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關(guān)卡展示

本關(guān)的 C2S-RF901 設(shè)備會(huì)不定期地發(fā)送一些長(zhǎng)度為 3 的數(shù)據(jù)包。第一個(gè)數(shù)字表示需要令電機(jī)移動(dòng)到哪一格，第二個(gè)數(shù)字表示需要清潔的秒數(shù)，第三個(gè)數(shù)字表示需要加液的秒數(shù)。

電機(jī)初始位置在第 0 格，電平信號(hào)為 50。如果要讓電機(jī)向左移動(dòng)一格，需要給電機(jī)發(fā)送 0x1s + 50x1s 的脈沖信號(hào)；如果要讓電機(jī)向右移動(dòng)一格，需要給電機(jī)發(fā)送 100x1s + 50x1s 的脈沖信號(hào)。

本關(guān)的電機(jī)移動(dòng)較為復(fù)雜，因?yàn)槎嗔?50 這種信號(hào)，所以沒(méi)辦法簡(jiǎn)單地用?gen 指令來(lái)生成脈沖信號(hào)了。如果把所有的工作都寫在同一塊芯片里，即使是 MC6000 也很難寫得下。所以我們這里來(lái)嘗試分工，一塊芯片專門用來(lái)處理電機(jī)的移動(dòng)任務(wù)，另一塊芯片專門用來(lái)給前面那塊芯片發(fā)送電機(jī)應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)的位置，等到達(dá)后再親自處理清潔和加液任務(wù)。

電路圖和代碼如下：

上方芯片做的工作是等待下方芯片傳輸目標(biāo)位置上來(lái)，并給電機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)控制電機(jī)移動(dòng)到目標(biāo)位置。上方芯片的 acc 寄存器用于記錄實(shí)時(shí)的電機(jī)位置，初始值為 0；而 dat 寄存器用于接收從下方芯片發(fā)來(lái)的目標(biāo)位置。

首先我們將電機(jī)的電平信號(hào)初始化為 50（mov 50 p1），然后開(kāi)始等待下面的芯片發(fā)送“位置”數(shù)據(jù)（slx x2）。等待到信號(hào)后，我們將電機(jī)的目標(biāo)位置放入 dat 寄存器（mov x2 dat），并檢查電機(jī)的當(dāng)前位置是否已經(jīng)在目標(biāo)位置上（teq dat acc）。如果已經(jīng)在目標(biāo)位置上，則發(fā)送一個(gè)信號(hào)給下面的芯片，告知下面的芯片該清潔和加液了（+ mov?0 x2），同時(shí)開(kāi)始休眠，等待下一個(gè)信號(hào)（+ jmp 2，跳到了第 2 行 slx x2）。如果不在目標(biāo)位置上，則判斷目標(biāo)位置在當(dāng)前位置的左邊還是右邊（tcp dat acc）。如果目標(biāo)位置在電機(jī)的左邊，則令電機(jī)的實(shí)時(shí)位置 -1（- sub 1），同時(shí)給電機(jī)發(fā)送一秒鐘的 0 信號(hào)（- gen p1 0 1）。如果目標(biāo)位置在電機(jī)的右邊，則令電機(jī)的實(shí)時(shí)位置 +1（+ add 1），同時(shí)給電機(jī)發(fā)送一秒鐘的 100 信號(hào)（+ gen p1 1 0）。然后，無(wú)論電機(jī)往哪個(gè)方向走，第二秒鐘都是給電機(jī)發(fā)送 50 信號(hào)（mov 50 p1, slp 1）。做完以上事情后，跳回到第 4 行（jmp 4）繼續(xù)判斷當(dāng)前位置是否等于目標(biāo)位置。只要尚未到達(dá)目標(biāo)位置，就重復(fù)做以上事情，直到到達(dá)目標(biāo)位置為止。

下方的芯片做的事情就比較簡(jiǎn)單了。首先從?C2S-RF901 讀入隊(duì)列中的首數(shù)字（mov x0 acc），檢查首數(shù)字是否為非負(fù)數(shù)（tcp acc -1）。若為非負(fù)數(shù)，說(shuō)明收到了一個(gè)長(zhǎng)度為 3 的數(shù)據(jù)包。首數(shù)字表示的是當(dāng)前電機(jī)應(yīng)該到達(dá)的位置，將該位置通過(guò) x1 口發(fā)給上面的芯片（+ mov acc x1），然后等待上面的芯片給自己發(fā)送完成信號(hào)（+ slx x1）。收到完成信號(hào)后，我們讀入隊(duì)列中的第二個(gè)表示清潔時(shí)長(zhǎng)的數(shù)字，并給【清潔工具】端口發(fā)送這么長(zhǎng)時(shí)間的 100 信號(hào)（+ gen p1 x0 x1。注意這里不能寫成 + gen p1 x0 0，因?yàn)槲覀儽仨氁焉戏叫酒l(fā)來(lái)的數(shù)字 0 給接收掉，否則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)阻塞。所以這里必須讀入 x1 口發(fā)來(lái)的常數(shù) 0，而不能直接寫常數(shù) 0）。接著，我們讀入隊(duì)列中的第三個(gè)表示加液時(shí)長(zhǎng)的數(shù)字，并給【加液工具】端口發(fā)送這么長(zhǎng)時(shí)間的 100 信號(hào)（+ gen p0 x0 1）。若一開(kāi)始收到的首數(shù)字為 -999 時(shí)，只需要休眠一秒（- slp 1），進(jìn)入下一個(gè)機(jī)器周期就行了。

點(diǎn)擊左下角的【模擬】，稍等片刻，便會(huì)彈出結(jié)算界面：

關(guān)于循環(huán)的附加知識(shí)

循環(huán)結(jié)構(gòu)有兩種：一種是先執(zhí)行循環(huán)流程，后判斷是否繼續(xù)循環(huán)；另一種是像本題一樣的，先判斷是否進(jìn)入循環(huán)流程，再執(zhí)行。區(qū)別在于，前者的循環(huán)流程至少會(huì)執(zhí)行一次，但是少一次跳轉(zhuǎn)；后者多一次跳轉(zhuǎn)，但是存在一開(kāi)始就不執(zhí)行循環(huán)流程的可能性。兩種循環(huán)的流程圖分別如下：

曾經(jīng)的謎題里，我們用的都是前者。但是在本題里，我們使用了后者。注意一下我在解析代碼時(shí)說(shuō)的這段話：

等待到信號(hào)后，我們將電機(jī)的目標(biāo)位置放入 dat 寄存器（mov x2 dat），并檢查電機(jī)的當(dāng)前位置是否已經(jīng)在目標(biāo)位置上（teq dat acc）。如果已經(jīng)在目標(biāo)位置上，則發(fā)送一個(gè)信號(hào)給下面的芯片，告知下面的芯片該清潔和加液了（+ mov?0 x2），同時(shí)開(kāi)始休眠，等待下一個(gè)信號(hào)（+ jmp 2，跳到了第 2 行 slx x2）。如果不在目標(biāo)位置上，則判斷目標(biāo)位置在當(dāng)前位置的左邊還是右邊（tcp dat acc）。

得到目標(biāo)位置后，因?yàn)榇嬖凇倦姍C(jī)已經(jīng)在目標(biāo)位置上，不需要移動(dòng)】的可能性，所以存在一次循環(huán)流程都不用執(zhí)行的可能性。所以我們必須先判斷 acc 是否和 dat 相等（teq dat acc），相等時(shí)直接回傳 0 并跳到第 2 行，跳到循環(huán)體外面（+ mov 0 x2, + jmp 2）。第 7~14 行是循環(huán)體里要執(zhí)行的部分，然后第 14 行是一條曾經(jīng)從未見(jiàn)過(guò)的【無(wú)條件跳轉(zhuǎn)】指令，即不帶 + - 號(hào)的 jmp 指令（jmp 4）。我們觀察后一張流程圖，的確就是在循環(huán)執(zhí)行完畢后，【無(wú)條件】跳轉(zhuǎn)到循環(huán)入口處去重新判定條件。本題的 MC6000 代碼里，使用了典型的【先判斷，后執(zhí)行】的循環(huán)結(jié)構(gòu)。

【先判斷，后執(zhí)行】需要多一行跳轉(zhuǎn)指令，而深圳 I/O 里，一塊芯片最多 14 行代碼，代碼行數(shù)是極其珍貴的資源。所以后一種循環(huán)結(jié)構(gòu)，只能是【存在一次都不執(zhí)行循環(huán)流程的可能性】，迫不得已時(shí)才會(huì)去使用。