微机原理与接口技术实验7讲解.docx
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微机原理与接口技术实验7讲解
微机原理与接口技术
实验指导书
韩宇龙武梦龙编
电子信息工程系
2015年
实验要求
一．预习
认真预习实验内容和相关理论知识，编写实验内容所要求的源程序，按要求写好预习报告，无预习报告或预习不合格者不得进行实验。
二．预习报告
1．基本内容：
程序：
程序功能、程序框图及源程序清单；主要调试步骤及程序功能测试方案。
硬件：
原理线路与实际接线图；主要调试步骤与测试方案。
2．实验指导书中提到的其它内容。
三．实验
1．按规定时间到实验室，遵守实验室相关的规章制度。
2．实验过程中，不允许带电操作：
接线、更改线路和拆除线路必须先切断电源。
3．出现硬件故障立即切断电源并报告老师。
4．实验完成后，须经老师检查、签字后方可拆线。
5．将实验设备拆线、整理好并关掉计算机再离开实验室。
四．实验报告
1．使用学校专门的实验报告纸撰写报告，主体内容需要手工书写。
要求字迹工整，条理清楚，简明扼要，装订整齐，要有单独的封面页。
实验报告封面页需依次注明以下信息：
◇课程名称：
微机原理与接口技术实验报告。
◇实验序号及实验名称，如：
实验一软件基础。
◇班级、姓名、学号及实验时间和地点。
◇指导教师：
。
◇实验成绩：
。
2．基本内容
设计说明：
软件：
程序名，功能，算法说明，程序框图。
硬件：
原理线路、接口芯片工作方式及公式等说明，实际接线图。
附教师签字的源程序清单。
源程序清单需加中文注释。
调试说明：
实验中遇到的主要问题，解决方法及分析说明。
实际软、硬件测试结果说明
3．每个实验中要求的其它具体内容。
实验一软件基础
[课内实验学时：
2学时]
一．实验目的
1．学习使用CodeView调试环境。
2．学习如何建立和执行汇编语言程序。
3．学习指令代码及其分段结构与寻址方式。
4．学习数据传送指令。
5．学习宏汇编的基本语法。
二．实验仪器及设备
1．一套MASM6.11宏汇编软件。
2．一台微型计算机。
三．实验内容
1．在CodeView的Command窗口中，用A命令汇编上机调试习题1的指令，直接在显示窗口中观察各条指令的反汇编结果并作记录。
2．用A命令汇编上机调试习题2的指令，用T命令跟踪每一条指令，观察每条指令的执行情况并作记录。
3．调试上机调试习题3的程序。
提示：
操作开始前，先用N命令设置调试命令所用参数的缺省数制。
4．调试上机调试习题4的程序。
四．软件基本用法简介
1.设计说明
程序名：
DISP。
程序功能：
在屏幕上分别显示数字3和4对应的阿拉伯符号。
算法说明：
用两次02号系统功能调用，预先将‘3’和‘4’送入DL。
程序框图：
如图1所示。
源程序：
DISP：
MOVDL，33H
MOVAH，02H
INT21H
MOVDL，34H
MOVAH，02H
INT21H
调试说明：
系统功能调用指令INT21H（包括INT20H）不能用T命令跟踪，可以用G命令加上地址范围的方式执行。
2.CodeView调试程序使用介绍
（1）进入CodeView调试环境
方法一：
①．点击操作系统桌面的PWB快捷图标进入PWB主界面，在菜单File下选中Dos
Shell项进入Dos环境；
②．在目录MASM611\BIN>下键入指令:
CV*.EXE（该目录下任何一个EXE文件均可），启动CodeView，在该环境下对所调入的EXE文件进行修改与调试。
方法二：
①．从桌面的‘开始’菜单进入Dos环境，转入MASM611\BIN>目录下；
②．键入指令:
CV*.EXE，启动CodeView。
图2是CodeView的窗口调试界面的图例：
图2CodeView的窗口调试界面
（2）以下各操作命令均在CodeView调试界面的Command窗口中以命令行的方式键入，用来对EXE文件进行修改与调试。
设置基数
>n16——说明：
N为基数设置命令，用来设置调试命令所用参数的缺省数制（但N命令不会改变数据的显示方式）。
输入新的指令
>a——说明：
A为汇编命令，将用户输入的符号指令汇编为机器代码，存入指定地址
开始的内存单元。
194E:
0000movdl,33
194E:
0002movah,2
194E:
0004int21
194E:
0006movdl,34
194E:
0008movah,2
194E:
000Aint21
194E:
000Cnop
194E:
000D
连续运行前三条指令
>g6——说明：
G为运行命令，从当前CS:
IP所指的指令（即movdl,33）开始，一直执行到指定地址（即194E:
0006）。
查看前三条指令的执行结果
按F4在Dos界面下可以看到程序的执行结果，按Esc键返回调试界面
单步执行第4条指令
>t——说明：
T为跟踪命令，从当前CS:
IP所指指令开始单步执行，若遇到CALL或INT
指令（DOS系统调用INT21H和INT20H除外），则会跟踪进入相应过程或中断服务程序的内部。
T命令为顺序跟踪，改变顺序时应输入起始地址。
观察寄存器中的内容
>r——说明：
R命令用以显示和修改寄存器的值，还可以显示8个标志位的值。
如果
只显示某一个寄存器内容，则在R后面加寄存器名，例如：
>rdx
DX0034
:
单步执行第5条指令
>t
观察寄存器AH中的内容
>rah
AH02
:
连续运行至前6条指令结束（INT20返回）
>gc
查看执行结果
同样，按F4可以看到程序的执行结果，按Esc键返回调试界面。
以下是在显示窗口看到的反汇编信息——
（指令地址）（机器码）（助记符）
194E:
0000B233MOVDL,33
194E:
0002B402MOVAH,02
194E:
0004CD21INT21
194E:
0006B234MOVDL,34
194E:
0008B402MOVAH,02
194E:
000ACD21INT21
194E:
000C90NOP
194E:
000D
以下是在寄存器窗口看到的内容——
AX=0234
BX=0000
CX=0000
DX=0034
SP=0000
BP=0000
SI=0000
DI=0000
DS=193D
ES=193D
SS=194D
CS=194E
IP=000E
FL=3202
NVUPEIPL
NZNAPONC
>L——说明：
L命令使由CV*.EXE命令调入的程序重新开始执行，之前对代码或数据所做
的任何修改均将丢失。
重新键入4条指令
>a
194E:
0000movdl,33
194E:
0002movah,2
194E:
0004int21
194E:
0006nop
194E:
0007
内存单元的显示与修改
>mdcs:
0cs:
6——说明：
MD为内存显示命令，用来显示指定内存单元的值。
194E:
0000B233B402CD2190.3...!
..
>mecs:
1——说明：
ME为内存修改命令，用来设置指定内存单元的值。
194E:
0001333.36
>g6
>mdcs:
0cs:
6
194E:
0000B236B402CD2190.6...!
..
注：
对比修改前后内存单元CS：
0001中数值，可以看到已经把33H修改为36H。
3.汇编语言程序的建立与运行方法介绍
（1）．进入PWB开发环境
在目录C:
\MASM611\BIN>下键入命令PWBexa4s.asm或者直接双击桌面上的‘PWB快捷方式’图标即可进入PWB集成开发环境，如图3所示：
图3PWB集成开发环境
（2）．编辑、保存源文件
PWB中编辑器的基本操作与许多文本编辑器类似，例如建立新文件、保存文件、另存为、光标移动、块操作、插人删除操作、恢复操作、查找替换操作、设置编辑器的功能键和各类颜色等。
要编辑一个汇编语言源程序，首先用鼠标或Alt+F键选择File下拉菜单，然后选择New建立一个新文件或者选择Open打开一个已有的源程序。
完成编辑任务后，用File菜单的Save或SaveAS命令保存。
请注意：
保存源文件时一定要加上扩展名.ASM；指令各部分之间的间隔用制表键（Tab
）定位，这样打印的清单整齐规格。
datasegment
string1db'movethecursorbackward.'
string2db'movethecursorbackward.'
mess1db'match.',13,10,'$'
mess2db'nomatch!
',13,10,'$'
dataends
codesegment‘code’
assumecs:
code,ds:
data,es:
data
start:
movax,data
movds,ax
moves,ax
leasi,string1
leadi,string2
cld
movcx,25
repzcmpsb
jzmatch
leadx,mess2
jmpshortdisp
match:
leadx,mess1
disp:
movah,09h
int21h
movax,4c00h
int21h
codeends
endstart
（3）．汇编和链接
源程序编辑完成并保存后，可以开始汇编和链接任务。
在集成环境下，程序的汇编和链接可以分别完成也可一次性完成，采用何种方式由Project菜单决定。
如果选择CompileFile选项，则只完成汇编任务。
如果没有汇编源程序，Build选项首先进行汇编，汇编结束并且没有发现任何错误时进行链接；如果源程序有错，显示所有错误位置和原因，不进行链接。
Project菜单中的NextProject，PreviousError和GotoError命令用于定位程序中的错误。
如果源程序已经汇编，则Build选项只进行目标文件的链接。
这里选择Build选项，汇编、链接成功后，弹出如下图4所示的对话框。
图4汇编链接成功后弹出的对话框
从对话框可知，程序无任何语法错误，正确生成EXE文件。
对话框最下面一行的提示作用如下：
ViewResults：
用于查看汇编／链接的结果，如果有错将提示具体的错误信息。
RunProgram：
运行程序。
DebugProgram：
直接进入CodeView调试环境。
Cancel：
为取消对话框。
Help：
获得在线帮助。
有时系统在该对话框中会出现一个关于堆栈的警告性错误，当程序使用的堆栈较小时，可以忽略该错误。
（4）．运行程序
除了通过汇编／链接后弹出的对话框运行程序外，还可通过Run菜单运行程序，方法是选择Run菜单中的Execute命令或RunDosCommand命令。
运行示例程序出现如图5所示的窗口。
图5运行示例程序出现的窗口
程序运行结束后按任意键返回到PWB环境。
（5）．调试
程序通过汇编和链接只说明程序中没有语法错误。
汇编程序不能发现程序设计中的错误。
实际上编写程序很难一次成功，这时就需要通过调试来发现错误，然后重新编辑（修改）、汇编、链接、执行。
反复进行以上过程，直至成功。
在CodeView下调试EXE文件的方法如实验二所示。
五．上机调试的习题
1．分别以二进制数形式和十六进制数形式写出以下指令的机器码，并在二进制数表示的机器码中标明其各个组成部分及其含义。
MOVAX,DXADDCX,[BX+8]SUB[BX+SI],SI
MOVAL,DLADDCX,BXSBB[DI],AL
2．已知从2000H:
7358H开始的4个MOVAX,2000H
存储单元的内容顺序为：
MOVDS,AX
36H85H43H21HMOVDI,7348He2000:
7358aint7
写出题中各指令的寻址方式及各指令的MOVAL,10H[DI]
执行结果。
MOVSS,[DI+10H]
LEABX,[DI]+10H
LESCX,10H+[DI]
3．已知DS=2000H，欲将2000H:
7348H与2000H:
735AH的内容互换。
写出三个不同的程序段，分别用通用数据传送指令，交换指令及堆栈操作指令完成互换操作。
提示：
题中的已知条件可用CodeView的MF命令、R命令直接写入相应的内存单元或寄存器。
4．写出下面程序段中每一条指令的执行结果，以及各程序段所实现的操作。
（1）SGWS:
MOVAX,8514H
MOVBX,3692H
MOVCH,AH
SUBAL,BL
DAS
XCHGAL,CH
SBBAL,BH
DAS
MOVAH,AL
MOVAL,CH
（2）STMU:
MOVCX,7A8FH
MOVAX,6BC5H
MOVBX,1000H
MULBX
PUSHDX
PUSHAX
MOVAX,CX
MULBX
POPCX
MOV[3000H],CX
POPCX
ADDAX,CX
MOV[3002H],AX
ADCDX,00H
MOV[3004H],DX
六．预习要求
1．熟悉CodeView调试环境和常用的调试命令。
2．预习报告：
①CPU内部寄存器的名称及其作用。
②各种寻址方式，指令代码的分段结构。
③数据传送指令。
④分析上机调试习题4的程序，说明每一段程序的算法及所实现的操作。
按实验报告要求，设计调试方案。
七．实验报告
1．分析上机调试习题1中每一条指令的字段结构与寻址方式。
例如：
89D0MOVAX，DX
1000100111010000源寄存器寻址
DWMODRR/M
字源目的目的寄存器寻址
2．分析上机调试习题2中每一条指令应该完成的操作及实际结果。
例如：
MOVAX,2000
指令操作：
立即数送入AX
执行结果：
AX=2000
3．上机调试习题3的主要内容。
①程序采用的主要算法。
②程序框图及源程序清单。
③主要调试步骤、程序功能测试方案和测试结果。
4．上机调试习题4第一个程序段
（1）填表
以下指令之后
AHALBHBLCHCLCF（标志）
SUBAL，BL
DAS
SBBAL，BH
DAS
MOVAL，CH
（2）能否省去XCHGAL,CH指令，直接用SBBCH,BH对两个高位字节相减？
（3）如果将SUBAL,BL换为SBBAL,BL，程序还应作哪些修改？
（4）能否直接用16位数相减指令？
为什么？
5．上机调试习题4第二个程序段
（1）讨论程序中进行的堆栈操作。
（2）画图表示本段程序执行后堆栈指针、堆栈区及有关存储区的内容。
实验二指令系统
[课内实验学时：
2学时]
一．实验目的
1．使用CodeView命令进行程序调试。
2．学习移位、转移、子程序调用与返回、堆栈操作指令。
3．学习状态标志与条件转移指令。
4．学习系统功能调用。
5．熟悉ASCII码表及振铃、回车、换行符的使用。
二．实验仪器及设备
1．一套MASM6.11宏汇编软件。
2．一台微型计算机。
三．实验内容
C:
\MASM611\BIN>CVexa2.exe调试EXA2.EXE程序
1．运行程序EXEA2.EXE，记录运行时的键操作与对应的屏幕显示。
2．从程序开始处运行至第一个09号系统功能调用后，记录显示的字符及DS：
0000开始的数据区的内容。
3．继续执行至第一个02号系统功能调用后，记录显示的字符。
思考：
为什么09号系统功能调用不能显示‘$’字符？
4．将001B处的指令改为MOVDL，07H，重复2、3步骤，记录程序执行情况。
5．继续执行至第一个01号系统功能调用后，键入8，记录AX的内容。
6．用T命令逐条跟踪，直至转移到0029处（MOVAH，01），记录每次比较所产生的Z标志与C标志，以及转移方向。
例如：
比较指令
Z
C
条件转移后的指令地址
：
002DCMPAL，24
NZ
NC
0031（不转移）
：
0031CMPAL，0D
NZ
NC
003A（转移）
...
7．分别键入‘X’，回车符，‘$’,重复6的步骤，并作记录。
8．继续运行程序至005B处，跟踪子程序调用、返回与堆栈操作指令，记录SP、IP及堆栈区的内容。
执行以下指令后
SP
IP
堆栈
1B40：
0059MOVAX，CX
：
CALL0069
0040
003E
005B
0069
1B3B：
3E5E00
：
0069PUSHBX
：
PUSHCX
：
PUSHDX
：
PUSHAX
：
006FCALL007A
：
0085CALL0091
：
00A0RET
：
008DCALL0091
：
00A0RET
：
0090RET
：
0072POPAX
：
0073CALL007A
：
0090RET
：
0075POPDX
：
POPCX
：
POPBX
：
RET
9．将00A1处子程序中输出的回车符改为换行符，从开始处运行程序，记录执行情况。
10．同上，将换行符改为回车符。
11．跟踪：
0080ROLDL，CL指令，记录DL和CL的变化情况。
四．EXA2.EXE程序的反汇编清单
1B40:
0000B8321BMOVAX,1B32
1B40:
00038ED8MOVDS,AX
1B40:
00058EC0MOVES,AX
1B40:
0007B83B1BMOVAX,1B3B
1B40:
000A8EDOMOVSS,AX
1B40:
000CBC4000MOVSP,0040
1B40:
000FBB0000MOVBX,0000
1B40:
0012B409MOVAH,09
1B40:
0014BA0000MOVDX,0000
1B40:
0017CD21INT21
1B40:
0019B402MOVAH,02
1B40:
001BB224MOVDL,24
1B40:
001DCD21INT21
1B40:
001FE87F00CALL00A1
1B40:
0022BE3700MOVSI,0037
1B40:
002533C9XORCX,CX
1B40:
002733DBXORBX,BX
1B40:
0029B401MOVAH,01
1B40:
002BCD21INT21
1B40:
002D3C24CMPAL,24
1B40:
002F7419JZ004A
1B40:
00313C0DCMPAL,0D
1B40:
00337505JNZ003A
1B40:
0035E86900CALL00A1
1B40:
0038EBEFJMP0029
1B40:
003A3C30CMPAL,30
1B40:
003C7204JB0042
1B40:
003E3C39CMPAL,39
1B40:
00407603JBE0045
1B40:
004241INCCX
1B40:
0043EBE4JMP0029
1B40:
004588OOMOV[BX+SI],AL
1B40:
004743INCBX
1B40:
0048EBDFJMP0029
1B40:
004AE85400CALL00A1
1B40:
004DC60024MOVBYTEPTR[BX+SI],24
1B40:
00508BD6MOVDX,SI
1B40:
0052B409MOVAH,09
1B40:
0054CD21INT21
1B40:
0056E84800CALL00A1
1B40:
00598BC1MOVAX,CX
1B40:
005BE80B00CALL0069
1B40:
005EB402MOVAH,02
1B40:
0060B248MOVDL,48
1B40:
0062CD21INT21
1B40:
0064B8004CMOVAX,4C00
1B40:
0067CD21INT21
1B40:
006953PUSHBX
1B40:
006A51PUSHCX
1B40:
006B52PUSHDX
1B40:
006C50PUSHAX
1B40:
006D8AC4MOVAL,AH
1B40:
006FE80800CALL007A
1B40:
007258POPAX
1B40:
0073E80400CALL007A
1B40:
00765APOPDX
1B40:
007759POPCX
1B40:
00785BPOPBX
1B40:
0079C3RET
1B40:
007A8AD8MOVBL,AL
1B40:
007C8AD3MOVDL,BL
1B40:
007EB104MOVCL,04
1B40:
0080D2C2ROLDL,CL
1B40:
008280E20FANDDL,0F
1B40:
0085E80900CALL0091
1B40:
00888AD3MOVDL,BL
1B40:
008A80E20FANDDL,0F
1B40:
008DE80100CALL0091
1B40:
0090C3RET
1B40:
009180C230ADDDL,30
1B40:
009480FA3ACMPDL,3A
1B40:
00977203JB009C
1B40:
009980C227ADDDL,27
1B40:
009CB402MOVAH,02
1B40:
009ECD21INT21
1B40:
00A0C3RET
1B40:
00A1B402MOVAH,02
1B40:
00A3B20DMOVDL,0D
1B40
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