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微机原理考试编程
第6章16位微机原理及其程序设计实验
本章主要介绍汇编语言程序设计,通过实验来学习80X86的指令系统、寻址方式以及程序的设计方法,同时掌握联机软件的使用。
6.1系统认识实验
6.1.1实验目的
掌握TD系列微机原理及接口技术教学实验系统的操作,熟悉Wmd86联机集成开发调试软件的操作环境。
6.1.2实验设备
PC机一台,TD-PITE实验装置一套。
6.1.3实验内容
编写实验程序,将00H~0FH共16个数写入内存3000H开始的连续16个存储单元中。
图6.4程序编辑界面
5.点击
,编译文件,若程序编译无误,则可以继续点击
进行链接,链接无误后方可以加载程序。
编译、链接后输出如图6.5所示的输出信息。
图6.5编译输出信息界面
6.连接PC与实验系统的通讯电缆,打开实验系统电源。
7.编译、链接都正确并且上下位机通讯成功后,就可以下载程序,联机调试了。
可以通过端口列表中的“端口测试”来检查通讯是否正常。
点击
下载程序。
为编译、链接、下载组合按钮,通过该按钮可以将编译、链接、下载一次完成。
下载成功后,在输出区的结果窗中会显示“加载成功!
”,表示程序已正确下载。
起始运行语句下会有一条绿色的背景。
如图2.6所示。
图2.6加载成功显示界面
8.将输出区切换到调试窗口,使用D0000:
3000命令查看内存3000H起始地址的数据,如图6.7所示。
存储器在初始状态时,默认数据为CC。
图6.7内存地址单元数据显示
9.点击按钮
运行程序,待程序运行停止后,通过D0000:
3000命令来观察程序运行结果。
如图6.8所示。
图6.8运行程序后数据变化显示
10.也可以通过设置断点,断点显示如图6.9所示,然后运行程序,当遇到断点时程序会停下来,然后观察数据。
可以使用E0000:
3000来改变该地址单元的数据,如图6.10所示,输入11后,按“空格”键,可以接着输入第二个数,如22,结束输入按“回车”键。
图6.9断点设置显示图6.10修改内存单元数据显示界面
实验例程文件名为Wmd861.asm。
6.1.5操作练习
编写程序,将内存3500H单元开始的8个数据复制到3600H单元开始的数据区中。
通过调试验证程序功能,使用E命令修改3500H单元开始的数据,运行程序后使用D命令查看3600H单元开始的数据。
6.2运算类编程实验
6.2.1实验目的
1.掌握使用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其测试方法。
3.学习使用软件监视变量的方法。
6.2.2实验设备
PC机一台,TD-PITE实验装置一套。
6.2.3实验内容及步骤
80X86指令系统提供了实现加、减、乘、除运算的基本指令,可对表6.2所示的数据类型进行算术运算。
表6.2数据类型算术运算表
数制
二进制
BCD码
带符号
无符号
组合
非组合
运算符
+、-、×、÷
+、-
+、-、×、÷
操作数
字节、字、多精度
字节(二位数字)
字节(一位数字)
1.二进制双精度加法运算
计算X+Y=Z,将结果Z存入某存储单元。
实验程序参考如下。
本实验是双精度(2个16位,即32位)加法运算,编程时可利用累加器AX,先求低16位的和,并将运算结果存入低地址存储单元,然后求高16位的和,将结果存入高地址存储单元中。
由于低16运算后可能向高位产生进位,因此高16位运算时使用ADC指令,这样在低16位相加运算有进位时,高位相加会加上CF中的1。
实验程序清单(例程文件名为:
A3-1.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
PUBLICXH,XL,YH,YL,ZH,ZL;设置全局变量
DATASEGMENT
XLDW?
;X低位
XHDW?
;X高位
YLDW?
;Y低位
YHDW?
;Y高位
ZLDW?
;Z低位
ZHDW?
;Z高位
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAX,XL
ADDAX,YL;X低位加Y低位
MOVZL,AX;低位和存到Z的低位
MOVAX,XH
ADCAX,YH;高位带进位加
MOVZH,AX;存高位结果
JMPSTART;在此行设置断点,以观察变量值
CODEENDS
ENDSTART
实验步骤
(1)编写程序,经编译、链接无误后装入系统。
(2)程序装载完成后,点击‘变量区’标签将观察窗切换到变量监视窗口。
(3)点击
,将变量XH,XL,YH,YL,ZH,ZL添加到变量监视窗中,然后修改XH,XL,YH,YL的值,如图6.13所示,修改XH为0015,XL为65A0,YH为0021,YL为B79E。
(4)在JMPSTART语句行设置断点,然后运行程序。
(5)当程序遇到断点后停止运行,查看变量监视窗口,计算结果ZH为0037,ZL为1D3E。
(6)修改XH,XL,YH和YL的值,再次运行程序,观察实验结果,反复测试几组数据,验证程序的功能。
图6.13变量监视窗口
2.十进制的BCD码减法运算
计算X-Y=Z,其中X、Y、Z为BCD码。
实验程序参考例程。
实验程序清单(例程文件名为A3-2.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
PUBLICX,Y,Z;定义全局变量
DATASEGMENT
XDW?
YDW?
ZDW?
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVAH,00H
SAHF
MOVCX,0002H
MOVSI,OFFSETX
MOVDI,OFFSETZ
A1:
MOVAL,[SI]
SBBAL,[SI+02H]
DAS
PUSHF
ANDAL,0FH
POPF
MOV[DI],AL
INCDI
INCSI
LOOPA1
JMPSTART;设置断点,以方便观察变量。
CODEENDS
ENDSTART
实验步骤
(1)输入程序,编译、链接无误后装入系统。
(2)点击
将变量X,Y,Z添加到变量监视窗中,并为X,Y赋值,假定存入40与12的BCD码,即X为0400,Y为0102。
(3)在JMPSTART语句行设置断点,然后运行程序。
(4)程序遇到断点后停止运行,观察变量监视窗,Z应为0208。
(5)重新修改X与Y的值,运行程序,观察结果,反复测试几次,验证程序正确性。
3.乘法运算
实现十进制数的乘法运算,被乘数与乘数均以BCD码的形式存放在内存中,乘数为1位,被乘数为5位,结果为6位。
实验程序参考例程。
实验程序清单(例程文件名为A3-3.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
DATASEGMENT
DATA1DB5DUP(?
);被乘数
DATA2DB?
;乘数
RESULTDB6DUP(?
);计算结果
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
CALLINIT;初始化目标地址单元为0
MOVSI,OFFSETDATA2
MOVBL,[SI]
ANDBL,0FH;得到乘数
CMPBL,09H
JNCERROR
MOVSI,OFFSETDATA1
MOVDI,OFFSETRESULT
MOVCX,0005H
A1:
MOVAL,[SI+04H]
ANDAL,0FH
CMPAL,09H
JNCERROR
DECSI
MULBL
AAM;乘法调整指令
ADDAL,[DI+05H]
AAA
MOV[DI+05H],AL
DECDI
MOV[DI+05H],AH
LOOPA1
A2:
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
;===将RESULT所指内存单元清零===
INIT:
MOVSI,OFFSETRESULT
MOVCX,0003H
MOVAX,0000H
A3:
MOV[SI],AX
INCSI
INCSI
LOOPA3
RET
;===错误处理===
ERROR:
MOVSI,OFFSETRESULT;若输入数据不符合要求则RESULT所指向内存单元全部写入E
MOVCX,0003H
MOVAX,0EEEEH
A4:
MOV[SI],AX
INCSI
INCSI
LOOPA4
JMPA2
CODEENDS
ENDSTART
实验步骤
(1)编写程序,编译、链接无误后装入系统。
(2)查看寄存器窗口获得CS的值,使用U命令可得到数据段段地址DS,然后通过E命令为被乘数及乘数赋值,如被乘数:
0102030405,乘数:
01,方法同实验内容1。
(3)运行程序,待程序运行停止。
(4)通过D命令查看计算结果,应为:
000102030405;当在为被乘数和乘数赋值时,如果一个数的低4位大于9,则查看计算结果将全部显示为E。
(5)反复测试几组数据,验证程序的正确性。
6.3循环程序设计实验
6.3.1实验目的
1.加深对循环结构的理解。
2.掌握循环结构程序设计的方法以及调试方法。
6.3.2实验设备
PC机一台,TD-PITE实验装置一套。
6.3.3实验内容及步骤
1.计算S=1+2×3+3×4+4×5+…+N(N+1),直到N(N+1)项大于200为止。
编写实验程序,计算上式的结果,参考流程图如图6.16所示。
实验程序清单(例程文件名为:
A5-1.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDX,0001H
MOVBL,02H
A1:
MOVAL,BL
INCBL
MULBL
ADDDX,AX;结果存于DX中
CMPAX,00C8H;判断N(N+1)与200的大小
JNAA1
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
CODEENDS
ENDSTART
实验步骤
(1)编写实验程序,编译、链接无误后装入系统。
图6.16程序流程图
(2)运行程序,待程序运行停止。
(3)运算结果存储在寄存器DX中,查看结果是否正确。
(4)可以改变N(N+1)的条件来验证程序功能是否正确,但要注意,结果若大于0FFFFH将产生数据溢出。
2.求某数据区内负数的个数
设数据区的第一单元存放区内单元数据的个数,从第二单元开始存放数据,在区内最后一个单元存放结果。
为统计数据区内负数的个数,需要逐个判断区内的每一个数据,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。
实验程序流程图如图6.17所示。
实验程序清单(例程文件名为:
A5-2.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW64DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE
START:
MOVDI,3000H;数据区首地址
MOVCL,[DI];取数据个数
XORCH,CH
MOVBL,CH
INCDI;指向第一个数据
A1:
MOVAL,[DI]
TESTAL,80H;检查数据首位是否为1
JEA2
INCBL;负数个数加1
A2:
INCDI
LOOPA1
MOV[DI],BL;保存结果
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
CODEENDS
ENDSTART
实验步骤
(1)按实验流程编写实验程序。
(2)编译、链接无误后装入系统。
(3)键入E3000,输入数据如下:
3000=06(数据个数)
3001=12
3002=88
3003=82
3004=90
3005=22
3006=33图6.17程序流程图
(4)先运行程序,待程序运行停止。
(5)查看3007内存单元或寄存器BL中的内容,结果应为03。
(6)可以进行反复测试来验证程序的正确性。
6.4静态存储器扩展实验
6.4.1实验目的
1.了解存储器扩展的方法和存储器的读/写。
2.掌握CPU对16位存储器的访问方法。
6.4.2实验设备
PC机一台,TD-PITE实验装置一套,示波器一台。
6.4.3实验内容
编写实验程序,将0000H~000FH共16个数写入SRAM的从0000H起始的一段空间中,然后通过系统命令查看该存储空间,检测写入数据是否正确。
6.4.4实验原理
存储器是用来存储信息的部件,是计算机的重要组成部分,静态RAM是由MOS管组成的触发器电路,每个触发器可以存放1位信息。
只要不掉电,所储存的信息就不会丢失。
因此,静态RAM工作稳定,不要外加刷新电路,使用方便。
但一般图8.162256引脚图
SRAM的每一个触发器是由6个晶体管组成,SRAM芯片的集成度不会太高,目前较常用的有6116(2K×8位),6264(8K×8位)和62256(32K×8位)。
本实验平台上选用的是62256,两片组成32K×16位的形式,共64K字节。
62256的外部引脚图如图8.1所示。
本系统采用准32位CPU,具有16位外部数据总线,即D0、D1、…、D15,地址总线为BHE#(#表示该信号低电平有效)、BLE#、A1、A2、…、A20。
存储器分为奇体和偶体,分别由字节允许线BHE#和BLE#选通。
存储器中,从偶地址开始存放的字称为规则字,从奇地址开始存放的字称为非规则字。
处理器访问规则字只需要一个时钟周期,BHE#和BLE#同时有效,从而同时选通存储器奇体和偶体。
处理器访问非规则字却需要两个时钟周期,第一个时钟周期BHE#有效,访问奇字节;第二个时钟周期BLE#有效,访问偶字节。
处理器访问字节只需要一个时钟周期,视其存放单元为奇或偶,而BHE#或BLE#有效,从而选通奇体或偶体。
写规则字和非规则字的简单时序图如图8.2所示。
图8.2写规则字(左)和非规则字(右)简单时序图
实验单元电路图
图8.3SRAM单元电路图
图8.4SRAM实验接线图
实验程序清单(MEM1.ASM)
SSTACKSEGMENTSTACK
DW32DUP(?
)
SSTACKENDS
CODESEGMENT
STARTPROCFAR
ASSUMECS:
CODE
MOVAX,8000H;存储器扩展空间段地址
MOVDS,AX
AA0:
MOVSI,0000H;数据首地址
MOVCX,0010H
MOVAX,0000H
AA1:
MOV[SI],AX
INCAX
INCSI
INCSI
LOOPAA1
MOVAX,4C00H
INT21H;程序终止
STARTENDP
CODEENDS
ENDSTART
6.4.5实验步骤
(注:
本章实验选择16位寄存器)
1.实验接线图如图8.4所示,按图接线。
2.编写实验程序,经编译、链接无误后装入系统。
3.先运行程序,待程序运行停止。
8.通过D命令查看写入存储器中的数据:
D8000:
0000回车,即可看到存储器中的数据,应为0000、0001、0002、…、000F共16个字。
5.改变实验程序,按非规则字写存储器,观察实验结果。
6.改变实验程序,按字节方式写存储器,观察实验现象。
7.将实验程序改为死循环程序,分别按规则字与非规则字的方式写存储器,并使用示波器观察WR#信号的波形,分析实验现象,掌握16位外部数据总线的操作方法。
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