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微机原理实验指导书

微型计算机原理与应用

实验指导书

上海大学通信学院

2010年4月

PC微机原理实验一

一、目的：

掌握PC机DEBUG调试程序有关命令的操作及8086各类指令的

功能。

二、要求：

在PC机上完成下列程序的调试运行，并写出运行结果。

1．DEBUG的基本操作：

（详细内容请参阅教材“程序的调试，P173”和“附录F调试程序DEUBG的使用，P499”）

（1）从WINDOWS进入DOS之后，输入命令启动DEBUG：

C：

>DEBUG回车

（2）输入R命令，查看和记录CPU各个寄存器的内容：

-R回车

看到什么？

（3）输入A命令，汇编下面的字符“WINDOWS”显示程序：

-A　100；从偏移地址是0100H处开始写指令

MOVAH，２

MOVDL,57；57H是“W”的ASCII码

INT21；INT21是DOS功能调用，AH=2代表2号功能

；这3句合起来的功能是：

显示DL中的字符

MOVDL,49

INT21

MOVDL,4E

INT21

MOVDL,44

INT21

MOVDL,4F

INT21

MOVDL,57

INT21

MOVDL,53

INT21

INT3；功能是产生一个断点，不要省略

（4）输入U命令反汇编上面的程序：

-U100

问：

这里100代表什么？

（5）输入G命令连续运行上面的程序，记录运行结果：

-G=100

（6）输入E命令把上面程序中的数据57，49，4E，44，4F，57，53依次分别改为57，

45，4C，43，4F，4D，45：

-E103回车（以下同）

-E107

-E10B

-E10F

-E113

-E117

-E11B

（7）输入D命令查看程序机器码的存放情况：

-D10011E；看从100开始到11E的机器码

（8）输入G命令再连续运行程序，并记录运行结果：

-G=100

（9）依次输入下面的T命令（单步执行）和G命令（设置断点并启动运行），记录各

命令的运行结果：

-T=100回车

-G=100106回车

-G=10010A回车

-G=10010E回车

-G=10011E回车

注意：

下面第2—第8段程序是7个实用的小程序，若不小心打错指令，可以这样修改：

例如：

CS：

0100B300MOVBL,0

010253PUSHBX

0103B220LP1:

MOVDL,20

要修改“PUSHBX”，因为这条指令的IP是0102，所以按以下操作：

-A0102回车，然后把正确的指令打入，“-A”是汇编指令。

如果要查看0100以后的指令及相应的机器代码，可以

-U0100回车，能够看到CS：

0100开始的指令及相应的机器代码。

“-U”是反汇编

若发现有误用，用“-AXXXX回车”，重打这条指令即可

2．编制一个能在CRT上连续显示A，B，C，D······Z大写英文字符的源程序，并在源程序下汇编调试机运行。

参考源程序（DEBUG调试环境中，源程序的十六进制数后面不写H）：

CS：

0100B300MOVBL,0

010253PUSHBX

0103B220LP1:

MOVDL,20

0105B402MOVAH,02

0107CD21INT21

01095BPOPBX

010A88D8MOVAL,BL

010CFEC0INCAL

010E3C1BCMPAL,1B

01107502JNZLP2（0114）；不能写LP2，应写0114

0112B001MOVAL,01

011488C3LP2:

MOVBL,AL

011653PUSHBX；

01170440ADDAL,40

011988C2MOVDL,AL

011BB402MOVAH,02

011DCD21INT21

011FB9FFFFMOVCX,FFFF

012249DL:

DECCX

012375FDJNZDL（0122）；不能写DL，应写0122

0125EBDCJMPLP1（0103）；

按CTRL+C，可中止程序运行。

运行正确后，改写程序为0，1，2，3，4，5，7，8，9的循环显示。

3．编制一个3字节压缩BCD加法源程序

若要实现123456+456789，根据低地址放低字节，高地址放高字节原则，请用E命令在DS：

1000-1002单元正确存放被加数123456，在DS：

1010-1012单元正确存放加数456789。

参考程序如下：

CS：

0200BE0010MOVSI,1000

0203BF1010MOVDI,1010

0206BB2010MOVBX,1020

0209B103MOVCL,3

020BB500MOVCH,0

020DF8CLC

020E8A04MAD:

MOVAL,[SI]

02101205ADCAL,[DI]

021227DAA

02138807MOV[BX],AL

021546INCSI

021647INCDI

021743INCBX

0218E2F4LOOPMAD（020E）

021AF4HLT

运行结果：

[1020]=______[1021]=______[1022]=______SI=______DI=______BX=_____

相加后结果是：

_________________

F标志：

O=______S=______Z=______A=______P=______C=______

注意：

按CRT的实际显示填写。

（参考书P502）

思考：

DAA的作用，如果没有DAA结果会如何？

4．一字节十六进制数转换为ASCII码（只考虑大写字母）

用E命令在DS：

1000单元中存放十六进制数5A

调试运行下面程序：

CS：

03008D360010LEASI,[1000]

03048D3E2010LEADI,[1020]

03088A04MOVAL,[SI]

030A240FMOVBL,AL

030C240FANDAL,0F

030EE80E00CALLCHANG（031F）

031180E30ANDBL,F0

0314B90400MOVCX,4

0317D2EBSHRBL,CL

031988D8MOVAL,BL

031BE80100CALLCHANG（031F）

031EF4HLT

031F3C09CHANG:

CMPAL,09

03217602JBEAD30（0325）

03230407ADDAL,07

03250430AD30:

ADDAL,30

03278805MOV[DI],AL

032947INCDI

032AC3RET

运行结果：

[1020]=______[1021]=______

思考：

NOP是空操作指令，若在ADDAL,07后面，加一条NOP，结果会如何？

5、搜索字符串结束标志，统计搜索的字符个数

用E命令在DS:

1000开始的单元中存放若干个ASCII字符，如：

30，31，32……39，0D。

（0D作为字符串结束标志），

调试运行下面程序

CS:

01008D3E0010LEADI,[1000]

0104B200MOVDL,0

0106B00DMOVAL,0D

0108AEAGAIN:

SCASB；书P150，AL减去[DI]，INCDI01097404JEDONE（010F）

010BFEC2INCDL

010DEBF9JMPAGAIN（0108）

010F8D1E2010DONE:

LEABX,[1020]

01138817MOV[BX],DL

0115F4HLT

运行结果：

搜索的字符个数存放在___________单元，该单元的值是___________

AL=__________BX=__________DL=__________

思考：

把SCASB换成通用指令，如何改？

6、编制一个将N个带符号的正、负数分开的源程序。

设N=10，用E命令在DS：

1000-1009单元存放10个数（1字节）：

01，02，03，04，06，FF，80，81，06，07

将该数据块正、负数分开，正数放在1010为首地址的单元中，负数放在1020为首地址的单元中。

参考程序：

CS:

0300BE0010MOVSI,1000

0303BF1010MOVDI,1010

0306BB2010MOVBX,1020

0309B90A00MOVCX,000A

030CACG1:

LODSB；书P150，[SI]送给AL；INCSI

020DA880TESTAL,80

030F7503JNZMINUS（0314）

0311AASTOSB；书P150，AL送给[DI]；INCDI

0312EB05JMPAGAIN（0319）

0314887DFMINUS:

XCHGBX,DI

0316AASTOSB

031787DFXCHGBX,DI

031949AGAIN:

DECCX

030A75F0JNZG1（030C）

031CF4HLT

运行结果：

[1010]=_______[1011]=______[1012]=______[1013]=_____[1014]=_____

[1015]=_______[1016]=______[1020]=______[1021]=_____[1022]=_____

思考：

二条XCHG作用是什么？

如果不用STOSB（功能见书P150），程序能更简洁吗？

7、编制一个将N个ASCII字符进行偶校验的源程序。

设N=8，用E命令在DS：

1000—1007单元放8个ASCII字符

31，32，33，34，41，42，43，44

参考程序：

CS:

04008D360010LEASI,[1000]

04048D1E1010LEABX,[1010]

0408B90800MOVCX,8

040BACAGAIN:

LODSB

040C20C0ANDAL,AL

040E7A07JPENEXT（0417）

04100C80ORAL,80

04128807MOV[BX],AL

041443INCBX

0415EB03JMPLP1（041A）

04178807NEXT:

MOV[BX],AL

041943INCBX

041A49LP1:

DECCX

041B75EEJNZAGAIN（040B）

041DF4HLT

运行结果：

1000—1007单元内容：

___________________________________________

1010—1017单元内容：

___________________________________________

改上述程序进行奇校验，写出运行结果：

1000—1007单元内容：

___________________________________________

1010—1017单元内容：

___________________________________________

8、找出无序的有符号数中的最小值和最大值

用E命令在DS：

1000—100A中存放11个数：

0A，80，84，82，83，81，01，02，05，04，03，其中0A为数列的个数。

调试运行下面程序：

CS:

02008D1E0010LEABX,[1000]

02048D361010LEASI,[1010]

02088D3E2010LEADI,[1020]

020CB500MOVCH,0

020E8A0FMOVCL,[BX]

021049DECCX,

021143INCBX

02128A07MOVAL,[BX]

02148804MOV[SI],AL

02168805MOV[DI],AL

021843INCBX

02198A07AGAIN:

MOVAL,[BX]

021B3A04CMPAL,[SI]

021D740CJENEXT（022B）

021F7F04JGGET（0225）

02218804MOV[SI],AL

0223EB06JMPNEXT（022B）

02253A05GET:

CMPAL,[DI]

02277C02JLNEXT（022B）

02298805MOV[DI],AL

022B43NEXT:

INCBX

022C49DECCX

022D75EAJNZAGAIN（0219）

022FF4HLT

运行结果：

[1010]=____________[1020]=____________

若求无符号数中的最小值和最大值，请修改并调试运行程序。

PC微机原理实验二

一、目的：

掌握8088汇编语言程序的编辑、宏汇编、连接及运行的操作步骤，进一步掌握编制源程序的格式，了解编辑程序EDIT、宏汇编MASM、联机程序LINK的功能，熟悉具有扩展名.ASM、.OBJ、.LST、.EXE等文件查询。

二、要求：

在DOS环境下，用EDIT文件编辑***.ASM源程序并存盘，用MASM文件汇编无误，用LINK文件连接无误，然后在DOS下运行***.EXE文件，用DEBUG文件检查运行结果。

最后写出程序运行结果。

运行以下程序（）后，检测结果是否按从小到大的次序（ASCII码值）。

排序算法可以参考教科书P114例4.3.10。

显示一串字符可以参考教科书P146例4.3.19。

例如要显示BUF1中的字符，可以这样写：

MOVDX,OFFSETBUF1

MOVAH,9

INT21H；（AH）=9显示一串字符，首地址：

DS：

DX（书P146）

源程序如下：

NAME:

STACKSEGMENTSTACK

DW256DUP（?

）

TOPLABELWORD

STACKENDS

DATASEGMENT

BUF1DB43H，47H，46H，41H，42H，30H，31H，32H，33H，34H，’$’

BUF2DB0DH，0AH，’$’；使光标回车换行（参书P147）

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS,CODE,DS:

DATA,SS:

STACK

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVAX,STACK

MOVSS,AX

MOVSP,OFFSETTOP；前几句几乎是固定格式

MOVDX,OFFSETBUF1

MOVAH,9

INT21H;显示BUF1中未排序的原始数据

MOVDX,OFFSETBUF2

MOVAH,9

INT21H;使光标回车换行（参考书P147）

MOVCX,10；因为BUF1是10个字节

；下面是排序算法的主体部分

MOVSI,CX;SI指向DATBUF最后一单元加1

MOVBL,0FFH;BL中置标志0FFH

LOOPA:

CMPBL,0FFH;（BL）不为0FFH则转DONE

JNZDONE

MOVBL,00

DECCX;外循环修正CX

JZDONE

PUSHSI;SI,CX---堆栈

PUSHCX;

LOOPB:

DECSI;内循环修正指针

MOVAL,[SI]

CMPAL,[SI-1]

JAELA

XCHGAL,[SI-1]

MOV[SI],AL

MOVBL,0FFH

LA:

LOOPLOOPB

POPCX

POPSI

JMPLOOPA

DONE:

MOVDX,OFFSETBUF1；

MOVAH,9；

INT21H;显示BUF1中已经排序的有序数据

MOVCX,LENGTHDATBUF

;-----------------------------------------------------------

MOVAH,4CH

INT21H;返回DOS

;---------------------------------------------------------

CODEENDS

ENDSTART

思考：

（1）如果要求程序执行后，显示

Pleaseenterstring:

142AFC7回车；（当场输入原始数据）

1247ACF；（排序后的结果）

该如何修改程序？

（2）实验一的第3题“编制一个3字节压缩BCD加法源程序”改写成标准汇编

例如，至少写成这样：

A+B=C

INPUTA=；输入被加数

INPUTB=；输入加数

RESULT=；计算的和

提示：

显示程序可以参考书P146

PC微机原理实验三

（PC机发声程序）

一.目的：

了解8254定时器、8255可编程外围接口芯片的工作原理，掌握对这些芯片的编程方法

二.要求：

根据参考例子，自己编写一个简单的曲子。

注：

可以参考书P400“扬声器驱动原理逻辑图”

PC机上的大多数输入／输出（I／O）都是由8255可编程序外围接口芯片管理的。

它包括三个8位寄存器，两个用于输入功能，一个用于输出功能。

输入寄存器分配的I／O端口号为60H和62H，输出寄存器分配的I／O端口号为61H。

输出寄存器中的两位来选择扬声器的驱动方式，当输出寄存器（I／O端口61H）的第0位为l时，控制8254定时器来驱动扬声器，当第l位为l时，扬声器的门电路接通，并一直保持到位1变为0时关闭。

连接到扬声器上的是8254的2号定时器，它实际上是一个振荡电路，此电路向扬声器发送指定频率的脉冲，当输出端口61H控制扬声器为接通状态时，就发出了一定频率的声音。

PC机内的R0MBIOS中有个BEEP子程序，它能根据BL中给出的时间计数值控制8254定时器，产生持续时间为1个或几个0．5秒，频率为896Hz的声音，这个子程序的用途是当“加电自测"系统发现硬件错误后，由ERROR—BEEP处理程序调用BEEP子程序，使扬声器发出“嘟嘟’’的信号。

BL中的时间计数值由ERROR—BEEP程序设置为533H，BEEP子程序将此计数值送给8254的定时器2来产生896Hz的声音，然后BEEP又将AL的第0位和第l位置1，并把AL的值送到8255的输出寄存器（1／O端口61H），使扬声器接通发出声音。

实际上BEEP是一个很好的通用发声程序，我们可以利用并修改BEEP，使其产生任一频

率的声音。

为此我们需要做两点修改，首先，BEEP程序只能产生896Hz的声音，我们的通用发声程序应能产生任一频率的声音。

其次,BEEP产生声音的持续时间（音长）只能是0．5秒的倍数，我们希望声音的持续时间易于调整，例如可以是l0ms的倍数。

我们知道BEEP是将计数值533H送给定时器2产生896Hz的声音的，那么产生其它频率

声音的时间计数值应为：

．

533H×896÷给定频率=l23280H÷给定频率

假定发声的频率存放在D1寄存器中，下面的指令在AX中得到送往定时器．2的计数值：

MOVDX，l2H

MOVAX，533H*896

DⅣDI

10ms的延迟时间可以简单地通过执行循环指令取得：

WAIT：

MOVCX．2801

DELAY：

LOOPDELAY

注意：

这个时间是在老的8086上运行的时间，现代“奔腾”要快得多，必须调整！

如果要产生与l0ms成倍数的延迟时间，可在BX寄存器中放入倍数。

例如要产生l秒的持续

时间，则在BX中放入100，以控制LOOP指令执行100×2801次，也就是10ms的100倍。

指令

如下：

MOVBX，100

WAIT：

MOVCX，2801

DELAY：

LOOPDELAY

DECBX

JNZWAIT

这样我们就能在修改后的BEEP程序的基础上编写一个任一频率（由Dl指定）和任一持续时

间（由CX和BX指定）的通用发声程序。

它包括三个步骤：

1．在2号定时器中的43端口送一个特定的数OB6H（101101lOB），此数对定时器的方式寄存器进行初始化，使定时器2准备接收计时常数。

2．在2号定时器中的42H端口装入一个l6位的计时常数（5