JNE A,#99H,START1 ;低位循环MOV A,#0HMOV R7,AACALL OUTPUTMOV P1,AMOV B,R7MOV R1,BMOV A,R0INC AMOV R6,AACALL OUTPUTMOV P0,AMOV B,R6MOV R0,BCJNE A,#99H,START1 ;高位循环SJMP $;原地踏步 OUTPUT:MOV B,#0AH;转化为 BCD 码DIV ABSWAP AORL 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:NOPNOPDJ
13、NZ R5,LOOP2DJNZ R4,LOOP1DJNZ R3,LOOPRET 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
14、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
15、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！
