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關(guān)卡展示

這一關(guān)我們需要在【雷達(dá)輸出】信號(hào)出現(xiàn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，【雷達(dá)輸入】信號(hào)出現(xiàn)時(shí)停止計(jì)時(shí)，然后根據(jù)計(jì)時(shí)時(shí)長(zhǎng)給【激光】、【泛光 20】和【泛光 60】三個(gè)輸出口輸出對(duì)應(yīng)的映射值。映射關(guān)系需要參考數(shù)據(jù)手冊(cè)：

首先我們肯定是計(jì)算【雷達(dá)輸入】和【雷達(dá)輸出】信號(hào)的差值。若為負(fù)數(shù)，說(shuō)明【雷達(dá)輸出】信號(hào)激活，開始計(jì)時(shí)。若為正數(shù)，說(shuō)明【雷達(dá)輸入】信號(hào)激活，停止計(jì)時(shí)，同時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)值向右邊的三個(gè)輸出口寫入映射值。平時(shí)沒有【雷達(dá)輸出】和【雷達(dá)輸入】信號(hào)時(shí)，正常計(jì)時(shí)。

左邊的芯片用來(lái)計(jì)時(shí)。首先不斷監(jiān)測(cè)輸入和輸出的差值（tcp p0 p1），當(dāng)輸出信號(hào)出現(xiàn)時(shí)（差值為負(fù)數(shù)）清除 acc（-mov 0 acc）；當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)時(shí)（差值為正數(shù)）將經(jīng)過(guò)的秒數(shù)傳給右邊的芯片（+ mov acc x1），由右邊的芯片控制激光和泛光。做完這些事后睡一秒。當(dāng)然，如果沒有檢測(cè)到差分信號(hào)，那就什么都不用做，直接睡覺（slp 1）。睡完一秒后，令經(jīng)過(guò)的秒數(shù)?+1（add 1）。

然后我們看右邊的芯片。首先等待左邊的芯片傳入信號(hào)（slx x0），然后因?yàn)槊霐?shù)在后面需要讀兩次，所以需要放入 acc 寄存器暫存。（mov x0 acc）。后續(xù)的判斷又是一個(gè)典型的三態(tài)判斷。這里我們把六種狀態(tài)壓縮成了三種，先默認(rèn)向激光和泛光端口寫中間狀態(tài)的值，然后用 tcp 指令判斷實(shí)際狀態(tài)值是否位于兩端。如果位于兩端，則在同一秒內(nèi)馬上改寫。

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

優(yōu)化三項(xiàng)指標(biāo)

我們發(fā)現(xiàn)右邊的那塊芯片一共有 10 行代碼，相比于 MC4000 的最大容量只多了一行代碼。如果我們能想辦法壓縮掉一行代碼，那么就可以替換成 MC4000，節(jié)省兩塊錢成本了。

突破口在于右邊那塊芯片的兩句 tcp 指令上，我們現(xiàn)在要想辦法壓縮成一句，把【偽三態(tài)】變成【真正的三態(tài)】。但是在這個(gè)案例里，中間態(tài)有兩種啊，3 秒和 4 秒都是中間態(tài)。如果我們能把 1~6 秒這六種狀態(tài)改寫成 1、2、3 三種狀態(tài)，然后把狀態(tài)值發(fā)到右邊上去，就能實(shí)現(xiàn)真正的三態(tài)。

我們需要想辦法找到一個(gè)公式，建立如下表所示的時(shí)間→狀態(tài)值映射：

聰明的你，很快就發(fā)現(xiàn)了這樣一條規(guī)律：

狀態(tài)值等于時(shí)間值 +1 后除以 2 并向下取整的值！

然而我之前就說(shuō)過(guò)，MC 系列芯片里只有加、減、乘三則運(yùn)算，沒有除法運(yùn)算。不過(guò)，MC 系列芯片倒是提供了一些和十進(jìn)制位運(yùn)算相關(guān)的指令，用它們可以實(shí)現(xiàn)一些特定的除法及取余運(yùn)算。

• 取位指令：dgt I/R/P，取得 acc 寄存器的個(gè)/十/百位數(shù)，保留正負(fù)號(hào)，并覆蓋原先的值。操作數(shù)為 0 時(shí)取個(gè)位，操作數(shù)為 1 時(shí)取十位，操作數(shù)為 2 時(shí)取百位，操作數(shù)為其他數(shù)時(shí)則將 acc 歸零。

• 置位指令：dst I1/R1/P1 I2/R2/P2，將 acc 寄存器中的某一位置為特定的值。位數(shù)由第一個(gè)操作數(shù)決定，0~2 分別表示個(gè)位/十位/百位，若在此范圍外，則不執(zhí)行任何操作。具體設(shè)置的值由第二個(gè)操作數(shù)決定，會(huì)只看最低位，忽略最高位，同時(shí)會(huì)將數(shù)字的符號(hào)設(shè)置為和該數(shù)一致。

下表詳細(xì)說(shuō)明了當(dāng) acc 為 123 時(shí)，執(zhí)行不同的 dgt 和 dst 指令后的結(jié)果：

問題來(lái)了，這些位運(yùn)算指令和除以 2 并向下取整有什么關(guān)系？其實(shí)，除以 2 相當(dāng)于乘以 5 再除以 10 向下取整。與此同時(shí)，當(dāng)原數(shù)小于 100 時(shí)，【取十位】就相當(dāng)于【除以 10 向下取整】。進(jìn)而推理可得：當(dāng)原數(shù)小于 20 時(shí)，【乘以 5 再取十位】就相當(dāng)于【除以 2 向下取整】！而我們的時(shí)間間隔只有 1~6 秒這幾種狀態(tài)，遠(yuǎn)小于 20 這個(gè)上限值?，F(xiàn)在我們把映射公式改寫成這樣：

然后你又想到了：既然最后的狀態(tài)值不是跟 time 而是跟 time + 1 呈等比關(guān)系，那我為何還非要從 0 開始計(jì)時(shí)而不從 1 開始計(jì)時(shí)呢？這樣就把額外的 +1 操作去掉了。

再進(jìn)一步：既然最終計(jì)算狀態(tài)值時(shí)我總是要把時(shí)間 ×5，那我為什么還非得 1 秒 1 秒計(jì)時(shí)，每個(gè)時(shí)鐘周期計(jì) 5 秒不香嗎？計(jì)時(shí)也改為從 5 開始計(jì)！這樣最后直接 dgt 1 就得到狀態(tài)碼了，什么 add 1 啊，mul 5 啊都是冗余操作！

于是你洋洋灑灑地寫下了這樣的代碼：

學(xué)了一個(gè) dgt 指令后，你驚奇地發(fā)現(xiàn)，何止成本降下來(lái)了，明明是三項(xiàng)指標(biāo)全面下降了好不好！

進(jìn)一步優(yōu)化電量和代碼行數(shù)

經(jīng)過(guò)了上面的優(yōu)化后，你發(fā)現(xiàn)，兩塊芯片的總代碼行數(shù)只有 14 行了。這個(gè)行數(shù)正好是一個(gè) MC6000 的最大代碼行數(shù)。于是你很自然地想到：能不能把兩塊芯片合并成一塊呢，這樣還能省去傳輸 acc 的開銷。答案是可以的！

這道題一共有五個(gè) p 口輸入/輸出，所以如果將所有的代碼寫在一塊芯片里的話，那至少需要兩塊 DX-300 來(lái)幫忙?，F(xiàn)在，我們將左側(cè)的【雷達(dá)輸出】也通過(guò)?DX-300 轉(zhuǎn)接一下。最終的電路圖和代碼如下圖所示，其實(shí)就是上一個(gè)方案的兩塊芯片合并后的結(jié)果，邏輯上大同小異，我不再詳細(xì)解讀，請(qǐng)讀者自行解讀。