微机原理与接口技术实验一二[含实验要求]

1、微机原理与接口技术实验指导书韩宇龙武梦龙编电子信息工程系2011年9月实验要求一.预习认真预习实验内容和相关理论知识,编写实验内容所要求的源程序,按要求写好预习报告,无预习报告或预习不合格者不得进行实验。二.预习报告1.基本内容:程序:程序功能、程序框图及源程序清单;主要调试步骤及程序功能测试方案。硬件:原理线路与实际接线图;主要调试步骤与测试方案。2.实验指导书中提到的其它内容。三.实验1.按规定时间到实验室,遵守实验室相关的规章制度。2.实验过程中,不允许带电操作:接线、更改线路和拆除线路必须先切断电源。3.出现硬件故障立即切断电源并报告老师。4.实验完成后,须经老师检查、签字后方可拆线。

2、5.将实验设备拆线、整理好并关掉计算机再离开实验室。四.实验报告1.使用学校专门的实验报告纸撰写报告,主体内容需要手工书写。要求字迹工整,条理清楚,简明扼要,装订整齐,要有单独的封面页。实验报告封面页需依次注明以下信息:课程名称:微机原理与接口技术实验报告。实验序号及实验名称,如:实验一软件基础。班级、姓名、学号及实验时间和地点。指导教师:。实验成绩:。2.基本内容设计说明:软件:程序名,功能,算法说明,程序框图。硬件:原理线路、接口芯片工作方式及公式等说明,实际接线图。附教师签字的源程序清单。源程序清单需加中文注释。调试说明:实验中遇到的主要问题,解决方法及分析说明。实际软、硬件测试结果说明

3、3.每个实验中要求的其它具体内容。实验一软件基础 课内实验学时:2学时一.实验目的1.学习使用CodeView调试环境。2.学习如何建立和执行汇编语言程序。3.学习指令代码及其分段结构与寻址方式。4.学习数据传送指令。5.学习宏汇编的基本语法。二.实验仪器及设备2.一台微型计算机。三.实验内容1.在CodeView的Command窗口中,用A命令汇编上机调试习题1的指令,直接在显示窗口中观察各条指令的反汇编结果并作记录。2.用A命令汇编上机调试习题2的指令,用T命令跟踪每一条指令,观察每条指令的执行情况并作记录。3.调试上机调试习题3的程序。提示:操作开始前,先用N命令设置调试命令所用参数的缺

4、省数制。4.调试上机调试习题4的程序。四.软件基本用法简介1.设计说明 程序名: DISP。程序功能:在屏幕上分别显示数字3和4对应的阿拉伯符号。算法说明:用两次02号系统功能调用,预先将3和4送入DL。程序框图:如图1所示。源程序:DISP:MOV DL,33HMOV AH,02HINT 21HMOV DL,34HMOV AH,02HINT 21H调试说明:系统功能调用指令INT 21H(包括INT 20H不能用T命令跟踪,可以用G命令加上地址范围的方式执行。2.CodeView调试程序使用介绍(1进入CodeView调试环境 方法一:.点击操作系统桌面的PWB快捷图标进入PWB主界面,在菜

5、单File下选中Dos Shell项进入Dos环境;.在目录MASM611BIN>下键入指令: CV *.EXE(该目录下任何一个EXE文件均可,启动CodeView,在该环境下对所调入的EXE文件进行修改与调试。方法二:.从桌面的开始菜单进入Dos环境,转入MASM611BIN>目录下;.键入指令: CV *.EXE,启动CodeView。图2是CodeView的窗口调试界面的图例: 图2 CodeView的窗口调试界面(2以下各操作命令均在CodeView调试界面的Command窗口中以命令行的方式键入,用来对EXE文件进行修改与调试。设置基数>n16 说明:N为基数设置

6、命令,用来设置调试命令所用参数的缺省数制(但N命令不会改变数据的显示方式。输入新的指令>a 说明:A为汇编命令,将用户输入的符号指令汇编为机器代码,存入指定地址开始的内存单元。194E:0000 mov dl,33194E:0002 mov ah,2194E:0004 int 21194E:0006 mov dl,34194E:0008 mov ah,2194E:000A int 21194E:000C nop194E:000D连续运行前三条指令>g 6 说明:G为运行命令,从当前CS:IP所指的指令(即mov dl,33开始,一直执行到指定地址(即194E:0006。查看前三条指

7、令的执行结果按F4在Dos界面下可以看到程序的执行结果,按Esc键返回调试界面单步执行第4条指令>t 说明:T为跟踪命令,从当前CS:IP所指指令开始单步执行,若遇到CALL或INT 指令(DOS系统调用INT21H和INT20H除外,则会跟踪进入相应过程或中断服务程序的内部。T命令为顺序跟踪,改变顺序时应输入起始地址。观察寄存器中的内容>r 说明:R命令用以显示和修改寄存器的值,还可以显示8个标志位的值。如果只显示某一个寄存器内容,则在R后面加寄存器名,例如:>r dxDX 0034:单步执行第5条指令>t观察寄存器AH中的内容>r ahAH 02:连续运行至前

8、6条指令结束(INT 20返回>g c查看执行结果同样,按F4可以看到程序的执行结果,按Esc键返回调试界面。以下是在显示窗口看到的反汇编信息(指令地址(机器码(助记符194E:0000 B233 MOV DL,33194E:0002 B402 MOV AH,02194E:0004 CD21 INT 21194E:0006 B234 MOV DL,34194E:0008 B402 MOV AH,02194E:000A CD21 INT 21194E:000C 90 NOP194E:000D AX =BX = 0000CX = 0000 DX =SP = 0000BP = 0000SI =

9、 0000DI = 0000DS = 193DES = 193DSS = 194D CS =IP =FL = 3202NV U P EI PLNZ NA PO NC>L 说明:L命令使由CV *.EXE命令调入的程序重新开始执行,之前对代码或数据所做的任何修改均将丢失。重新键入4条指令>a194E:0000 mov dl,33194E:0002 mov ah,2194E:0004 int 21194E:0006 nop194E:0007内存单元的显示与修改>md cs:0 cs:6 说明:MD为内存显示命令,用来显示指定内存单元的值。 194E:0000 .3.!. .>

10、;me cs:1 说明:ME为内存修改命令,用来设置指定内存单元的值。194E:0001 33 3. 36>g 6>md cs:0 cs:6 194E:0000 .6.!. .注:对比修改前后内存单元CS:0001中数值,可以看到已经把33H修改为36H。3.汇编语言程序的建立与运行方法介绍(1.进入PWB开发环境在目录C:MASM611BIN>下键入命令PWB exa4s.asm或者直接双击桌面上的PWB快捷方式图标即可进入PWB集成开发环境,如图3所示: 图3 PWB集成开发环境(2.编辑、保存源文件PWB 中编辑器的基本操作与许多文本编辑器类似,例如建立新文件、保存文件

11、、另存为、光标移动、块操作、插人删除操作、恢复操作、查找替换操作、设置编辑器的功能键和各类颜色等。要编辑一个汇编语言源程序,首先用鼠标或Alt + F 键选择File 下拉菜单,然后选择New 建立一个新文件或者选择Open 打开一个已有的源程序。完成编辑任务后,用File 菜单的Save 或Save AS 命令保存。请注意:保存源文件时 一定要加上扩展名.ASM;指令各部分之间的间隔用制表键(Tab 定位,这样打印的清单整齐规格。data segmentstring1 db 'move the cursor backward.'string2 db 'move the

12、 cursor backward.'mess1 db 'match.',13,10,'$'mess2 db 'no match!',13,10,'$'data endscode segment codeassume cs:code,ds:data,es:datastart: mov ax,datamov ds,axmov es,axlea si,string1lea di,string2cldmov cx,25repz cmpsbjz matchlea dx,mess2jmp short dispmatch: lea dx

13、,mess1disp: mov ah,09hint 21hmov ax,4c00hint 21hcode endsend start(3.汇编和链接源程序编辑完成并保存后,可以开始汇编和链接任务。在集成环境下,程序的汇编和链接可以分别完成也可一次性完成,采用何种方式由Project菜单决定。如果选择Compile File选项,则只完成汇编任务。如果没有汇编源程序,Build选项首先进行汇编,汇编结束并且没有发现任何错误时进行链接;如果源程序有错,显示所有错误位置和原因,不进行链接。Project菜单中的Next Project,Previous Error和Goto Error命令用于定位程

14、序中的错误。如果源程序已经汇编,则Build选项只进行目标文件的链接。这里选择Build 选项,汇编、链接成功后,弹出如下图4所示的对话框。 图4 汇编链接成功后弹出的对话框从对话框可知,程序无任何语法错误,正确生成EXE文件。对话框最下面一行的提示作用如下:View Results:用于查看汇编/链接的结果,如果有错将提示具体的错误信息。Run Program:运行程序。Debug Program:直接进入Code View调试环境。Cancel:为取消对话框。Help:获得在线帮助。有时系统在该对话框中会出现一个关于堆栈的警告性错误,当程序使用的堆栈较小时,可以忽略该错误。(4.运行程序除

15、了通过汇编/链接后弹出的对话框运行程序外,还可通过Run菜单运行程序,方法是选择Run菜单中的Execute命令或Run Dos Command命令。运行示例程序出现如图5所示的窗口。 图5 运行示例程序出现的窗口程序运行结束后按任意键返回到PWB环境。(5.调试程序通过汇编和链接只说明程序中没有语法错误。汇编程序不能发现程序设计中的错误。实际上编写程序很难一次成功,这时就需要通过调试来发现错误,然后重新编辑(修改、汇编、链接、执行。反复进行以上过程,直至成功。在CodeView下调试EXE文件的方法如实验二所示。五.上机调试的习题1.分别以二进制数形式和十六进制数形式写出以下指令的机器码,并

16、在二进制数表示的机器码中标明其各个组成部分及其含义。MOV AX,DX ADD CX,BX+8 SUB BX+SI,SIMOV AL,DL ADD CX,BX SBB DI,AL2.已知从2000H:7358H开始的4个 MOV AX,2000H存储单元的内容顺序为: MOV DS,AX36H 85H 43H 21H MOV DI,7348H写出题中各指令的寻址方式及各指令的 MOV AL,10H DI执行结果。 MOV SS,DI+10HLEA BX,DI+10HLES CX,10H+DI3.已知DS=2000H,欲将2000H:7348H与2000H:735AH的内容互换。写出三个不同的程

17、序段,分别用通用数据传送指令,交换指令及堆栈操作指令完成互换操作。提示:题中的已知条件可用CodeView的MF命令、R命令直接写入相应的内存单元或寄存器。4.写出下面程序段中每一条指令的执行结果,以及各程序段所实现的操作。(1SGWS: MOV AX,8514HMOV BX,3692HMOV CH,AHSUB AL,BLDASXCHG AL,CHSBB AL,BHDASMOV AH,ALMOV AL,CH(2 STMU: MOV CX,7A8FHMOV AX,6BC5HMOV BX,1000HMUL BXPUSH DXPUSH AXMOV AX,CXMUL BXPOP CXMOV 3000H

18、,CXPOP CXADD AX,CXMOV 3002H,AXADC DX,00HMOV 3004H,DX六.预习要求1.熟悉CodeView调试环境和常用的调试命令。2.预习报告: CPU内部寄存器的名称及其作用。各种寻址方式,指令代码的分段结构。数据传送指令。分析上机调试习题4的程序,说明每一段程序的算法及所实现的操作。按实验报告要求,设计调试方案。七.实验报告1.分析上机调试习题1中每一条指令的字段结构与寻址方式。例如:89D0 MOV AX,DX100010 0 1 11 010 000 源寄存器寻址D W MOD R R/M目的目的寄存器寻址 2MOV AX,2000指令操作:立即数送

19、入AX执行结果: AX=20003.上机调试习题3的主要内容。程序采用的主要算法。程序框图及源程序清单。主要调试步骤、程序功能测试方案和测试结果。4.上机调试习题4第一个程序段(1填表 (3如果将SUB AL,BL 换为SBB AL,BL ,程序还应作哪些修改?(4能否直接用16位数相减指令?为什么?5.上机调试习题4第二个程序段(1讨论程序中进行的堆栈操作。(2画图表示本段程序执行后堆栈指针、堆栈区及有关存储区的内容。实验二指令系统 课内实验学时:2学时一.实验目的1.使用CodeView命令进行程序调试。2.学习移位、转移、子程序调用与返回、堆栈操作指令。3.学习状态标志与条件转移指令。4

20、.学习系统功能调用。5.熟悉ASCII码表及振铃、回车、换行符的使用。二.实验仪器及设备2.一台微型计算机。三.实验内容1.运行程序EXEA2.EXE,记录运行时的键操作与对应的屏幕显示。2.从程序开始处运行至第一个09号系统功能调用后,记录显示的字符及DS:0000开始的数据区的内容。3.继续执行至第一个02号系统功能调用后,记录显示的字符。思考:为什么09号系统功能调用不能显示$字符?4.将001B处的指令改为MOV DL,07H,重复2、3步骤,记录程序执行情况。5.继续执行至第一个01号系统功能调用后,键入8,记录AX的内容。6.用T命令逐条跟踪,直至转移到0029处(MOV AH,0

21、1,记录每次比较所产生 7.分别键入X,回车符,$,重复6的步骤,并作记录。8.继续运行程序至005B处,跟踪子程序调用、返回与堆栈操作指令,记录SP、IP及堆栈区的内容。 9.将00A1处子程序中输出的回车符改为换行符,从开始处运行程序,记录执行情况。10.同上,将换行符改为回车符。11.跟踪:0080 ROL DL,CL指令,记录DL和CL的变化情况。1B40:0000 B8321B MOV AX,1B321B40:0003 8ED8 MOV DS,AX1B40:0005 8EC0 MOV ES,AX1B40:0007 B83B1B MOV AX,1B3B1B40:000A 8EDO MO

22、V SS,AX1B40:000C BC4000 MOV SP,00401B40:000F BB0000 MOV BX,00001B40:0012 B409 MOV AH,091B40:0014 BA0000 MOV DX,00001B40:0017 CD21 INT 211B40:0019 B402 MOV AH,021B40:001B B224 MOV DL,241B40:001D CD21 INT 211B40:001F E87F00 CALL 00A11B40:0022 BE3700 MOV SI,00371B40:0025 33C9 XOR CX,CX1B40:0027 33DB XO

23、R BX,BX1B40:0029 B401 MOV AH,011B40:002B CD21 INT 211B40:002D 3C24 CMP AL,241B40:002F 7419 JZ 004A1B40:0031 3C0D CMP AL,0D1B40:0033 7505 JNZ 003A1B40:0035 E86900 CALL 00A11B40:0038 EBEF JMP 00291B40:003A 3C30 CMP AL,301B40:003C 7204 JB 00421B40:003E 3C39 CMP AL,391B40:0040 7603 JBE 00451B40:0042 41

24、INC CX1B40:0043 EBE4 JMP 00291B40:0045 88OO MOV BX+SI,AL1B40:0047 43 INC BX1B40:0048 EBDF JMP 00291B40:004A E85400 CALL 00A11B40:004D C60024 MOV BYTE PTR BX+SI,24 1B40:0050 8BD6 MOV DX,SI1B40:0052 B409 MOV AH,091B40:0054 CD21 INT 211B40:0056 E84800 CALL 00A11B40:0059 8BC1 MOV AX,CX1B40:005B E80B00 C

25、ALL 00691B40:005E B402 MOV AH,021B40:0060 B248 MOV DL,481B40:0062 CD21 INT 211B40:0064 B8004C MOV AX,4C001B40:0067 CD21 INT 211B40:0069 53 PUSH BX1B40:006A 51 PUSH CX1B40:006B 52 PUSH DX1B40:006C 50 PUSH AX1B40:006D 8AC4 MOV AL,AH1B40:006F E80800 CALL 007A1B40:0072 58 POP AX1B40:0073 E80400 CALL 007

26、A1B40:0076 5A POP DX1B40:0077 59 POP CX1B40:0078 5B POP BX1B40:0079 C3 RET1B40:007A 8AD8 MOV BL,AL1B40:007C 8AD3 MOV DL,BL1B40:007E B104 MOV CL,041B40:0080 D2C2 ROL DL,CL1B40:0082 80E20F AND DL,0F1B40:0085 E80900 CALL 00911B40:0088 8AD3 MOV DL,BL1B40:008A 80E20F AND DL,0F1B40:008D E80100 CALL 00911B40:0090 C3 RET1B40:0091 80C230 ADD DL,301B40:0094 80FA3A CMP DL,3A1B40