微型计算机原理与接口技术实验指导1.doc

实验一 DEBUG的启动及其基本命令的使用一、实验学时1学时。二、实验目的 掌握DEBUG 的基本命令及其功能。三、实验设备计算机。四、实验内容DEBUG是专门为汇编语言设计的一种调试工具，它通过步进，设置断点等方式为汇编语言程序员提供了非常有效的调试手段。1、DEBUG程序的启动在DOS提示符下，可键入命令：CDEBUGd:path文件名 参数1参数2其中文件名是被调试文件的名称，它须是执行文件（EXE），两个参数是运行被调试文件时所需要的命令参数，在DEBUG程序调入后，出现提示符“-”，此时，可键入所需的DEBUG命令。在启动DEBUG时，如果输入了文件名，则DEBUG程序把指定文件装入内存。用户可以通过DEBUG的命令对指定文件进行修改、显示和执行。如果没有文件名，则是以当前内存的内容工作，或者用命名命令和装入命令把需要的文件装入内存，然后再用DEBUG的命令进行修改、显示和执行。2、DEBUG的主要命令（1）汇编命令A，格式为：-A地址该命令从指定地址开始允许输入汇编语句，把它们汇编成机器代码相继存放在从指定地址开始的存储器中。（2）反汇编命令U，有两种格式：1）-U地址该命令从指定地址开始，反汇编32个字节，若地址省略，则从上一个U命令的最后一条指令的下一个单元开始显示32个字节。2）-U范围该命令对指定范围的内存单元进行反汇编，例如：-U 04BA：0100 0108或 U 04BA：0100 L9此二命令是等效的。（3）运行命令G，格式为：-G =地址1地址2地址3。其中地址1规定了运行起始地址，后面的若干地址均为断点地址。（4）追踪命令T，有两种格式：1）逐条指令追踪：-T=地址该命令从指定地址起执行一条指令后停下来，显示寄存器内容和状态值。2）多条指令追踪：-T=地址值该命令从指定地址起执行n条命令后停下来，n由值确定。（5）显示内存单元内容的命令D，格式为：-D地址或-D范围（6）修改内存单元内容的命令E，它有两种格式：1）用给定的内容代替指定范围的单元内容：-E地址 内容表 例如：-E 2000：0100 F3 “XYZ” 8D其中F3，“X”“Y”“Z”和8D各占一个字节，用这五个字节代替原内存单元2000：0100到0104的内容，“X”“Y”“Z”将分别按它们的ASCII码值代入。2）逐个单元相继地修改：-E地址例如：-E 100：18E4：0100 89.78此命令是将原100号单元的内容89改为78。78是程序员键入的。（7）检查和修改寄存器内容的命令R，它有三种方式：1）显示CPU内部所有寄存器内容和标志位状态；格式为：-RR命令显示中标志位状态的含义如下表所示：标 志 名置 位复 位溢出Overflow（是/否）OVNV方向Direction（减量/增量）DNUP中断Interrupt（允许/屏蔽）EIDI符号Sign（负/正）NGPL零Zero（是/否）ZRNZ辅助进位Auxiliary Carry（是/否）ACNA奇偶Parity（偶/奇）PEPO进位Carry（是/否）CYNC2）显示和修改某个指定寄存器内容，格式为：-R 寄存器名例如打入：-R AX系统将响应如下：AX FIF4：表示AX当前内容为F1F4，此时若不对其作修改，可按ENTER键，否则，打入修改后内容，如：-R BXBX 0369：059F则BX内容由0369改为059F3）显示和修改标志位状态，命令格式为：-RF系统将给出响应，如OV DN EI NG ZR AC PE CY-这时若不作修改可按ENTER键，否则在“-”号之后键入修改值，键入顺序任意。如OV DN EI NG ZR AC PE CY-PONZDINV（8）命名命令N，格式为：-N 文件名此命令将文件名格式化在CS：5CH的文件控制块内，以便使用L或W命令把文件装入内存进行调试或者存盘。（9）装入命令L，它有两种功能：1）把磁盘上指定扇区的内容装入到内存指定地址起始的单元中，格式为：-L 地址 驱动器 扇区号 扇区数2）装入指定文件，格式为：-L 地址此命令装入已在CS：5CH中格式化的文件控制块所指定的文件。在用L命令前，BX和CX中应包含所读文件的字节数。（10）写命令W，有两种格式：1）把数据写入磁盘的指定扇区：-W 地址 驱动器 扇区号 扇区数2）把数据写入指定文件中：-W 地址此命令把指定内存区域中的数据写入由CS：5CH处的FCB所规定的文件中。在用W命令前，BX和CX中应包含要写入文件的字节数。（11）退出DEBUG命令Q，该命令格式为Q它退出DEBUG程序，返回DOS，但该命令本身并不把在内存中的文件存盘，如需存盘，应在执行Q命令前先执行写命令W。五、实验要求：用汇编语言编写一个计算“3+5”的加法程序六、实验报告：1.实验目的掌握DEBUG 的基本命令及其功能2.程序清单DEBUG是专门为汇编语言设计的一种调试工具，它通过步进，设置断点等方式为汇编语言程序员提供了非常有效的调试手段。1、DEBUG程序的启动在DOS提示符下，可键入命令：CDEBUGd:path文件名 参数1参数2其中文件名是被调试文件的名称，它须是执行文件（EXE），两个参数是运行被调试文件时所需要的命令参数，在DEBUG程序调入后，出现提示符“-”，此时，可键入所需的DEBUG命令。在启动DEBUG时，如果输入了文件名，则DEBUG程序把指定文件装入内存。用户可以通过DEBUG的命令对指定文件进行修改、显示和执行。如果没有文件名，则是以当前内存的内容工作，或者用命名命令和装入命令把需要的文件装入内存，然后再用DEBUG的命令进行修改、显示和执行。2、DEBUG的主要命令（1）汇编命令A，格式为：-A地址该命令从指定地址开始允许输入汇编语句，把它们汇编成机器代码相继存放在从指定地址开始的存储器中。（2）反汇编命令U，有两种格式：1）-U地址该命令从指定地址开始，反汇编32个字节，若地址省略，则从上一个U命令的最后一条指令的下一个单元开始显示32个字节。2）-U范围该命令对指定范围的内存单元进行反汇编，例如：-U 04BA：0100 0108或 U 04BA：0100 L9此二命令是等效的。（3）运行命令G，格式为：-G =地址1地址2地址3。其中地址1规定了运行起始地址，后面的若干地址均为断点地址。（4）追踪命令T，有两种格式：1）逐条指令追踪：-T=地址该命令从指定地址起执行一条指令后停下来，显示寄存器内容和状态值。2）多条指令追踪：-T=地址值该命令从指定地址起执行n条命令后停下来，n由值确定。（5）显示内存单元内容的命令D，格式为：-D地址或-D范围（6）修改内存单元内容的命令E，它有两种格式：1）用给定的内容代替指定范围的单元内容：-E地址 内容表 例如：-E 2000：0100 F3 “XYZ” 8D其中F3，“X”“Y”“Z”和8D各占一个字节，用这五个字节代替原内存单元2000：0100到0104的内容，“X”“Y”“Z”将分别按它们的ASCII码值代入。2）逐个单元相继地修改：-E地址例如：-E 100：18E4：0100 89.78此命令是将原100号单元的内容89改为78。78是程序员键入的。（7）检查和修改寄存器内容的命令R，它有三种方式：1）显示CPU内部所有寄存器内容和标志位状态；格式为：-RR命令显示中标志位状态的含义如下表所示：标 志 名置 位复 位溢出Overflow（是/否）OVNV方向Direction（减量/增量）DNUP中断Interrupt（允许/屏蔽）EIDI符号Sign（负/正）NGPL零Zero（是/否）ZRNZ辅助进位Auxiliary Carry（是/否）ACNA奇偶Parity（偶/奇）PEPO进位Carry（是/否）CYNC2）显示和修改某个指定寄存器内容，格式为：-R 寄存器名例如打入：-R AX系统将响应如下：AX FIF4：表示AX当前内容为F1F4，此时若不对其作修改，可按ENTER键，否则，打入修改后内容，如：-R BXBX 0369：059F则BX内容由0369改为059F3）显示和修改标志位状态，命令格式为：-RF系统将给出响应，如OV DN EI NG ZR AC PE CY-这时若不作修改可按ENTER键，否则在“-”号之后键入修改值，键入顺序任意。如OV DN EI NG ZR AC PE CY-PONZDINV（8）命名命令N，格式为：-N 文件名此命令将文件名格式化在CS：5CH的文件控制块内，以便使用L或W命令把文件装入内存进行调试或者存盘。（9）装入命令L，它有两种功能：1）把磁盘上指定扇区的内容装入到内存指定地址起始的单元中，格式为：-L 地址 驱动器 扇区号 扇区数2）装入指定文件，格式为：-L 地址此命令装入已在CS：5CH中格式化的文件控制块所指定的文件。在用L命令前，BX和CX中应包含所读文件的字节数。（10）写命令W，有两种格式：1）把数据写入磁盘的指定扇区：-W 地址 驱动器 扇区号 扇区数2）把数据写入指定文件中：-W 地址此命令把指定内存区域中的数据写入由CS：5CH处的FCB所规定的文件中。在用W命令前，BX和CX中应包含要写入文件的字节数。（11）退出DEBUG命令Q，该命令格式为Q它退出DEBUG程序，返回DOS，但该命令本身并不把在内存中的文件存盘，如需存盘，应在执行Q命令前先执行写命令W。3.试验中出现的问题及解决方法无法启动程序.debugabc.exe,系统找不到指定文件的问题! 解决办法 编译通过了的,问题已经解决,但还是谢谢你!解决方案如下:VS 2005在生成可执行文件时使用了一种新的技术，该技术生成的可执行文件会伴随生成一个清单文件（manifest file）（.manifest后缀文件）（其本质上是XML文档，你可以用文本编辑器打开看看），并在链接完成后将该清单文件嵌入到exe文件中（默认情况下）。而在FAT32文件系统中，在处理清单文件阶段，当增量链接时不能完成清单文件的更新（默认情况下），于是造成清单文件嵌入失败，从而使该exe文件运行时没有相应的清单文件而运行失败并提示如上错误。 解决方案很多，列举如下： 1. 由于这是在链接动态运行库出现的问题，所以你可以选择代码生成的连接方式为/MTd而非/MDd，不用这些DLL文件从而避免问题的出现。该方法有一个很显然的缺点：适用范围有限，不推荐该方法。 2. 既然跟FAT32系统有关，那么我们可以选择在NTFS文件系统中开发从而避免该问题，此方法同上，也是采用的回避问题的方式，不提倡。 3. 该方法仍与FAT32有关：在项目的“属性配置属性清单工具常规”中的“使用FAT32解决办法”选择“是”（默认为“否”），重新生成项目即可解决问题。该方法是唯一真正针对问题所在而提出的解决方法，使清单工具可以正确更新。（此方法是官方解决方法，也比较方便，推荐） 4. 既然问题是在更新嵌入的清单文件时发生的，由于FAT32的原因而未能更新嵌入的清单文件，于是我们有如下两种解决方法： （1）不启用增量链接。在项目的“属性配置属性链接器常规”中的“启用增量链接”选择“否”。此方法阻断了问题产生的源头，其每次生成exe文件时都直接嵌入清单文件，而不是默认的根据时戳而决定是否更新清单文件。 （2）不嵌入清单文件。在项目的“属性配置属性清单工具输入和输出”中的“嵌入清单”选择“否”，从而在生成exe文件时附随生成一个清单文件（默认情况下，其文件名为exe文件的全名加上“.manifest”），避免了嵌入清单文件可能失败的问题。在程序运行时，会用到该清单文件。显然，这种方式使可执行程序产生了更多的外部依赖，不推荐。 另外，还有一个不能称为方法的土办法：每次Build前手动删除*.ilk文件（增量链接文件）（当然可以在项目属性中写入删除命令，使其自动执行），不推荐该土办法。 最后，总结一下： 1. 此问题只在特定条件下才会出现：在FAT32文件系统中编译、默认设置（增量模式、不启用FAT32解决方案、嵌入清单文件）、非第一次生成可执行文件文件（即在增量连接、更新清单文件时）。 2. 解决方案1和4.1方便实用，推荐使用。4.写出在DEBUG状态下编写、运行程序的过程以及调试所中遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析，对执行结果进行分析。实验二 仿真软件EMU8086的认识实验一、实验学时1学时。二、实验目的 熟悉EMU8086的开发环境，为后续的汇编语言程序设计与调试运行做好准备。三、实验设备计算机。四、实验内容1熟悉EMU8086开发环境的菜单命令以及工具栏按钮的功能。2熟悉汇编程序的编辑、编译、仿真运行及调试的基本过程。五、实验步骤1.进入EMU8086的开发环境，新建一个文件，使用“COM Template”选项。2.在编辑窗口中的 ORG 100h 后键入如下程序： 3.使用Emulate仿真功能编译程序并进入Emulator仿真界面。如果编译过程中报错，请根据提示信息除错，然后重新编译直到通过。4.在仿真界面中使用Single Step单步执行程序，观察程序的运行状况及各寄存器的变化（蓝色高亮显示）。利用ALU和FLAGS按钮可以查看运算过程及各标志位的变化情况。5.程序运行结束后记录AX、BL和CX的值。（重新加载程序请使用RELOAD按钮）。6.更改源程序里AX的初始值为7FF8H，重复步骤35。比较两次结果的不同之处，解释原因。（数值转换查看功能在MATH菜单中）7.对已讲授的各类汇编指令用上面的步骤调试运行，加深对指令功能及要点的掌握。六、实验报告1.实验目的熟悉EMU8086的开发环境，为后续的汇编语言程序设计与调试运行做好准备。三、实验设备计算机2.程序清单.进入EMU8086的开发环境，新建一个文件，使用“COM Template”选项。2.在编辑窗口中的 ORG 100h 后键入如下程序： 3.使用Emulate仿真功能编译程序并进入Emulator仿真界面。如果编译过程中报错，请根据提示信息除错，然后重新编译直到通过。4.在仿真界面中使用Single Step单步执行程序，观察程序的运行状况及各寄存器的变化（蓝色高亮显示）。利用ALU和FLAGS按钮可以查看运算过程及各标志位的变化情况。5.程序运行结束后记录AX、BL和CX的值。（重新加载程序请使用RELOAD按钮）。6.更改源程序里AX的初始值为7FF8H，重复步骤35。比较两次结果的不同之处，解释原因。（数值转换查看功能在MATH菜单中）7.对已讲授的各类汇编指令用上面的步骤调试运行，加深对指令功能及要点的掌握。3.试验中出现的问题及解决方法（1） 熟悉汇编语言开发环境。（2） 掌握Emu8086软件使用方法。（3） 了解汇编语言的程序结构、调试一个简单的程序。（4） 理解寻址方式的意义。4.无符号数和有符号数在汇编程序里如何区分？无符号除法是 div 有符号除法是 idiv实验三 8259A中断控制器实验一、实验学时：2学时。二、实验目的：1. 了解8259A中断控制器的工作原理。2. 了解PC机中断的原理和过程。3. 学会中断处理程序的编写。三、实验设备：EAT598三合一实验箱，或其他微机原理与接口技术类试验箱（台）；计算机；各种连接线。四、实验内容1实验电路2. 实验连线+PLUSE接8259的INT_0；8259上的INT接EAT598_88CPU板上的INTR； 8259上的INTA59接EAT598_88CPU板上的88/INTA ；CS8259接200H。3. 实验方法（1）运行LCA88软件后，先加载主程序。打开示例程序8259A_88.ASM，在“设置”-“仿真机”中设置加载地址为8100：0，“编译”-“编译连接”。再打开中断服务程序IRQ0_88.ASM，加载地址设为8200：0，编译连接。（2）“窗口”-“对话窗口”，键入“SW 0：0020”，“0000，8200”，“G8100：0”，“Y”。此时数码管显示“IRQ”，说明中断设置准备完毕，可以开始进入中断（3）按下21模块的白色按键，进入中断，数码管显示“IRQ0”，中断服务程序执行完毕后，数码管显示“E_IRQ”。4.实验程序框图五、实验报告1.实验目的1. 了解8259A中断控制器的工作原理。2. 了解PC机中断的原理和过程。3. 学会中断处理程序的编写。2.程序清单1实验电路3.试验中出现的问题及解决方法1.8259A芯片是一个中断管理芯片，中断的来源除了来自于硬件自身的NMI中断和来自于软件的INT n指令造成的软件中断之外，还有来自于外部硬件设备的中断，这些中断是可屏蔽的。这些中断也都通过PIC(Programmable Interrupt Controller)进行控制 2.一个8259A芯片的可以接最多8个中断源，但由于可以将2个或多个8259A芯片级连（cascade），并且最多可以级连到9个，所以最多可以接64个中断源。如今绝大多数的PC都拥有两个8259A，这样 最多可以接收15个中断源。 通过8259A可以对单个中断源进行屏蔽。4.画出实验模块电路并标出实验连线。PLUSE接8259的INT_0；8259上的INT接EAT598_88CPU板上的INTR； 8259上的INTA59接EAT598_88CPU板上的88/INTA ；CS8259接200H。5.试叙述基于8086/8088的微机系统处理硬件中断的过程。8086响应中断后,接收由中断源提供的类型码并将其乘8,与IDTR寄存器中基地址相加,指出中断描述符的位置,读出中断描述符,依其中的段选择符及条件决定从两个描述符表LDT或GDT中的一个得到段描述符,形成中断服务程序入口所在存储器单元的线性地址.6.8259A中断控制器的功能是什么？ 1 一片8259A可以接受8级可屏蔽中断请求，通过9片8259A级联可扩展至64级可屏蔽中断优先级控制；2 对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许3 在中断响应周期，8259A可为CPU提供响应的中断类型吗；4 具有多种工作方式，并可通过编程加以选择。8259A的工作方式：一、中断嵌套方式1