微型计算机技术及应用-微型机软件硬件开发指南.docx-道客多多

资源描述

1、微型计算机技术及应用微型机软件硬件开发指南戴梅萼编著清华大学出版社( 京 ) 新登字 158 号内容提要这本开发指南是和微型计算机技术及应用、微型计算机技术及应用习题与实验题集配套使用的。书中展示了 32 个软件和硬件实验的程序 , 并给出了相应的流程、编程提示和注释。这些实验涉及键盘输入和显示、大小写字符转换、排序、文件读 /

3、软件硬件开发指南 / 戴梅萼编著 .- 北京 : 清华大学出版社 , 1996.3责任编辑贾仲良I SBN 7-302-02087-6 . 微 . 戴 . 微型计算机 -软件 : 硬件开发 -指南 .T P 39-62中国版本图书馆 CIP 数据核字 ( 96) 第 02115 号出版者 : 清华大学出版社 ( 北京清华大学校内 , 邮编 100084)印刷者 : 北京国马印刷厂发行者 : 新华书店总店北京科技发行所开本 : 787

4、1092 1/ 16 印张 : 9 字数 : 207 千字版次 : 1996 年 3 月第 1 版 1997 年 12 月第 2 次印刷书号 : ISBN 7-302-02087-6/ T P972印数 : 10001 15000定价 : 8.00 元前言微型计算机技术是一门最新科学和实际应用密切结合的科学技术微型计算机技术及应用一书自 91 年 12 月出版并印刷九次以来 , 作者常常收到读者来信 , 这些来信除了探讨问题以外 ,

5、还常常希望能对书中讲述的一些关键性技术提供更多的应用示范。这类要求和愿望的确是一种推动性力量。来自美国的报道说 , 根据统计 , 在计算机软件开发过程中 , 从流程设计、程序编制到调试运行直至整个程序正确通过 , 一个有经验的程序员平均每天的程序完成量为 2030 行 , 而遇到与关键性技术及硬件有关的编程 , 则效率将更低。由此

6、想到 , 如果对微型计算机技术中一些最重要的部分给出行之有效的实例 , 对许多读者来讲 , 将可以大大缩短这段摸索和熟悉的时间。具体说 , 比如要从磁盘上读取一个文件 , 或者写入一个文件 , 怎样用汇编语言程序来实现 ?对初学者来说 , 在没有指导的情况下 , 要编制并调通这两个程序 , 决非一朝一夕能完成。另外 , 将一个班级或一个年级的学

7、生按成绩进行排队 , 这在每个学校的工作中都要用到。为解决这个问题 , 传统的方法是引入庞大的数据库管理系统。实际上 , 用汇编语言程序就可以很巧妙很简洁地解决。可是 , 如何编制这个程序呢 ? 还有 , 编制计算机钢琴程序时 , 因为涉及乐理知识而常常被认为是一件颇为麻烦的事 , 初学者甚至可能不知所措。像上面这些问题都可以在这本

8、微型机软件硬件开发指南中找到满意的答案。读者阅后可能会恍然大悟 : 原来并不很复杂呀 ! 是的 , 只要手边有一台 PC 机 , 不论是何种档次的 , 你就可以自己马上动手试一试。不过 , 更重要的是能够由此举一反三 , 触类旁通。我愿每个读者都能成为程序开发和学以致用的能手和专家。1991 年至 1992 年 , 笔者和清华大学计算机工厂的冯一兵

9、等老师一起开发了 “T P C-1 型十六位微机实验培训系统 ”, 这样 , 涉及硬件的部分也可通过实验得以牢固掌握了。比如 , 怎样利用 8255A 并行端口来传输数据 ? 又怎样利用 8251A 串行端口来传输数据 ? 还有 , 在设计控制系统时 , 总要用到 A / D、 D/ A 转换 , 那么 , 怎样来组成这样一个系统并编制程序达到控制的目的呢 ? 在我遇到的读者中 ,

10、提出关于中断控制器和 DM A 控制器方面问题的使用者较多 , 这些读者在微型机技术开发中曾做过许多工作。他们想设计一块接口板或者一个子系统 , 以便用中断控制器或者 DM A 控制器来实现整个系统的关键功能。现在这些读者可以从这本开发指南中找到重要的解决思路 , 并受到不同程度的启迪。在开发 “T P C-1 型十六位微机实验培训系统

11、 ”的过程中 , 除了和我一起负责研制系统的冯一兵老师外 , 还很感谢清华大学计算机系朱家维老师给予的关心以及清华大学计算机工厂的杨春武老师、汤弘寿老师在各方面给予的支持和帮助 ; 在软件编制和调试过程中 , 我系计 8 张红斌和计 7 柳瑞恒同学协助做了不少具体工作。笔者在此表示最深切的谢意。本书提供的程序都是用汇编语言编写的

12、。和各种高级语言相比 , 汇编语言由于其程序精悍、高速、易于和硬件相接、并可嵌入大部分高级语言中而具有长久、独特的生命力。戴梅萼 1995.12 目录一、软件部分实验 1 两个多位十进制数相加的实验 3实验 2 两个数相乘的实验 6实验 3 BCD 码相乘的程序 8实验 4 字符匹配程序 12实验 5 字符串匹配程序 16实验 6 从键盘输入数据并显示的程序 1

13、9实验 7 字符和数据的显示程序 22实验 8 响铃程序 26实验 9 接收年、月、日信息并显示的程序 28实验 10 将键盘输入的小写字母转换成大写字母的程序 32实验 11 保留最长行输入字符的程序 35实验 12 计算机钢琴的程序 38实验 13 排序实验 41实验 14 学生成绩名次表实验 46实验 15 设置光标的实验 51实验 16 建立窗口的实验 53实验 17 计算 N ! 的实验

14、 55实验 18 写文件的实验 60实验 19 读文件的实验 66实验 20 显示目录的实验 70二、硬件部分实验 21 8253 计数器 / 定时器的实验 76实验 22 8255A 并行口的实验一 79实验 23 8255A 并行口的实验二 84实验 24 8255A 并行口的实验三 89实验 25 8251A 串行口的实验 92实验 26 8259A 中断控制器实验 101实验 27 D/ A 实验 105实验 28 A / D 实验 110实验

15、29 R AM 实验 118实验 30 DM A 实验 121实验 31 L E D 显示实验 125实验 32 微机接口综合实验 130 一、软件部分实验 1 两个多位十进制数相加的实验一、实验目的1. 学习数据传送和算术运算指令的用法。2. 熟悉在 PC 机上建立、汇编、链接、调试和运行汇编语言程序的过程。二、实验内容将两个多位十进制数相加。要求加数和被加数均以 A SCII 码

16、形式各自顺序存放在以DA T A 1 和 DA T A 2 为首的 5 个内存单元中 ( 低位在前 ) , 结果送回 DA T A 1 处。三、程序框图图 1 两个多位十进制数相加的流程图3四、程序清单CRLF M ACRO ; 建立宏指令 CRLF M OV DL, 0DHM OV A H , 02HIN T 21HM OV DL, 0A HM OV A H , 02HIN T 21HE N DMDA T A SEG ME N T 数据段DA T A 1 DB 33H , 39H , 3

17、1H , 37H , 34H ; 第一个数据 ( 作为加数 ) DA T A 2 DB 36H , 35H , 30H , 38H , 32H ; 第二个数据 ( 作为被加数 ) DA T A EN DSS T ACK SEG ME N T ; 堆栈段S T A DB 20 DU P ( ? )T OP EQ U LE NG T H ST A S T ACK EN DSCODE SEG ME N T ; 程序段A SSU ME CS C O DE , DS DA T A , S S ST A CK , ES D A T AS T ART : M OV M

18、OV M OVM OVA X, DA T A DS, A XA X, ST A CKSS, A XM OV A X, T O PM OVM OVSP , A XSI, OF F SE T DAT A 2M OVCA LLBX, 05DISP L ; 显示被加数CRL FM OV SI, OF F SE T DAT A 1M OVCA LLBX, 05DISP L ; 显示加数CRL FM OV DI, OF F SE T DAT A 2CA LL M OVM OVA DDA ; 加法运算SI, OF F SE T DAT A 1BX, 05 ; 显示结果CA LL DI

19、SP LCRL F4M OV A X, 4C00HIN T 21HDISP L P ROC N EA R ; 显示子程序DS 1: M OV A H , 02M OV DL, SI+ BX - 1 ; 显示字符串中一字符IN T 21HDEC BX ; 修改偏移量JN Z DS1RETDISP L EN DPA DDA P ROC N EA RM OV DX, SIM OV BP , DIM OV BX, 05A D1: SU B BYT E P T R SI+ BX- 1 , 30H SU B BYT E P T R DI+ BX- 1 , 30HDEC BX

20、 ; 将 ASCII 码表示的数字串转化为十六进制的数字串JN Z A D1M OV SI, DXM OV DI, BPM OV CX , 05 ; 包括进位 , 共 5 位CLC ; 清进位位A D2: M OV A L, SIM OV BL, DIA DC A L, BL ; 带进位相加A AA ; 非组合 BCD 码的加法调整M OV SI , AL ; 结果送加数区IN C SIIN C DI ; 指向下一位LO OP A D2 ; 循环M OV SI, DXM OV DI, BPM OV BX, 05

21、A D3: A DD BYT E P T R SI+ BX- 1 , 30H A DD BYT E P T R DI+ BX- 1 , 30HDEC BX ; 十六进制的数字串转化为ASCII 码表示的数字串JN Z A D3RETA DDA EN DPCODE EN DSE N D ST A RT5实验 2 两个数相乘的实验一、实验目的掌握乘法指令和循环指令的用法。二、实验内容实现十进制数的乘法。被乘数和乘数均以 ASCI I 码形式存放在内存中

22、, 乘积在屏幕上显示出来。三、程序框图图 2 两个数相乘的流程图四、程序清单DA T A SEG ME N T DA T A 1 DB 32H , 39H , 30H , 35H , 34HDA T A 2 DB 33HRE SU L T DB 6 DU P ( 00H )6DA T AS T ACKEN DSSEG ME N TS T A DB 20 DU P ( ?)T OP EQ U LEN GT H ST AS T ACK EN DSCODE SEG ME N TA SSU ME CS CODE , DS DA T A , SS S

23、T A CK , E S DAT AS T ART : M OV AX , DAT AM OV DS , A XM OV AX , ST A CKM OV SS, A XM OV AX , T OPM OV SP , A XM OV SI, OF F SET DA T A 2M OV BL , SI ; 乘数 2 BLAN DM OVBL , 00001111B ; 屏蔽高 4 位 , A SCII 码转化为十六进制数SI, OF F SET DA T A 1M OV DI, O F F SET RE SU L TM OV CX, 05L OO P 1: M OV AL

24、, SIAN D AL , 00001111B ; 取被乘数 , 并将 A SCII 码变成十六进制数IN C SI ; 指向被乘数的下一字符单元M U L BL ; 相乘AA M ; A A M 调整ADD AL , DI ; 结果低位与前次计算的进位相加AA A ; A A A 调整M OV DI , A LIN C DI ; 结果送下一单元M OV DI , A HLOO P LOO P 1 ; 计算结果进位送存储单元M OV CX, 06M OV SI, OF F SET RES

25、U L TDISP L: M OV AH , 02M OV DL , SIADD DL , 30HIN T 21HDEC SILOO P DISP L ; 显示结果M OV AX , 4C00HIN T 21H ; 结束CODE EN DSE N D ST A RT7实验 3 BCD 码相乘的程序一、实验目的掌握用组合的 BCD 码表示数据 , 并熟悉怎样实现组合 BCD 码乘法运算。二、实验内容实现 BCD 码的乘法。要求乘数 1 和乘数 2 以组合的 BCD 码形式存放

26、, 各占一个内存单元 , 乘积存放在另外两个内存单元中。由于没有组合的 BCD 码乘法指令 , 程序中采用将乘数 1 作为计数器 , 累加另一个乘数的方法得到计算结果。三、程序框图图 3 BCD 码相乘的流程图四、程序清单DISP L M ACRO ; 显示功能宏指令A DD DL, 30HM OV A H , 028IN T EN DM21HCRLF M ACRO ; 回车换行宏指令M OVM OVDL, 0DH A H ,

27、 02IN T 21HM OVM OVDL, 0A H A H , 02IN T 21HEN DMDA T A SEG M EN TDA T A 1 DB 01001000B ; 48HDA T A 2 DB 01110101B ; 75HRE SU L T DW ?DA T A EN DSS T ACK SEG M EN TS T A DB 20 DU P ( ? )T OP EQ U LE NG T H ST AS T ACK EN DSCODE SEG M EN TA SSU ME CS CODE , DS DAT A , SS ST A CK , ES DA T AS T ART :

28、M OV A X, DA T AM OV DS, A XM OV A X, ST A CKM OV SS, AXM OV A X, T O PM OV SP , A XM OV DI, OF F SE T RESU LT ; 指向结果存储区M OV SI, OF F SE T DA T A 1 ; 指向乘数 1 M OV A H , SIM OV CL , 04SH R A H , CL ; 显示乘数 1 高位字节M OV DL, AH DISP LM OV A L, SIM OV BL, AL ; 显示乘数 1 低位字节A ND A L, 000011

29、11BM OV DL, AL DISP LCRL F ; 回车换行M OV SI, OF F SE T DA T A 2 ; 指向乘数 29M OVM OVA H , SICL , 04SH R A H , CL ; 显示乘数 2 高位字节M OV DL, AHDISP LM OV A L, SIA ND A L, 00001111BM OV DL, AL ; 显示乘数 2 低位字节DISP LCRL FXOR DX, DX; 回车换行; DX ( 部分积 ) 清 0S 1: CM P BL, 0JZ S2 ; 乘数 1 的值已减为 0 否

30、 ?CL CM OV A L, SIA DCDAAA L, DL ; 乘数 2 加部分积低位; 组合的 BCD 码调整M OV DL, AL ; 结果送部分积高位M OVA DCA L, 00HA L, DH ; 往部分积高位送进位DAA ; 组合 BCD 码调整M OV DH , A L ; 结果送部分积高位M OV A L, BLDEC A L ; 乘数 1 的值减 1DAS ; 组合 BCD 码减法调整M OV BL, AL ; 结果送 BLJM P S1S 2: M OV RE SU L T ,

31、DX ; 结果送存储单元M OV SI, DXM OV CL , 4SH R DH , CLM OV DL, DHDISP L ; 显示结果高 2 位M OV DX, SIA ND DH , 00001111BM OV DL, DHDISP LM OV DX, SIM OV CL , 4SH R DL, CLDISP L ; 显示结果低 2 位M OV DX, SI10A NDDISP LDL, 00001111BCRL F ; 回车换行S 3: M OV A X, 4C00HIN T 21H ; 返回 DO SCODE EN DSE N D ST A RT

32、11实验 4 字符匹配程序一、实验目的掌握汇编语言中串操作指令的使用方法。二、实验内容用串操作指令设计程序 , 实现在存储区 ( 长度为 100H ) 中寻找空格字符 ( 20H ) 。退出时给出是否找到的信息。三、编程提示1. 8086 中用于字符串检索的指令为 SCA SB/ SCA SW , 用 A L 中的字节或者 A X 中的字与位于 E S 段由 DI 寄存器所指的内存单元的

33、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 A L ( 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 CL D 使方向标志 DF 清0, 从而使 SI 和 DI 作自动增量修改。指令 ST D 使 DF 置 1, 从而使 SI 和 DI 作自动减量修改。四、程序框图见图 4 和图 5。五、程序清单

34、CRLF M ACRO ; 回车换行宏指令M OV DL, 0DHM OV A H , 02HIN T 21HM OV A H , 02HM OV DL, 0A HIN T 21HE N DMDA T A SEG ME N TM E SS1 DB INP U T T H E SEGM E NT A DDR M E SS2 DB INP U T T H E OF F SET A DDR M E SS3 DB O K! H AS F OU N D! , 0DH , 0AH , M E SS4 DB N O SPA CE CHA RA CT E R! , 0DH , 0A H , E R

35、ROR DB INP U T ERRO R! , 0DH , 0AH , DA T A EN DSS T ACK SEG ME N TS T A DW 32 DU P ( ? )12图 4 字符匹配主程序流程图图 5 字符匹配 GE T N U M 子程序流程图T OP DW ?S T ACK EN DSCODE SEG ME N TA SSU ME CS CO DE , DS DA T A , E S DA T A , SS ST A CKS T ART : M OVM OVA X, DA T ADS, A X ; 初始化M OV ES , A XM

36、OV A H , 09HM OV DX, O F FS ET M ESS 1IN T 21H ; 显示信息 1CA LL GE T N U M ; 读取键入的十六进制数送 DXM OV ES , DX ; 段址送 CSM OV A H , 09HM OVIN TDX, O F FS ET 21HM ESS 2; 显示提示信息 2CA LL GE T N U M ; 读取键入的数13M OVCLDDI, DX ; 偏移量送 DI; 清方向标志M OV CX , 0100H ; 长度为 100H 字节M OV A L, 20H

37、; 空格符 20HREP N ZJN ZSCA SBA AA ; 全都不为 20H 则转 A AAM OV A H , 09HM OV DX, O F FS ET M ESS 3IN T 21H ; 显示找到信息JM P BBBA A A : M OV A H , 09HM OV DX, O F FS ET M ESS 4IN T 21H ; 显示没找到信息BBB: M OV A X, 4C00HIN T 21H ; 结束G ET N U M P ROCP U SHN EA RCX; 读取键入的十六进制数子程序; 保存XOR DX, D

38、X ; DX 清 0G GG : M OVIN TA H , 01H 21H ; 读取键入字行的 A SCII 码送 A LCM P A L, 0DHJZ P PPCM P A L, 20HJZ P PP ; 是回车键或空格键则转 PP PSU B A L, 30HJB KK K ; 非数字转 K KKCM P A L, 0AHJB GE T S ; 在 0 9间转 G ET SCM P A L, 11HJB KK K ; 非数字转 K KKSU B A L, 07HCM P A L, 0F HJBE GE T S ; 在 A F 间转 G ET

39、 SCM P A L, 2AHJB KK KCM P A L, 2F HJA KK K ; 不在 a f间转 KK KSU B A L, 20H ;a f的 A SCII 码值转化为 16 进制数值G ET S : M OV CL , 04SH L DX, CLXOR A H , AH14A DDJM PDX, A XGG G; 将本次键入的数字加进 DX 中; 接收下一个键入的数字K K K: M OV A H , 09HM OV DX, O F FS ET E RRORIN T 21H ; 显示输入出错信息P P P : P

40、 U SH DXCRL F ; 回车换行P OP DXP OP CXRETG ET N U M EN DPCODE EN DSE N D ST A RT15实验 5 字符串匹配程序一、实验目的掌握显示提示信息的方法及接收键盘输入信息的方法。二、实验内容编写程序 , 实现两个字符串比较。如相同 , 则显示 “ M AT CH ”, 否则 , 显示 “NO M A T CH ”。三、程序框图图 6 字符串匹配程序流程图四、程序清单CRLF

41、 M ACRO M OV A H , 02HM OV DL, 0DHIN T 21HM OV A H , 02H16E N DM DA T AM OV DL, 0A HIN T 21HSEG ME N TM E SS1M E SS2DB M A T CH , 0DH , 0A H , DB N O M A T CH , 0DH , 0A H , M E SS3 DB INP U T S T RIN G , 0DH , 0A H , M E SS4 DB INP U T S T RIN G , 0DH , 0A H , M A XLE N 1 DB 81A CT LEN 1 S T RIN G

42、1DB ?DB 81 DU P ( ?)M A XLE N 2 DB 81A CT LEN 2 DB ?S T RIN G 2 DB 81 DU P ( ?)DA T A EN DSS T ACKS T ASEG ME N TDB 50 DU P ( ?)T OP EQ U LE NG T H S T AS T ACK EN DSCODE SEG ME N TA SSU ME CS CO DE, DS D A T A , E S DAT A , SS ST A CKS T ART : M OV A X, DA T AM OV DS, A XM OV ES , AXM OV A X, ST A

43、CKM OV SS, A XM OV SP , T O P ; 段寄存器及堆栈初始化M OV A H , 09HM OV DX, O FF SE T M ESS 3IN T 21H ; 显示输入提示信息 1M OV A H , 0A HM OV DX, O FF SE T M A XLEN 1IN T 21H ; 接收键入的字符串 1CRLF ; 回车换行M OV A H , 09HM OV DX, O FF SE T M ESS 4IN T 21H ; 显示输入提示信息 2M OV A H , 0A HM OV DX, O FF

44、 SE T M A XLEN 2IN T 21H ; 接收键入的字符串 2CRLFCLD17M OV SI, OF F SE T ST RING 1M OVM OVCL , SI- 1CH , 00H ; 字符串 1 的实际字符数送 CXK K K: M OV DI, OF F SE T ST RIN G 2P U SH CXM OV CL , DI- 1M OV CH , 00H ; 字符串 2 的实际字符数送 CXM OV A L, SIM OVREP N ZDX, DISCA SB ; 将串 1 中的一个字符和串 2 中的

45、所有字符作比较JZ GGG ; 比较相等转 GG GIN C SI ; 从串 1 中取下一个字符P OP CXLO OP KK KM OV A H , 09HM OV DX, O FF SE T M ESS 2IN T 21H ; 显示 NO M A T CH JM P P PPG GG : M OV A H , 09HM OVIN TDX, O FF SE T 21HM ESS 1; 显示 MA T CH P P P : M OV A X, 4C00HIN T 21HCODE EN DS ; 返回 DO SE N D ST A RT18实验 6 从键

46、盘输入数据并显示的程序一、实验目的掌握接收键盘数据的方法 , 并了解将键盘数据显示时须转换为 ASCI I 码的原理。二、实验内容编写程序 , 将键盘接收到的四位十六进制数转换为等值的二进制数 , 再显示在终端上。三、程序框图图 7 接收键盘输入并显示的程序流程图四、程序清单CRLF M ACRO M OV A H , 02HM OV DL, 0DHIN T 21HM OV A H , 02

47、H19E N DMM OV DL, 0A HIN T 21HDA T A SEG ME N TM E SS DB INP U T H EXN U M BER E RROR DB INP U T ERRO R! , 0DH , 0AH , DA T A EN DSS T ACK SEG ME N TS T A DW 32 DU P ( ? )T OP DW ?S T ACK EN DSCODE SEG ME N TA SSU ME CS C O DE , DS DA T A , E S: DA T A , SS S T ACKS T ART : M OV M OVM OVA X, DA T A

48、DS, A XES , A XM OV SP , T O PM OV A H , 09HM OVIN TDX, O F FS ET 21HM ESS; 显示提示输入的信息CA LL GE T N U M ; 接收键入数值送 DXM OV CX , 0010H ; 16 位M OV BX, DXT T T : ROL BX, 1 ; 循环左移 1 位M OV DL, BLA ND DL, 01H ; 屏蔽掉高 7 位A DD DL, 30HM OV A H , 02HIN T 21H ; 显示二进制数位对应的 A SCII 字符LO OP T T TM OV A X,

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