微机原理与接口技术A指导书(共24页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 微机原理与接口技术A实验指导书天津理工大学光电系信息通信工程实验中心汇编语言程序的上机过程一、 建立汇编语言的工作环境汇编语言的工作环境基于DOS平台，建立在E盘的8086子目录中。为了建立、运行汇编语言程序，至少要在磁盘上建立以下文件：EDIT.COM ASM.EXE或 MASM.EXELINK.EXEDEBUG.COM其中 EDIT是DOS提供的全屏幕文本编辑程序。ASM.EXE是普通汇编程序，它不支持宏汇编，如果要用宏汇编，则必须使用MASM.EXE。LINK为连接程序。DEBUG为调试程序，它是运行、调试汇编语言程序必不可少的工具。 当用户需要编制汇编语言源程序并在机器上运行，必须经过以下几个步骤：1、 调用编辑程序建立和修改扩展名为.ASM的汇编语言源文件。2、 源文件必须经过汇编，生成机器代码的目标文件。3、 经过连接，把目标文件与库文件及其他目标文件连接在一起，形成可执行文件。4、 运行可执行文件。二、 调用编辑程序EDIT建立汇编语言源程序（ASM 文件）源程序就是用汇编语言语句编写的程序,它必须以ASM为附加文件名。在EDIT下，通常用键盘输入源程序，此时源程序以ASCII字符形式存放在内存缓冲区。若输入过程有错，可以用EDIT的命令来修改，改正后存盘，于是在盘上就建立了一个源程序文件。EDIT是MS-DOS中的全屏幕编辑器，它的使用方法可查阅手册。三、调用汇编程序MASM（或ASM）产生目标文件（OBJ文件）源程序建立后，必须经过汇编，以生成对应机器代码的目标文件，机器才可能运行。目标文件以OBJ为扩展名。汇编是由调用宏汇编程序MASM或汇编程序ASM来实现的。 以源程序ABC.ASM为例，汇编过程如下：E:8086>MASM ABC.ASM此时汇编程序被调入,显示器将显示其版本号,并依次出现三行提示：Object filenameABC.OBJ:Source listingNUL.LST:Cross referenceNUL.CRF:汇编后产生三个文件，目标文件（.OBJ）、列表文件(.LST)及交叉符号表文件(.CRF)。第一个是目标文件,在这个文件中操作码部分已变为机器码，但地址操作数只是一个可浮动的相对地址而不是内存的绝对地址。产生目标文件是我们进行汇编的主要目的,操作时打入回车就可以。第二个是列表文件，它以LST为扩展名，列表文件同时给出源程序和机器语言程序，使调试程序变得方便。LST文件可有可无，不需要，打入回车，如果需要，打入文件名、回车。第三个是交叉符号表文件，此表给出了用户定义的所有符号，对每个符号列出了将其定义的所在行号及引用的行号。交叉符号表可有可无，不需要，打入回车，如果需要，打入文件名、回车。汇编结束，汇编程序给出源程序中的错误信息，Warning Errors为警告性错误，Sever Errors 为严重错误，前者指一般性错误，后者指语法性错误。若程序中存在这两类错误，则应重新调用编辑命令修改错误再进行汇编，直至汇编正确通过为止。四、调用连接程序LINK产生执行文件（EXE文件）汇编过程产生的目标文件OBJ中的地址操作数是可浮动的相对地址，不能直接上机执行，必须经过LINK命令连接以后才成为可执行的EXE文件。如果一个程序由多个模块组成，也应该用LINK将它们连接起来。以对ABC.OBJ进行连接为例，具体操作如下：E:8086> LINK ABC显示器将显示其版本号并依次出现三行提示Run FileABC.EXEList FileNUL.MAPLibraries.LIBLINK程序有两个输入文件OBJ和LIB。OBJ是需要连接的目标文件，LIB是需要用到的库文件。对.LIB如无特殊需要，打入回车，若需要，输入库名。LINK过程产生两个输出文件。一个是EXE文件，产生此文件是LINK过程的主要目的，对ABC.EXE回答。另一个是MAP文件，称为列表分配文件，它给出每个段在内存中的分配情况。对ABC.MAP，不需要回答，打入回车，若需要，输入文件名、回车。五、程序的执行汇编语言源程序经过汇编、连接以后生成的EXE文件，是可执行文件。建立了EXE文件，就可以在DOS 提示符下直接执行程序，执行程序时只要键入文件名回车即可。如：E:8086> ABC通常程序执行后，一次通过的可能性很小，这就需要重复上述的编辑、汇编、连接和运行程序的全过程，直至程序运行正确。六、调试程序DEBUG 调试程序DEBUG是MS-DOS支持的动态排错程序，是一种使用广泛的强有力的汇编语言程序或二进制文件的调试工具。在DEBUG管理下，可以单步执行程序，也可以在程序中设置断点，可以显示和修改指定内存单元和区域的内容，也可以显示和修改CPU内部寄存器和标志位的内容，这样将便于寻找程序中的错误。用调试程序DEBUG发现错误，再通过编辑程序EDIT纠正错误。DEBUG的使用方法可参阅DOS手册。下面给出最常用的几个命令。1 如何调用DEBUGDEBUG有两种启动方法：C:>DEBUG（文件名.扩展名）或C:>DEBUG第一种方式是DOS把DEBUG调入内存后DEBUG把被调试的程序调入内存。被调试程序装入后显示DEBUG提示符“”。第二种方式是，调用DEBUG后，立即显示提示符“”。2 最常用的DEBUG命令（1）反汇编命令UU address；从指定地址开始反汇编32个字节U ；从当前地址开始反汇编32个字节U address1 address2；对指定范围内的存储单元进行反汇编（2）显示存储单元命令DD address；从指定地址开始显示8*16个存储单元D；从当前地址开始显示8*16个存储单元D address1 address2；按指定范围显示存储单元内容（3）修改存储单元命令EE address list；用命令中给定的内容表来替代指定范围内存单元内容例如：E DS：100 F3'XYZ'8D其中F3,'X','Y','Z',8D各占一个字节，该命令可以用这五个字节来替代存储单元DS：100原先的内容。E address；显示指定地址单元的内容并等待输入新值需要输入新值，按数字键（两位十六进制数）不需要输入新值，按空格键，显示下一个存储单元内容（4）检查和修改寄存器内容的命令RR；显示CPU内部所有寄存器的内容和标志位状态给出13个寄存器的内容及标志寄存器中8个标志位状态R register name；显示和修改某个寄存器内容若不修改，按回车键，若修改，则键入欲修改的内容。RF；显示和修改标志位状态若不修改，按回车键，若修改一个或多个标志，只需输入此标志相反值，与输入顺序无关。（5）运行命令GG命令用来启动运行一个程序或一段程序，格式为：G=address1 address2输入时等号必不可少。地址1指定了运行的起始地址，如不指定地址，则从当前CS：IP开始运行。后面的地址为断点地址，断点最多允许设置10个，当指令执行到断点时，就停止执行并显示当前所有寄存器的内容及标志位的状态和下一条将要执行的指令。用G命令时，一旦程序执行完，DEBUG显示Programterminated normally（程序正常结束），若还要执行此程序必须重新输入程序。（6）跟踪命令TT address；逐条指令跟踪从指定地址起执行一条指令后停下来，显示所有寄存器的内容和标志位的状态。若未指定地址，则从当前CS：IP开始执行。T address n；多条指令跟踪从指定地址开始，执行由跟踪条数n所决定的几条指令，每条指令执行后都将显示所有寄存器的内容及标志位的状态。（7）退出命令QQ；程序调试完，退出DEBUG，返回DOS。七、汇编语言程序的结构（程序格式）设计汇编语言程序必须严格遵循汇编语言程序的结构，一个标准的汇编语言程序框架结构如下：（在DOS环境下运行）DATA SEGMENT ；数据段 DATA ENDSSTACK SEGMENT PARA STACK 'STACK' ；堆栈段 STACK ENDSCODE SEGMENT ；代码段 ASSUMECS:CODE, DS:DATA, SS:STACK, ES:DATASTART: MOV AX，DATA CODE ENDS ENDSTART实验一 8086汇编语言程序设计初步一、实验目的1、熟悉在PC机上建立、汇编、连接、调试和运行8086汇编语言程序的过程。2、熟悉8086指令系统中一些常用指令的功能和使用。3、学习数据传送和算术运算指令的使用方法。二、实验内容详细阅读汇编语言程序的上机过程。试编写将两个多位十进制数相加程序，要求两个加数均以ASCII码形式各自顺序存在以DATA1和DATA2为首的5个内存单元中（低位在前），结果送回DATA1处。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-型微机原理实验开发系统一台四、程序参考流程图1、主程序参考流程图 2、加法子程序参考流程图开始开始设置被加数、加数地址指针被加数、加数以ASCII码表示的数字转化为非压缩BCD码形式显示被加数显示加数计数值（位数）送CX调用加法子程序，相加清除最低位进位显示相加结果执行ADC带进位相加返回DOSAAA十进制调整相加结果送被加数存储区相加结果转化为ASCII码表示的数字修改地址指针返回所有位全加完？ N Y实验一参考程序清单CRLFMACROMOVDL, 0DHMOVAH, 02HINT21HMOVDL, 0AHMOV AH, 02HINT21HENDMDATASEGMENTDATA1DB 33H, 39H, 31H, 37H, 34HDATA2DB 36H, 35H, 30H, 38H, 32HDATA ENDSSTACKSEGMENT PARA STACK 'STACK'STADB 100 DUP (?)STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE, DS:DATA, SS:STACK, ES:DATASTART:MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVSI, OFFSET DATA2MOVBX, 05CALLDISPLCRLFMOVSI, OFFSET DATA1MOVBX, 05 CALLDISPLCRLFMOVDI, OFFSET DATA2CALLADDAMOVSI, OFFSET DATA1MOVBX, 05CALLDISPLCRLFMOVAX, 4C00HINT21HDISPLPROCNEARDS1:MOVAH, 02HMOVDL, SI+BX-1INT21HDECBX JNZDS1RETDISPLENDPADDAPROCNEARMOVDX, SIMOVBX, 05AD1:SUBBYTE PTR SI+BX-1, 30HSUBBYTE PTR DI+BX-1, 30HDECBXJNZAD1MOVCX, 05CLCAD2:MOVAL, SIMOVBL, DIADCAL, BLAAAMOVSI, ALINCSIINCDILOOPAD2MOVSI, DXMOVBX, 05AD3:ADDBYTE PTR SI+BX-1, 30HDECBXJNZAD3RETADDAENDPCODEENDSENDSTART 实验二 8086汇编语言程序设计一、 实验目的1、本实验为设计性实验，通过对基本DOS系统功能调用，串操作，编程方法和调试等知识点整合开出。 1、熟悉8086指令系统,学习基本的8086汇编语言程序设计方法。2、掌握提示信息的使用方法及8086串操作指令的使用方法。3、初步掌握调试修改程序的方法。二、 实验内容用串操作指令设计一个搜索关键字程序，实现在存储区（长度为100H）中寻找关键字空格字符（20H），退出时给出是否找到的信息。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-型微机原理实验开发系统一台四、编程提示1、8086中用于字符串检索的指令为SCASB/SCASW，用AL中的字节或者AX中的字与位于ES段由DI寄存器所指的内存单元的字节或字相比较。通过前缀的控制，可以实现在DI所指的字符串中，寻找第一个与AL（或AX）的内容相同的字节或字。2、对于所有的串操作指令，都要注意方向标志的设置。指令CLD使方向标志DF清0，SI和DI自动增量修改，指令STD使DF置1，SI和DI自动减量修改。五、程序参考流程图1、主程序参考流程图 找到？用REPNZ SCASB寻找关键字调子程序，读取偏移量送DI中显示“请输入偏移量”的提示信息调子程序，读取段值送ES中显示“请输入段地址”的提示信息 开始 清方向标志，关键字送AL，计数长度送CX Y 返回DOS显示“已找到”信息显示“没找到”信息 N 2、子程序GETNUM参考流程图 开始 DX寄存器清0读取键入字符送AL中是回车键或是空格键？ Y AL值小于30H？ N Y 是数字0 9？ N Y 是字母A F? N Y 是字母a f ? N N Y 返回 回车换行回车换行,显示”输入出错,重新输入”信息将本次键入的数字加进DX中 实验三 DOS系统功能调用一、 实验目的1、熟悉DOS系统功能调用（INT 21H）的使用方法。2、掌握从键盘上读取字符及字符串的方法和字符及字符串的显示方法。3、了解小写字母和大写字母在计算机内的表示方法，并学会如何进行转换。二、 实验内容1、设计将键盘输入的小写字母转换成大写字母程序。接收键盘输入字符以C（03H）为结束，并将其中的小写字母转变为大写字母，然后进行显示。2、利用DOS系统功能调用实现人机对话。根据计算机显示器上显示的提示信息，从键盘输入字符串并存入内存缓冲区。（将教材182页例题补充完整）三、实验设备 开始1、微型计算机一台2、EL-型微机原理实验开发系统一台BX指向字符行缓冲区首址区 区四、程序参考流程图 偏移指针SI清0用INT 21H的01H号功能，读取键入字符 是C键？ Y N是回车键？ Y N是小写字母？ N Y小写字母的ASCII码值转化为大写字母的ASCII码值 存入字符行缓冲区BX+SI单元 SI加1指向下一个单元返回DOS用INT 21H的09H号功能显示字符行缓冲区内容实验四 8255A并行接口实验一、实验目的1、本实验为综合性实验，通过对一些常用指令，常用算法，延时，I/O口连接，8255芯片等知识点的整合开出。2、了解8255A芯片的结构、功能及工作原理。3、掌握8086CPU与8255接口扩展方法，及通过8255A并行口传输数据的方法。4、握8255A初始化编程、及应用程序设计方法。二、实验内容利用8255A、74LS04、LED发光二极管设计交通信号灯自动控制系统，设计要求见编程提示。编写控制程序，通过8255A控制发光二极管，（用8255A的A端口和B端口控制6个LED发光二极管的亮和灭，输出为1则亮，输出为0则灭）模拟交通信号灯的控制系统。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-型微机原理实验开发系统一台四、编程提示1、要完成本实验，首先必须了解交通信号灯的燃灭规律。设有一个十字路口，将L1、L3、L5作为东西方向的指示灯，L2、L4、L6作为南北方向的指示灯，初始态为两个方向的红灯全亮。之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车。延迟一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口的红灯亮，同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车。延迟一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向。之后，重复上述过程。2、 程序中应设定好8255A的工作模式，使三个端口均工作于方式0，并处于输出状态。3、 8255A的各端口地址（片选信号为CS0时）：A端口地址 04A0H、 B端口地址04A2H、 C端口地址04A4H、 控制端口地址04A6H。五、实验参考电路图六、连线方法按照实验电路图连接硬件线路：1、将PA0、PA1插孔与发光二极管L1、L2相连；（L1、L2为红灯）2、将PA4、PA5插孔与发光二极管L5、L6相连；（L5、L6为绿灯）3、将PB4、PB5插孔与发光二极管L3、L4相连；（L3、L4为黄灯）4、将PC0、PC1插孔与发光二极管L7、L8相连；（L7、L8本实验不用，关闭）5、CS8255与CS0相连。七、程序参考流程图 开始8255A初始化，使各端口均为输出且工作于方式0置路口初始态：红灯全亮，绿灯、黄灯全灭延时0.2秒点亮东西路口绿灯，南北路口红灯延迟一段时间熄灭东西路口绿灯东西路口黄灯闪烁8次四个路口红灯全亮延时0.2秒点亮南北路口绿灯，东西路口红灯 延迟一段时间熄灭南北路口绿灯南北路口黄灯闪烁8次四个路口红灯全亮 延时0.2秒 实验五 8253定时器/计数器接口实验一、 实验目的1、了解8253定时器/计数器结构、功能和工作原理。2、熟悉8086CPU与8253接口扩展方法，及对8253初始化编程。3、掌握8253各种工作模式下的软件编程方法。二、 实验内容利用8253芯片设计定时器接口电路，编制程序，将8253内部计数器设置为工作模式3（和其他不同工作模式），观察并画出其不同模式下的输出波形，且输出端分别经驱动后接发光二极管。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-型微机原理实验开发系统一台四、编程提示1、8253的时钟端CLK0、CLK1的时钟频率均为1M/8。CLK2的时钟由OUT0来控制。8253是8086系统中常用的可编程定时器/计数器，有多种工作模式，其中模式3为方波方式。8253工作于模式3时，当CPU写入控制字后，输出端OUT变为高电平，写入计数初值后，计数器从下一个时钟脉冲的下降沿开始计数。当计数到初值一半时输出变为低，直至计数到零，输出又变为高，重新开始计数。输出为一方波。当CLK0的频率为1M/8，计数器0的初值为F424H（十进制数为62500），方波周期为0.5s。在计数器2中设置不同的初值n，可得到周期n×0.5s的方波。采用两级计数叠加，输出周期范围可大幅度提高。如能合理设置初值，这种广域范围的周期设定在实际控制中非常有用。2、 程序中应设定好8253中计数器0、计数器1、计数器2的工作模式。3、 8253的各计数器端口地址（片选信号为CS0时）：计数器0端口地址 04A0H计数器1 端口地址04A2H， 计数器2端口地址04A4H控制寄存器端口地址04A6H。五、实验原理图 六、 连线方法1、8253片选信号CS8253与实验系统通用片选信号CS0相连。2、8253的OUT0与CLK2相连，OUT2与发光二极管L1相连。3、OUT1接发光二极管L2或示波器。七、 程序参考流程图 开始 设置计数器0方式控制字写计数器0计数初值设置计数器1方式控制字写计数器1计数初值设置计数器2方式控制字写计数器2计数初值空操作实验六 8259A中断控制器实验一、 实验目的1、本实验为综合性实验，通过对一些常用指令，常用算法，延时，定时器，I/O口连接，8255芯片, 8259A芯片和中断等知识点的整合开出。2、掌握8259A中断控制器的工作原理。3、熟悉8259A的工作方式，学会中断服务程序的编写方法。4、掌握初始化中断向量的方法。二、 实验内容利用8259A、8255A、8253、74LS07、发光二极管、单脉冲发生器设计一个中断系统。要求每次CPU响应外部中断时，将数据0055H写入累加器AX，并将该数据由8255A的A端口输出，点亮发光二极管。如果不产生中断，则AX始终为0，熄灭发光二极管。中断请求信号通过8259A中断控制器的IR0端输入，中断源可以是片外8253定时器输出的脉冲，也可以是其它脉冲。本实验可直接使用8253定时器的输出脉冲作为中断源；也可采用实验台上单脉冲发生器的输出脉冲作为中断源，每按一次PUL 键产生一次中断请求。三、实验设备1、微型计算机一台 2、EL-型微机原理实验开发系统一台四、编程提示1、8259A中断控制器工作原理及使用说明请详细阅读教科书。8086的中断系统是向量中断方式，不同类型的中断向量存于内存不同的位置，其计算方法是中断类型N×4。中断类型的高5位由8259A读出（系统设置高5位为10000），低3位由IR的编码确定，IR0的编码为000。2、初始化命令字ICW1要求写入偶地址，ICW2、ICW3、ICW4要求写入奇地址。 本实验系统8259A实验电路的设计均为偶地址有效，因此，8259A的偶地址为03F0H，8259A的奇地址为03F2H。3、编程时，初始化命令字必须按顺序写入，以区别它们，否则8259A将不能正确工作。4、 调试程序时断点必须设置于发生中断之后。五、实验参考电路图六、连线方法1、将中断控制实验板插入实验台右上角的插槽中：单脉冲发生器输出端（PUL 键处）与中断控制实验板的IR0相连；或8253的OUT2与中断控制实验板的IR0相连。2、中断控制实验板的C59与与实验系统通用片选信号CS7相连。3、8255A的A端口PA0PA7分别与发光二极管L1L8相连，8255A的片选信号CS8255与实验系统通用片选信号CS1相连。七、程序参考流程图 开始1、主程序参考流程图 8255A初始化，A端口为输出且工作于方式0 设置ICW1为边沿触发，单片8259A，需要ICW4 设置ICW2中断类型码为80H 设置ICW4为80X86模式，普通EOI 设置中断屏蔽字OCW1允许IR0中断 给段寄存器赋值 DS=00H 设置中断向量位置 SI=0200H 将中断服务程序的偏移量送0200H段地址送0202H 清AX，开中断 （AX）= 0055H ？ N Y (AX)=0000H,并送8255A的端口A 开始2、中断服务程序参考流程图 0055H送AX，且将该数据由8255A端口输出 延时1秒 设置EOI 中断返回 附：参考程序清单实验二参考程序清单CRLFMACROMOVDL,0DHMOVAH,02HINT21HMOVDL,0AHMOVAH,02HINT21HENDMDATASEGMENTMESS1DBINPUT THE SEGMENT ADDR:$MESS2DBINPUT THE OFFSET ADDR:$MESS3DBOK! HAS FOUND!,0DH,0AH,$MESS4DBNO SPACE CHARACTER!,0DH,0AH,$ERRORDBINPUT ERROR!,0DH,0AH,INPUT THE ADDR:$DATAENDSSTACKSEGMENT PARA STACK STACKSTADW 32 DUP (?) STACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX, DATAMOVDS, AX MOVES, AXMOVAH, 09HMOVDX, OFFSET MESS1INT21HCALLGETNUMMOVES, DXMOVAH,09HMOVDX, OFFSET MESS2INT21HCALLGETNUMMOVDI, DXCLDMOVCX, 0100HMOVAL, 20HREPNZSCASBJNZWWWMOVAH, 09HMOVDX, OFFSET MESS3INT21HJMPBBBWWW: MOVAH,09HMOVDX, OFFSET MESS4INT21HBBB:MOVAX, 4C00HINT21HGETNUMPROC NEARXORDX, DXGGG:MOVAH, 01HINT21HCMPAL, 0DHJZPPPCMPAL, 20HJZPPPCMPAL, 30HJBKKK CMPAL,39HJBEG1CMPAL, 41HJBKKKCMPAL, 46HJBEG2CMPAL, 61HJBKKKCMPAL, 66HJAKKKSUBAL, 57HGETS:MOVCL, 04HSHLDX, CLXORAH, AHADDDX, AXJMPGGGG1: SUB AL, 30H JMP GETSG2: SUB AL, 37H JMP GETSKKK:CRLFMOVAH, 09HMOVDX, OFFSET ERRORINT21HJMP GGGPPP:PUSHDXCRLFPOPDXRETGETNUMENDPCODEENDSEND START实验三参考程序清单DATASEGMENTSTR1 DB 0DH,0AH,INPUT:$STR2 DB 0DH,0AH,OUTPUT:$BUFDB100 DUP (?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX ,DATAMOVDS ,AXMOVBX ,OFFSET BUFT1: MOV DX ,OFFSET STR1MOV AH ,09HINT 21HMOVSI ,0000HT2 : MOV AH ,01HINT21HCMPAL ,03HJZT5CMPAL ,0DHJZT4CMPAL ,61HJBT3CMPAL ,7AHJAT3SUBAL