本文首發(fā)于 B 站《深圳 IO》文集（https://www.bilibili.com/read/readlist/rl569860）。原創(chuàng)不易，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

關(guān)卡展示

本關(guān)要求當(dāng)用戶發(fā)送 1 信號(hào)時(shí)生成不間斷的方波脈沖，直到用戶發(fā)送 0 信號(hào)為止。

這一關(guān)我們接觸到了一個(gè)新的元件：C2S-RF901。它有如下特點(diǎn)：

• 和簡(jiǎn)單 IO 口每秒鐘只能表示一個(gè)數(shù)據(jù)不同，這個(gè)元件可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，并且采用 FIFO（First In First Out，先進(jìn)先出）的隊(duì)列模式存儲(chǔ)。

• 和簡(jiǎn)單 IO 口可以在同一秒內(nèi)反復(fù)讀取數(shù)據(jù)值不同，這個(gè)元件中的每個(gè)數(shù)據(jù)都只能被讀取一次。簡(jiǎn)單 IO 口的數(shù)據(jù)在同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以反復(fù)讀取，但也因此導(dǎo)致“一旦錯(cuò)過就不再”，下一秒鐘就不能再讀取上一秒中的數(shù)據(jù)了。

• 任何時(shí)候，當(dāng)你讀取這個(gè)元件中的數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)元件會(huì)將實(shí)時(shí)的【隊(duì)頭】元素返回給你。如果隊(duì)列里沒有數(shù)據(jù)，這個(gè)元件會(huì)返回給你一個(gè) -999 的值。

那么這道題其實(shí)和第三題【脈沖發(fā)生器】有點(diǎn)類似，唯一的不同是輸入源產(chǎn)生了變化。第三題的脈沖發(fā)生器讀取的是實(shí)時(shí)的按鈕狀態(tài)，而這一題讀取的是隊(duì)列里隊(duì)頭的狀態(tài)（有可能不是實(shí)時(shí)的狀態(tài)）。因此存在這樣一種可能：實(shí)時(shí)狀態(tài)是 -999，但是從隊(duì)列里讀取到了前一秒緩存下來的 0。所以我們?nèi)匀豢梢苑判牡厥褂?gen 來生成耗時(shí) 2 秒的方波脈沖，不用害怕在脈沖發(fā)生的第一秒鐘來了個(gè)停止信號(hào)，然后下一秒錯(cuò)過該信號(hào)。如果輸入源改為由簡(jiǎn)單 IO 口提供的?0/100 的按鈕信號(hào)，那么就不能這樣做了，必須每秒鐘監(jiān)視，否則就存在上面說的“一旦錯(cuò)過就不再”的可能性，錯(cuò)過用戶發(fā)出的停止信號(hào)。

這道題的電路板和代碼如下：

這里我們接觸了一條新的指令：取反指令 not。這條指令不需要提供任何額外的操作數(shù)，它的作用是：若 acc 的值為 0，則將 acc 改寫為 100；若 acc 的值不為 0，則將 acc 改寫為 0。

這道題我們用了和上一題類似的想法：用 acc 寄存器記錄蜂鳴器的開/關(guān)狀態(tài)。

首先我們從?C2S-RF901 里讀取值，判斷其是 -999（無數(shù)據(jù)）還是 0、1（有數(shù)據(jù)），也就是將讀出來的數(shù)據(jù)和 -1 比大?。╰cp x0 -1）。我們發(fā)現(xiàn)，這個(gè)元件里提供的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是 1、0 交替的，而且永遠(yuǎn)是以 1 開頭。所以我們不需要判斷具體的值是 0 還是 1，而是只要有數(shù)據(jù)，就反轉(zhuǎn) acc 寄存器（+ not）。另外，當(dāng)讀取到 -999（無數(shù)據(jù)）時(shí)，不對(duì) acc 寄存器做任何操作，維持原狀。

經(jīng)過以上操作后，我們判斷?acc 的值是?0 還是 100，然后分別做出不同的操作（tcp acc 50）。acc 的值為 100 時(shí)，我們生成一個(gè) 2 秒的方波（+ gen p1 1 1）；acc 的值為 0 時(shí)，我們只需要待命，等待蜂鳴器開啟即可（- slp 1）。

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

優(yōu)化電量

巧用測(cè)試指令，將蜂鳴器開啟/關(guān)閉的邏輯代碼分布在 +/- 代碼塊中，代替 acc 寄存器記錄蜂鳴器的開關(guān)狀態(tài)，可以省去“修改并判定 acc 的值”的過程，達(dá)到節(jié)省電量的目的。具體代碼如下：

我們將蜂鳴器關(guān)閉的代碼寫在 - 代碼塊里，將蜂鳴器開啟的代碼寫在 + 代碼塊里。由于芯片通電時(shí) +/- 號(hào)前綴的指令都不會(huì)被激活，所以初始化時(shí)我們需要執(zhí)行一條測(cè)試指令以便激活一個(gè)代碼塊。第一個(gè)時(shí)鐘周期里，我們檢測(cè)數(shù)據(jù)包里是否有數(shù)據(jù)（@ tcp x0 -1），沒有數(shù)據(jù)時(shí)保持關(guān)閉狀態(tài)，激活 - 前綴的指令；有數(shù)據(jù)時(shí)開啟蜂鳴器，激活 + 前綴的指令。

當(dāng)蜂鳴器處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，我們正常休眠（- slp 1），到達(dá)下一個(gè)時(shí)鐘周期后，如果讀到的是 -999，則保持 - 號(hào)激活；讀到了非負(fù)數(shù)，則啟動(dòng)蜂鳴器，改為 + 激活。第三行的?- tcp x0 -1 完成的就是這樣的任務(wù)，讀到 -999 時(shí)，因?yàn)?-999 < -1，所以激活 - 號(hào)指令；讀到 1 時(shí)，因?yàn)?1 > -1，所以激活 + 號(hào)指令。

當(dāng)蜂鳴器處于開啟狀態(tài)時(shí)，我們生成脈沖信號(hào)（+ gen p1 1 1）后，如果讀到的是 -999，則保持 + 號(hào)激活；讀到了非負(fù)數(shù)，則關(guān)閉蜂鳴器，改為 - 激活。此時(shí)同樣是跟 -1 比較，但激活的符號(hào)和上面正好相反，我們的測(cè)試指令的兩個(gè)操作數(shù)也換了位置：+ tcp -1 x0。讀到 -999 時(shí)，因?yàn)?-1 > -999，所以激活 + 號(hào)指令；讀到 0 時(shí)，因?yàn)?-1 < 0，所以激活 - 號(hào)指令。

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

由于不再使用 acc 寄存器存儲(chǔ)蜂鳴器的開/關(guān)狀態(tài)，電量從 146 降低到了 110，同時(shí)其余兩項(xiàng)開銷也沒有任何增加。

優(yōu)化代碼行數(shù)

和第 3 關(guān)類似，此題也可以得出結(jié)論【執(zhí)行到 slp 1 時(shí)，p1 的值一定是 0，因此 slp 1 可以用 gen p1 0 1 來替換】。我們知道，not 指令是讓 acc 在 0 和 100 之間轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在我們需要讓 acc 在 0 和 1 之間轉(zhuǎn)換。注意到：

• 1 - 0 = 1

• 1 - 1 = 0

所以我們只需要用 1 減去原先的 acc，就能讓 acc 的值在 0 和 1 之間翻轉(zhuǎn)一次。當(dāng)然深圳 IO 里，一切數(shù)學(xué)計(jì)算都要求第一個(gè)操作數(shù)是 acc 自己，而減法不滿足交換律，所以你沒法直接計(jì)算 1 - acc。不過我們可以曲線救國(guó)，改成滿足交換律的加法，也就是 -acc + 1。

代碼如下，請(qǐng)讀者嘗試自行解讀，我不再重復(fù)闡述。如果看不懂，請(qǐng)回去閱讀第 3 關(guān)的【優(yōu)化代碼行數(shù)】一節(jié)。