微机课设计算机波形显示软件设计.docx

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微机课设计算机波形显示软件设计

摘要

运用微机课程中的相关知识，设计一个可以实现波形显示的软件。

通过键盘输入特定的参数来实现波形的变换及相位的调整。

设计波形中利用笛卡尔坐标和屏幕像素完成波形绘制，实验中，利用插标法产生正弦波，绘制一张正弦数字量表。

运用基本程序设计方法、DOS和BIOS调用,宏汇编的基本概念和方法，通过上机操作和程序调试技术，进行软件设计。

可以通过调用DOC中断，int21h处理输入输出信息，同时还通过BIOS中断int10h设置输出字符的起始位置。

关键词：

像素,宏汇编，DOC,BIOS

计算机波形显示软件设计

1总体设计

1.1总体设计思路

本实验中波形的实现主要是运用查表法，即根据要实现的波形制作一张数字量表，在此次实验中，我计划实现正弦波、方波、和扫描波，也就要制作三个表格。

本次实验中每个波形的一周期内包含一百二十八个像素点。

波形曲线可以看成一个函数，屏幕是由一个个像素点组成，它可以看成一个笛卡尔坐标系，曲线的每一个点对应着一个横坐标，对应着一个纵坐标（函数值），不同的曲线有不同的函数，只要找到曲线上点的坐标（函数值）就可以绘制出不同的曲线，所以，问题的关键就在于如何获得并显示出不同波形曲线的函数值。

1.2程序流程图

程序从初始化开始，首先让指针指向提示信息一，即在屏幕上显示：

'1sin;2cos;3scanning;4clear;E/eexit;right/leftchangephase;0ah,0dh,'$';按键提示菜单

当有键按下后，如果键是1，则转向执行产生正弦波的程序；

如果键不是1，则看键是否为2。

如果键是2，则转向执行产生方波的程序；

如果键也不是2，则看是否为3。

如果是3，则转向执行扫描波的程序；

如果也不是3，则看是否为4。

如果是4，则转向执行清屏的程序；如果也不是4，则看是否是e或者E。

如果是e或者E，则转向执行结束程序。

以正弦波为例，当程序判断为按键1时，继续判断是否为“→”，“←”，若为是则执行右移，左移。

其他波形同正弦波，

Y

N

Y

N

Y

N

Y

N

Y

N

Y

N

N

Y图1-2程序流程图

2程序设计与实现

2.1初始条件

1.用于调试程序的IBM兼容PC机一台；

2.安装DOS/WIN98操作系统或运行于DOS/WIN98兼容方式；

3.EDIT等文本编辑器输入80x86汇编程序，MASM5.0编译及链接程序。

2.2设置屏幕显示方式

IBM-PC的标准显示适配器，一种是彩色/图形适配器EGA和VGA，，它能以文本和图形两种方式工作。

另一种是单色显示，它只能显示黑白字母、数字、符号和菱形等简单的图形字符，它是以文本方式工作的。

在彩色/图形适配器中把屏幕分成M*N个点阵，每个坐标上的图像元素就是一个像素。

调用方式如下：

入口参数：

AH=0（功能号），AL=设置方式。

部分显示设置方式调用参数如表2-1。

出口参数：

无。

表2-1部分显示设置方式表

调用参数AL

显示方式

00H

40*25黑白字符方式

01H

40*25彩色字符方式

02H

80*25黑白字符方式

03H

80*25彩色字符方式

04H

320*200彩色图形方式

11H

640*480单色图形

12H

640*48016色图形

本设计中选用04号功能，设置屏幕分辨率为320*200，彩色图形方式，字符分辨率为80*25。

其中屏幕的最左上角坐标为（0,0）。

程序模块如下：

;设置屏幕显示方式宏

SETSCREENMACRO;设置屏幕显示方式

MOVAH,0

MOVAL,04H;设置彩色4色，320*200,文本80*25

INT10H

ENDM

2.3输出文本信息

在程序设计中，文本提示信息的输出有着非常重要的作用。

汇编语言中，可以通过调用DOS中断，int21h处理输入和输出信息，同时还可以通过BIOS中断int10h设置输出字符的起始位置。

设置输出字符的起始位置模块如下：

MOVAH,2;用文本坐标下设置光标位置

MOVDH,X;第一个字符输出的行坐标

MOVDL,Y;第一个字符输出的列坐标

INT10H

显示字符串需要调用int21h中断的09号功能。

程序模块如下：

;设置输出宏，带参数

OUTPUTMACROMESS;输出宏

MOVAH,2

MOVDH,22;行坐标0-25

MOVDL,1;列坐标0-80

INT10H;设置标题开始位置80*25

MOVDX,OFFSETMESS

MOVAH,9

INT21H

ENDM

宏执行完成后，将在22行第一列开始输出变量mess的字符串。

2.4键盘处理子程序

键盘处理使用BIOS或者DOS键盘中断，BIOS中断INT16H,本程序中使用DOS键盘中断，调用如下：

MOVAH,0CH;清除键盘缓冲区

MOVAH,7;等待从键盘输入一个字符，不回显

INT21H

MOVBX,128

2.5绘制图形

本设计选用的屏幕显示方式为320*200彩色图形方式，即横坐标有320个点，纵坐标有200个点，默认左上角为坐标原点（0,0）。

要画出波形曲线，则要每个横坐标都对应着一个纵坐标的值。

值不同绘制出的波形曲线也不同。

把不同的曲线纵坐标的值储存在表中，通过查表可以得到不同曲线。

每种曲线每周期取128个点，然后在屏幕上绘制出这些点，从而显示出相应的波形曲线。

屏幕上的图形是由多个像素点组成，所以各种曲线也由多个点组成。

在指定的坐标位置上写像素点的方式如下：

MOVAH,0CH

MOVAL,COLOR;像素点的颜色（0~3）

MOVCX,COL;列号

MOVDX,ROW;行号

INT10H

2.6绘制坐标系

由于屏幕默认的原点为左上角为（0,0），要在屏幕中间绘制曲线，所以在绘制前要进行坐标的变换，转化为笛卡尔坐标系，该子程序如下：

;绘制笛卡尔坐标系

DRAW_ZUOBIAOPROCNEAR;绘制笛卡尔坐标系

MOVCX,0

D_HENG:

MOVAH,0CH

MOVAL,01H;像素的颜色

MOVDL,100

INT10H

INCCX

CMPCX,320

JNED_HENG

MOVCX,0

MOVDL,0

2.7清屏过程

清屏程序的设计原理，是用背景色的像素点重新在全屏进行绘制。

CLEAR1:

MOVAH,0CH

MOVAL,00H;黑色重新刷屏

INT10H

INCCX

CMPCX,320

2.8绘制波形曲线

根据不同的按键值，绘制不同的波形曲线。

如：

DRAW_LINEPROCNEAR;画线过程,先绘制第一周期

PUSHSI

MOVAX,COL

ADDBX,AX

CALLD_LINE

POPSI

CALLDRAW_LINE1

2.9相位的改变

相位的改变原理是当左/右方向键之一按下时，将曲线绘制的起始点向左/右平移10个像素点，然后重新绘制。

改变相位，右方向键按下一次曲线右移10个像素点

KEY_RIGHTPROCNEAR;改变相位，右移10个像素点

MOVCX,COL

ADDCX,10

MOVCOL,CX

CMPTEMP,1

JZRIGHT1

CMPTEMP,2

JZRIGHT2

CMPTEMP,3

JZRIGHT3

RET

KEY_RIGHTENDP

3程序调试及结果

通过运行程序可实现正弦波，方波，扫描波，以及三种波形的相位改变。

调节时如重新回到初始页面，按数字键“4”，即可完成清屏指令并返回最初界面。

按e/E退出程序。

以下位移及幅值改变以正弦波为例。

按下数字‘1’，显示两个周期的正弦波形曲线3-1

图3-1正弦波形

按下方向键右，曲线向右移动，如图3-2

图3-2正弦波右移

按下方向键左，曲线向左移动，如图3-3

图3-3正弦波左移

按下数字‘2’，显示两个周期的方波形曲线,如图3-4

图3-4方波

按下数字‘3’，实现显示多个周期的扫描波形曲线；如图3-5

图3-5扫描波形

按下数字‘4’，实现显示清屏；如图3-6

图3-6清屏

按下E/e键，程序成功

4总结与体会

在实验前我计划，先实现两个波形的显示，并能实现左右移动。

然后加入第三个波形，并实现左右移动。

最终再实现三个波形的幅值调整（或者是上下移动）。

在整个编写、调试过程中状况频出。

比如在开始时，由于未设置兼容模式，导致程序无法运行，一直会弹出如下对话框。

在程序设计过程中还出现了很多问题，有些是由于粗心大意导致的，比如说是英文大小写不一样，符号不一致。

还有些是由于理论知识不足，比如在CALL指令，和跳转指令的运用上不是很熟练。

在整个程序的设计过程中，我最大的感慨就是要学会模块化设计程序，先绘制好流程图，再搞清楚每一个模块要实现的功能，以及怎样实现功能。

通过本次课程设计，学会了用汇编语言设计一个运行于计算机的显示波形的软件，软件应实现根据定义的数组或从键盘输入的数据串显示波形。

掌握了基本程序设计方法、DOS和BIOS调用,掌握了宏汇编的基本概念和方法，熟悉上机操作和程序调试技术，初步具备了软件设计的能力。

但在将计算机理论知识转化为计算机应用知识的同时，也发现了许多薄弱环节，还不能熟练用汇编语言编程，

这次的课程设计，从开始收集材料，再分析理解材料，最后编写、调试程序，一路走来充满艰辛，但更是成长与进步的过程。

希望此次的课程设计能够为以后的专业学习奠定良好的基础。

参考文献

[1]许骏.微型计算机系统原理及应用.广州：

华南理工大学出版社，1996.5

[2]宫云战.微型计算机原理与应用基础教程.北京：

机械工业出版社，1999.5

[3]荀殿栋.微处理器应用技术与实例.北京：

电子工业出版社，1997.11

[4]潘名莲.微计算机原理.北京：

电子工业出版社，2004.7

[5]李志民.计算机原理与汇编语言程序设计.长沙：

中南大学出版社，2001.8

附录1程序

SETSCREENMACRO;设置屏幕显示方式

MOVAH,0

MOVAL,04H;设置彩色4色，320*200,文本80*25

INT10H

ENDM

OUTPUTMACROMESS;输出宏

MOVAH,2

MOVDH,22;行坐标0-25

MOVDL,1;列坐标0-80

INT10H;设置标题开始位置80*25

MOVDX,OFFSETMESS

MOVAH,9

INT21H

ENDM

STACKYSEGMENT

DB250DUP（?

）

STACKYENDS

DATASEGMENT

MENUDB'1sin;2cos;3sanning;4clear;E/eexit;right/leftchangephase',0ah,0dh,'$';按键提示菜单

;正弦表

SINEDB100,98,96,94,92,90,88,86

DB84,82,81,79,77,75,74,72

DB71,69,68,66,65,64,63,62

DB61,61,60,59,59,59,58,58

DB58,58,58,59,59,59,60,61

DB61,62,63,64,65,66,68,69

DB71,72,74,75,77,79,81,82

DB84,86,88,90,92,94,96,98

DB100,102,104,106,108,110,112,114

DB116,118,119,121,123,125,126,128

DB129,131,132,134,135,136,137,138

DB139,139,140,141,141,141,142,142

DB142,142,142,141,141,141,140,139

DB139,138,137,136,135,134,132,131

DB129,128,126,125,123,121,119,118

DB116,114,112,110,108,106,104,102;方波表

COSINEDB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,58,58,58,58

DB58,58,58,58,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

DB142,142,142,142,142,142,142,142

SCANNINGDB116,115,114,113,112,111,110,109;扫描波表

DB108,107,106,105,104,103,102,101

DB100,99,98,97,96,95,94,93

DB92,91,90,89,88,87,86,85

DB116,115,114,113,112,111,110,109

DB108,107,106,105,104,103,102,101

DB100,99,98,97,96,95,94,93

DB92,91,90,89,88,87,86,85

DB116,115,114,113,112,111,110,109

DB108,107,106,105,104,103,102,101

DB100,99,98,97,96,95,94,93

DB92,91,90,89,88,87,86,85

DB116,115,114,113,112,111,110,109

DB108,107,106,105,104,103,102,101

DB100,99,98,97,96,95,94,93

DB92,91,90,89,88,87,86,85

TEMPDB?

;输出曲线类型1正弦2方波3扫描波

COLDW0;象素点行坐标

ROWDB0;象素点列坐标

COLOUR_TEMPDB0;象素点颜色变量

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMEDS:

DATA,CS:

CODE,SS:

STACKY

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

SETSCREEN;屏幕方式设置

OUTPUTMENU;输出提示信息

CALLDRAW_ZUOBIAO;绘制坐标轴

MOVCOLOUR_TEMP,02H;颜色紫色

;检测按键值

INKEY:

MOVAH,0CH;清除键盘缓冲区

MOVAH,7;等待从键盘输入一个字符，不回显

INT21H

MOVBX,128

CMPAL,'1';若为1，画正弦

JZPAN1

CMPAL,'2';若为2，画方波

JZPAN2;若为3，画扫描波

CMPAL,'3'

JZPAN3

CMPAL,'4';若为4，清屏

JNZINKEY4B

JMPCLEAR_SCREEN

JZINKEY

INKEY4B:

CMPAL,4BH;左键按下左移

JNZINKEY4D

JMPKEY_LEFT

INKEY4D:

CMPAL,4DH;右键按下右移

JNZINKEYE

JMPKEY_RIGHT

INKEYE:

CMPAL,'E';若为E或e，则退出

JNZINKEYE2

JMPQUIT

INKEYE2:

CMPAL,'e'

JNZINKEY

JMPQUIT

JMPINKEY;不断检测键盘键值

PAN1:

;画正弦

LEASI,SINE

MOVROW,0

MOVCOL,0

CALLDRAW_SINE

RET

PAN2:

;画方波

LEASI,COSINE

MOVROW,0

MOVCOL,0

CALLDRAW_COS

RET

PAN3:

LEASI,SCANNING;画扫描波

MOVROW,0

MOVCOL,0

CALLDRAW_SCANNING

RET

KEY_RIGHTPROCNEAR;改变相位，右移10个像素点

MOVCX,COL

ADDCX,10

MOVCOL,CX

CMPTEMP,1

JZRIGHT1

CMPTEMP,2

JZRIGHT2

CMPTEMP,3

JZRIGHT3

RET

KEY_RIGHTENDP

RIGHT1:

;波形重绘

LEASI,SINE

JZDRAW_SINE

RET

RIGHT2:

LEASI,COSINE

JZDRAW_COS

RET

RIGHT3:

LEASI,SCANNING

JZDRAW_SCANNING

RET

KEY_LEFTPROCNEAR;改变相位，左移动10个像素点

MOVCX,COL

SBBCX,10

MOVCOL,CX

CMPTEMP,1

JZLEFT1

CMPTEMP,2

JZLEFT2

CMPTEMP,3

JZLEFT3

RET

KEY_LEFTENDP

LEFT1:

LEASI,SINE

JZDRAW_SINE

RET

LEFT2:

LEASI,COSINE

JZDRAW_COS

RET

LEFT3:

LEASI,SCANNING

JZDRAW_SCANNING

RET

DRAW_SINEPROCNEAR;画正弦过程

CALLCLEAR_SCREEN

MOVCX,COL

MOVTEMP,1

CALLDRAW_LINE

RET

DRAW_SINEENDP

DRAW_COSPROCNEAR;画方波过程

CALLCLEAR_SCREEN

MOVCX,COL

MOVTEMP,2

CALLDRAW_LINE

RET

DRAW_COSENDP

DRAW_SCANNINGPROCNEAR;画扫描波过程

CALLCLEAR_SCREEN

MOVCX,COL

MOVTEMP,3

CALLDRAW_LINE

RET

DRAW_SCANNINGENDP

DRAW_LINEPROCNEAR;画线过程,先绘制第一周期

PUSHSI

MOVAX,COL

ADDBX,AX

CALLD_LINE

POPSI

CALLDRAW_LINE1

D_LINE:

MOVAH,0CH

MOVAL,COLOUR_TEMP;像素的颜色

MOVDL,[SI]

INT10H

INCSI

INCCX

CMPCX,BX

JLD_LINE

RET

DRAW_LINEENDP

DRAW_LINE1PROCNEAR;绘制第二周期

MOVCX,BX

ADDBX,128

CALLD_LINE1

CALLINKEY

D_LINE1:

MOVAH,0CH

MOVAL,COLOUR_TEMP;像素的颜色

MOVDL,[SI]

INT10H

INCSI

INCCX

CMPCX,BX

JLD_LINE1

RET

DRAW_LINE1ENDP

DRAW_ZUOBIAOPROCNEAR;绘制笛卡尔坐标系

MOVCX,0

D_HENG:

MOVAH,0CH

MOVAL,01H;像素的颜色

MOVDL,100

INT10H

INCCX

CMPCX,320

JNED_HENG

MOVCX,0

MOVDL,0

D_ZONG:

MOVAH,0CH

MOVAL,01H;像素的颜色

INT10H

INCDL

CMPDL,200

JNED_ZONG

MOVCX,320

MOVDL,100

HENG_J1:

;绘制横轴箭头上

MOVAH,0CH

MOVAL,01H;像素的颜色

INT10H

SUBCX,2

SUBDL,1

CMPCX,300

JNEHENG_J1

MOVCX,320

MOVDL,100

HENG_J2:

;绘制横轴箭头

MOVAH,0CH

MOVAL,01H;像素的颜色

INT10H

SUBCX,2

ADDDL,1

CMPCX,300

JNEHENG_J2

RET

DRAW_ZUOBIAOENDP

CLEAR_SCREENPROCNEAR;清屏过程

MOVCX,0

MOVDL,0

PUSHAX

CLEAR1:

MOVAH,0CH

MOVAL,00H;黑色重新刷屏

INT10H

INCCX

CMPCX,320

JNECLEAR1

MOVCX,0

INCDL

CMPDL,200

JNECLEAR1

CALLDRAW_ZUOBIAO

POPAX

RET

CLEAR_SCREENENDP

QUIT:

;退出

MOVAH,4CH;结束

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

本科生课程设计成绩评定表

姓名

性别

男

专业、班级

课程设计题目：

计算机波