微机原理与接口技术实验报告.docx
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微机原理与接口技术实验报告
一．实验内容
（一）实验题目：
数据传送实验
1.编程将数据段中的一个字符串传送到附加段中，并输出附加段中的目标字符串到屏幕上。
2.修改此程序，采用字符串传送指令完成。
（二）实验目的：
通过对该程序进行调试，查看程序段、数据段、附加段装入内存后的分配情况。
单步执行数据传送指令后，观察各个寄存器及数据区的内容。
（三）实验步骤：
1.运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序
2.使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接，生成执行文件。
3.使用Rmrun菜单中的Run运行程序，观察运行结果。
4.使用Rmrun菜单中的Debug调试程序，查看程序段、数据段、附加段装入内存后的分配情况。
单步执行数据传送指令后，观察各寄存器及数据区的内容。
过程如下：
1）按F7单步执行，在代码区中有一个三角，表示正在执行的指令。
每一条指令的执行一定会使目标寄存器和状态寄存器发生变化，从相关窗口看结果。
2）检查内存数据区的内容，关键是找出用户程序的数据段和附加段：
●方法1：
在CPU窗口按Tab键使内存数据显示区成为活动区，按Ctrl+G键，输入：
“DS或ES寄存器的值：
偏移地址”，即可显示用户指定的数据区
●方法2：
选择菜单View|Dump，弹出内存数据显示窗口。
3）查看执行结果：
按Alt+F5，切换到用户窗口。
5.更改数据区中的数据，考察、调试程序的正确性。
二．分析设计思想，绘制实验原理图、流程图。
汇编语言程序的开发过程如图1.1所示，这个过程主要有编辑、编译、链接几个步骤构成。
三．程序清单及相关注释。
DDATASEGMENT；定义源数据段
MSRDB"HELLO,WORLD!
$"
LENEQU$-MSR
DDATAENDS
EXDASEGMENT；定义附加数据段
MSDDBLENDUP（?
）
EXDAENDS
MYSTACKSEGMENT；定义堆栈段
STACKDW20DUP（?
）
MYSTACKENDS
CODESEGMENT；定义代码段
ASSUMECS:
CODE,DS:
DDATA,ES:
EXDA
START:
MOVAX,DDATA
MOVDS,AX；装载数据段寄存器
MOVAX,EXDA
MOVES,AX；装载附加数据段寄存器
MOVSI,OFFSETMSR
MOVDI,OFFSETMSD
MOVCX,LEN
MOVBX,0
NEXT:
MOVAL,MSR[BX]；开始传输数据
MOVES:
MSD[BX],AL
INCBX
LOOPNEXT
PUSHES
POPDS；将附加段寄存器指向的段值赋给数据段寄存器
MOVDX,OFFSETMSD
MOVAH,9
INT21H；显示字符串
MOVAH,4CH
INT21H；返回DOS状态
CODEENDS
ENDSTART
四．实验结果并分析。
五．收获体会及实验中遇到的问题和解决方法。
在这次试验中主要是掌握tddebug的开发环境，了解汇编语言的基本程序。
由于刚刚接触汇编语言和开发环境，各项知识都显的比较薄弱，遇到了很多操作上的基本问题。
比如使用快捷键进行界面操作不太熟练等。
由于代码段相对比较长，很多地方还需在老师的指导下才能看懂，直接将代码程序打出来会出现很多由于不理解粗心等造成的失误使之不能编译成功。
后来尝试将程序代码复制并另存为ASM格式之后就可以直接编译方便了很多灵活了很多。
今后还需在理论课堂上多下功夫，进一步对汇编深入学习。
一．实验内容：
I/O程序设计
（一）实验内容：
1．编程由键盘输入任意一个字符，将该字符的ASCII码值显示在屏幕上。
2．从键盘输入两个1位十进制数，计算二者之和，并将结果显示在屏幕上。
3．编程由键盘输入任意一位数，将该数以二进制数形式显示在屏幕上，例：
5=00000101B
（二）实验步骤：
1.画出实验流程图。
2.运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序
3.使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接，生成执行文件。
4.使用Rmrun菜单中的Run运行程序，观察运行结果。
5.使用Rmrun菜单中的Debug调试程序。
单步执行指令，观察各寄存器及数据区的内容。
6.更改数据区中的数据，考察程序的正确性。
二．分析设计思想。
设计思路：
首先将该数以十六进制数形式分解，然后将每一位分别转换为ASCII码送屏幕显示。
其中0H~9H之间的数加30H，即可得0H~9H的ASCII码，而AH~FH的ASCII码，则需再加7H，参见表5-1。
参考程序流程如图2-1所示。
示例程序参见参考程序清单。
三．程序清单及流程
DATASEGMENT
MESDB'Showaashex:
',0AH,0DH,'$'
SDDB'a'
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMES；显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H
MOVSI,OFFSETSD
MOVAL,DS:
[SI]
ANDAL,0F0H；取高4位
MOVCL,4
SHRAL,CL
CMPAL,0AH；是否是A以上的数
JBC2
ADDAL,07H
C2:
ADDAL,30H
MOVDL,AL；显示字符
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,DS:
[SI]
ANDAL,0FH；取低4位
CMPAL,0AH
JBC3
ADDAL,07H
C3:
ADDAL,30H
MOVDL,AL；显示字符
MOVAH,02H
INT21H
MOVAH,4CH；返回DOS
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
四．实验结果。
五．收获体会。
在实验中,加强了对理论知识的掌握，由于堂上的知识太多平时不能很好的理解，在具体的实践中更加巩固了我对理论知识的认识，增强了汇编语言的编程语感。
汇编语言是底层的硬件语言，和C语言有类似的地方，也有不一样的地方，所以在实际编程的过程中写给代码段测试结果，加深对理论知识的灵活掌握，为今后逐步增加难度的编程序学习中打好一定的基础。
一．实验内容
1．求某数据区内负数的个数
2．试编程统计数据区中正数、零和负数的个数。
3.编程求无符号数字节序列中最大值和最小值。
4．从键盘输入一字符串，搜索该字符串中是否有字符“A”，若有请输出其在串中的位置。
二．分析设计思想
1．求某数据区内负数的个数为统计数据区内负数的个数，需逐个判别区内的每一个数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据个数累加起来，即得到区内包含负数的个数。
参见程序清单.
2．试编程统计数据区中正数、零和负数的个数。
3．编程求无符号数字节序列中最大值和最小值
实验中可使用BH和BL作为暂存现行最大值和最小值，且在初始时将BH和BL初始化为首字节的内容，循环依次比较每个字节的内容，求得最大值（存于BH中）和最小值（存于BL中），送屏幕显示。
三．程序清单及相关注解
；确定数据区NUMB中负数的个数（存放于BL中）
DDATASEGMENT
NUMBDB12H,88H,82H,89H,33H,90H,01H,10H,0BDH,01H
MESDB'Thenumberofnegativeis:
$'
DDATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DDATA
START:
MOVAX,DDATA
MOVDS,AX
MOVDI,OFFSETNUMB
XORBL,BL
MOVCX,10
A1:
MOVAL,[DI]
TESTAL,80H
JEA2
INCBL
A2:
INCDI
LOOPA1；统计负数个数
MOVDX,OFFSETMES
MOVAH,09H
INT21H
MOVAL,BL；显示负数个数，注意与实验二所使用的方法的区别
MOVCX,2
A3:
PUSHCX
MOVCL,4
ROLAL,CL
POPCX
MOVBL,AL
ANDAL,0FH
CMPAL,0AH
JBA4
ADDAL,07H
A4:
ADDAL,30H
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,BL
LOOPA3
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
四．实验结果并分析。
六．收获体会。
在本次实验中基本了解了试编程统计数据区中正数、零和负数的个数的方法，对数值的进制有进一步了解，求某数据区内负数的个数为统计数据区内负数的个数，需逐个判别区内的每一个数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据个数累加起来，才能得到区内包含负数的个数。
实验中可使用BH和BL作为暂存现行最大值和最小值。
我对代码段中的存储器用法基本掌握，对编程的思想还需进一步加强。
一．实验内容
1．将5位十进制数的数字串转换为一个字的二进制数
2．编写程序将内存中一个字的数转换为十进制数的数字串显示。
3．编程将十进制的数字串转换为BCD码
4．编程将BCD码转换为二进制数
5．编程将二进制数转换为十进制数显示
二．分析设计思想
计算机输入设备输入的信息一般是由ASCII码或BCD码表示的数据或字符，CPU一般均用二进制数进行计算或用其他信息进行处理，处理的结果又必须依照外设的要求变为ASCII码、或BCD码或七段显示码等。
因此，在应用软件中，各类数制的转换和代码的转换是必不可少的。
计算机与外设间的数码转换关系如图6-1所示，数码对应关系如表6-1所示。
1.将十进制数的数字串转换为二进制数
十进制数可以表示为：
其中
代表十进制数1、2、3、…、9、0。
上式可以转换为：
由上式可归纳出十进制数转换为二进制数的方法：
从十进制数的最高位
开始做乘10加次位的操作，依次类推，则可求出二进制数结果。
本实验要求将缓冲区中的一个5位十进制数00012的ASCII码转换成二进制数，并将转换结果以十六进制数形式000C按位显示在屏幕上。
转换过程的参考程序清单见后参考程序清单1，参考流程如图3-2所示。
修改该示例程序，从键盘任意输入5个数，实现转换并显示。
2.将内存中一个字的数转换为十进制数的数字串。
十六位二进制数（一个字）的值域为0~65535，最大可转换为5位十进制数。
五位十进制数可表示为：
因此，将十六位二进制数转换为5位ASCII码表示的十进制数数字串，即采用除10取余方法，分别求
，并将它们转换为ASCII码。
以字符串方式显示在屏幕上。
转换部分的参考流程参见图6-4。
假设缓冲区中存放的数是000CH转换成十进制数的数字串后，在屏幕显示“00012”。
3.将十进制数的数字串转换为BCD码
（1）本实验要求将一个5位十进制数的数字串“54321”的ASCII码存放在数据区中，转换为BCD码后，将转换结果分别显示在屏幕上，即显示：
01，02，03，04，05。
若输入的不是十进制数的ASCII码，则输出“FF”。
提示：
一个字节取其低4位即变为BCD码。
转换部分的实验参考流程见图6-3。
（2）修改程序，实现从键盘输入5位十进制数54321，转换BCD码后以输入顺序一致显示，即显示：
0504030201
4.编程将BCD码转换为二进制数
本实验要求将4个二位十进制的BCD码存放在某一段内存单元中，转换出的二进制码存入其后的存储单元中，转换结果以十六进制方式送屏幕显示。
转换部分的实验流程参见图6-5。
假设4个十进制数是：
17，34，51，68
用BCD码表示为：
01H，07H，03H，04H，05H，01H，06H，08H
显示为：
0011，0022，0033，0044
三．程序清单及相关注解
；将十进制数的数字串转换为数
DDATASEGMENT
MESDB'Theasciicodeofdecimalcodeare:
$'
BUFDB30H,30H,30H,31H,32H；十进制00012的ASCII码
DB10HDUP（0）
DDATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DDATA
START:
MOVAX,DDATA
MOVDS,AX
MOVSI,OFFSETBUF
MOVBL,0AH；送被乘数
MOVCX,0004H；送转换位数
MOVAH,00H
MOVAL,[SI]；取第一位ASCII码
SUBAL,30H
A1:
INCSI
IMULBL；乘10
ADDAL,[SI]
SUBAL,30H
LOOPA1
MOVBX,AX
MOVDX,OFFSETMES；显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H
MOVAX,BX；显示结果
MOVCX,4
A3:
PUSHCX
MOVCL,4
ROLAX,CL
POPCX
MOVBX,AX
ANDAL,0FH
CMPAL,0AH
JBA2
ADDAL,07H
A2:
ADDAL,30H
MOVDL,AL
MOVAH,02H
INT21H
MOVAX,BX
LOOPA3
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
四．实验结果并分析。
五．收获体会。
在这一次代码转换的实验中，感觉自己在程序阅读和编写中较以前有了不错的提高。
充分了解微机中的编码制及程序代码转换的基本思想，掌握将存储在内存单元中的十六进制数据转换成十进制和二进制显示在屏幕上的方法。
由于以前练习不够，很多基本指令都是用的不熟练和恰当，增加了编程难度。
通过实践来熟练操作是学以致用最好的方法。
在debug的反复调试中，自己的调试水平得到了显著提高。
在今后实验中加深其他方面诸如离了你只是的深入理解。
一．实验内容
从PC机系统中断向量表的占用情况可见，42H~4FH是系统未使用的中断向量，我们可利用它们开发用户自己软中断程序。
1．实验要求利用47H号中断将一组字符转换成16进制数码，并在屏幕上显示出来。
参见参考程序清单。
2.编程求出一系列数据中的最大值、最小值，并送屏幕显示。
要求：
①将求最大值和最小值程序的程序段编写为46H号软中断，利用46H号中断调用实现求最大值和最小值功能；②将送屏幕显示用子程序实现。
二．分析设计思想
用户可将常用的具有特定功能的程序段编写成子程序使用。
一般过程定义伪操作的格式为：
过程名PROCAttribute
……
过程名ENDP
Attribute是指类型属性，可以是NEAR或FAR，调用程序和过程在同一个代码段中使用NEAR，不在同一个代码段中，使用FAR。
1.子程序段内调用与返回
（1）调用格式：
CALL过程名
（2）CPU执行CALL指令
首先将断口地址压入堆栈，为返回做准备，然后把子程序入口的有效地址→IP，从而转入子程序。
（3）返回指令：
RET
在具有NEAR属性的子程序中，RET指令从栈顶弹出2个字节→IP，然后SP+2→SP。
从而回到断点。
2.软中断程序设计
（1）中断：
中断就是当系统运行或者程序运行期间在遇到某些特殊情况时，需CPU暂停执行现行程序，自动去处理随机事件，处理完毕后再返回被中断的程序，这一全过程称为中断。
处理随机事件的程序，就称为中断服务子程序。
中断分为CPU中断（像除法错等）、软件中断（INTn指令而引发的中断）和硬件中断（由CPU以外的器件发出的中断请求信号而引发的中断）。
（2）中断向量
中断向量就是中断子程序的入口地址（由段基址CS和有效地址IP组成，占4个字节）存储在中断向量表中。
微机系统中可以使用0—255共256个中断。
当80x86系统工作在实模式时，内存的000H~3FFH被用作于中断向量表，向量表中包含了256个中断入口，参见表10-1，【表6】且在系统启动时由BIOS或DOS负责初始化。
（3）软中断程序设计
用户可自己开发中断服务程序，用它取代系统原有的服务程序，过程如下：
编写中断服务子程序，用IRET指令返回
确定使用的中断号n，修改中断向量表中4×n~4×n+3单元的对应中断服务程序入口
INTn指令调用中断，此时CPU保护现场：
将F、CS、IP寄存器入栈，然后从中断向量表中4×n~4×n+3单元取出n型中断向量写入IP，CS中，CPU根据CS：
IP的值转向服务子程序。
当执行IRET时，恢复现场：
从堆栈中弹出6个字节传送给IP、CS、F寄存器，回到断点继续执行。
程序结束返回DOS之前，要恢复系统的中断向量设置。
三．程序清单及相关注解
；数码转换及显示：
实验利用47H号中断将一组字符转换成16进制数码，并在屏幕上显示出来
DDATASEGMENT
CSBAKDW?
IPBAKDW?
MKBAKDB?
SWDW?
MESDB'Thedatainbuf1are:
',0AH,0DH,'$'
BUF1DB11H,22H,33H,44H,55H,66H,77H,88H,99H
DB0AAH,0BBH,0CCH,0DDH,0EEH,0FFH,00H
DDATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DDATA
START:
MOVAX,DDATA
MOVDS,AX
MOVAX,0；修改47H号中断的中断矢量
MOVES,AX
MOVDI,4*47H
MOVAX,ES:
[DI]
MOVIPBAK,AX；保存原有IP
MOVAX,OFFSETMYINT；修改为用户自定义中断入口
CLD
STOSW
MOVAX,ES:
[DI]；保存原有CS
MOVCSBAK,AX
MOVAX,SEGMYINT
STOSW
MOVDX,OFFSETMES；显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H;显示BUF1中的内容
MOVSI,OFFSETBUF1
MOVCX,10H
INT47H；调用中断服务程序
MOVAX,0；恢复系统中断矢量
MOVES,AX
MOVDI,4*47H
MOVAX,IPBAK
CLD
STOSW
MOVAX,CSBAK
STOSW
MOVAH,4CH；返回dos
INT21H
MYINTPROCFAR；自定义显示中断，入口参数为SI,CX
PUSHAX
PUSHDX
C1:
MOVAL,[SI]
ANDAL,0F0H
PUSHCX；取高4位
MOVCL,4
SHRAL,CL
POPCX
CMPAL,0AH；是否是A以上的数
JBC2
ADDAL,07H
C2:
ADDAL,30H
MOVDL,AL；显示字符
MOVAH,02H
INT21H
MOVAL,[SI]
ANDAL,0FH；取低4位
CMPAL,0AH
JBC3
ADDAL,07H
C3:
ADDAL,30H
MOVDL,AL；显示字符
MOVAH,02H
INT21H
INCSI
LOOPC1
POPDX
POPAX
IRET；中断返回
MYINTENDP
CODEENDS
ENDSTART
五．实验结果并分析。
六．收获体会。
在对汇编语言有了语法及基本程序设计思路的基础上，我们开始了理论的进一步学习。
开始设计子程序及中断方面的设计实验。
处理随机事件的程序，就称为中断服务子程序。
二进制转换为16进制，从最低4位开始为1组，高位不足4个补0，没组换算一下合起来就是16进制的了，如1100011011：
（0011）（0001）（1011）则16进制数为31BH或写成031BH十进制转换成16进制，就是十进制数除以16，直到商为0为止，将每次除的余数倒排，就是了。
在程序中有较为抽象的地方不好理解，今后在这方面还需多多加强。
一．实验内容
1．编写一键盘中断处理程序：
计算键盘中断次数，并用该程序替换系统键盘中断处理程序，使当按键8次（键盘中断产生16次）后，显示中断次数并结束应用。
参见参考程序清单。
键盘中断处理的说明
当从键盘上键入一个键时，键盘上的处理器首先向微机产生硬件中断请求（IRQ1），然后将该键的扫描码传送给主机。
而PC主机在IRQ1中断的作用下，调用09H型中断服务程序从键盘接口电路（口地址60H）读入扫描码，并转换成ASCII码，存入键盘缓冲区。
本实验置换系统的09H型中断服务程序，完成对键盘中断次数的统计。
在该中断服务程序中，必须对键盘控制器（口地址61H）复位。
复位键盘控制器只需读出端口61H的内容，并将最高位置1，再写入该端口。
此外，按键按下和抬起均会引起中断，所以实际中断次数等于按键次数乘2。
修改上述程序，将按键的扫描码输出到屏幕上，并统计中断次数。
2．利用系统的1CH型中断（又称外扩的日时钟中断），编写程序，实现每隔2S在屏幕上显示一串字符“TIMETO!
”，按任意键停止。
二．分析设计思想
硬件中断是由CPU以外的器件发出的中断请求信号而引发的中断。
80x86CPU只有两个引脚（INTR和NMI）可以接受外部的中断脉冲，为了管理众多的外部中断源，INTER公司设计了专用的配套芯片——8259A中断控制器
1.8259A中断控制器简介
8259A中断控制器将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断向量的电路于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259A进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设置。
同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259A的级连，能构成多达64级的矢量中断系统。
8259A的内部结构和管脚如图11-1所示。
11-1
2.8259A的中断过程，即微机系统响应可屏蔽中断的过程
（1）将加到引脚IR0~IR7上的中断请求
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