北科大微机实验报告.doc

微机原理实验微机原理 实验报告 班级： 学号： 姓名： 2013年6月目 录 第一部分 上机实验 实验一 显示程序实验.1 实验二 数据传送实验 .3 实验三 数码转换程序实验 .5 实验四 运算类程序实验.14 实验五 分支程序设计实验 .17 第二部分 接口实验 实验一 简单I/O口扩展验.1 实验二 存储器读写实验 .3 实验三 8255并行口实验 .14 实验四 8253定时器/计数器实验.19 第一部分上机实验- 32 -实验一 显示程序实验1、 实验目的 1. 掌握在PC机上以十六进制形式显示数据的方法； 2. 掌握部分DOS 功能调用使用方法； 3. 熟悉Tddebug 调试环境和Turbo Debugger 的使用。二、实验内容 一般来说，程序需要显示输出提示运行的状况和结果，有的还需要将数据区中的内容显示在屏幕上。本实验要求将指定数据区的数据以十六进制数形式显示在屏幕上，并通过DOS 功能调用完成一些提示信息的显示。实验中可使用DOS 功能调用（INT 21H ）。 (1) 显示单个字符输出 入口：AH=02H 调用参数：DL= 输出字符 (2) 显示字符串 入口：AH=09H 调用参数：DS:DX=串地址，$为结束字符 (3) 键盘输入并回显 入口：AH=01H 返回参数：AL= 输出字符 (4) 返回DOS 系统 入口：AH=4CH 调用参数：AL= 返回码3、 实验设备PC微机一台四、实验代码DATA SEGMENT MES DB Show a as hex:, 0AH,0DH,$ SD DB a DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV DX, OFFSET MES MOV AH, 09H INT 21H MOV DI, OFFSET SD MOV AL, DS:DI AND AL, 0F0H SHR AL,4 CMP AL, 0AHJB C2 ADD AL, 07H C2: ADD AL, 30H MOV DL, AL MOV AH, 02H INT 21H MOV AL, DS:DI AND AL, 0FH CMP AL, 0AH JB C3 ADD AL, 07H C3: ADD AL, 30H MOV DL, AL MOV AH, 02H INT 21H MOV AX, 4C00H INT 21H CODE ENDS END START 五、运行结果实验二 数据传送实验 一、实验目的 1. 熟悉Tddebug调试环境和Turbo Debugger的使用； 2. 掌握与数据有关的不同寻址方式。 二、实验所用设备 PC微机一台。 三、实验内容 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。 参考实验程序： DDATA SEGMENT ;定义源数据段 MSR DB ONE WORLD ONE DREAM!$ LEN EQU $- MSR; 源字符串的字节数，作为循环次数DDATA ENDS EXDA SEGMENT ;定义附加数据段 MSD DBLEN DUP(?) EXDA ENDS MYSTACK SEGMENT STACK ;定义堆栈段 DW 20 DUP(?) MYSTACK ENDS CODE SEGMENT ;定义代码段 ASSUME CS:CODE, DS:DDATA, ES:EXDA START: MOV AX, DDATA MOV DS, AX ;装载数据段寄存器 MOV AX, EXDA MOV ES,AX ;装载附加数据段寄存器 MOV SI, OFFSET MSR ;设置SI （源传地址指针）MOV DI, OFFSET MSD ;设置DI（目的传地址指针）MOV CX, LEN; 源字符串的字节数，作为循环次NEXT: MOV AL, SI ;开始传输数据, 以字节为单位，源串给目的串MOV ES:DI, AL; 要有段超越形式INC SI INC DI DEC CX JNZ NEXT PUSH ES; 将附加段寄存器的段值赋给数据段寄存器POP DS ; 9号调用必用DS:DX的首地址形式，所以一定给DS、DX赋值MOV DX, OFFSET MSD; 而要显示的内容在附加段中MOV AH, 9 INT 21H MOV AX, 4C00H ;利用DOS功能调用返回DOS状态 INT 21H CODE ENDSEND START将程序主体部分的寄存器间接寻址方式改为相对寻址方式，则如下所示： MOV BX, 0 MOV CX, LEN NEXT: MOV AL, MSRBX MOV ES:MSDBX, AL INC BX LOOP NEXT 四、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； 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，观察调试过程中，数据传输指令执行后，各寄存器及数据区的内容； 5. 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 五、实验运行结果 实验三 数码转换程序实验 一、实验目的 掌握不同进制数及编码相互转换的程序设计方法。 二、实验所用设备 PC微机一台。 三、实验内容 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用二进制数进行计算或其它信息处理，处理结果的输出又必须依照外设的要求变为ASCII码、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3-1所示，数码对应关系如表3-1所示。 图3-1 计算机与外设间的数码转换关系 1将ASCII码表示的十进制数转换为二进制数 十进制数可以表示为：Dn10n+Dn-110n-1+D0100 =Di10i 其中Di代表十进制数1、2、39、0。 上式可以转换为： Di10i=(Dn10+Dn-1)10)+Dn-2)10+D1)10+D0 由上式可归纳十进制数转换为二进制的方法：从十进制数的最高位Dn开始作乘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五位十进制数00012的ASCII码转换成二进制数，并将转换结果按位显示在屏幕上。转换过程的参考流程如图3-2所示。 表3-1 数码转换对应关系 2将十进制数的ASCII码转换为BCD码 本实验要求将键盘输入的一个五位十进制数54321的ASCII码存放入数据区中，转换为 BCD 码后，并将转换结果按位分别显示于屏幕上。若输入的不是十进制数的ASCII码，则输出“FF”。提示：一字节ASCII码取其低四位即变为BCD码。转换部分的实验流程参见3-3。 3将十六进制数的ASCII码转换为十进制数 十六位二进制数的值域为0-65535，最大可转换为五位十进制数。五位十进制数可表示为： ND=D4104+D3103+D2102+D110+D0 因此，将十六位二进制数转换为五位ASCII码表示的十进制数，就是求D1-D4，并将它们转化为ASCII码。 图3-2 十进制ASCII转换为 二进制数参考流程 图3-3 十进制ASCII转换为 BCD码参考流程 本实验要求将缓冲区中存放的000CH的ASCII码转换成十进制数，并将转换结果显示在屏幕上。转换部分的实验流程参见图3-4。 4BCD码转换为二进制码 本实验要求将四个二位十进制数的BCD码存放在某一内存单元中，转换出的二进制数码存入其后的内存单元中，转换结束，送屏幕显示。转换部分的实验流程参见3-5。 四、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； 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，观察调试过程中，数据传输指令执行后，各寄存器及数据区的内容； 5. 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 五、实验代码 1将ASCII码表示的十进制数转换为二进制数 DATA SEGMENT MSR DB 00012 LEN EQU $-MSR DATA ENDS CODE SEGMENT ; ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV SI,OFFSET MSR MOV CX,LEN-1 MOV AL,DS:SI MOV AH,0 SUB AX,30H A1: MOV BX,0AH MUL BX INC SI MOV DL,DS:SI MOV DH,0 SUB DX,30H ADD AX,DX DEC CX JNZ A1 MOV CL,16 MOV BX,AX A2: ROL BX,1 MOV DL,BL AND DL,01H ADD DL,30H MOV AH,2H INT 21H DEC CL JNZ A2 MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDS END START2将十进制数的ASCII码转换为BCD码DATA SEGMENT STRING DB INPUT:,$ STRING1 DB OUTPUT:,$ MSR DB 6,?,6 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX LEA DX,STRING MOV AH,09H INT 21H MOV DX,OFFSET MSR MOV AH,0AH INT 21H MOV DL,0AH MOV AH, 02H INT 21H MOV DL,0DH MOV AH, 02H INT 21H LEA DX,STRING1 MOV AH,09H INT 21H MOV CL,MSR+1 MOV SI,0002H MOV BX,OFFSET MSR A1: MOV AL,BX+SI CMP AL,40H JNC B1 SUB AL,30H MOV CH,0 PUSH CX MOV CL,4 MOV DH,AL SHL DH,CL A2: ROL DH,1 MOV DL,DH AND DL,01H ADD DL,30H MOV AH,02H INT 21H DEC CL JNZ A2 POP CX INC SI DEC CL JNZ A1 B1: JZ B2 MOV DL,46H MOV AH,02H INT 21H INC SI DEC CL JNZ A1 B2: MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDS END START3将十六进制数的ASCII码转换为十进制数 DATA SEGMENT MSR DW 000CH MDR DB 5 DUP(?),$ DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV BX,OFFSET MDR MOV SI,5 MOV AX,MSR A1: DEC SI MOV DX,0 MOV CX,0AH DIV CX ADD DL,30H MOV BX+SI,DL CMP AX,0 JNE A1 JE A3 A2: DEC SI MOV AL,30H MOV BX+SI,AL CMP SI,0 JNE A2 A3: MOV DX,OFFSET MDR MOV AH,09H INT 21H MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDS END START4BCD转换为二进制码DATA SEGMENT MSR DB 03H,02H,03H,05H,07H,06H,07H,08H,4 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV BX,OFFSET MSR MOV DI,8 MOV CX,4 MOV DH,0AH A1: MOV SI,1 MOV AL,BX+SI MUL DH DEC SI ADD AL,BX+SI MOV BX+DI,AL PUSH CX MOV CH,AL MOV CL,8 A2: ROL CH,1 MOV DL,CH AND DL,01H ADD DL,30H MOV AH,02H INT 21H DEC CL JNZ A2 POP CX MOV DL,42H MOV AH,02H INT 21H MOV AH,2 MOV DL,13 INT 21H MOV AH,2 MOV DL,10 INT 21H ADD BX,2 INC DI DEC CX JNZ A1 MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDS END START六、实验运行结果1.2.3.4.实验四 运算类程序实验 一、实验目的 1. 掌握运算类指令编程及调试方法； 2. 掌握运算类指令对各状态标志位的影响及测试方法。 二、实验所用设备 PC微机一台。 三、实验内容 80x86指令系统提供了实现加、减、乘、除运算的基本指令，可对表4-1所示的数据类型进行算术运算。 表4-1 数据类型算术运算表 1二进制双精度加法运算 本实验要求计算X+Y=Z，将结果Z输出到屏幕，其中X=001565A0H，Y=0021B79EH。 实验利用累加器AX，先求低十六位和，并存入低址存储单元，后求高16位和，再存入高址存储单元。由于低位和可能向高位有进位，因而高位字相加语句需用ADC指令，则低位相加有进位时，CF=1，高位字相加时，同时加上CF中的1。在80386以上微机中可以直接使用32位寄存器和32位加法指令完成本实验的功能。 2十进制数的BCD码减法运算 本实验要求计算X-Y=Z，其中，X、Y、Z为BCD码，其中X=0400H，Y=0102H。3 乘法运算 本实验要求实现十进制数的乘法，被乘数和乘数均以BCD码形式存放于内存中，被乘数为54320H，乘数为3H，运算结束后，将乘积在屏幕上显示。 4用减奇数开平方运算 80x86指令系统中有乘除法指令但没有开平方指令，因此，开平方运算是通过程序来实现的。用减奇数法可求得近似平方根，获得平方根的整数部分。我们知道，N个自然数中的奇数之和等于N2，即：1+3+5=9=321+3+5+7=16=421+3+5+7+9+11+13+15=64=82若要做S的开方运算，那麽就可以从S中逐次减去自然数中的奇数1，3，5，7，一直进行到相减数为0或不够减下一个自然数的奇数为止，然后统计减去自然数的奇数个数，它就是S的近似平方根。 本实验要求利用减奇法计算0040H的开平方值，并将运算结果显示在屏幕上。 四、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； 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，观察调试过程中，数据传输指令执行后，各寄存器及数据区的内容； 5. 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 五、实验代码 二进制双精度加法运算DATA SEGMENT X DW 065A0H,0015H Y DW 0B79EH,0021H Z DW 2 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV CX,2 CLC MOV SI,0 L1: MOV AX,XSI ADC AX,YSI MOV ZSI,AX INC SI INC SI LOOP L1 MOV BX,Z2 CALL LIST_BX MOV BX,Z CALL LIST_BX MOV AH,4CH INT 21H LIST_BX PROC MOV CH,4 MOV CL,4 NEXT: ROL BX,CL MOV DL,BL AND DL,0FH ADD DL,30H CMP DL,39H JLE PRINT ADD DL,7 PRINT: MOV AH,2 INT 21H DEC CH JNZ NEXT RET LIST_BX ENDP CODE ENDS END START5、 实验运行结果 实验五 分支程序设计实验 一、实验目的 掌握分支程序的设计方法。 二、实验所用设备 PC微机一台。 三、实验内容 程序有顺序、循环、分支和子程序四种结构形式，分支结构的示意图如图5-1所示。本实验要求通过求无符号字节序列中的最大值和最小值来反映分支程序的结构形式。 图5-1 分支结构示意图 实验可以使用BH，BL作为暂存现行的最大值和最小值，且在程序的初始，将BH和BL初始化为首字节的内容，然后进入循环操作。在循环操作中，依次从字节序列中逐个取出一个字节的内容与BH，BL进行比较，若取出的字节内容比BH的内容大或比BL中的内容小，则修改之。当循环结束操作时，将BH，BL分别送屏幕显示。参考实验流程如图5-2所示。 四、实验步骤 1. 运行Tddebug软件，选择Edit菜单编写实验程序，提供8字节的数据：0D9H，07H，8BH，0C5H，0EBH，04H，9DH，0F9H； 2. 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接； 3. 使用Rmrun菜单中的Run，运行程序，观察运行结果； 4. 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 五、实验代码 . DATA SEGMENT D1 DB 0D9H,07H,8BH,0C5H,0EBH,04H,9DH,0F9H C1 EQU $-D1 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV CX,C1-1 MOV SI,0 MOV BL,D1SI MOV BH,D1SI L1: INC SI MOV AL,D1SI CMP AL,BL JNB L2 MOV BL,AL L2: CMP AL,BH JNA L3 MOV BH,AL L3: LOOP L1 CALL DISP MOV DL,0AH MOV AH,2 INT 21H MOV DL,0DH MOV AH,2 INT 21H MOV BL,BH CALL DISP MOV AH,4CH INT 21H DISP PROC MOV CH,2 MOV CL,4 NEXT: ROL BL,CL MOV DL,BL AND DL,0FH ADD DL,30H CMP DL,39H JLE PRINT ADD DL,7 PRINT: MOV AH,2 INT 21H DEC CH JNZ NEXT RET DISP ENDP CODE ENDS END START5、 实验运行结果实验六 循环程序设计实验 一、实验目的 掌握循环程序的设计方法。 二、实验所用设备 PC微机一台。 三、实验内容 本实验要求通过求某数据区内负数的个数来表现循环程序的结构形式。要求实验程序在数据区中存放一组数据，为统计负数的个数，逐个判断区内的数据，然后将所有数据中凡是符号位为1的数据的个数累加起来，即得到区内所包含负数的个数。循环程序的结构示意如图6-1所示。图6-1 循环结构示意图 四、实验步骤 1. 运行轻松汇编软件，选择Edit菜单编写实验程序，提供10字节的数据：12H，88H，82H，89H，33H，90H，01H，10H，0BDH，01H； 2. 使用Compile菜单中的Compile和Link对实验程序进行汇编、连接； 3. 使用Run菜单中的Run，运行程序，观察运行结果； 4. 更改数据区中的数据，考察程序的正确性。 五、实验代码DATA SEGMENT D1 DB 12H,88H,82H,89H,33H,90H,01H,10H,0BDH,01H C1 EQU $-D1 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV CX,C1 MOV BL,0 MOV SI,0 L1: MOV AL,D1SI CMP AL,0 JNS L2 INC BL L2: INC SI LOOP L1 MOV CH,2 MOV CL,4 NEXT: ROL BL,CL MOV DL,BL AND DL,0FH ADD DL,30H C