BIOS和DOS中断.ppt
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1、BIOS和DOS中断调用程序设计,第9章,BIOS中断和DOS中断,在存储器系统中,内存从0FE000H高端8K的ROM中存放有基本输入输出系统(Basic Input/Output System,BIOS)例行程序。BIOS给PC系列的不同微处理器提供了兼容的系统加电自检、引导装入、主要I/O设备的处理程序以及接口控制等功能模块来处理所有的系统中断。 使用BIOS功能调用,给程序员编程带来极大方便。程序员不必了解硬件的具体细节,可直接使用指令设置参数,并中断调用BIOS例行程序,所以利用BIOS功能调用编写的程序简洁,可读性好,而且易于移植,磁盘操作系统(Disk Operating Sys
2、tem)是PC机上最重要的操作系统,它是由软盘或硬盘提供的。它的两个DOS模块IBMBIO.COM和IBMDOS.COM使BIOS使用起来更方便。因为DOS模块提供了更多更必要的测试,使用DOS操作比使用相应功能的BIOS操作更简易,而且DOS对硬件的依赖性更少些。 DOS模块和ROM BIOS的关系如下图所示。,DOS中断和BIOS中断使用方法,DOS功能调用与BIOS功能都通过软件中断调用。在中断调用前需要把功能号装入AH寄存器,把子功能号装入AL寄存器,除此之外,还需要在CPU的寄存器中提供专门的调用参数。一般来说,调用DOS或BIOS功能时,有以下几个步骤: (1)将调用参数装入指定的
3、寄存器。 (2)如需功能调用号,把它装入AH。 (3)如需子功能调用号,把它装入AL。 (4)按中断号调用DOS或BIOS。 (5)检查返回参数是否正确。,表9.1 BIOS中断类型,地址(Hex) 类型码 中断名称 03 0 除法错 47 1 单步 8B 2 非屏蔽 CF 3 断点 1013 4 溢出 1417 5 打印屏幕 181B 6 保留 1D1F 7 保留 2023 8 定时器 2427 9 键盘 282B A 保留的硬中断 2C2F B 异步通信(COM2) 3033 C 异步通信(COM1) 3437 D 硬盘 383B E 软盘 3C3F F 并行打印机,地址(Hex) 类型码
4、 中断名称 4043 10 视频显示I/O调用 4447 11 设备检测调用 484B 12 存储器容量检测 4C4F 13 软/硬盘I/O调用 5053 14 通信I/O调用 5457 15 盒式磁带I/O调用 585B 16 键盘I/O调用 5C5F 17 打印机I/O调用 6063 18 ROM BASIC 6467 19 引导程序入口 686B 1A 时间调用 6C6F 1B 键盘CTRL-BREAK控制 7073 1C 定时器报时 7477 1D 显示器参数表 787B 1E 软盘参数表 7C7F 1F 字符点阵结构参数表,表9.2 DOS中断类型,9.1 键盘I/O,9.1.1 A
5、SCII与扫描码 9.1.2 BIOS键盘中断 9.1.3 DOS中断调用,9.1.1 ASCII与扫描码,键盘是计算机最基本的一种输入设备,用来输入信息,以达到人机对话的目的。键盘主要由3种基本类型的键组成: (1)字符数字键: (2)扩展功能键:如Home、End、Backspace、Delete、Insert、PgUp、PgDown以及功能键F1F10 (3)和其他键组合使用的控制键:如Alt,Ctrl,Shift等,键盘和主机通过5芯电缆相连,这5根线分别是电源线、地线、复位线以及键盘数据线和键盘时钟线。PC机系列的键盘触点电路按16行8列的矩阵来排列,用单片机Intel8048来控制
6、对键盘的扫描。按键的识别采用行列扫描法,即根据对行线和列线的扫描结果来确定闭合键的位置,这个位置值称为按键的扫描码,通过数据线将8位扫描码送往主机。当在键盘上“按下”或“放开”一个键时,如果键盘中断是允许的(21H端口的第一位等于0),就会产生一个类型9的中断,并转入到BIOS的键盘中断处理程序。,该处理程序从8255可编程外围接口芯片的输入端口读取一个字节,这个字节的低7位是按键的扫描码。最高位为0或者为1,分别表示键是“按下”状态还是“放开”状态。按下时,取得的字节称为通码,放开时取得的字节称为断码。 如: 按下ESC键取得的通码为01H(00000001B), 放开ESC键时会产生一个断
7、码81H(10000001B)。 BIOS键盘处理程序将取得的扫描码转换成相应的字符码,大部分的字符码是一个标准的ASCII码;没有相应ASCII的键,如Alt和功能键(F1F10),字符码为0;还有一些非ASCII码键产生一个指定的操作。,键盘缓冲区 键盘缓冲区是一个先进先出的环形队列,其所占内存区域如下:,键盘缓冲区是一个环形队列,Buff_Head和Buff_Head是缓冲区的两个指针,当缓冲区满时,系统将不再接受按键信息,而会发出“嘟”的声音,以示要暂缓按键。当KBHeadKBTail时,表示无键盘输入。,Buff_Head DW? ;其内存地址为0000:041AH,缓冲区头指针 B
8、uff_Tail DW? ;其内存地址为0000:041CH,缓冲区尾指针 KBBuff DW16 DUP(?) ;其内存地址为0000:041EH,该缓冲区 的缺省长度为16个字,9.1.2 BIOS键盘中断,类型 16H 的中断提供了基本的键盘操作,它的中断处理程序包括3个不同的功能,分别根据AH寄存器中的子功能号来确定。 (1)AH=0 本功能为从键盘读字符到AL寄存器中。(AL=字符ASCII码,AH=扫描码) (2)AH=1 本功能为读键盘缓冲区字符到AL寄存器中, 并置ZF标志位。(若ZF=0,则AL=字符码,AH=扫描码, ZF=1,缓冲区空) (3)AH=2 本功能为读取特殊功
9、能键的状态。(AL=键盘状态字节),mov ah, 0 int 16h mov BX,AX,从键盘读字符,在计算机键盘上除了可输入各种字符(字母、数字和符号等)的按键之外,还有一些功能键(如:F1、F2、等)、控制键(如:Ctrl、Alt、Shift等)、双态键(如:Num Lock、Caps Lock等)和特殊请求键(如:Print Screen、Scroll Lock等)。 键盘中的控制键和双态键是非打印按键,它们是起控制或转换作用的。当使用者按下控制键或双态键时,系统要记住其所按下的按键。INT 16H的AH=2的功能可以把表示这些键盘状态的字节(称为键盘状态字节)回送的AL寄存器。状态
10、字节如图:,键盘状态字节,1按下右移键Right Shift,1按下左移键Left Shiftv,1按下Ctrl,1按下Alt,1Scrll Lock状态已改变,1Num Lock状态已改变,1Caps Lock状态已改变,1Insert状态已改变,键盘状态字节,Again: mov ah, 2 int 16h mov bx,ax call binihex mov dl,0dh mov ah,2 int 21h jmp again,例9.1 读取键盘状态字,并以十六进制显示,9.1.3 DOS键盘功能调用(INT 21H),无,get_key:mov ah, 1 int 21h cmp al
11、, y je yes cmp al, n je no jne get_key,1)单字符输入 例9.2 接收键盘输入并对其进行测试。,wait_here: mov ah, 7 int 21h cmp al, 0dh jne wait_here,例9.3 检测键盘输入的字符是否是回车键。,mov ah,7 int 21h cmp al,0 je get_ec jmp error get_ec: mov ah,7 int 21h cmp al,3bh;F1 je option1 cmp al,3ch;F2 je option2 jmp erroe,如果程序要求能接收功能键或数字组合键必须进行两次D
12、OS功能调用: 第一次回送00 第二次回送扫描码,例9.4 检测键盘输入的功能键。,data segment smax db 21 sact db ? stri db 21 dup(?) data ends code segment assume cs:code,ds:data Start:mov ax,data mov ds,ax lea dx, stri mov ah,0ah int 21h mov ah,4ch int 21h code ends End start,(1) smax db 21 sact db ? stri db 21 dup(?) (2) smax db 21 db
13、? db 21 dup(?) (3)smax db 21, ?, 21 dup(?),例9.5 输入字符串程序,2)输入字符串,Int 21的功能0ch能清除键盘缓冲区,然后执行在AL中指定的功能。AL中指定的功能可以是1,6,7,8或0AH。, mov ah, 0ch mov al, 08h int 21h inc al je exit Exit:,3)清除键盘缓冲区,例9.6 检测是否有键盘输入, mov ah, 0bh int 21h inc al je exit Exit:,4)检验键盘状态,显示器可以简单的分为单色显示器和彩色显示器。随着显示技术的发展,种类也更加丰富,常见的有阴极摄
14、像管(CRT)、液晶显示器、等离子显示器等。 显示器是通过显卡与主机相连。显示器的显示屏通常称之为屏幕,现在常用的显示器有14和17,常用的显示分辨率为800600或1024768等。常用的显示卡类型为VGA、SVGA、EVGA和TVGA等,显示卡上也都带有大量的显示存储器,能快速显示精美的图象。 1MDA MDA(Monochrome Display Adapter )属于单色显示适配器,是IBM最早研制的视频显示适配器。 2CGA 在MDA推出的同时,IBM也推出了彩色图形显示适配器CGA(Color Graphics Adapter)。,9.2 显示器I/O,3EGA 增强图形显示适配器
15、EGA(Enhanced Graphics Adapter)是IBM公司推出的第二代图形显示适配器,它兼容了MDA和CGA的全部功能。 4VGA 视频图形阵列显示适配器VGA(Video Graphics Array)是IBM公司推出的第三代图形显示适配器,它兼容了MDA、CGA和EGA的全部功能。 5. XGA XGA(Extended Graphics Array)是IBM公司继VGA之后推出的扩展图形显示适配器。,显示模式 计算机系统中的显示器都有二种显示方式:文本显示方式和图形显示方式。 在DOS操作系统环境下,其默认的显示方式为文本显示方式,而在Windows操作系统环境下,其显示方
16、式是图形显示方式,其绝大多数操作界面是以图形界面的窗口形式出现的。,文本显示方式 文本显示方式是指以字符为最小单位的显示方式,每个字符都是以矩形块形式显示的。在BIOS ROM中存有多种不同大小的字符集,主要的显示字符集大小为:88(标准)、814和816等。 在常用的文本显示模式(模式3)下,屏幕被划分成25行,每行可显示80个字符,所以,每屏最多可显示2000(8025)个字符。为了便于标识屏幕上的每个显示位置,我们就用其所在行和列来表示之,并规定:屏幕的左上角坐标为(0, 0),右下角坐标为(24, 79)。 在显示字符时,用一个字节存储该字符的ASCII码,用另一个字节存储的显示属性,
17、即:显示颜色。 在8025的文本显示模式下,满屏可显示2000个字符,也就需要4000个字节来存储一屏的显示信息。,图形显示方式 图形显示是目前最常用的一种显示方式,也是Windows操作系统的默认显示方式。在该显示方式下,我们可以看到优美的图象、VCD、浏览丰富多彩的网页等。 图形显示的最小单位是象素,对每个象素可用不同的颜色来显示。所以,在显示缓冲区内记录的信息是屏幕各象素的显示颜色。 由于各种图形显示模式所能显示的颜色和象素是不同的,它决定了显示缓冲区的存储方式也是不同的。下面给出三个具体的图形显示模式及其存储方式,通过它们可看出各种显示模式在显示缓冲区存储方式上的明显差异。,4色320
18、200图形显示模式 由于每个象素只能是四种颜色之一,而四种情况用2位二进制就可表示,所以,一个字节可表示4个象素的显示颜色,存储一行上的所有象素信息就需要80个字节。 在具体存储过程中,它又把偶数行象素和奇数行分开来存储。偶数行和奇数行的象素总数各有32000个,也都需要8000个字节来存储,并规定: 偶数行象素从0B800:0000H开始存储, 奇数行象素从0B800:2000H开始存储。 该显示模式的存储形式如图所示。,16色640480图形显示模式 640480图形显示模式共有307200个象素,每个象素可选用16种颜色,它需要用4位二进制来表示。该显示模式在存储显示信息时,把该4位分在
19、四个位平面P1、P2、P3和P4上,所以,位平面Pi(i=1,2,3,4)共有307200个二进制位,即有38400个字节。其显示缓冲区的存储形式如图所示。,256色320200图形显示模式 表达256种不同颜色需要8位二进制,即一个字节。在该模式下,其显示缓冲区的存储方式是非常简单的,即:第一个字节存储第一个象素的颜色,第二个字节存储第二个象素的颜色,以此类推,所以,存储满屏象素所需要的字节数为:320200164000。其显示缓冲区的存储方式如图所示。,从上面三种不同图形显示模式的介绍,不难看出:各种显示模式在显示缓冲区存储方式上的明显差异,操作象素方法的难易程度相差也很大,所以,程序员不
20、要用直接操作显示缓冲区的办法来达到改变显示象素的目的,最好是通过BIOS内的中断功能来实现相应的功能,这样,所编写的程序能很方便地适应不同的图形显示模式。,9.2.1 字符属性 显示器的屏幕通常划分为行和列的二维系统,显示适配器就在行列组成的网格位置上显示字符。对应屏幕上的每个字符位置,主存空间都有相应的存储单元与之对应,因此可说是显示屏幕式“存储器的映像”。对应显示屏幕上的每个字符,在存储器中由连续的两个字节表示,一个字节表示ASCII码,另一个字节保存字符的属性。,单色显示的属性值,7 6 5 4 3 2 1 0,背景,前景,闪烁,亮度,1、单色字符属性,2、彩色字符显示,彩色字符显示属性
21、字节,背景颜色组合,前景颜色组合,3. 显示存储器,对于所有的显示适配器,文本方式下显示字符的原理是一样的,所不同的是显存的起始地址不同,对于MDA,显存的起始地址为B000:0000;对于CGA、EGA、VGA是B800:0000.每个字符的ASCII码和属性码字节存放于两个连续的字节中。图形显示方式下,其显示缓冲区段地址为0A000H。 在25 X 80的文本显示方式下,屏幕可有2000个字符位置,因每个字符需要用两个字节,显存容量需要多少?如果显存有16K,可保存几屏幕的数据?对CGA,EGA和VGA的80列显示方式,0页的起始地址是B800:0000,1页的起始地址是B800:1000
22、,2页的起始地址为B800:2000,3页的起始地址为B800:3000 。 例9.7 计算一个字符在显存中的位置(P327),9.2.2 BIOS显示中断调用,10H中断调用为显示器中断,共有17种功 能。下面列出几种主要功能的使用情况。 (1)设置显示方式(0号功能) 入口参数:AH=0(功能号),AL=设置方式(07)。 出口参数:无。 (2)设置光标类型(1号功能) 入口参数:AH=1(功能号),CH=光标开始行,CL=光标结束行。 出口参数:无。根据CX给出光标的大小。,(3)设置光标位置(2号功能) 入口参数:AH=2(功能号),BH=页号,DH=行号,DL=列号。 出口参数:无。
23、根据DX确定了光标位置。 (4)读当前光标位置(3号功能) 入口参数;AH=3(功能号),BH=页号。 出口参数:DH=行号,DL=列号,CX=光标大小。 (5)初始窗口或向上滚动(6号功能) 入口参数:AH=6,AL=上滚行数,CX=上滚窗口左上角的行、列号。DX=上滚窗口右下角的行、列号。BH=空白行的属性。 出口参数:无。当滚动后,底部为空白输入行。,(6)初始窗口或向下滚动(7号功能) 入口参数:AH=7,AL=下滚行数,CX=下滚窗口左上角的行、列号。DX=下滚窗口右下角的行、列号。BH=空白行的属性。 出口参数:无。当滚动后,顶部为空白输入行。 (7)读当前光标位置的字符与属性(8
24、号功能) 入口参数:AH=08H,BH=页号。 出口参数:AL为读出的字符,AH为字符属性。,(8)在当前光标位置写字符和属性(9号功能) 入口参数:AH=9,BH=页号,AL=字符的ASCII码,BL=字符属性,CX=写入字符重复次数。 出口参数:无。 (9)在当前光标位置写字符(10号功能) 入口参数:AH=0AH,BH=页号,AL=字符的ASCII码,CX=写入字符重复次数。 出口参数:无。,(10)显示字符串(13号功能) ES:BP=串地址 CX=串长度 DH,DL=起始行列 BH=页号 AL=0,BL=属性 串:char,charchar 光标返回到起始位置 AL=1,BL=属性
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