清华大学计算机硬件技术基础实验报告 3500字.docx

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清华大学计算机硬件技术基础实验报告3500字

XXXX

〔清华大学计算机硬件技术基础实验报告3500字〕

　　实验名称：

实验4：

寻址方式和指令系统

　　姓名：

袁鹏学号：

2013011780

　　实验班号：

33机器号：

42

　　一．实验目的

　　1.了解MSP430G2xxx汇编格式指令和常用寻址方式

　　2.了解C语言函数调用过程

　　3.通过反汇编了解C编译器实现初始化变量的方法

　　4.掌握计算机中数的表示和编码

　　二．实验任务

　　1）程序用到了哪些指令？

　　mov.

　　call

　　clr.b

　　mov.b

　　iv.b

　　jmp

　　pus.

　　dcd.

　　add.

　　clr.

　　j

　　r

　　br

　　2）程序用到了哪几种寻址方式？

　　立即数寻址

　　寄存器寻址

　　绝对地址寻址

　　寄存器相对寻址

　　3）用单步执行命令11，跟踪函数dlay的调用和返回，用vi/rgisr和vi/mmory查看堆栈指针SP和堆栈内的内容，记录堆栈指针SP和堆栈内容的变化；

　　SP：

0x03（执行mai函数时）0x03c（执行dlay函数时）0x030x03c...堆栈中只有R15的值发生变化，因为R15存放了变量i的值，因此不断变化。

　　4）修改l4_1.C，将变量i定义为全局变量，通过反汇编的代码，比较与定义为局部变量的不同；

　　汇编代码长度增加变量i的存储地址由R15变为RAM里面的0x0200

　　5）修改L4_1.C,将变量i的类型从usigdi类型，改为usigdlog类型，反汇编看看函数dlay的代码发生了什么变化？

程序执行的结果有什么不同？

为什么？

（需在实验板上运行）。

　　dlay函数的地址变到mai函数上部，i变量由两个字节变为四个字节

　　dlay函数的执行时间变长，LD灯的变化速率变慢。

因为变量i从i转换为log，因此i的增加速率变慢，daly函数的执行时间也就变长。

　　2.了解C语言程序的执行过程

　　实验中查看到该地址的值是多少？

程序执行的第一条指令是什么指令？

mai函数的入口是单片机上电就被执行的第一条语句吗？

　　未去除ruo:

　　PC=0xc00c

　　0X~0X:

0X00C0

　　第一条指令是关闭看门狗，00c00c40b25a800120mov.#0x5a80,dcl

　　mai函数的入口就是单片机上电执行的第一条语句。

　　去除ruo:

　　PC=0xc000

　　0X~0X:

0X00C0

　　第一条指令是初始化sp，00c00040310400mov.#0x400,sp

　　mai函数的入口不是单片机上电执行的第一条语句。

　　3.C语言中带初始化变量的定义及其实现

　　在dbug下反汇编程序，比较一个数组分别定义成cos型常量、全局变量、局部变量三种不同形式，系统在初始值的实现上有何不同？

　　定义成cos型常量:

　　从上电复位后执行的第一条指令，到mai（）函数中关闭看门狗的语句：

　　由于数组已经被定义为cos型，因此数组一开始就被分配在0xC000中并完成初始化，上面的代码完成了初始化SP和开始执行mai函数的作用。

　　定义成全局变量：

　　数组被定义为全局变量时开始没有被初始化，但是数组被分配在0x200地址里，数组里面数据存储在0xC000中，因此上电后开始执行初始化SP，以及将0xC000的赋给R13，将0x200赋给R12，接着跳转执行__daa16_mmcpy，并在mmcpy函数里完成对数组初始化，然后返回执行mai函数。

　　定义为局部变量：

　　数组被定义为局部变量时开始没有被初始化，也没有分配存储地址，但是数据里的数据还是存储在0xC000中，上电后执行到mai函数里初始化数组的语句时程序将0xC000赋给R15，接着用SP和R15完成初始化数组，并将数组分配在0x3A地址中。

　　（选做）定义为saic型局部变量时：

　　数组被定义为saic型局部变量时，和定义为全局变量时类似，数组被一开始没有被初始化，但是数组被分配在0x200地址里，数组里面数据存储在0xC000中，因此上电后开始执行初始化SP，以及将0xC000的赋给R13，将0x200赋给R12，接着跳转执行__daa16_mmcpy，并在mmcpy函数里完成对数组初始化，然后返回执行mai函数。

　　4.（选做）掌握计算机中数的表示和编码

　　假设某内存单元的字内容为0x06，试问该内容看作无符号数是多少？

看作带符号数是多少？

看作一条指令的机器码，如何利用DBUG下的命令知道表示一条什么指令？

如果内存单元的内容为0x5439，看作无符号数、看作带符号数、看作一条指令的机器码，分别表示什么？

看作ASCII码，表示的是哪两个字符?

如何理解存放在内存中的内容？

0X06看作无符号数是65286，看作有符号数是-250。

　　建立一个C项目，在DBUG下，利用mmory命令，将RAM区的内容改为0x06,0x,

　　再用disassmbly命令反汇编该RAM区内容，可查看0x06所代表的指令为ad.R15,R6。

　　0x5439看作无符号数是21561，看作带符号数也是21561，看作指令的机器码则所代表的指令是add.@R4+,R9，看作ASCII码的话表示5I。

内存中存放的内容是二进制数编码表示的指令是机器码，是CPU能够直接识别的语言，能够被机器识别并转化为相应的操作指令。

思考：

　　为什么查看0x06是一条什么指令的机器码时，按顺序修改存储单元的内容时输入的是0x06,0x，而不是0x,0x06?

　　因为MSP430存储器的读写模式采用的是小端模式，即低字节到低地址单元，高字节到高地址单元，所以当写入0x06,0x时，表示的正是0x06。

　　实验名称：

实验5.单片机应用系统硬件组成

　　姓名：

袁鹏学号：

2013011780

　　实验班号：

33机器号：

42

　　一.实验目的

　　1.了解MSP4301xx单片机结构及其编程仿真接口

　　2.了解MSP430G2xxx两线制JAG编程仿真接口

　　3.了解单片机应用系统的基本硬件组成

　　4.学习相对复杂项目的程序结构和良好编程风格

　　二、实验任务

　　1.了解MSP4301xx单片机结构及其编程仿真接口

　　MSP430149单片机的引脚基本输入/输出控制与MSP430G2553的基本相同，不同的是：

1）MSP430149有P1~P6六个I/O端口；2）各I/引脚在MSP430149内没有上拉电阻，所以没有PxR寄存器；3）MSP430149的引脚有64根，每个引脚的复用功能没有MSP430G2553多，所以没有PxSL2寄存器。

因此，在将实验2中用MSP430G2553上完成的任务2、任务3的C语言程序移植到MSP430149上时，要根据MSP430149的结构对程序进行相应的调整。

具体代

　　2.了解MSP430G2xxx两线制JAG编程仿真接口

　　根据MSP430的结构特点，MSP430G2xxx实验板上有板载仿真器，因此既可以直接连接USB线进行仿真调试，又可以利用板载仿真器进行仿真调试。

后者具体可以通过两种方式进行：

一是用Z板载仿真器对MSP430G2553单片机进行仿真调试：

将一块实验班做仿真器用，一块做目标实验板使用。

二是用USB型430JAG仿真器对MSP430G2553单片机进行仿真调试，将USB

　　型430JAG与实验班采用两线制线的方式连接起来。

L5_LD.c代码如下：

　　4.学习相对复杂项目的程序结构和良好编程风格

　　基于MSP4306638实验箱做演示实验，MSP4306638单片机结构及其实验箱原理图可参看附录D（提供电子版）。

简单阅读提供的程序源代码，总结几点良好编程风格。

　　1）图片显示演示实验

　　2）（选做）音频播录演示实验

　　3）（选做）直流电机调速控制

　　演示程序都在mai.c内大量引用了自己编写的头文件和函数，而mai函数则是由几个函数完成，因此代码显得十分简洁明了，代码里包含大量注释来解释代码的具体含义，容易理解，清晰简明。