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關(guān)卡展示

本關(guān)需要在按鈕按下時(shí)，根據(jù)傳感器所表示的波長信息，將波長轉(zhuǎn)換成顏色，并統(tǒng)計(jì)每種顏色的出現(xiàn)頻率；并在按鈕抬起時(shí)，找到出現(xiàn)頻率最高的顏色，將它轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的 SmartDye 顏色，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成墨水 k 和墨水 n 信號輸出。

每種顏色和光的波長，以及墨水 k、墨水 n 的映射關(guān)系參考數(shù)據(jù)手冊：

本關(guān)是【深圳龍騰有限公司】系列里公認(rèn)的最難關(guān)，其難度可以媲美【阿瓦隆城】的部分關(guān)卡。本關(guān)至少要三塊 MC6000，還要同時(shí)配上一塊 ROM 和一塊 RAM 才能完成。這一關(guān)的接線圖如下所示：

現(xiàn)在，我們像之前一樣，把大問題分解成若干小問題來完成。

左邊芯片的任務(wù)是：當(dāng)按鈕按下時(shí)，統(tǒng)計(jì)各種顏色的出現(xiàn)頻率；當(dāng)按鈕抬起時(shí)，通知中間的芯片找到最頻繁出現(xiàn)的顏色。

中間芯片的任務(wù)是：收到左邊芯片的通知信號后，找到最頻繁出現(xiàn)的顏色，并將對應(yīng)的顏色編號告知右邊的芯片。統(tǒng)計(jì)完畢后，將 RAM 中的統(tǒng)計(jì)信息清除。

右邊芯片的任務(wù)是：收到中間芯片的通知信號后，把對應(yīng)的最頻繁顏色映射成 SmartDye 色彩空間的顏色，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成墨水 k 和墨水 n 的信號輸出。

首先我們來看最左邊的芯片。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊里的說明，我們可以知道：顏色只跟傳感器值的十位數(shù)相關(guān)，紅 = 十位數(shù)是 2 或 3；橙 = 十位數(shù)是 4；黃 = 十位數(shù)是 5；綠 = 十位數(shù)是 6；藍(lán) = 十位數(shù)是 7；紫 = 十位數(shù)是 8。

首先我們檢測按鈕是否按下（tcp p1 50）。當(dāng)按下時(shí)，讀取傳感器當(dāng)前的值（+ mov p0 acc），并提取出十位（+ dgt 1），將該值作為 RAM 地址，改寫對應(yīng)位置的值。因?yàn)樾枰磸?fù)使用到這個(gè)地址，所以我們首先將該地址在 dat 里暫存一份（+ mov acc dat）。我們將 RAM 的地址設(shè)置為該地址（+ mov dat x3），提取出里面的頻度數(shù)字（+ mov x2 acc），將頻度 +1 后準(zhǔn)備送回原處（+ add 1）。由于讀取 RAM 后地址會(huì)自增，所以我們首先要將地址還原（+ mov dat x3），再將 +1 后的值送回原處（+ mov acc x2）。如此，便完成了當(dāng)前這一秒的統(tǒng)計(jì)工作。跳到最后休眠一秒，進(jìn)入下一個(gè)時(shí)鐘周期（slp 1）。

如果按鈕沒按下時(shí)，檢查 dat 是否為 0（- teq dat 0）。因?yàn)橹灰覀冇|發(fā)了統(tǒng)計(jì)過程，dat 的值一定會(huì)被更新為某一刻傳感器值的十位數(shù)。所以當(dāng) dat 為 0 時(shí)，表示尚未觸發(fā)統(tǒng)計(jì)過程，就不需要通知右邊的芯片“找最大值”。只有當(dāng)統(tǒng)計(jì)完畢，剛剛抬起按鈕時(shí)，才需要通知右邊的芯片去“找最大值”。這時(shí)候我們將 dat 歸零（- mov 0 dat），回到“等待統(tǒng)計(jì)”的狀態(tài)，然后給右邊芯片發(fā)送一個(gè) 2（- mov 2 x1），通知右邊的芯片去尋找最大值。至于這個(gè) 2 有什么用，我們后面再說。做完以上事情后，休眠一秒，進(jìn)入下一個(gè)時(shí)鐘周期（slp 1）。

有小伙伴可能會(huì)說，十位數(shù)不論是 2 還是 3 都是紅色呀，但是你在以上的統(tǒng)計(jì)中只看了十位，十位是 2 以及十位是 3 的數(shù)字?jǐn)?shù)量被分散在了兩個(gè)不同的格子里，被視為了兩種不同的顏色了呀？其實(shí)，這點(diǎn)我是有所考慮的。只是因?yàn)榇a行數(shù)的限制，我無法在統(tǒng)計(jì)階段就將兩種紅色合并，我們只能在后期“尋找最大值”的過程中將兩種紅色合并。

下面我們來看中間的芯片。首先我們等待右邊芯片發(fā)來“給我找最大值”的信號（slx x3）。收到信號后，我們將 RAM 的右指針置為 2（mov x3 x1），然后連續(xù)讀取兩格 RAM，將它們的值相加，得到“紅色”的出現(xiàn)次數(shù)（mov x0?acc,?add x0）。我們先假設(shè)最頻繁的顏色是紅色，將“紅色”的地址發(fā)送給右邊的芯片（mov x1?x2）。由于 RAM 讀取后地址會(huì)自增，所以實(shí)際發(fā)送的地址是 +1 后的地址。然后我們開始統(tǒng)計(jì)其他顏色的出現(xiàn)頻數(shù)。我們將新顏色的頻數(shù)放入 dat 中（mov x0?dat），檢查新顏色的頻數(shù)是否大于已找到的最大頻數(shù)（tcp dat acc）。若大于，則說明新顏色才是迄今為止的最頻繁顏色，我們覆蓋掉原先較小的頻數(shù)（+ mov dat acc），然后將新顏色的地址傳給右邊的芯片（+ mov?x1?x2）。右邊的芯片收到數(shù)據(jù)后，會(huì)改寫墨水 k 和墨水 n 的值。而我們知道，同一秒內(nèi)可以反復(fù)改寫 p 口的值，最終只有最后一次改寫的值會(huì)生效。所以，我們可以反復(fù)將找到的“迄今為止的最大值”傳給右邊的芯片，而不用擔(dān)心是否會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的信號。接下來，我們判定地址值是否到達(dá)了 9（teq x1?9）。尚未到達(dá) 9 時(shí)，跳回到第 6 行，繼續(xù)判斷別的顏色是否可能是更頻繁的顏色（- jmp 6）。直到將所有顏色都統(tǒng)計(jì)完畢后，用循環(huán)的方式將整個(gè) RAM 都寫為 0，清除所有的顏色統(tǒng)計(jì)信息（mov 0 x0, teq x1?9, - jmp c）。

最后我們看右邊的芯片。首先我們將墨水 k 和墨水 n 都初始化為 50（@ mov 50 p1, @ mov 50 p0）。收到中間芯片發(fā)來的地址值后（slx x2），我們將該地址值 ×2（mov x2 acc, add acc），然后到 ROM 中尋找相應(yīng)顏色所對應(yīng)的兩個(gè)連續(xù)數(shù)字（mov acc x1），讀取它們并依次發(fā)送到墨水 k 和墨水 n 端口（mov x0?p1, mov x0?p0）。由于中間芯片發(fā)送的是 +1 后的地址，因此紅色對應(yīng)的地址值是 4，橙色對應(yīng)的地址值是 5，依此類推。我們將地址值 ×2 后，可以發(fā)現(xiàn)，8、9 兩格對應(yīng)的值是【血色】的 k、n 值（95，5），10、11 兩格對應(yīng)的值是【深玉米橙】的 k、n 值（50，5），依此類推。也就是我們將原始顏色的地址值 ×2 后，在 ROM 中的對應(yīng)位置就可以匹配上相應(yīng)的 SmartDye 顏色的 k、n 值。

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