微机原理与接口技术实用教程1.ppt

第四章 汇编语言程序设计,2019/9/6,微机原理,2,本章要点,汇编语言的基本语法规则,汇编语言常用的伪指令和DOS功能调用,顺序、分支、循环和子程序设计基本方法,2019/9/6,微机原理,3,一、汇编语言与机器语言 1、机器语言：是计算机能够识别直接执行的语言，这种形式也叫 目标代码（机器码），全由01组成。（高级语言编的源程序在执行 时也必须全翻译成机器语言） 2、汇编语言：用机器语言指令的助记符来编写程序的语言称汇编语言 （阅读理解方便，为程序员提供了完全控制目标代码的手段）。 3、源程序：用各种语言编写的程序本身。 4、汇编程序与编译程序： 汇编语言源程序-汇编-目标代码 高级语言源程序-编译-目标代码 5、汇编语言包含：指令 让微处理器执行操作的指令 伪指令 告诉汇编程序如何汇编的指令,汇编语言的基本概念,2019/9/6,微机原理,4,4.1 汇编语言的基本语法,汇编语言程序,数据段,代码段,堆栈段,存放常数、变量以及作为 算术运算区和用来作为I/O 接口传送数据的工作区,堆栈段用来在内存中建立 一个堆栈区，以便在中断 和过程调用时使用，堆栈 还起承上启下的作用，用 于模块间参数的传送。,2019/9/6,微机原理,5,4.1.1 语句格式,语句格式： 名称 空格或冒号 操作助记符 空格 操作数 ；注释,标志符的要求： （1）标识符是一个字符串，第一个字符必须是字母、“？”、“”、 或下划线“_”这四种字符中的一个。 （2）从第二个开始，可以是字母、数字、“？”、“”、“_”； （3）一个标识符的长度可以由131个字符组成。,2019/9/6,微机原理,6,4.1.2 语句类型与结构,1.指令性语句的结构 标号：前缀 指令助记符 操作数；注释 （1）方括号表示的成分可以选用或缺省。 （2）标号是后面紧跟“：”的一个标识符，标号代表该行指令在存 储器中的首地址，标号可作为转移指令和调用指令的一个操作数。 （3）前缀如重复前缀、总线封锁前缀等。 （4）操作数可以是一个、两个或没有，由指令类型决定，若有两 个操作数，前面为目的操作数，后面为源操作数，中间用逗号隔开。 （5）注释是以“；”开始的字符串，不影响程序的汇编与执行，仅 用于增加源程序的可读性。,2019/9/6,微机原理,7,2. 指示性语句的结构 名字 伪指令助记符 操作数；注释 说明： （1）名字可以是符号常量名、变量名、过程名、 段名等，名字后面不能有“：”。 （2）伪指令命令助记符共有40多个，按功能不同分成 八类，本章介绍的常用五类共20多个。 （3）操作数可少到一个没有，多到两个以上，操作数 之间须用逗号分隔。,2019/9/6,微机原理,8,3. 宏指令语句的结构 宏名 宏操作助记符 操作数；注释 说明： （1）宏名即宏指令名，是一标识符，宏名后面不能有“：” （2）宏操作助记符共有8个，分别是MACRO、ENDM、 EXITM、LOCAL、REPT、IRPC、IRP、PURGE。 （3） 其余同指示性语句。,2019/9/6,微机原理,9,4.1.3 汇编语言的表达式,1、常数： 数值常数-可为各种数制，必须以数字打头，除十进制外， 必须用后缀注明，如BOH等。 字符串常数-由单引号括起的字符串，用来表示相应的ASCII码， 如179是31H37H39H。 2、表达式： 由操作数和操作符（运算符）构成，表达式的值必 须在汇编或连接时就确定。,2019/9/6,微机原理,10,4.1.4 汇编语言的运算符,算术运算符,逻辑运算符,关系运算符,分析运算符,分离运算符,组合运算符,2019/9/6,微机原理,11,1.算术运算符,2.逻辑运算符,3.关系运算符,+-*/（整除） MOD（求二整数相除的 余数）,ANDORNOT XOR按位进行,EQ（相等）NE（不等） LT（小于）GT（大于） LE（小于等于）GE（大于 等于），关系成立返回全1， 关系不成立返回全0（16位）,2019/9/6,微机原理,12,3.分析 运算符,（1）SEG运算符 取段地址运算符，该运算返回变量或标号 所在段的段地址（字常量）。,（2）OFFSET运算符 取段内偏移地址符，该运算返回变量或标号 所在段的段内偏移地址。,（3）TYPE运算符 取类型属性运算符，该运算返回变量或标号 的类型值。若运算对象是标号，则返回标号 的距离属性值，若运算对象是变量，则返回 变量类型所占字节数。,（4）LENGTH运算符 取数组变量元素个数运算符，如果变量是 用重复数据操作符DUP说明的，则返回DUP 前面的数值（即重复次数）；如果没有DUP 说明，则返回值总是“1”。,2019/9/6,微机原理,13,5.分离 运算符,（1）LOW运算符 取地址表达式或16位绝对值低8位。,（2）HIGH运算符 取地址表达式或16位绝对值高8位。,（3）SHORT运算符 当转移指令的目标地址与该指令之 间的距离在-128+127字节范围内 ，可用SHORT运算符进行说明，以 保证汇编程序能为该指令生成最短的 机器码，从而提高运行效率。,2019/9/6,微机原理,14,6.组合 运算符,（1）“：”运算符 用来临时给变量、标号或地址表达式指定一个 段属性。,（2） PTR运算符 赋予“表达式”指定的“类型”，新的类型只在所处 的指令内有效。格式为：类型 PTR 表达式,（3） THIS运算符 该运算符和“=”（或EQU）伪指令连用，把它后 面指定的类型属性或距离属性赋给当前的变量或 标号。常用的格式为： 变量或标号=THIS 属性,（4）圆括号“（ ）”运算符 用来改变被括运算符的优先级别。,2019/9/6,微机原理,15,4.2 伪指令,4.2.1 符号定义伪指令,1.EQU伪指令 格式：名字 EQU 表达式 功能：是将数值或字符序列与一个指定的名字等价。有以下4种用法。 （1）为常量定义一个符号，以便在程序中使用符号来表示常量。 （2）为变量或标号定义新的类型属性并起一个新的名字。 （3）为由地址表达式指出的任意存储单元定义一个名字。 （4）为汇编语言中的任何符号定义一个新的名字。,2019/9/6,微机原理,16,2.“=”伪指令 “=”伪指令同EQU，但 a，对同一个名称可定义多次 b，表达式的值不得超过16位2进制数。,3. LABEL伪指令 格式：变量或标号名 LABEL 类型 功能：为当前存储单元定义一个指定类型的变量名或标号。,2019/9/6,微机原理,17,4.2.2 变量定义伪指令,常用的变量定义伪指令有DB、DW、DD、DQ、DT 格式： 变量名 DBDWDDDQDT 表达式,2. ASCII字符串,3. 地址表达式,4. ？表达式,5.nDUP 表达式,表达式,1. 数值表达式,2019/9/6,微机原理,18,4.2.3 段定义伪指令,段名 SEGMENT 定位类型组合类型类别 ；语句 段名 ENDS 段名：是所定义段的名称。二个段名必须一致，具有段地址、 偏移地址，以及后面用 括起来的三个可选属性。,2019/9/6,微机原理,19,定位类型： 表示对该段起始边界（段基址、段起始地址）的要求。 BYTE 字节边界，段起始地址可位于任何地方； WORD 字边界，段起始地址能被2整除； PARA 节边界，段起始地址能被16整除，是缺省的定位类型； PAGE 页边界，段起始地址能被256整除； 因为段地址只能被16整除，前二种情况段内偏移地址不一 定从0起。,2019/9/6,微机原理,20,组合类型：表示该段与其他段的组合关系。 NONE： 缺省组合类型，表明本段与其他段逻辑上无关。 PUBLIC：表明本段与其他模块中用PUBLIC说明的同名同类别段 可以相继连成一个段，使用同一个段地址。 STACK： 同 PUBLIC，但此组合类型，将来程序执行时SS与SP 自动被赋予堆栈的栈底。 COMMON：表明连接时该段与其他模块中属于该类别的同名同类 别段可以相互重叠地放在一起，其长度为同名段中最 长者的长度。,2019/9/6,微机原理,21,类别：是用单引号括起来的字符串。连接时，连接程序将不 同模块中相同类别的各段在物理上相应地连接在一起。当程 序只有一个模块时，除堆栈用STACK说明外，其他段的组合 类别与类别均可省略。,MEMORY：连接时被放在所装载程序的最高地址区，当有多个 MEMORY类别段时，只将连接程序遇到的第一个 MEMORY段为MEMORY段，其他的均作COMMON。 AT 表达式：表明该段的段地址由AT后的表达式给定，段内不应 有任何指令语句或含初值的变量定义语句。,2019/9/6,微机原理,22,4.2.4 过程定义伪指令,子程序通常以过程的形式编写。格式如下： 过程名 PROC 类型 RET 过程名 ENDP,2019/9/6,微机原理,23,（1）过程名是为该过程取的名字，具有与语句标号相同的属性， 即具有段地址、偏移地址和类型三类属性。 （2）地址属性是指过程中第一个语句的地址。 （3）类型属性由格式中的类型指明，可以有NEAR和FAR两种。 若类型缺省或为NEAR时，表示该过程只能为所在段的程序调用； 若为FAR时，则可被跨段调用。 （4） RET为过程返回指令，不能省，否则过程将无法返回。 返回指令属于段内返回还是段间返回与过程类型有关。 （5）过程既允许嵌套定义，也允许嵌套调用。,2019/9/6,微机原理,24,4.2.5 模块定义与通信伪指令,1. NAME和END 格式： NAME 模块名 END 标号,2. PUBLIC 格式： PUBLIC 符号表,2019/9/6,微机原理,25,3. EXTRN 格式：EXTRN 符号：类型，,4. INCLUDE 格式：INCLUDE 文件名,2019/9/6,微机原理,26,4.3 宏指令,宏指令是一组汇编语言语句序列的缩写，是程序员事先 自定义的“指令”，此后在宏指令出现的地方，汇编程序 自动把它们替换成相应的语句序列。,宏指令的概念,2019/9/6,微机原理,27,宏指令的使用,（1）宏定义 格式：宏指令名 MACRO 形参，形参 ENDM,（2）宏调用 格式：宏指令名 实参，实参,（3）宏扩展 当汇编程序扫描到源程序中的宏调用时，就把对应宏定义的宏 体指令序列插入到宏调用所在处，用实参替代形参，并在插入 的每条指令前面加上一个“+”号，这一过程就称为宏扩展。,2019/9/6,微机原理,28,用于宏定义的其他伪指令,（3）特殊的宏操作符 % 取表达式操作符 标识字符串或符号中形参操作符 ！ 标识普通字符操作符,（1）LOCAL,（2）PURGE,2019/9/6,微机原理,29,重复块宏指令,格式： REPT 整数表达式 ；重复体 ENDM 功能：重复执行重复体，重复次数必须有确定 值且由整数表达式给出。,2019/9/6,微机原理,30,4.4 DOS功能调用和BIOS中断简介,1. 基本的输入与输出,（1）AH=01H，输入一个字符 程序：MOV AH，01H INT 21H 上述指令执行后，系统等待从键盘输入一个字符，一旦输入， 则将该字符显示在屏幕上，并且将该字符放入AL寄存器。 若输入的是 Ctrl-Break，程序自动返回到DOS控制下。,2019/9/6,微机原理,31,（2）AH=02H，输出一个字符 功能：将DL中的字符输出到屏幕。 程序：MOV DL，A MOV AH，02H INT 21H 调用结果，在屏幕上显示字符A。,（3）AH=05H，输出一个字符到打印机 功能：将DL寄存器的字符输出到打印机。 （4）AH=09H，输出字符串 功能：把DS：DX所指单元内容作为字符串首字符，将该字符 串逐个显示在屏幕上，直到遇到串尾标志为止。 （5）AH=0AH，输入字符串,2019/9/6,微机原理,32,文件管理中的最基本的几个功能调用如下： （1）AH=3CH，创建一个文件 入口参数：DS：DX文件名字符串的起始地址 CX文件属性（0读写，1只读）。 出口参数：若建立文件成功，则CF=0，AX=文件句柄； 否则CF=1，AX=错误码（3、4或5）， 其中：3表示找不到路径名称， 4表示文件句柄已用完， 5表示存取不允许。,2. 文件管理,2019/9/6,微机原理,33,（2）AH=3DH，打开一个文件 （3）AH=3EH，关闭一个文件 （4）AH=3FH，读取一个文件 （5）AH=40H，写文件,2019/9/6,微机原理,34,3.ROM BIOS 中断调用,BIOS中断调用的方法是：首先按照要求将入口参数 置入相应寄存器，然后写明软件中断指令INT n。 例如，键盘I/O的中断调用类型码是16H，以下指令 实现将从键盘输入字符的ASCII码 致送入AL寄存器中： MOV AH，0 INT 16H,2019/9/6,微机原理,35,4.5 汇编语言程序设计方法,4.5.1 设计步骤,建立数学模型,确立数据结构与算法,绘制流程图及编制程序,调制,2019/9/6,微机原理,36,4.5.2 顺序程序设计,例1：内存中自TABLESQ开始的16个存储单元连续存放着 自然数0到15的平方值，任一数 x（0x15）存放在其后 的 XX 单元，查表求出 x 这个数的平方值，并放到 YY 单元中。 DATA SEGMENT TABLESQ DB 0，1，4，9，16，25，36，49 DB 64，81，100，121，144，169，196，225 XX DB ？ YY DB ？ DATA ENDS STACK SEGMENT PARA STACK STACK DB 50 DUP（？） STACK ENDS,2019/9/6,微机原理,37,CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA，SS：STACK BEGIN：MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV BX，OFFSET TABLESQ MOV AH，0 MOV AL，XX ADD BX，AX MOV AL，BX MOV YY，AL MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END BEGIN,2019/9/6,微机原理,38,4.5. 3 分支程序设计,分支结构的程序需要由控制转移类指令来实现。 转移指令：能够改变程序指令指针IP的内容（增加、减少）， 也可能同时改变CS和IP的内容，从而改变程序的走向。,无条 件转 移指 令,条件 转移 指令,2019/9/6,微机原理,39,(1) 直接转移：指令中直接给出转移的目标指令的标号 a、段内短转移： 给出对于当前指令IP值的带符号的8位位移量，执行时 IP+D8 送 IP， D8=目的偏移地址当前IP， 范围： 128 127 例：JMP SHORT OPR ；OPR是目标指令的语句标 ；号或者标号的表达式。 SHORT是伪指令中的属性运算符，指出转移目标在 128 127 范围内。,1.无条件转移指令,2019/9/6,微机原理,40,b、段内近转移： 给出对于当前IP值的带符号的16位位移量，执行时 IP+D16 送 IP，D16=目的偏移地址当前IP，范围： 32768 32767 例： JMP NEAR PTR OPR JMP OPR ；NEAR可以省略,b、段内近转移： 给出对于当前IP值的带符号的16位位移量，执行时 IP+D16 送 IP，D16=目的偏移地址当前IP，范围： 32768 32767 例： JMP NEAR PTR OPR JMP OPR ；NEAR可以省略,2019/9/6,微机原理,41,(2) 间接转移：指令中给出的是存放转移目标指令的地址。 a、段内间接转移：转移目标的地址在存储器或寄存器中； b、段间间接转移：转移目标的地址只能在存储器中。 例：JMP OPR1；OPR1取决于寻址方式： 段内：寻址方式给出的一个字送IP 段间：寻址方式给出的二个字送CS：IP,2019/9/6,微机原理,42,2.条件转移指令,满足一定条件，则发生转移 常用标志寄存器中的状态标志作为判断条件 a、对于带符号数，常用大于、小于、等于 greater、less、equal 对于无符号数，常用高于、低于、等于 above、below、equal b、都是位移量为8位的相对寻址方式 转移范围 128 127,2019/9/6,微机原理,43,2019/9/6,微机原理,44,4.5. 4 循环程序设计,1.循环程序的构成,任何循环程序都可分为循环初始部分、循环体和循环结束 部分。循环初始部分为进入循环做必要的准备工作。循环 体是程序中重复执行的程序段，由两部分组成。 （1）循环工作部分：用于执行程序的实际任务。 （2）循环参数修改及循环控制部分：为进入下一次循环， 修改地址指针、计数器内容等项参数；检测循环是否已执 行了规定的次数，从而确定继续循环还是结束循环。 （3）循环结束部分：进行循环之后的处理。,2019/9/6,微机原理,45,2.循环程序的类型,循环体的结构依照问题的不同，一般可以分为 两种类型：先判断后处理；先处理后判断。,3.控制循环次数的方法,（1）用计数控制循环。对于循环次数已知的程序， 或是在进入循环前可由某变量确定循环次数的程序， 通常用计数器来控制循环。,2019/9/6,微机原理,46,（2）用条件控制循环。适用于某些循环次数未知的 程序，或循环次数可变的程序，可以由问题给出的 条件控制循环结束。,（3）多重循环程序设计。在实际工作中，一个循 环结构常常难以解决实际应用问题，所以人们引入 了多重循环。这些循环是一层套一层的，因此又称 为循环的嵌套。内层循环必须完全包含于外层循环 内，不允许循环结构交叉。转移指令只能从循环结 构内转出或可在同层循环内转移，而不能从一个循 环结构外转入该循环结构内。,2019/9/6,微机原理,47,4.5.5 子程序设计,1、子程序（过程）： 可以被其他程序调用的能完成确定功能的独立程序段 子程序说明文件：子程序应当有自己的说明文件，要说明： a，功能描述； b，用到的寄存器和存储单元； c，入口和出口参数； d，用到的其他子程序。 2、子程序二种形式： a，简单地用标号开头，RET结尾的程序段； b，用过程伪指令定义一段程序为一个过程。,2019/9/6,微机原理,48,3、过程定义伪指令 格式： 过程名 PROC 类型 ；过程体 RET 过程名 ENDP 类型： FAR 可供段间调用 NEAR 只可段内调用，是缺省的类型。,2019/9/6,微机原理,49,4、子程序的使用：调用和返回指令 (1) 调用指令： 段内调用： CALL OPR ；SP-2 SP， IP （SP+1，SP） ； OPR的偏移地址 IP ；OPR是过程名或语句标号 ；段内直接调用 CALL OPR1 ；SP-2 SP， IP （SP+1，SP） ；转移目的的偏移量 IP ；OPR1是由寻址方式给出的转移目的的有效地址 ；段内间接调用,2019/9/6,微机原理,50,(2) 返回指令： 段内返回： RET ；（SP+1，SP）IP ； SP+2 SP 段间返回： RETF ； (SP+1，SP）IP ; SP+2 SP ; (SP+1，SP） CS ; SP+2