单片机实验报告——分支程序设计实验.doc

微机实验报告实验名称:分支程序设计实验 指导教师: 专业班级: 姓名: 学号: 联系方式: 一、 任务要求实验目的：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。实验内容：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.分支计算 数据X存于片外0010H，首先用CJNE语句与7FH比较（会给C赋值，X7FH时，C=0；反之C=1），等于时取平方；若不等，用JNC语句，C=0(X7FH)时取反；否则与28H比较（同上），大于等于28H时取平方；小于28H时，再与14H比较，大于14H时除二，否则取反。地址存于片外0040H和0041H,低位存于0040H,高位存于0041H。 2. 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=0时开始计时。秒满60进位，为了60秒时直接显示1分钟0秒，需先将A赋给P2，再加一，再与60H比较，看是否进位。同理，分满60进位。时满24重新开始，由于P0端口的位置错误，A与P0相互赋值时，需加中间变量RO。 3.双向计数P3的底四位全为1时开始计数；用P3.7状态控制加、减计数方式；千位、百位由P1口输出，十位、个位由P2口输出（以压缩BCD码的形式）。P3.7为1时加计数，需先将进位C清零，用ADD语句给P2加一，并用DA语句进行十进制修正；再用ADDC语句给P1加一再十进制修正。P3.7为0时减计数，需先判断P2是否为00H, 不是00H则P2减一，是00H则给P2赋99H；同理，再判断P1是否为00H，不是00H则P1减一，是00H则给P1赋99H。延时可以用上面程序的延时1s子程序。三、资源分配1.分支计算初始数据X存于片外0010H；取反和除二操作，结果都存于片外0040H中；平方操作低位存于0040H中,高位存于0041H中。2. 电子时钟 P3.7为0时开始计数，为1时停止；P2显示秒，P1显示分，P0显示时；R3、R4、R5用于进行延时的装载循环次数。3.双向计数P3的底四位全为1时开始计数；用P3.7状态控制加、减计数方式；P1口显示千位、百，P2口显示十位、个位。四、流程图 图1为分支计算程序流程图图2为电子时钟程序流程图图3为双向计数程序流程图五、源代码 （含文件头说明、资源使用说明、语句行注释）1. 分支计算/*File name: 分支计算Description: 8bits符号数X存于片外0010H,当X=40时，取平方，高位存于0040H， 低位存于片外0041H中；当20X40时，除二，结果存于片外0040H中； 当X=20时，对X取反，结果存于片外0040H中。 Date: 2012.10.10Designed by: gxySource used: 0010H:片外RAM存储的数X 0040H:除二和取反结果、平方结果的平方的低八位 0041H:平方结果的高八位*/ ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0010HMAIN: MOV DPTR,#0010H ;x存于片外0010H中 MOVX A,DPTR CLR C CJNE A,#7FH,TO1 ;与7FH比较，判断正负 SJMP PLACE1TO1: JNC PLACE3 CJNE A,#28H,TO2 ;与28H比较 SJMP PLACE1TO2: JNC PLACE1 CJNE A,#14H,TO3 ;与14H比较 SJMP PLACE3TO3: JNC PLACE2 SJMP PLACE3PLACE1: MOV B,A ;当x大于等于40时，取平方 MUL ABSJMP SAVEPLACE2: CLR C RRC A ;当x大于20小于40时，通过右移实现X除以2 SJMP SAVEPLACE3: CPL A ;当x小于等于20时，取反 SAVE: MOV DPTR ,#0040H MOVX DPTR,A ;低位存入片外0040HMOV A ,B INC DPTR MOVX DPTR,A ;高位存入片外0041HHERE: SJMP HERE ;踏步END2. 电子时钟/*File name: 电子时钟Description: 24小时电子时钟的时、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。Date: 2012.10.10Designed by: gxySource used: P2显示秒，P1显示分，P0显示时 P3.7为0时开始计数，为1时停止 R3、R4、R5：进行延时装载循环次数*/ ORG 0000H LJMP START ORG 0010HSTART: MOV SP,#40H MOV P0,#00H MOV P1,#00H MOV P2,#00H MOV R0,#00H MOV R1,#00H MOV R2,#00HWAIT: JB P3.0,WAIT ;P3.0为0时开始，为1时停止SEC: MOV A,R2 ;秒 MOV P2,A ;将A值赋给P2端口 ADD A,#01H DA A MOV R2,A ACALL DLY ;跳转到1s延时子程序 CJNE A,#60H,WAIT ;满60秒进位1分钟 MIN: MOV R2,#00H ;分 MOV P2,#00H MOV A,R1 ADD A,#01H DA A MOV P1,A ;将A值赋给P1端口 MOV R1,A CJNE A,#60H,WAIT ;满60分钟进位1小时 HOUR: MOV P2,#00H ;时 MOV P1,#00H MOV R1,#00H MOV A,R0 ADD A,#01H DA A MOV P0,A ;将A值赋给P0端口 MOV R0,A CJNE A,#24H,WAIT ;判断是否满24小时 SJMP START ;满24小时，重新开始计时 DLY: MOV R4,#46 ;延时1s,误差1usL3: MOV R5,#152L1: MOV R3,#70L2: DJNZ R3,L2 DJNZ R5,L1 DJNZ R4,L3 RET END 3. 双向计数 /*File name: 双向计数Description: 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。P3.7为1时加计数，为0时减计数。P3的底四位全为1时开始计数。Date: 2012.10.10Designed by: gxySource used: P3.7为1时加计数，为0时减计数 P3的底四位全为1时开始计数 P1口输出千位、百位 P2口输出十位、个位由 */ ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0010HMAIN: MOV P3,#00H MOV P2,#00H MOV P1,#00H WAIT: ACALL DLY ;延时1s MOV A,P3 ANL A,#0FH CJNE A,#0FH,WAIT ;P3低四位全为1则开始计数JB P3.7,INCREACE ; P3.7为1进行加计数LJMP DECREACE ; P3.7为0进行减计数INCREACE: CLR C MOV A,P2 ADD A,#01H DA A ;P2十进制修正修正MOV P2,A MOV A,P1ADDC A,#00H ;P1加上P2的进位DA A ;P1十进制修正修正MOV P1,A AJMP WAITDECREACE: MOV A,P2 CJNE A,#0,DECREACE_1 ;P2不为0时,P2减1 MOV P2,#99H ;P2为0时，向百位借位,减一为99H MOV A,P1 CJNE A,#0,DECREACE_2 ;由于借位，P1不为0时，P1减一 MOV P1,#99H ;P1为0时，减一为99H AJMP WAIT DECREACE_1: ;十位个位减一 ADD A,#99H DA A MOV P2,A AJMP WAITDECREACE_2:;千位百位减一 ADD A,#99H DA A MOV P1 ,A AJMP WAITDLY: MOV R4,#46 ;延时1s,误差1usL3: MOV R5,#152L1: MOV R6,#70L2: DJNZ R6,L2 DJNZ R5,L1 DJNZ R4,L3 RET END 六、程序测试方法与结果、软件性能分析 1. 分支计算程序运行测试：如图所示，在片外0010H中给X赋值7FH，运行结果在片外0040H和0041中显示，为013F7FH取平方为3F01H，所以X执行取平方操作，正确。在Register中A和B都为3FH，因为执行代码PLACE1: MOV B,A MUL ABSJMP SAVEDPTR 最后地址为0041H与存储地址相符分支功能测试：X为55H时，取平方,预期结果1C39X为7FH时，取平方，预期结果3F01 X为07H时，取反, 预期结果FBX为15H时，除二, 预期结果0AX为27H时，除二，预期结果13X为28H时，取平方,预期结果0640X为14H时，取反, 预期结果EBX为F9H时，取反, 预期结果06X存于片外0010H中，取反和除二操作，结果都存于片外0040H中，平方操作低位存于0040H中,高位存于0041H中。所得结果均符合分支计算的预期结果，而且在7FH、28H、14H这三个转折点计算结果也正确。Program Size: data=8.0 xdata=0 code=48所以本程序性能良好，运行正常。2. 电子时钟总体运行测试：端口显示的是6分21秒，实际精确运行时间为381.00312500s，相差0.003125s1s延迟子程序测试： 断点设置如下 两断点间运行时间为0.99999900s，说明1s延迟子程序误差为1us。60秒时直接显示1分钟0秒测试： 由图可知，由00:00:59直接变为00:01:00，符合要求。时钟误差测试：如上图，运行一分钟，误差为0.0005s如上图，运行一小时，误差为0.029422s如上图，运行24小时，误差为0.705901sProgram Size: data=8.0 xdata=0 code=81所以本程序性能良好，运行正常。程序稍加改进，还可以添加计天，甚至计月的功能3. 双向计数总体运行测试：加法测试：P3.7=1如上图所示，从4799到4800，两端口间进位正常如上图所示，从9999到0000再到0001，加法进位正常减法测试：P3.7=0如上图，从0000到9999，减一借位正常如上图，从9600到9599，减一，两端口间借位正常Program Size: data=8.0 xdata=0 code=86所以本程序性能良好，运行正常。七、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。答：1.转移地址表 JMPTAB: AJMP TO1 AJMP TO2 AJMP TO3 2.分支地址表BRATAB: DW TO1 DW TO2 DW T03 3.地址偏移量表DISTAB: DB TO1- DISTABDB TO2- DISTABDB TO3- DISTAB2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1计数器需要先判断该为上是否为9，是9则加一变0进位，否则直接加一；十六进制加1计数器可以直接用INC加一。用十进制加法指令实现减1计数可以用ADD 语句加99H，再用DA语句 进行十进制修正。八、实验小结 通过程序1，我们掌握了分支程序设计与调试方法，通过CJNE、 SJ